材質(zhì)Q235熱鍍鋅鋼材防護等級IP65功率50W-250W名稱6米80WLED路燈燈桿壁厚3mm-8mm法蘭盤400*400mm
定義
道路照明是城市照明的重要組成部分,傳統(tǒng)的路燈常采用,高壓鈉燈360度發(fā)光,光損失大的缺點造成了能源的浪費。當前,全球的環(huán)境在日益惡化,各國發(fā)展清潔能源。而隨著國民經(jīng)濟的高速增長,我國能源供需矛盾日漸,電力供應開始存在著嚴重短缺的局面,節(jié)能是所急需解決的問題。因此,開發(fā)新型、節(jié)能、壽命長、顯色指數(shù)高、環(huán)保的LED路燈對城市照明節(jié)能具有十分重要的意義。
道路照明與人們生產(chǎn)生活密切相關(guān),隨著我國城市化進程的加快,LED路燈以定向發(fā)光、功率消耗低、驅(qū)動特性好、響應速度快、抗震能力高、使用壽命長、綠色環(huán)保等優(yōu)勢逐漸走入人們的視野、成為世界上有替代傳統(tǒng)光源優(yōu)勢的新一代節(jié)能光源,因此,LED路燈將成為道路照明節(jié)能改造的選擇。

LED路燈的電源系統(tǒng)也與傳統(tǒng)光源不同,LED所特需的恒流驅(qū)動電源,是其正常工作的基石,簡單開關(guān)電源的方案常會帶來LED器件的損傷。如何使緊密壓縮在一起的一組LED安全、也是考察LED路燈的一個指標。LED對驅(qū)動電路的要求是能恒流輸出的特性,因為LED正向工作時結(jié)電壓相對變化區(qū)域很小,所以了LED驅(qū)動電流的恒定也就基本了LED輸出功率的恒定。對于我國電源電壓供應不穩(wěn)定的現(xiàn)狀,道路燈具LED的驅(qū)動電路具有恒流輸出特性是十分必要,可光輸出恒定并且防止LED的超功率運行。

成本對比
假設(shè)某城市有三段道路長度分別為3公里、5公里、10公里,鋪設(shè)路燈以每隔30米一盞,每邊一盞計算,這三段路所需的路燈總數(shù)分別為202盞、334盞、668盞,傳統(tǒng)路燈以功率為250W 的高壓鈉燈為準,LED路燈以功率為50W為準進行對比。
傳統(tǒng)路燈單價為1000元/盞,LED路燈單價為3000/盞,那鋪設(shè)傳統(tǒng)路燈三種長度的道路所需光源成本分別為:202*1000=20.2萬元,334*1000=33.4萬元,668*1000=66.8萬元,鋪設(shè)LED路燈三種長度的道路所需的光源成本分別為:202*3000=60.6萬元,334*3000=100.2萬元,668*3000=200.4萬元。
我們來分析三段長度的道路兩種光源鋪設(shè)電纜的成本,3公里道路傳統(tǒng)路燈主干線電纜負載流量I=P/U=202*250/220=230A,它需橫截面積為60mm2的銅芯電纜,其單價為120元/米,則其電纜成本為120*3000=36萬元,LED路燈干線電纜負載流量l=P/U=202*50/220=44A,它需橫截面積為1Omm2的銅芯電纜,它需橫截面12mm2的銅芯電纜,單價為12元/米,電纜成本為12*300=3.6萬元,5公里道路傳統(tǒng)路燈主干線電纜負載流量I=P/U=333*250/220=377A,它需橫截面為90mm2的銅芯電纜,單價為180元/ 米,電纜成本為980*5000=90萬元,LED路燈主干線電纜負載流量I=P/U=333*50/220=73A,它需橫截面為20mm2的銅芯電纜,單價為25元/條成本為25*5000=12.5萬元,10公里道路傳統(tǒng)路燈主干線電纜流量I=P/U=666*250/220=680A,它需橫截面為400m2的銅芯電纜,單價為360元/米,電纜成本為360*10000=360萬元,LED路燈主干線電纜負載流量I=P/U= 666*50220=146A, 它需橫截面為42mm2銅芯電纜,單價為60元/米,成本為60萬元。

