解析LED路灯检测方法与标准

解析LED路灯检测方法与标准（精选6篇）

篇1：解析LED路灯检测方法与标准

LED路灯应用已经逐步铺开，但实地测试结果却令人担忧。通过对测试结果进行分析，发现LED路灯检测方法和标准存在诸多弊端，如果检测环节不合理，将极大地牵绊LED照明产业的发展。

本部分设定了隐藏,您已回复过了,以下是隐藏的内容 在低碳节能的口号下，LED照明已经轰轰烈烈地展开，而受*****“十城万盏”政策的强力引导，LED路灯产业的发展尤为迅猛。iSuppli的数据表明，国内LED照明厂商中，有50%以上的厂商专注于LED路灯照明。“‘十城万盏’项目至今虽然装了100万盏路灯不到，但是却有上千家厂商在做这个项目。”清华大学深圳研究生院半导体照明实验室副主任钱可元指出。可见*****政策给予了厂商极大的信心。不过发展到现在，LED路灯的检测结果始终不理想。在分析光效、光衰、配光、色温等技术问题时，检测方法中存在的漏洞也逐渐暴露出来。如果检测的手段不科学，LED照明这个朝阳产业将可能受到极大的牵绊。

LED路灯问题表象分析

“在发展LED照明技术的队伍里面，中国很特殊，因为中国是把LED路灯产品作为该产业的切入点。事实上，LED路灯是LED照明中最难设计的产品，所以会遇到很多问题，阻碍LED照明的进一步发展。”钱可元表示。目前LED路灯的检测数据表明该产品的可靠性、光源寿命、光衰等均不达标。2009年深圳对27款LED路灯进行了全面检查，其检测结果显示，LED路灯的平均光效和能耗仅相当于150W钠光灯的水平，这一结果无疑给LED路灯产业带来了很大的负面影响。不过，钱可元认为通过对这次检测结果的分析，也暴露出了很多检测方法及标准本身的毛病，这些毛病值得深思。“如果检测的标准和方法本身就不合理的话，将会对这个产业产生错误的引导。”他指出。

“2009年对深圳的几十家LED路灯生产厂商的产品做实测，意义本是重大的。深圳目前是一个LED应用边缘化的城市，研发和生产LED产品的速度很快，封装也很有特色，产业积聚性也很强，但是应用规模却远小于其他城市。

这次LED路灯全面检测本来有望推动LED路灯在深圳的发展，然而实测结果一出来，让人感觉全军覆没了。”钱可元坦言。不过通过对产品进行技术性的分析，专家们认为结果并不像预期那么糟糕，而测试方法和标准却暴露出很多弊病。

2009年对深圳LED路灯进行检测的时间跨度为113天，由春天开始，夏天结束。被测的LED路灯在道路上实际运行1,200个小时。测试结果显示户外测试的平均光衰为14.1%，室内的则为5.3%。“如果LED路灯产品的密封性做得很好的话，室内和室外的光衰应该是差不多的，除非是产品坏了。唯一不同的是室内恒温，室外温度在变化。”钱可元指出了测试中的这个关键点。

通过对测试结果分析，钱可元总结出了六点影响测试结果的关键因素，其中很多因素都和温度有关。

这些因素包括：

1.温度对LED芯片光通量的影响。该影响较大，约为0.02~0.03%/℃。

2.温度对驱动电路输出电流的影响。该影响不太大，约为0.01%/℃。

3.此次检测由春天开始，到夏天结束，温度跨度约为20℃。温度跨度大很不利于最终结果的读取，尤其是第一次测试光衰是在凉爽的春天，最后一次测试光衰是在炎热的夏天。

4.测试设备的精准度。测试用光电探头的精度包括了光谱匹配误差、温度系数等参数。此次测试光谱匹配度还不错，但是探头的温度系数影响不容忽略。目前标准级的探头温度系数不小于0.2%，因此在时间跨度为2,000小时的测试期间、环境温度变化为20℃的条件下，探头就会产生4%的光通量测试误差。

5.杂散光的影响。杂散光包括道路上车辆的光照、相邻路灯的光辐射、路边其他光源的干扰、路灯光源在其他物体上反射光的干扰，测试时应该屏蔽掉杂散光的影响。深圳这一次LED路灯测试对杂散光的处理很注意。

6.环境污染的影响。表面的污染会对测试结果造成很大的影响，误差量级可达到7~8%，尤其是有一些出光面兼做二次光学透镜表面的产品，具有凹凸结构，容易藏污纳垢且不便于清理，这会严重影响光通量并进一步影响光型分布。

综合以上因素，所有的误差总和基本大于10%，因此他认为LED路灯测试方法和标准本身还有许多需要完善的地方。

“要准确地测试到路灯的光衰与寿命，首先要排除各种影响。

具体做法包括：

1.测量精度应至少优于1%，需选用更高标准的测试仪器；

2.温度的影响必须进行控制或给予补偿，测试时间跨度内环境温度的变化最好小于5℃；

3.光的采集须避开各类杂散光的干扰；

4.必须考虑灯具表面污染对测试的严重影响。如果路灯是夏天装上去，冬天来测光衰，效果会好一些。

总之，测试时应该通过以上考量正确测得光衰，不要把好东西错误地枪毙掉。”钱可元进一步指出。

亟需制定合理的LED路灯评测标准

对于钱可元指出的测试环节存在的问题，产业已经达成了共识。国家发改委、科技部等六个部门联合制定的《半导体照明节能产业发展意见》中指出，目前半导体照明发展存在检测设备、检测方法和标准制定工作不能适应产业快速发展要求的弊端，半导体照明产品的标准与检测体系建设亟待完善。由于权威检测平台尚未建立，无法对现有半导体照明产品进行质量评价或认证。

在制定LED路灯的标准与检测体系前，需要全面了解影响路灯寿命的因素。钱可元认为这些因素主要包括：路灯各个模块本身的寿命、结构件在全天候气候下能不能达到路灯的要求，以及驱动模块的性能等。其他影响路灯寿命的因素还包括：芯片本身的寿命、封装带来的影响、驱动元件质量、电路结构等。

此外，还需要考虑影响路灯可靠性评测的四个因素，包括测试标准、测试设备、测试环境和测试方法。就测试标准而言，目前*****、企业都在争相地制定一些标准。比如广东省、江西省、山东省、江苏省、四川省及深圳市等都有各自的标准出台。

“广东省LED路灯标准就规定了一些详细的检测方法，但也引来了很多争议，比如究竟是检查2,000小时还是5,000小时？由于LED路灯是新的事物，很多内容都在摸索阶段，所以争议在所难免。”钱可元举例说，“但是制定标准不是企业的目标，而应该是*****或者相关机构的职责，企业应该多研究技术问题。”

在制定标准的过程中，钱可元强调，由于标准最重要的一点是大家都能共同遵守，因此在制定时还需要考虑三个问题：

第一、地方标准有多少公信力、是否能大范围使用、适用多长时间。

第二、出台标准的时效性。因为LED是一个正在发展的技术，光通量等参数的规定要根据技术的发展来判断。“以前规定LED照明设备要达到65lm/W，这个参数放到现在显然不合适。”

第三、要从长远规划着手来制定标准。

LED路灯未来发展方向的思考

除了标准和设备等的欠缺外，《半导体照明节能产业发展意见》还指出，由于一些地方*****不顾经济效益对道路照明进行盲目改造，过度投入景观照明，导致产业无序竞争，产品质量良莠不齐，资源浪费严重，影响消费者信心，不利于产业健康发展。

在这一点上，深圳市灯光环境管理中心规划设计室主任吴春海也指出，通过对北方一些试点城市的调研，发现部分次干道、支路现存钠灯非常残旧，适合LED路灯改造，但该改的不该，主干道反而全换了LED路灯，而且情况很普遍。他表示，在现有的技术下，LED路灯在双向6车道或以下的道路上应用已经较为成熟。而且在较窄道路上应用时，通过合理的设计，节电率可达50%以上。“但是目前产品存在的最主要问题还是质量。LED路灯技术已经越来越成熟、应用也越来越广，但阻力却越来越大。半导体照明因节能效果明显而推广、因照明质量不佳而停止。只有在一定的照明产品质量保证下，谈节能才有意义。” 吴春海强调。

对于LED路灯未来的发展，上海市路灯管理中心主任谢俊彦从LED路灯维护性的角度出发，指出目前LED道路灯具存在没有系列化、没有细化标准、厂与厂之间的产品不能替代，甚至同一厂家的产品也无法互换的弊端。这些弊端造成运行维护工作不便，现场无法检修。除此之外，由于LED路灯产品更新换代过快，还导致了产品没有连续性。

“如果要在路灯工程上大规模应用，势必造成维护困难和器材的浪费。”因此，他强调厂商的道路灯具配件应该通用或者相对统一，并留有升级的余地。同时灯具行业管理部门应积极收集LED路灯实际应用情况反馈，比较各种解决方案，分阶段做出相应改进或更新要求，待技术成熟时即形成统一标准。“对一些缺乏互换性、现场维修难度大的LED道路灯具，要注意限制目前的使用范围。” 谢俊彦表示。

