【led路灯厂家】教你如何设计LED路灯配光
2020-07-15
LED路灯配光的特点和要求，在道路照明中，如果没有对LED路灯光源配光，照射在路面上的光型为面积较大的圆形光斑，会有部分光散落到路面之外而没有被利用，
为了满足对路面的亮度、照度、均匀度的要求，且尽可能使得大部分光都分布在道路面上以提高灯光的利用率，减少不必要的浪费，通常需要对LED路灯进行配光，LED路灯输出的光线照射在路面上所形成的光型或光斑以矩形为佳，道路照明标准配光要求
根据《城市道路照明设计标准》要求，道路照明中道路分为快速路与主干路、次干路、支路，LED道路照明配光要求标准值应符合的规定。
道路照明标准值目前的LED路灯研究主要集中在次干路和支路上的应用，光通量小是LED路灯不能应用在主干路上的主要原因。在主干路上的应用还有待LED技术的研究和发展。
由于光学设计复杂性，配光形状难以完全符合函数关系，可以减小θ角的投射范围，减少灯具的间距来得到均匀照度。一般来说，希望在配光后能实现宽角度的“蝙蝠翼”形配光。
LED路灯配光方案及分析
LED路灯的配光方案在道路照明要求的基础上进行，同时要考虑控制眩光和考虑环境系数。对道路照明来说，光效和配光曲线是两个重要参数，目前LED路灯配光的方案主要有以下基本形式。
LED路灯的一次配光
在功率型LED制造过程中，封装时采用透镜工艺可提高光效率、减少光输出损失、改变光输出特性，LED的封装透镜工艺与大功率的LED路灯照明一次配光有一定的关系。通过良好的封装透镜的设计，LED可以获得较好的光输出特性。
采用双头透镜封装的LED配光，可以将单粒LED的光强输出曲线改造成“蝙蝠翼”形，以便进一步实现整个路灯整体光强输出曲线的“蝙蝠翼”形配光。双头透镜一次配光结构和配光曲线如图3(a)和图3(b)所示，该透镜的设计成为其一次配光核心。
LED路灯的二次配光
对LED路灯中的大功率LED采用透镜或反光器进一步改变输出光特性，即为LED路灯的二次配光。
LED路灯的三次配光
LED路灯的三次配光是在大功率LED一、二次配光完成的基础上，通过对多个LED(单元模组)叠加和空间排列实现，以满足道路照明平均亮度、平均照度和均匀度的要求。三次配光有以下几种方式。
(1)平面式配光
LED路灯设计时采用XY方向非对称的矩形配光的自由曲面光学元件(透镜或反光杯)，由于矩形配光在单个LED光学元件上已完成，所以整个LED路灯只需将该LED模组排列在平板上即可。图7(a)为LED路灯的平面式配光示意。
(2)弧面式配光
多个LED排列组成一个LED模组，LED模组上的LED是采用轴对称的全反射的透镜或反光杯进行配光的，通过透镜或反光杯配光的辐射角宽度足以覆盖道路宽度。将LED模组排列在弧面上，如图7(b)所示，通过调整弧面可以在道路方向上产生近乎于矩形光型。
(3)多折面式配光
LED光线具有良好的方向性，为获得较好的道路配光，分别设计各组的LED投射方向负责照射各自区域，较为简单的方式是采用V字型面方式。在多折面式配光设计时，路灯中各组的大功率LED分别安装在不同平面上，通过调整各组相对角度来获得路灯的光输出特性和近似矩形照明效果，满足道路照明标准中的要求。图7(c)为多折面式LED路灯示意图。
(4)反光杯式配光
通过LED反射器的设计来获得路灯灯光的输出特性。为单个LED单独设计XY轴方向非对称的反射器，此方案类似于平面式配光，不同的是使用自由曲面反光器，使其获得光输出接近于“蝙蝠翼”形，设计多个反射器并排列同样可以得到较好的道路照明效果。
LED路灯配光方案分析
无论采取何种技术手段或方案，就LED路灯配光来说，其光输出特性满足夜间道路照明标准要求，该技术或方案具有良好的使用价值。上述配光各有优缺点，如表2所示。一种LED路灯配光方案往往需要进行多次配光的组合和反复设计，以达到道路照明的标准。如LED一次配光(透镜封装)和灯具的二次配光的组合、LED的二次配光单元和灯具的三次配光的组合、LED路灯的反射器二次配光等。
配光方案的对比
目前，功率型白光LED正朝着单片大功率的方向发展，由于芯片散热瓶颈制约，采用多芯片组合封装的单片大功率LED的散热相对困难，光效相对较低。
led路灯厂家教你如何设计LED路灯配光所以，综合考虑封装、散热、光效、显色等因素，通常选择单个LED功率在1瓦至数瓦、光效为90~100lm/W的产品，通过多粒阵列混联方式来达到总体功率要求，LED路灯配光方面则通过在同一平面合理排列具有较好一次配光的LED,并对该平面的LED整体应用自由曲面光学元件(透镜或反光杯)进行二次配光，以达到道路照明配光要求。