技術(shù)原理
傳統(tǒng)LED路燈設(shè)計主要設(shè)計在LED的流明數(shù)上,而對的散熱則的關(guān)注較少。實際上,LED的流明數(shù)正在迅速的增加。2009年量產(chǎn)LED的單瓦流明數(shù)已經(jīng)達到100流明,而且這一數(shù)值還在快速地增長。與之對應的傳熱學理論體系已經(jīng)成熟,我們可以使用的傳熱手段也基本明確:傳導、對流、和相變傳熱。因此,在傳熱或者說散熱問題上,我們可以采取的措施是可見的、有限的。
LED路燈散熱技術(shù),一般使用多為導熱板方式,是一片5mm厚的銅板,實際上算是均溫板,把熱源均溫掉;也有加裝散熱片來散熱,但是重量太大。重量在路燈系統(tǒng)上十分重要,因為路燈高有9米,若太重危險性就增加,尤其遇到臺風、地震都可能產(chǎn)生意外.國內(nèi)有廠家采用全球創(chuàng)的針狀散熱技術(shù),針狀散熱器的散熱效率要比傳統(tǒng)片狀散熱器有很大幅度提高,能使LED結(jié)溫比普通散熱器低15℃以上,并且防水性能比普通鋁型材散熱器要好,同時在重量和體積上也有所改進。另外,針對大功率LED燈具開發(fā)的石墨散熱片也具有良好的導熱和散熱性能。
散熱方式主要有:自然對流散熱、加裝風扇強制散熱、熱管和回路熱管散熱等。加裝風扇強制散熱方式系統(tǒng)復雜、可靠性低,熱管和回路熱管散熱方式成本高。而路燈具有戶外夜間使用、散熱面位于側(cè)上面以及體型受限制較小等有利于空氣自然對流散熱的優(yōu)點,所以LED路燈建議盡可能選擇自然對流散熱方式。
LED路燈散熱設(shè)計中存在的問題有:散熱翅片面積隨意設(shè)定,散熱翅片布置方式不合理,燈具散熱翅片的布置沒有考慮到燈具的使用方式,影響到翅片效果的發(fā)揮,強調(diào)熱傳導環(huán)節(jié)、忽視對流散熱環(huán)節(jié),盡管眾多的廠家考慮了各種各樣的措施:熱管、回路熱管、加導熱硅脂等等,卻沒有認識到熱量終還是要依靠燈具的外表面積散走,.忽視傳熱的均衡性,如果翅片的溫度分布嚴重不均勻,將會導致其中一部分的翅片沒有發(fā)揮作用或作用很有限。
散熱式大功率LED路燈燈具。其目的是解決大功率LED燈具散熱問題,提出一種空氣對流散熱式大功率LED路燈燈具,它包括有燈頭組件、燈具散熱體組件和燈尾組件,燈具散熱體組件為弧弦柱形殼體,兩端開口,其弧柱面兩側(cè)面為立面,立面也開有陣列通孔,在弧弦柱形殼體內(nèi)腔設(shè)有4~10條軸向排列的并與弧柱面柱面固接立筋導熱板,立筋導熱板和弧弦柱形殼體兩側(cè)的兩個立面也都開有陣列通孔,立筋導熱板和弧弦柱形殼體兩側(cè)的兩個立面在燈具散熱體組件內(nèi)形成5~11條熱空氣流動的散熱通道。本實用新型優(yōu)點是散熱體內(nèi)腔有多條熱空氣流動的散熱通道,立筋導熱板也都充當散熱面,熱交換面增加,熱排放。