篇2：解析LED路灯检测方法与标准

发布:2011-08-20 | 作者: | 来源: zhouhuajun | 查看:737次 | 用户关注：

1、本标准规定了道路、街路、隧道照明和其他室外公共场所照明用LED路灯的技术要求、试验方法、检验规则、标志方式、包装、运输和储存条件。本标准适用于LED路灯。LED路灯是指以LED作为发光器件的道路照明灯具，与高压钠灯、金卤灯为光源的传统路灯相比，具有节能、环保、长寿命等优点。我国LED路灯市场逐年火热，但是相关的政策规范却有待进一步提高点击此处查看全部新闻图片

2、规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引

1、本标准规定了道路、街路、隧道照明和其他室外公共场所照明用LED路灯的技术要求、试验方法、检验规则、标志方式、包装、运输和储存条件。

本标准适用于LED路灯。

LED路灯是指以LED作为发光器件的道路照明灯具，与高压钠灯、金卤灯为光源的传统路灯相比，具有节能、环保、长寿命等优点。

我国LED路灯市场逐年火热，但是相关的政策规范却有待进一步提高

点击此处查看全部新闻图片

2、规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随 后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB7000.1-2001灯具一般安全要求与试验

GB7000.5-2005道路与街路照明灯具的安全要求

CJJ45-2006城市道路照明设计标准

EN13201-2:2003路灯-第2部分：性能要求

EN13021-3:2003路灯-第3部分：性能的计算

EN13201-4:2003路灯-第3部分：测量照明性能的方法

IEC61347-2-13:2006灯的控制装置第2-13部分：LED模组用交流或直流供电 的电子控制装置的特殊要求。IEC62031普通照明用LED模组的安全要求

IEC62384:2006LED模组用交流或直流供电的电子控制装置的性能要求

GB7247.1-2001激光产品的安全第1部分：设备分类、要求和用户指南

GB/T2423.1-2001电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A:低温

GB/T2423.2-2001电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B:高温

GB/T2423.3-1993电工电子产品基本环境试验规程试验Ca:恒定湿热试验方法

GB/T2423.8-1995电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Ed:自由跌落

GB/T2423.10-1995电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）

GB/T2829-2002周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验）

GB4208-1993外壳防护等级（IP代码）

GB5080.7-86设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试验 方案

GB17743-1999电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法

GB17625.1-2003电磁兼容限值谐波电流发射限值（设备每相输入电流≤16A）

3、术语和定义

本标准采用下列术语和定义：

3.1LED

在注入电流时能发光的包含P-N结的固态器件

3.2LED模组

由一个或多个包含诸如光学的、电气的、机械的和（或）电子的更多元器件的LED组合起来的能提供光源的设备 3.3LED路灯

使用LED模组发光提供光源并配有控制电路及装配附件的用于道路和街路照明用的灯具

3.4路面平均照度

按照CIE有关规定在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点照度的平均值

3.5路面照度分布

由实际测得的一系列等照度线所构成的路面实际照度的分布图

4、产品型号、系列及结构尺寸

4.1产品型号

4.2产品系列

4.2.1根据产品安装特性分为：仰角固定式和仰角可调式。

4.2.2根据产品整体结构分为：整体式和电源分离式。

5、技术要求

5.1外观结构

5.1.1外观要求：涂漆色泽均匀，无气孔、无裂缝、无杂质；涂层必须紧紧的粘附在基础材料上；LED路灯系统各部件机壳表面应光洁、平整，不应有划伤、裂缝、变形等缺陷。

5.1.2尺寸要求：外形尺寸应符合图纸要求。

5.1.3材料要求：系统各部件的使用材料及其结构设计应符合图纸要求

5.1.4装配要求：灯具表面各紧固螺钉应拧紧，边缘应无毛刺和锐边，各连接应牢固无松动，必要时灯具各紧固、连接和密封要求应符合GB7000.1-2002第4.12节。

5.2环境条件

5.2.1产品在温度-25℃~40℃范围内能可靠的工作。5.2.2产品在温度-40℃~85℃范围内能可靠存储。

5.2.3产品在相对湿度≤95%R.H.能可靠的工作。

5.2.4产品间歇暴露在振动条件下不会危害到产品的正常工作。

5.2.5产品在搬运期间遭受的自由跌落不会危害到产品的正常工作。

5.2.6产品在大气压为86~106kPa范围内能可靠工作。

5.3工作电源

5.3.1LED路灯整灯的额定电压按使用地区的市电状况为分两类：

Ⅰ、国内、澳洲及欧洲主要国家：

--国内：额定电压，220V;额定频率，50/60Hz;

--澳洲：额定电压，220V;额定频率，50/60Hz;

--欧洲：额定电压，230V;额定频率，50/60Hz;

适用范围：单相交流170~250V,50-60Hz;

Ⅱ、北美、日本等国家：

--日本：额定电压，100V;额定频率，50/60Hz;

--北美：额定电压，120V;额定频率，50/60Hz;

适用范围：单相交流90~140V,50/60Hz.5.3.2LED模组驱动电路输入电压分两类：

Ⅰ、额定电压：DC24V,适用范围为DC22V~DC26V;

Ⅱ、额定电压：DC55V,适用范围为DC52V~DC60V.5.4性能要求

5.4.1LED路灯需有良好的散热系统，保证LED路灯在正常环境下工作时，铝基电路板温度不得超过71℃。

5.4.2LED路灯应具有过温保护功能。

5.4.3具有调功控温电路的LED路灯应具有调功控温能力。

5.4.4LED路灯应具有控制电路异常保护，LED路灯必须设置有3C或UL或VDE认证的熔断装置，以作为电路异常时过流保护。

5.4.5LED路灯应具有抗LED异常工作能力，即LED路灯中，每个LED串联组由独立的恒流源电路驱动，该恒流电路应保证有LED击穿短路异常情况下能安全运行，并且电流稳定。

5.4.6LED路灯应具有防潮、排潮呼吸功能，LED路灯内部电路板须作防潮处理，灯具须有防水透气的呼吸器，保证灯具内部万一受潮后仍能稳压工作，并且靠自身工作产生的热量将水汽排除。

5.4.7LED路灯总向下光通量与灯具耗能比≥56.0lm/W.5.4.8LED路灯单灯照度均匀度≥0.4.5.4.9LED路灯单灯在路面上的照度分布应为一矩形。

5.4.10LED热阻应≤12℃/W.5.5安全要求

LED路灯应符合GB7000.5的要求，普通照明用LED模组应符合IEC62031的要求，LED模组用交流或直流供电的电子控制装置应符合IEC61347-2-13和IEC62384的要求。

5.6电磁兼容性要求

LED路灯的插入损耗、骚扰电压、辐射电磁骚扰、谐波电流应符合GB17743和GB17625.1的要求。

5.7外壳防护等级

LED路灯的外壳防护等级应达到IP66或以上。

5.8照明设计要求

LED路灯按规定的安装规范安装后应符合CJJ45-2006标准的要求。

5.9激光辐射

LED路灯按规定的灯杆高度安装就位后，在离地面2米高的照射面内的激光辐射不能超过按GB7247.1分类的Ⅰ类激光辐射的限值。

5.10LED路灯可靠性

LED路灯的平均无故障工作时间（MTBF）应不小于50000小时。

5.11LED路灯光源寿命

LED路灯光源在正常使用条件下的平均寿命应大于50000小时。

注：光通量低于初装时的70%视为使用寿命结束。

6、试验方法

6.1外观结构检查

6.1.1外观检查：目视检查，外观应符合5.1.1的规定。

6.1.2尺寸检查：采用卷尺或类似工具测量，尺寸应符合5.1.2的规定。

6.1.3材料检查：目视检查，材料应符合5.1.3的规定。

6.1.4装配检查：目视检查，必要时通过GB7000.1-2002第4.12节的试验检查，装配应符合5.1.4的规定。

6.2环境条件试验

6.2.1高低温工作试验

试验应符合5.2.1的规定；试验温度在-25℃及+40℃，试验时间各为96±2小时。

6.2.1.1高温工作试验

按GB/T2423.2规定的Bd类进行。

6.2.1.1.1初始检测

将试验样品在环境温度为25℃±5℃、相对湿度为55%±5%R.H.的室内环境下，检查外观和结构，并通以额定电压和额定频率的电流，参照EN13201-3和EN13201-4的方法或类似的国家及行业标准测量LED路灯的平均照度，然后在暗室中，将LED路灯发出的光投射到距路灯等体平面2.0m的墙上测量路灯照度分布图，通过用适当的装置测量矩形长宽边的所有夹角和矩形的长度、宽度及面积，测量路灯的照度分布，并记录下每个夹角、所有边长、整体面积的数值。

6.2.1.1.2条件试验

a）将处于室温的试验样品，在不包装、通电的状态下放入试验箱，然后将试验箱温度调控到规定的（40±3）℃。

b）使试验箱的温度达到规定的试验温度。

C）在此温度下，试验样品在额定电压和额定频率下通电保持96h,持续时间应从温度达到稳定时算起。

d）切断试验箱电源，试验样品从箱中取出，在室温下恢复2h.6.2.1.1.3最后检测

将试验样品在环境温度为25℃±5℃、相对湿度为55%±5%R.H.的室内环境下，检查外观和结构，然后通以额定电压和额定频率的电流，在与6.2.1.1相同的测量条件下测量LED路灯的平均照度及照度分布图。

6.2.1.1.4试验结果判断

用目视检查，LED路灯外观和结构在试验前和试验后应无明显变化，其最后检测的平均照度应不低于初始检测的平均照度的95%,照度分布图的矩形面积与初始检测的偏差不超过10%,矩形的任意一边的长度或宽度与初始检测的偏差不超过5%,矩形长宽的夹角与初始检测的不超过5度。

6.2.1.2低温工作试验按GB/T2423.1规定的Ad类进行。

6.2.1.2.1初始检测按6.2.1.1.1进行

6.2.1.2.2条件试验

a）将处于室温的试验样品，在不包装、通电的状态下放入试验箱，然后将试验箱温度调控到规定的（-25±3）℃。

b）在此温度下，试验样品在额定电压和额定频率下通电保持96h,持续时间应从温度达到稳定时算起。

C）试验样品在此温度下保持96h,持续时间应从温度达到稳定时算起。

d）切断试验箱电源，试验样品从箱中取出，在室温下恢复2h.6.2.1.2.3最后检测 按6.2.1.1.3进行

6.2.1.2.4试验结果判断

按6.2.1.1.4进行。

6.2.2高低温存储试验

试验应符合5.2.2的规定；试验温度在-40℃及+85℃，试验时间各为96±2小时。

6.2.2.1高温存储试验

按GB/T2423.2规定的Bb类进行

6.2.2.1.1初始检测

按6.2.1.1.1进行。

6.2.2.1.2条件试验

a）将处于室温的试验样品，在不包装、不通电的状态下放入试验箱，然后将试验箱温度调控到规定的（85±3）℃。

b）使试验箱的温度恢复到规定的试验温度。

C）试验样品在此温度下保持96h,持续时间应从温度达到稳定时算起。

d）切断试验箱电源，试验样品从箱中取出，在室温下恢复2h.6.2.2.1.3最后检测

按6.2.1.1.3进行。

6.2.2.1.4试验结果判断

按6.2.1.1.4进行。

6.2.2.2低温存储试验

按GB/T2423.1规定的Ab类进行。

6.2.2.2.1初始检测 按6.2.1.1.1进行。

6.2.2.2.2条件试验

a）将处于室温的试验样品，在不包装、不通电的状态下放入试验箱，然后将试验箱温度调控到规定的（-40±3）℃。

b）使试验箱的温度恢复到规定的试验温度。

C）试验样品在此温度下保持96h,持续时间应从温度达到稳定时算起。

d）切断试验箱电源，试验样品从箱中取出，在室温下恢复2h.试验样品应在室温下进行恢复直至解冻，为了除去水滴，可用手抖动试验样品。

6.2.2.2.3最后检测

按6.2.1.1.3进行。

6.2.2.2.4试验结果判断

按6.2.1.1.4进行。

6.2.3环境试验

试验应符合5.2.3的规定；试验温度在40℃、相对湿度为95%R.H.的条件下进行，试验时间各为96±2小时。

6.2.3.1恒定湿热试验

按GB/T2423.3的规定进行。

6.2.3.1.1初始检测

按6.2.1.1.1进行。

6.2.3.1.2条件试验

试验样品按正常的工作状态放入到湿热箱内。试验样品不通电，启动湿热箱电源使箱内温度升到40℃±3℃，然后，再加湿并搅拌箱内的空气，当温度达到要求，相对湿度在（95±3）%时，保持96h后试验样品从箱中取出，在室温下恢复2h.6.2.3.1.3最后检测 按6.2.1.1.3进行。

6.2.3.1.4试验结果判断

按6.2.1.1.4进行。

6.2.4扫频振动试验

试验应符合5.2.4的规定，按GB/T2423.10的规定进行。试验样品不包装、不通电，按其预定使用位置固定在试验台中央，振动方向为垂直方向，振动严酷度为：

--频率范围：10Hz?55Hz?10Hz;

--振幅：0.35mm;

--扫描速率：约1oct/min;

--持续时间：30min.试验后检查受试设备应无损坏和紧固件松动脱落现象，通电设备功能正常。

6.2.5自由跌落试验

试验应符合5.2.5的规定，按GB/T2423.8的规定进行。

试验样品带完整包装、不通电，从500mm高度上自由跌落2次。

试验后检查受试设备应无损坏和紧固件松动脱落现象，通电设备功能正常。

6.3工作电源试验

6.3.1LED路灯整灯根据其适用的国家和地区，在其相应的额定电压、额定频率下工作，其工作电流、功率消耗应能满足产品规格书中的要求。在其适用的输入电压范围和频率范围内的电源供电情况下，能正常亮灯，且其在电压范围的最高电压和最低电压下按6.2.1.1.1的方法测得的照度均匀度与在额定电压下按6.2.1.1.1的方法测得的照度均匀度相差均不得超过10%.试验方法：

Ⅰ、国内、澳洲及欧洲主要国家：

--国内，在额定电压220V50Hz供电情况下，按6.2.1.1.1的方法测量照度均匀度，然后分别在供电电压为170V60Hz和250V50Hz的情况下测量照度均匀度；

--澳洲，在额定电压220V50Hz供电情况下，按6.2.1.1.1的方法测量照度均匀度，然后分别在供电电压为170V60Hz和250V50Hz的情况下测量照度均匀度；

--欧洲，在额定电压230V50Hz供电情况下，按6.2.1.1.1的方法测量照度均匀度，然后分别在供电电压为170V60Hz和250V50Hz的情况下测量照度均匀度；

根据在不同电压下测量出来的照度均匀度，进行计算比较。

Ⅱ、北美、日本等国家：

--日本，在额定电压100V60Hz供电情况下，按6.2.1.1.1的方法测量照度均匀度，然后分别在供电电压为90V60Hz和140V50Hz的情况下测量照度均匀度；

--北美，在额定电压120V60Hz供电情况下，按6.2.1.1.1的方法测量照度均匀度，然后分别在供电电压为90V60Hz和140V50Hz的情况下测量照度均匀度；

根据在不同电压下测量出来的照度均匀度，进行计算比较。

6.3.2LED模组驱动电路根据其适用的输入电压，在其相应的额定电压下工作，其工作电流、功率消耗应能满足产品规格书中的要求。在其适用的输入电压范围内的电源供电情况下，能正常亮灯。

试验方法：根据其适用的输入电压，在其额定电压下供电，待正常工作15min

稳定后，测量LED模组驱动电路的工作电流和功率消耗，与产品规格书比较。然后调节供电电压分别至输入电压的上限和下限，各工作15min,目视判断能否正常亮灯。

6.4性能试验

6.4.1LED路灯在灯具温度保护和温度自动调节功能失效时铝基板最高温度试验打开灯具面盖，短路温控开关，断开负温度系数热敏电阻（NTC），使灯具失去温度保护和自动调节功能，保证灯具全程满功率工作。在灯具中心区铝基电路板上贴上热电偶温度传感器或71℃不可逆温度指示标贴。然后按正常工作状态装回面盖，灯具按正常工作方式架设在温度调控在30℃±1℃的无风房间或防风罩内，然后给灯具通以额定频率及电压为额定电压1.1倍的电源，连续点亮24h,用合适的温度记录仪连续监控贴上热电偶温度传感器处的铝基电路板的温度，如果最高温度不超过71℃，则铝基板最高温度试验合格，反之则不合格，或断电后打开面盖观察温度指示标贴是否有变黑，如果没有变黑，则说明铝基电路板温度不曾达到71℃，则铝基板最高温度试验合格，反之则不合格。

6.4.2LED路灯过温保护功能试验

把LED路灯灯体放入空间足够的强制对流通风的恒温试验箱，把试验箱温度设定在76℃，并开启加热，当温度到达设定值后保持1h,再给灯具接通额定频率及电压为额定电压1.1倍的电源通电使灯具正常工作1min,观察灯具是否正常亮灯，然后切断灯具电源，把试验箱温度设定调到84℃，当温度到达设定值后保持1h,再给灯具接通额定频率及电压为额定电压1.1倍的电源通电使灯具正常工作1min,观察灯具是否正常亮灯。试验完毕。如果LED路灯在76℃恒温试验箱中 通电时灯具亮灯，在84℃恒温试验箱中通电时灯具不亮灯，则LED路灯过温保护功能试验合格，否则不合格。