解決方法
要解決這些既存問題,建議路燈廠商從基本材料上著手,從根本由內(nèi)而外的解決高功率LED熱源問題。舉例來說在發(fā)光組件與鋁基板的黏合時,導熱膠就扮演關(guān)鍵角色,有些廠商以為導熱膠膜或?qū)崮z墊的導熱系數(shù)要好,膜厚要越厚越好,卻沒想熱阻問題。導熱系數(shù)再好,碰到膜厚的熱阻也沒用。更何況導熱膠膜或軟質(zhì)導熱墊片,并不能真正的與基板密合,貼合面其實存在著許多孔隙。這些孔隙在電子顯微鏡下觀看,就像是空洞的氣穴,也就是另一種形式的熱阻質(zhì)。在這么多干擾熱傳導的熱阻存在之下,散熱導熱的效率無形中就被降低了。
熱阻要低要用對導熱膠,推薦網(wǎng)印施工的軟陶瓷導熱膠。網(wǎng)印施工的軟陶瓷導熱膠不同于傳統(tǒng)的貼合式導熱膠膜,軟陶瓷導熱膠是軟質(zhì)半液態(tài),在網(wǎng)印機刮刀涂布于鋁基板時,導熱粒子會滲入基板表面的孔隙并予填補到滿。這樣就會形成一個完全平整沒有孔隙的平面,與LED磊晶載板黏合時會完全的密合。這樣一來就把熱阻減少到程度,熱度就能迅速的被傳導出去,自然就降低了LED晶粒的環(huán)境溫度,也延長磊晶的壽命以及大幅延緩光衰的發(fā)生。此外由于網(wǎng)印施工的軟陶瓷導熱漆具有延展性,在高溫烘烤或回焊時,會隨著鋁基板的熱脹冷縮一起變化,應力非常小,不會造成鋁基板彎翹,更不會爆板。
在LED燈具的外部保護推薦采用LED燈具軟陶瓷散熱漆。這種噴涂式軟陶瓷散熱漆可直接噴涂于LED燈具外部,施工操作簡便,可適應各種形狀的散熱結(jié)構(gòu),也可調(diào)整成不同色彩,因應景觀設(shè)計的需求。噴涂式散熱漆內(nèi)的軟陶瓷粒子,是經(jīng)過奈米化處理,粒子細微不僅易于噴操作,也讓同一涂布面積上的導熱粒子又多又密集,讓溫度揮發(fā)透散的面積也變大,讓LED燈具的熱能迅速的傳導出去。軟陶瓷散熱漆屬于熱固型材料,符合RoHS環(huán)保安全規(guī)范,施工程序簡便也無需任何機具,經(jīng)過烘烤后熱固,可長時間承受LED的高溫不會有質(zhì)變問題。在戶外使用的LED路燈、LED景觀燈、或是LED廣告廣告牌、也都會面臨風吹雨打、酸雨鳥糞、空氣粉塵、黑煙排放hELlip;等等的酸堿侵害。所以這種噴涂式軟陶瓷散熱漆一定要具備抗酸堿的特性,的抗酸堿值幅度在PH3~11,可以有效保護LED戶外燈具外觀不被侵蝕。
LED燈具的成本結(jié)構(gòu)隨著封裝技術(shù)、載板設(shè)計、散熱模塊結(jié)構(gòu)的精進發(fā)展,質(zhì)量不斷的提升,成本也隨著技術(shù)發(fā)展及市場需求而下降。但是投入在材料改進的廠商還不多,這主要是跟臺灣工商發(fā)展的歷程與習性相關(guān)。臺灣廠商長于制程與設(shè)計,在材料基礎(chǔ)研發(fā)上著墨較少。所以在解決技術(shù)問題或降低成本等議題上,比較偏向采購思維或是生管思維。但是美日廠商在時間點,會從應用材料上去思考,從創(chuàng)新的角度去降低成本,提升質(zhì)量及增加獲利。

特點
LED路燈與常規(guī)路燈不同的是,LED光源采用低壓直流供電、由GaN基功率型藍光LED與合成的白光,具有、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、響應速度快、顯色指數(shù)高等特優(yōu)點,可廣泛應用于道路。外罩可用制作,耐高溫達135度,耐低溫達-45度。