6.4.3LED路灯控制电路异常保护功能试验

6.4.3.1打开灯具面盖，让灯具内部温控开关不工作，放入有足够空间的恒温试验箱，此时恒温箱内的温度应为环境温度25℃±5℃，电源线引出箱外，接入1只功率计，然后给灯具通以额定频率及电压为额定电压1.1倍的电源，工作30min稳定后记录灯具在室温环境的功率值P1,关闭灯具，开启恒温箱，把温度设定在65℃，等箱内温度到达设定值后，继续保持1h,再给灯具通电，读取记录此时的功率P2,同样的方法，测量并记录下灯具在环境温度为68℃时的功率P3、73℃时的功率P4.试验结束。

6.4.3.2根据6.4.3.1试验记录作判定，只有满足如下关系才合格：

P2=（1±0.08）*P1

P3=（1±0.08）*0.8P1

P4=（1±0.08）*0.5P1

6.4.4控制电路异常试验

打开灯具面盖，将控制电路中的任一元器件开路或者短路以产生最不利状态，装回面盖，将LED路灯单灯按正常使用安装在环境温度为25℃±5℃、相对湿度为55%±5%R.H.的环境下，然后把灯具接入足够容量的电源，通以额定频率及电压为额定电压1.1倍的电源直至保护装置动作或稳定。试验后的灯具的外壳不应爆裂、燃烧或变形以致降低灯具的外壳防护等级和影响到安全。

6.4.5LED路灯抗LED组件异常试验

6.4.5.1打开灯具面盖，将每组LED短路一部分LED（约占串联总数的一半左右），并且在这组LED的恒流驱动电路输出电路中串联上直流电流表监视驱动电流，然后盖上面盖，将LED路灯单灯按正常使用安装在环境温度为25℃±5℃、相对湿度为55%±5%R.H.的环境下，接通电源电压为额定电压1.1倍、频率为额定频率的电源，如果该组LED未被短路的LED仍能正常工作，且这些能点亮的LED驱动电流值与未短路一部分LED前的正常值相差不超过±10%,连续点亮4h无异常变化，则可进行6.4.5.2的进一步测试，如果该组LED未被短路的LED不能正常工作，或这些能点亮的LED驱动电流值与未短路一部分LED前的正常值相差超过±10%,则判定LED路灯异常试验不合格，试验结束。

6.4.5.2经6.4.5.1试验合格的样品，将该组LED全部短路，即LED路灯该组LED恒流驱动输出端短路，然后装回面盖，按6.4.5.1方法通电4h,然后去掉该组LED短路状态恢复LED路灯到正常状态，重新通电。如果恒流驱动电路恢复正常工作，且该组LED驱动电流值正常，则判定合格。如果该组LED短路去除后恒流驱动电路不能恢复正常工作，或该组LED驱动电流值与正常值相差超过±10%,则判定LED路灯异常试验不合格，试验结束。

6.4.6LED路灯防潮、排潮呼吸功能试验

把灯具面盖打开，用3g脱脂棉醺上5g电阻率为2000欧姆·厘米的水（用蒸馏水加很少量的NaCl调制），放入灯具内腔贴近散热器主体处（注意不要直接接触电路板和元件），然后盖上面盖，将LED路灯单灯按正常使用安装在环境温度为25℃±5℃、相对湿度为55%±5%R.H.的环境下，通以电压为额定电压、频率为额定频率的电源，按照点灯5h、灭灯3h,这样循环6 次共48h;接下来切断灯具电源，把灯具放入80℃的高温试验箱并保持12h,然后把灯具取出，冷却到40℃以下，再接通电源，灯具应能正常点亮；打开面盖观察，电路板上应无电火花痕迹，内部应无结露，脱脂棉中水份应基本干燥。否则，灯具防潮、排潮不合格。

6.4.7LED路灯总向下光通量与灯具耗能比试验

将LED路灯单灯按正常使用安装在环境温度为25℃±5℃、相对湿度为55%±5%R.H.的环境下，通以额定电压和额定频率的电源，待灯具工作30min稳定后，分别测量总向下光通量和灯具消耗的功率，然后计算出总向下光通量与灯具耗能比。

6.4.8LED路灯单灯照度均匀度试验

将LED路灯单灯按正常使用安装在环境温度为25℃±5℃、相对湿度为55%±5%R.H.的环境下，通以额定电压和额定频率的电源，待灯具工作30min稳定后，参照EN13201-3和EN13201-4的方法或类似的国家及行业标准测量LED路灯的平均照度。

6.4.9LED路灯照度分布测试试验 在暗室中，LED路灯单灯按正常使用安装在环境温度为25℃±5℃、相对湿度为55%±5%R.H.的环境下，通以额定电压和额定频率的电源，将LED路灯发出的光投射到距路灯等体平面2.0m的墙上，目测观察路灯的照度分布。若很明显可观察到矩形的照度分布，则合格。否则，更换封装透镜直至路灯的照度分布达到矩形照度为止。

6.4.10LED热阻试验

LED安装在环境温度为25℃±5℃、相对湿度为55%±5%R.H.的环境下，通以额定电压和额定频率的电源，使用合适的热阻测量仪器（如ZWL-A00型热阻测量仪），将LED按正确的极性装入测试台夹具，打开ZWL-A00型热阻测量仪电源开关，设置测试条件为：测量温度为室温加2℃、测量电流为5mA、工作电流为350mA、温度系数为9.99.然后按“确认”键，进入自动测试状态。测试大约经过1小时左右，测量完成并自动显示出结果，记录下测试结果。测量结果如热阻≤12℃/W即为合格，否则为不合格。

6.5安全试验

试验应符合5.5的规定，对LED路灯按GB7000.1和GB7000.5规定的方法和要求进行，对普通照明用LED模组按IEC62031规定的方法和要求进行，对LED模组用交流或直流供电的电子控制装置按IEC61347-2-13和IEC62384规定的方法和要求进行。

6.6电磁兼容试验

试验应符合5.6的规定，按GB17743和GB17625.1规定的方法和要求进行。

6.7外壳防护等级试验

试验应符合5.7的规定，按GB4208规定的方法和要求进行。

6.8照明设计试验

试验应符合5.8的规定，按CJJ45-2006规定的方法和要求进行。

6.9激光辐射试验

试验应符合5.9的规定，按GB7247.1规定的方法和要求进行。

6.10LED路灯可靠性试验

试验应符合5.10的规定，按GB5080.7规定的方法和要求选择合适的方案进行。

6.11LED路灯光源寿命试验

将LED路灯新灯单灯按正常使用安装在在环境温度为25℃±5℃、相对湿度为55%± 5%R.H.的环境下，通以额定电压和额定频率的电源，待灯具工作30min稳定后，测量初始光通量，然后在此环境条件下按正常使用连续工作50000小时，再测量光通量，此时的光通量应不低于初始光通量的70%,否则LED路灯光源寿命试验不合格。

7、检验规则

7.1LED路灯产品须经检验合格方能出厂，并附有证明产品质量合格的文件或标记。

7.2LED路灯产品的检验分出厂检验和型式检验。

7.3出厂检验

经车间调试合格的产品端，应按型号、生产批号相同者划分为组，按组提供给质检部门按表1项目逐个进行检验。

7.3.2合格判定

检验中出现任一检验项目失效，均判该产品为不合格，应退回车间修理。

7.4型式试验

7.4.1下列情况之一，应进行型式检验

a、新产品或老产品易地生产批量投产鉴定；

b、正式生产后，如结构、材料、工艺有较大改变而可能影响产品性能时；

c、成批或大量生产的产品每2年不少于一次；

d、停产一年以上，恢复生产时；

e、出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时；

f、合同规定时；

g、国家监督机构提出进行型式检验要求时。型式试验的项目见表2（末页）

7.4.2可靠性验证试验在生产定型时进行，或按客户要求，在规定时进行。

7.4.3型式试验抽样

型式试验的样品应在出厂检验合格的产品中随机油取。按GB/T2829选择判别水平Ⅰ，不合格质量水平RQL=30的一次抽样方案，即

[nAcRe]=[301]

式中：n--样本大小；

Ac--合格判定数；

Re--不合格判定数。

7.4.4不合格分类

按GB/T2829规定，不合格分为A、B、C三类。各类的权值定为：A类1.0,B类0.5,C 类0.3.累计后小数值4舍5入取整。

7.4.5合格或不合格的判定

检验项目不合格类别的划分见表2,当一个样本不合格检验项目的不合格权值的累积数大于或等于1时，则判为不合格品；反之为合格品。对一个样本的某个试验项目发生一次或一次以上的不合格，均按一个不合格计。

8、标志、标签和使用说明

8.1标志、标签

每台LED路灯在显着位置设置标志或铭牌，包含以下内容：

a〉型号、代号及产品标准编号；

b〉产品名称的全称；

c〉制造厂全名及商标

d〉详细地址；

e〉出厂日期及编号； f〉IP防护等级；

g〉安全注意事项。

8.2使用说明书

每台LED路灯配置的使用说明书应给出如何安全和正确地使用本设备的全部信息。其信息应包含下列内容：

a〉工作原理框图；

b〉主要技术指标；

c〉控制调整说明；

d〉电气接线图；

e〉安装图及要求；

f〉安全注意事项；

g〉保修事项

h〉常见故障及解决办法。

9、包装、运输、储存

9.1包装

9.1.1包装前的检查

a〉产品的合格证和技术文件、附件、备品备件齐全；

b〉装箱单和随机备附件清单齐全；

c〉产品外观无损伤；

d〉产品表面无灰尘。

9.1.2包装

9.1.2.1包装标志

产品包装上应有产品的名称、型号、数量、执行的标准号等。

9.1.2.2包装要求

产品应有内包装和外包装，包装应有防尘、防雨、防水、防潮、防振等措施。

9.2运输

产品应适宜于陆运、空运、海运。运输装卸按包装箱上的标志进行操作。产品在运输中，不应有剧烈振动、撞击。

9.3储存

篇3：LED光伏路灯系统的研究与设计

应对能源危机有2种方法:1)寻求新能源和可再生能源的利用;2)寻求新的节能技术。太阳能光伏发电与半导体照明技术相结合应用便是现实应用中很好的例证。同时LED太阳能路灯具有安全可靠、维护简单、易于安装等优点,是目前研究的热点之一,正在被推广应用。因此本文对LED光伏路灯系统进行了深入的研究,并用双向直流变换器对其进行了优化设计。

1 LED光伏路灯系统的主要问题

LED光伏路灯系统主要由太阳能电池,控制器,铅酸蓄电池和LED灯组成。光伏电池产生的是直流电,LED路灯是直流驱动,容易匹配。白天太阳能电池将太阳能转换成电能同时对蓄电池充电,夜晚蓄电池供电给LED灯照明。系统中成本最高的是太阳能电池,在达到同样的效果条件下,系统设计目标为采用最少的太阳能电池,即发挥太阳能电池的最大效能。太阳能电池即非恒流源也非恒压源,其输出功率随光照强度和温度的变化而变化,在一定的光照强度和温度下,太阳能电池只有工作于某一点上时其输出功率才能达到最大。因此如何确保环境变化时太阳能电池工作在最大功率点上,即如何实现最大功率点跟踪(MPPT)是系统要解决的主要问题。另外LED的驱动,防止蓄电池过充过放并合理地对其充电也是系统要考虑的问题。

2 最大功率点跟踪的原理和实现方法

2.1 最大功率点跟踪的原理

太阳能电池的输出特性曲线如图1所示。

从特性曲线上可以看出每条P-V特性曲线上都只有一个最大功率点,最大功率点随光照度的增加而增加,随温度的上升而减少。若太阳能电池组直接对蓄电池充电,其输出电压恒定,无法实现最大功率点跟踪。实现方法就是在太阳能电池和蓄电池之间插入直流变换器,把直流变换器和蓄电池看作太阳能电池的负载,调节直流变换器的占空比,使负载和太阳能电池此时的内阻相匹配,负载上获得最大功率。现代电力电子技术可以使直流变换器的效率很高,因此太阳能电池组提供的功率大部分给蓄电池充电。直流变换器的输出电压可看作等于蓄电池电压,是不变的,调节占空比改变其输入电压即光伏电池的输出电压。

2.2 最大功率点跟踪的控制方法

目前理论上来说常用的最大功率跟踪方式有如下几种:恒电压控制法、扰动观察法、增量电导法、模糊逻辑控制法、滞环比较法、最优梯度法等。这些方法都是在光照强度和温度变化时依据光伏电池的特性曲线从数学方法上找到其相应的最大功率点,然后由相应的电路来实现。这些方法又各有优缺点,其中恒电压控制法具有电路简单易于实现等优点,实际中应用得较多。考虑到本系统功率不大,故采用恒电压控制法。从光伏电池的特性曲线上可以看出,温度不变时不同光照强度下的最大功率点上光伏电池的输出电压几乎是不变的,因此我们只需要使光伏电池的输出电压为某一值Um就能够实现最大功率点跟踪。这就是恒电压控制的原理。恒电压控制的缺点在于没有考虑到温度变化的因素。针对这一不足我们可做如下改进:加入温度补偿系统,让不同的温度范围对应不同的最大功率点电压Um,或按-3～-5 mV/℃这样就可以很好地解决该问题。

2.3 实现最大功率点跟踪的具体电路

实现最大功率点跟踪用得较多的是Buck电路和Boost电路。Buck电路输入电流是断续的,若直接加在光伏电池上,光伏电池的输出电流是断续的,光伏电池不能处于最佳工作状态。因此Buck电路与光伏电池之间必须插入储能电容。加入储能电容后,电路可靠性,体积等都会受到影响。相比之下,Boost电路其输入端输入电流是连续的,Boost电路只要其升压电感足够大就能保证光伏电池输出电流基本无波动,在实现最大功率点跟踪时有显著的优点。如图2所示。

Boost电路开关S闭合时,二极管D截止,光伏电池通过开关S让电感储能,同时电容C对蓄电池放电;开关S断开时D导通,光伏电池和电感一起对蓄电池放电,输出电压高于输入电压,同时让电容充电。只要开关管工作频率足够高,电容C足够大就能使输出稳定。Boost电路输入输出关系为

Uo=Ui/(1-D) (1)

电路输出电压等于蓄电池电压,一段时间可认为是不变的,调节占空比可使其输入电压即光伏电池的输出电压变化,从而实现最大功率点跟踪。滤波电容C较小有可能使蓄电池的充电电流波动较大,影响蓄电池的使用寿命,电容C可按下式确定:

C≥Iom(Uo-Ui)/(fUoΔUo) (2)

式中:Iom,f,ΔUo分别指可能的最大充电电流、开关管工作频率和电容C上的电压波动。

3 Bi Boost-Buck在系统中的应用

从整个系统来看,蓄电池的能量要双向传递。光伏电池给蓄电池充电要一个直流变换器,而蓄电池恒流驱动LED灯也要一个直流变换器。这2个直流变换器共用一个主电路,而控制电路做在一起,就构成了双向直流变换器。双向直流变换器能实现能量的双向传递,是典型的一机两用设备。它能减少电路的元件数量,使控制集中,减小电路的体积。许多单向直流变换器都可通过将其中无源开关反并一个有源开关,而将原来的有源开关反并一个无源开关而成为双向DC/DC变换器。上述Boost变换器通过上述变换构成Bi Boost-Buck双向直流变换器,如图3所示。

蓄电池的充电和放电不会同时进行,所以任一时间能量都是单向传递的。能量从左往右传递即光伏电池对蓄电池充电时,主要是由L,S1,D1和C1工作,相当于Boost电路;能量从右往左传递即蓄电池对LED灯供电时,主要是S2,L,C2和D2工作相当于Buck电路。恰当选择足够大的电感L,就能使电路工作于Boost电路时可以让电路输入电流基本无波动,有利于实现最大功率点跟踪;电路工作于Buck电路时易于实现对LED灯的恒流驱动。同时,电容C2可选用较小的容值。

4 系统的设计及部分实验数据

系统框图见图4,光伏路灯中控制器包括双向直流变换器,带MPPT的充电控制器和放电与LED驱动控制。实际上带MPPT的充电控制器和放电与LED驱动这两部分在一起,统称控制部分,是系统设计的核心。光伏电池对蓄电池的充电和蓄电池放电时,驱动LED灯都由双向直流变换器实现。图4中开关K1和K2不允许同时开通。在光线较好且蓄电池不过充时,K1开通;在光线较差时且蓄电池不过放时K2闭合。

系统选用的光伏电池组最佳工作电压为20.4 V,额定功率100 W,蓄电池100 A·h/24 V,LED灯60 W。设计为每天照明6～8 h,5个阴雨天。系统以微芯公司的16位单片机为控制核心。表1是有最大功率点跟踪控制和无最大功率点跟踪控制时测得的数据。从表1中可以看出系统加入MPPT控制后,光伏电池的输出功率可提高13%左右。

5 结论

本文设计的LED光伏路灯系统,用恒电压控制法的Boost电路实现了最大功率点跟踪,在此基础上构成Bi Boost-Buck变换器同时实现对LED灯的恒流驱动(限于篇幅未详细介绍LED的恒流驱动)。系统具有电路简单,实现同样照明效果成本低,电路体积小,实用高效等优点,在当前能源危机的背景下具有推广价值。

摘要：光伏发电是应对能源危机的方法之一,LED照明高效节能,两者都是研究的热点。LED光伏路灯是两者的结合。对LED光伏路灯进行了深入的研究,分析了实现最大功率点跟踪的原理和实现方法,设计出了实现MPPT的具体电路并分析了其原理,同时分析了双向直流变换器的构成,在此基础上应用双向直流变换器同时实现最大功率点跟踪和对LED灯的驱动是本设计的特色。最后给出了系统方案和部分实验数据。

篇4：解析LED路灯检测方法与标准

关键词： 二次配光； 自由曲面； 照度均匀度； LED路灯

中图分类号： TN 31； O 43 文献标识码： A doi： 10.3969/j.issn.10055630.2012.02.014

引 言

LED（发光二极管）作为光源的照明，具有节能、高效、环保及寿命长的显著优势，是全球最具发展前景的高新技术领域之一[1]。由于LED为小光源，适合于配光以及二次光学优化设计，所以能较准确控制出射光线方向，提高光利用率、照度均匀度，能有效防止眩光、光污染等。

目前，LED路灯的光源为朗伯发光体，与传统光源存在很大差异，所以需根据LED特点来进行配光设计，提高LED路灯的性能。同时，LED光源直接用于照明，光斑中心点处很亮四周较暗，路面照度均匀差，出射光线在路面上利用率低，不能满足道路照明设计的要求，这就需要对其进行相应的二次配光。文中采用自由曲面透镜对LED路灯进行二次配光，可将大部分出射光分布在照射区域提高光利用率，LED光源在目标平面上可均匀照明[24]，并以此组成LED模组使光线足以覆盖道路，将LED模组弧形排列并适当调整弧度，使得LED路灯光线在道路方向上形成矩形分布[2，5]。

1 自由曲面透镜设计

LED路灯多用于支路、次干路，文中以在支路上的LED路灯为例来设计LED路灯的配光。LED路灯采用双侧对称布置方式，安装位置高度10 m、灯间距20 m、道路宽度14 m，所以单侧设计LED路灯需在路面上产生长20 m、宽7 m的长方形光斑，并有良好的照度均匀度。以单粒LED在照明区域上形成均匀分布的圆形光斑为单位，设计自由曲面的透镜[3，4]。光源发出的光线经过透镜的折射到达照明面，根据Snell定律、向量运算、照度均匀及能量守恒定理可以得到方程组，其解即为自由曲面的面形数据。

3 结束语

文中探讨了一种用于LED路灯配光的方法，并设计了用于LED路灯均匀照明的自由曲面透镜，以其作为二次配光元件设计LED透镜模组和LED路灯。经过对LED路灯仿真实验，对照度均匀度进行了分析，该LED路灯的照明设计结果符合道路照明设计要求。基于自由曲面的LED路灯配光设计方案，具有较好的发展前景。随着LED照明技术的发展，LED路灯的应用将更广泛。

参考文献：

[1] 方志烈.半导体照明技术[M].北京：电子工业出版社，2009：285-287.

[2] 蒋金波，杜 雪，李荣彬.LED路灯透镜的二次光学设计介绍[J].照明工程学报，2008，19（4）：59-65.

[3] WU D，WANG K，LIU S.Freeform lens design for uniform illumination with extended source[C]∥ICEPTHDP 2011 Proceedings.New Jersey：IEEE Computer Society，2011：1085-1089.

[4] 丁 毅，郑臻荣，顾培夫.实现LED照明的自由曲面透镜设计[J].光子学报，2009，38（6）：1486-1490.

[5] LIU Y，DING D L，LEUNG C H，et al.Optical design of a high brightness LED street lamp[J].SPIE，2009，7635：1-9.

[6] RIES H，MUSHAWECK J.Tailoring freeform lenses for illumination[J].SPIE，2001，4442：43-50.

[7] 徐长发，李 红.实用偏微分方程数值解法[M].武汉：华中科技大学出版社，2000：2-15.

[8] 中国建筑科学研究院.CJJ452006城市道路照明设计标准[S].北京：中国建筑工业出版社，2007：7-13.

篇5：解析LED路灯检测方法与标准

随着城市建设的快速发展，全国各地夜景建设成绩斐然。如诗如画的夜景美化了城市、触及了心灵、提高了幸福指数，以照明文化艺术力，展现城市个性特征，已成为城市的无形资源。

城市市区路灯建设发展也迅猛异常，路灯覆盖率、完好率逐年提高。路灯给车辆和行人提供夜间必要的能见度，改善了交通条件，减轻了驾驶员疲劳，提高了道路通行能力，保证了交通安全，还美化了市容。

但是今年来，全国一些城市地区的景观灯和路灯以及线缆等设施被盗及损坏严重。因此，城市景观及道路照明基础设施的损坏对完善城市功能、改善城市环境，提高人民生活水平起着重大的消极破坏作用，必须进行建设后期的规范管理思考。

景观灯、路灯的损坏现状列举

景观灯与路灯的盗窃与损坏现象较普遍，绝非个别地区。本文列举部分媒体报道与市民反映案例，供分析思考。

天津的情况下景观灯、路灯损坏严重。在毗邻台儿庄路的浦口东里居民楼外，安装在外墙上的装饰景观灯从楼顶一直到楼下，有横有竖，大小不一。而且景观灯“与日争辉”，三四天“神采照人”。一些市民发现，浦口东里楼外墙上的近百盏装饰景观灯白天依然照明，十分浪费;海津大桥附近一侧亲水平台周围景观灯有的变成了两截，有的灯罩被扔在附近的草丛中，还有的横在亲水平台上面，据粗略估计，被损坏的景观灯大约有十几盏;海河东路一侧永乐桥与天石舫之间，约4m长三角形带围栏的亲水平台向外倾斜下陷，与堤岸连接处已经翘起。在现场观察到，下陷倾斜的亲水平台已被围住，但并未发现警示牌。附近一处圆柱形景观灯，玻璃外壳被人砸碎，玻璃碎落一地，灯泡也被砸坏。也有市民反映，这处亲水平台和景观灯在几天前几乎同时损坏，由于景观灯被破坏，光线较暗，夜间市民凭栏远眺很危险。就南京市的从损坏情况看，热闹程度越高的地段，路灯受损情况越严重：文苑路路口苏果超市附近、南京师范大学大门斜对面、大成名店周边、南京财经大学门两侧等处被损坏的路灯命运也是各不相同：有的是外壳被敲出几个小洞，露出里面的灯管;有的是整条灯柱全被敲掉，只剩下一截光秃秃的空心底座，里面被人塞满了垃圾;有的虽然灯柱没破，但日租房、办假证、做家教的小广告贴满整个柱子。整条路从头至尾长约3.3km，南师大教学区两边共安装了220盏景观灯，被损坏的灯两边加起来共有64盏。除了文苑路外，其它路段也有景观步道灯被人为损坏的情况。南京工业职业技术学院门口仙境路，步道灯是一根3m多高的细柱子，柱子上面顶着一只碗状灯，有的灯外罩被敲破，有的干脆被“砍了头”。全长4.2km的文澜路大概埋有300根纺锤状的景观灯，其中32盏是坏的。浦口柳州路西站公交车站附近的人行道上，可以看到这样的场景：一盏盏的景观灯东倒西歪，随时有倒下的可能;有的景观灯，一个个身首分离;有的没有了上面的灯罩，有的里面的节能灯被拿走;还有的连同底座一起，被连根拔出，底座带灯全都不见了踪影。

重庆市来说巴南区政府投资4亿打造的巴滨路沿路风景如画，建好的100个景观灯饰却被人恶意破坏了37个。河堤一侧装有1m高的景观灯，磨砂玻璃灯罩嵌在花岗石立方框上，只剩几块玻璃碎片，有些景观灯的地下电缆被人硬生生地从地下拔起，而且有400m电缆线被盗。“矮个”景观灯常遭敲碎干脆加高变路灯。

江门市：路灯方便了市民生活，也频频成为小偷作案的目标。近年来，不断有路灯设施被盗，仅2007年一年，蓬江区、江海区就有200多个地点的路灯设施被盗，价值合计34万多元。一份路灯设施被盗统计资料上看到，盗窃路灯设施分布的点很广，有堤中路、江海一路、江南路、竹排街、白水带、港口路等60多个地方，江海一路等某些地方还多次被偷，偷盗的路灯设施主要有70W镇流器、双塑铜芯线、铝线等。

济南市：小汉峪村旅游路上电缆的盗窃也频频发生。据了解，龙洞隧道以东一段道路上的电缆近期曾一次被盗2000多米。二环东路以东的旅游路上，路灯电缆丢失量很大。

郑州：从花园路沿东风渠步行至中州大道，主要计算发现，有“T”形灯、草坪灯、地灯、台阶灯等5种、数百个景观灯遭损坏，而草坪灯被“剃头”，只剩铁架子。镶嵌在地上的地灯遭遇最惨。在鹅卵石铺设的曲折小道上，一处地灯被泥土填埋，用脚一搓，才露出原样，灯泡早已不在，还有的地灯处长满了小草。很多“T”形灯的灯罩上粘贴着透明胶带。河道管理处的工作人员称，有些被损坏的灯已经坏了好几年。

甘肃平凉：泾河大道只见火车站大桥至大岔河路段很多路灯杆的接线盖都被翘掉，外露着一截截电线茬，工作人员已经对盗割电线茬做了防漏电处理。据了解，几天内该路段共有107杆路灯电线被盗割，160m电缆被破坏，造成直接经济损失超过59000元。

宜昌：人为损坏路灯日均3起。6根路灯座下的电缆被剪断，盗窃的铜芯电缆达90m，同时该路段大部分灯杆检修门盖被撬。直接经济损失就达到2万多元。

珠海香洲区：市公共设施频遭偷盗黑手，市政、路灯、绿化、环卫设施去年被盗损失达130多万元。

江西临川：市区赣东大道精品街看到，3盏景观灯已严重破损，有的景观灯破损之处，还有砖块“藏身”其中。

朝阳市：南塔广场东侧新建的几盏景观灯被砸破，甚至连景观墙上的路灯也被砸的杳无踪影。枣庄：据市路灯管理所介绍，近年来，随着城市建设的快速发展，全市现有路灯近7万盏，固定资产近3亿元。但是，道路照明设施人为破坏、盗窃现象严重，每年在这方面的损失达200余万元，光明路、青檀路、文化路上的路灯灯杆检查板被盗去了200余个;文化路上的景观灯被人砸坏灯罩，偷去了400余个节能灯泡。最为严重的是光明大道的路灯电缆被盗现象严重，多达60余次，总长超过5000m，约占光明大道总长的四分之一。

连云港：花果山景区内的路灯被严重损坏，大圣湖沿途很难找出完整无缺的路灯。在新建成的步行街上记者看到，西侧的花灯灯罩被人砸掉了一大块，漏出里面的灯管。有5盏花灯和1盏庭院灯均不同程度遭到人为的破坏，有的花灯已经无法点亮。

宁波：市民举报庆丰桥桥面上的路灯几乎全部报废了，其中不少塑料灯罩被打开，里面的灯泡全部丢失。

损坏现象造成的危害

景观灯与路灯所遭受的损坏与丢失现象，给城市建设带来了巨大损失。破坏了城市形象，影响了市民生活，危害了社会治安和社会正常秩序，造成了人身不安全隐患。反复修补，更浪费了人力、物力和财力，致使大量的资金流失。

损坏与丢失现象使相关部门感到很无奈。工作人员会及时进行维修，并采取了多种相应措施，以确保城区内照明设施的完好。

窃贼盗窃是主要因素。窃贼盗窃路灯电缆线时，往往是在两盏路灯之间将电缆剪断，然后把电缆拉走。被盗窃的路灯电缆线进货价每米在几十元以上，而窃贼偷窃后往往将其当作废品贱价卖掉。为了防盗，工作人员将电缆线分段用混凝土固定，但这样还是无济于事。路灯镇流器是窃贼疯狂盗窃的对象，仅一个晚上就失窃四五十个，一个新的镇流器价格约在八十元，而窃贼偷去当废品卖一个能卖三十多元，由于利益驱使，窃贼不择手段去偷。为了防盗，路灯管理者用混凝土将镇流器“保护”起来，但仍旧频频“失踪”。无奈，他们把镇流器由地面转移到灯杆子上，即便这样仍难逃“黑手”。

据介绍，偷盗者行窃的时间一般都在夜深人静时，偏远和僻静的地段是他们袭击的重点地方。为防止盗贼偷盗，路灯管理者也想了很多办法，如固定、封死电力设施，改变镇流器等部件的摆放位置，夜间组织员工巡逻伏击，但这些措施都没取得很好的效果，没能有效地挡住“黑手”的入侵。

市路灯管理所在路灯防盗方面采取的措施有：一是加强巡逻。路灯管理所成立巡逻小组，巡逻人员在夜间对市辖区的路灯设施进行巡查，对偷盗易发路段、城郊结合部、偏僻或中心地段重点巡查。二是加大电缆和镇流器的防盗力度。将以前地下管道式的走线方式改为采用水泥混凝土封埋或电焊封闭式进行，同时把现有路灯及新建、改造路灯工程尽可能使用杆上安装镇流器，尽量减少使用杆下安装镇流器的方式，以减少偷盗造成的损失。三是更换灯杆。将市区街道原用风帆式的灯杆逐步换成单臂式灯杆，如风帆式灯杆造型成阶梯状，小偷易攀爬盗窃，更换成单臂式灯杆。四是灯杆加润滑油，增加盗贼攀爬灯杆的难度等。此外，在部分路段，市政人员还将路灯管道用水泥全面封灌，包住路灯管线，表面再填土，或是将灯杆门焊紧，想办法将镇流器升高，改造架空电线，将线路尽量升高等，以防止路灯设施被盗。

乱停乱放车辆撞坏景观灯、灯杆的或故意敲砸灯泡与灯罩的，属于社会不文明现象。

有些地区将损坏的路灯全部换成了节能灯，亮度明显不如以前。

线缆被盗就会被烧坏，造成短路等故障，直接影响到电缆的使用寿命。这些电缆被盗割后重新接头，会导致电阻增大，电缆发热，时间长了电缆的绝缘层被烧毁。

南湖大桥南北两侧立柱式景观灯整个灯体已经“千疮百孔”，在北侧破损的灯罩里，成串的节能灯随风摇曳，不时发出哗哗的声响，类似这种状态存在着危险的安全隐患，令人发指。

枣庄市的道路照明设施人为破坏、盗窃现象严重，每年在这方面的损失达200余万元。某市据市路灯管理所粗略统计，从2003年至今路灯因被盗窃或破坏造成的损失达500多万元等等，各地数字汇总起来，损失浪费的资金是多少，也许无从算起。

有些市民缺乏法律常识，法制观念淡薄。根据我国《刑法》第275条规定，如果造成损失超过5000元，那么他就涉嫌损坏公共财产罪。损失在5000元以上、5万元以下的可判处3年以下有期徒刑，损失在5万元以上的，可判处3年以上，7年以下有期徒刑。

后期管理防范措施的建议

(1)联手加大打击力度

根据有关管理人员分析，综合盗窃作案的方式和抓到的盗窃个案来看，盗窃群体中有社会闲散人员，有外来青年，也有的是本地的中小学生，他们主要是盗窃路灯电缆或镇流器中的铜制品，然后将铜制品以较低价格卖给废品回收店。所以应该呼吁，政府投入大量资金营造美丽的夜景景观与市政路灯设施，需要每位市民倍加爱护。同时职能部门应联合力量，加大对不法分子的打击力度。(2)从根本上遏制盗窃销赃途径

同时要从根本上遏制盗窃景观灯、市政路灯、电缆及配件现象，政府要组织职能部门联合力量，加大打击力度，取缔非法废品收购站，让盗窃而来的景观灯、路灯、电器设施无处销售。一旦发现有来历不明的景观灯、路灯等设施，就要追究废品收购站老板的责任。(3)加强完善联防管理制度

加强管理防范，建立与完善警民治安联防制度和违法违纪现象群众举报制度，让城市成员都来关心和保护市政路灯设施，加强爱护市政设施的教育，发现盗窃、破坏路灯设施的行为应及时制止和举报。(4)市民参与

除了采取各部门的高度重视和联动防范措施以外，市民的参与和配合很重要。应多做保护景观照明、路灯等城市设施意义的宣传，扩大影响，营造人人爱公物，保护环境的社会氛围，而且还应建立举报奖赏制度。(5)加强终端控制维护管理

在一些偷盗比较严重的路段，安装GPRS景观监控。加强对景观照明终端控制维护管理，对景观灯实行集中控制。同时，从细节抓起，注重效果。

注意事项 城市照明是城市建设的重要组成部分，在实行科学化、规范化、系统化、法制化、持久化管理方面采取重要措施，对全国各地具有普遍意义。必须加强日常管理，包括灯光启闭、完好率、公益灯光设施的养护、公益灯光供电设施运行及养护管理等。其中不可忽视设施破坏、损坏、盗窃等管理内容。

应避免重建轻管的倾向。景观照明灯光建设具有前期建设资金投入大，后期管理资金投入也大的特点，缺乏管理经费的问题也普遍存在。

篇6：大功率LED路灯散热模拟与优化

本文对一种采用热管散热的大功率LED路灯的散热结构, 建立了基于热传导和对流的有限元数值模型, 得到其稳态温度场分布, 并对结构中影响散热的各个因素如热管数目、铜热沉的尺寸、粘结层的厚度及环境温度等, 进行了详细分析, 根据分析结果对所设计的模型进行了优化, 在经济和效果之间达到了较好的平衡, 获得了较好的优化效果。

2 大功率LED器件建模

2.1 物理模型

本文所建立数值模型为实际模型的1/3, 结构示意图如1所示。

由于灯罩部分基本不参与传热, 所以在热分析中去掉不考虑。由图1可知, 芯片和铜热沉之间用银胶填充, 铜热沉和铝散热片之间由热管连接, 热管的蒸发端接铜热沉, 冷凝端接铝散热片。为了减小热管与铜热沉及铝散热片之间的接触热阻, 连接间隙用银胶填充。

本文中的散热结构中采用了散热性能较好的重力热管结构。由于热管依靠工作液体的汽、液相变传热, 热阻很小, 因此具有很高的导热能力, 因而热管具有优良的等温性。基于热管的等温性特点, 在建立数值模型时对其进行了简化, 把热管简化为一个等温的物体。由于这个简化, 对于热管所连接散热结构的上下两个部分分别建立了数值模型, 在求解计算时, 热管与其他物体接触的面设定为等温面。

本文中, 由于散热结构的特点, 在Gambit软件中建立的模型为实际结构的1/3[6]。对各部分采用Hex/Wedge、cooper方式划分网格如图2所示, 各部分的网格数目为, 芯片225, 银胶225, 铜热沉5440, 铝散热片93840。模型中各部分的物理尺寸如表1。对于热管与铜热沉之间的银胶填充物, 在模型中为内半径为4mm厚度为0.02mm的圆柱体, 其网格数目为560。热管与铝散热片之间的银胶填充物, 在模型中分别为内半径为4mm厚度为0.02mm的半圆柱体, 其网格数目为280。

模型中, 散热片壁面为自然对流换热, 芯片模型的发光面为定热流壁面, 其他封闭在灯罩中的壁面为绝热面。铝散热片与空气的对流换热可应用大空间的自然对流处理[1,5], 根据计算结果, 取保守数值, 自然对流换热系数取7.5W/ (m2·K) 。模型中各个封装材料的导热系数[2,3]见表1。

2.2 数学模型

计算过程所涉及的控制方程[4,7,8]如下。

(1) 能量方程

式中:qÁ表示单位体积的导热体在单位时间内放出的热量、r密度、c比热容、l导热率, Áq、r、c及l均可以是变量;

(2) 第二类边界条件

式中:qÁ为热流密度;

(3) 第三类边界条件

式中:h对流换热系数、tÁ为散热器表面温度、t¥为环境温度、n散热器表面的法线方向、l为导热率;

(4) 对流换热量

散热结构的对流换热量由以下公式计算

式中, h对流换热系数、tÁ为散热器表面温度、t∞为环境温度、A为铝散热片总的散热面积、w为散热量。

3 LED稳态温度场分析

为了保证器件的寿命, 一般要求LED芯片结温在120℃以下, 相关研究表明, 随着PN结的升温, 白光LED器件的发光波长将发生红移。统计资料表明:在100℃的温度下, 波长可以红移4~9nm, 从而导致荧光粉吸收率下降, 总的发光强度会减少, 白光色度变差。在室温附近, 温度每升高1℃, LED的发光强度会相应地减少1%左右。为了保证LED芯片的寿命和使用性能, 在此文中取热管工作温度为70℃, 设环境空气温度为30℃, 此时利用Fluent求解器对所建立的模型进行求解, 计算采用二阶收敛方式。得到了模型的稳态温度场, 如图3所示。由图3可知, 模型中, LED芯片的最高温度为72.6℃, 此时所建立散热模型的散热功率为84W, 大于发热功率50W, 可以满足散热要求。

铜材料是热的良导体, 模型中铜热沉的厚度为18mm, 靠近芯片的下半部分, 温度梯度很大;而远离芯片的上半部分温度梯度很小, 几乎是等温分布, 表明此部分铜热沉在散热结构中作用很小, 需要对铜热沉的尺寸进行优化。导热银胶厚0.02mm, 因其导热系数比较小, 其温度梯度比较大, 是影响模型热阻的重要因素, 需对其进行着重分析。铝散热片尺寸较大, 由于热源 (此时为热管得冷凝端) 相对集中在其几何中心, 几何中心温度梯度较大, 而两端温度梯度很小, 应考虑热源分布的影响, 提高其利用率。

4 优化分析

4.1 环境温度因素分析

当环境温度变化时, 散热结构的最大散热功率也会变化, 图4给出了这种变化的关系。由图4可知当环境温度为0℃时, 散热结构的散热功率为146W, 而当环境温度变为30℃时, 此时散热结构的散热功率为84W, 也能够满足大功率LED路灯散热要求。可见, 环境温度的改变对散热结构的散热功率的影响非常大, 所以在确定散热结构的散热功率时应充分考虑大功率LED路灯的实际工作环境温度的影响。

4.2 热管数目因素分析

图5给出了在环境空气温度为30℃、采用不同热管数目时, 散热结构的最大散热功率。由图可以得出, 热管的数目的增多, 可以使散热结构在环境温度一定的情况下, 散热功率增大。采用10根热管相比4根热管时, 所建立的散热数值模型结构可以增加约11W的散热功率, 而对于整个大功率LED路灯散热结构增加33W的散热功率。图6给出了采用不同热管数目时, 芯片的最高温度。由图6可知, 热管数目的增多, 对芯片的温度分布影响不大。因此应根据大功率LED路灯的散热需要而确定热管数目。

4.3 粘结层厚度因素分析

图7给出了不同粘结层厚度时, 芯片最高温度的变化。由图可知, 粘结层的厚度, 对芯片的温度分布影响很大, 这主要是粘结层材料的导热系数很小, 厚度的增加导致热阻的增加, 使芯片的结温直线上升。所以, 在经济和技术允许的情况下, 应尽可能使其厚度减小。因此研发新型高导热系数的粘结材料, 具有重要的意义。

4.4 热管工作温度

以上的数值模拟计算分析中, 把热管的的工作温度作为定温来处理的, 这样做简化了实际问题, 以便于在不影响分析结果的情况下对影响实际问题的各因素如环境温度、热管数目、热沉尺寸及粘结层厚度等作分析, 从而以到达优化实际模型的目的。

在实际的物理模型中, 热管的工作温度随着实际工作工况的不同而发生变化, 例如当环境温度较低时, 铝散热结构的最大散热功率大于芯片的发热功率时, 热管中循环的工质蒸汽量减少, 热管工作温度降低, 适应热负荷的变化;而在环境温度较高时, 发生与上述物理现象的相反变化。这是因为环境温度与热管工作温度的变化, 改变了铝散热结构与环境的平均散热温差, 从而改变了其散热量。

下面的需要着手搭建试验平台, 以验证上述数值分析结果, 同时考察在热管工作温度变化时, 上述各因素的实际作用效果。

5 结论

本文针对一种大功率LED路灯, 建立了基于热传导和热对流的有限元数值模型。应用Fluent求解器得到了其稳态温度场。在此基础上, 对影响LED芯片温度的几种因素进行了讨论, 结果表明:

5.1 环境温度的变化, 对LED芯片的温度分布影响很小, 但对散热结构的散热功率影响很大。当环境温度为0℃时, 散热结构的散热功率为146W, 而当环境温度变为30℃时, 此时散热结构的散热功率仅为84W。

5.2 热管数目的大小对芯片温度的影响不大, 而采用不同热管数目的散热结构在一定的环境温度下散热能力差别很大。当环境温度为30℃, 采用10根热管相比4根热管时, 大功率LED路灯的散热结构功率增加了约33W。

5.3 铜热沉尺寸的变化, 对芯片温度分布影响很小, 由于铜的价格因素, 所以在封装结构中应尽可能减少铜材料的使用量。

5.4 粘结层的厚度对芯片温度分布影响很大, 在工艺和经济条件允许的情况下, 应尽可能的减小粘结层的厚度。

摘要：对一种大功率LED路灯的散热结构建立数值模型, 采用CFD软件对其进行热分析, 得到其稳态的温度场分布。并对散热结构中影响散热的各个因素如:热管数目、铜热沉尺寸、粘结层厚度和环境温度等进行了分析。结果表明, 热管数目、环境温度和粘结层厚度对照明灯具中LED芯片的温度分布有着重要的影响, 铜热沉尺寸对芯片温度分布影响很小, 根据分析结果对所建立的模型进行优化, 在经济和效果之间达到较好的平衡, 获得了较好的优化效果。

关键词：大功率LED,路灯,散热模拟,热管,结构优化

参考文献

[1]杨世明, 陶文铨.传热学[M].北京:高等教育出版社 (2006) , 182.

[2]Hsiang W P, Neng Y K, Perng C T, et al.Method of making high2power LED[R].Taiwan China:United Epitaxy Company, Ltd.

[3]马庆芳, 方荣生, 项立成等.实用热物理性质手册[K].北京:中国农业机械出版社, 1986:145.

[4]杨世明, 陶文铨.传热学[M].北京:高等教育出版社, 2006:25-28.

[5]傅维镳, 张永廉等.燃烧学[M].北京:高等教育出版社, 1989.

[6]孙锐, 李争起.不同湍流模型对强旋流动的数值模拟[J].动力工程.2002, 6:1750-1757.

[7]李万平.计算流体力学[M].武汉:华中科技大学出版社, 2004:49-62.