LED路燈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巨大浪費。當(dāng)前，全球的環(huán)境在日益惡化，各國都在發(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突出，電力供應(yīng)開始存在著嚴(yán)重短缺的局面，節(jié)能是所急需解決的問題。因此，開發(fā)新型高效、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(jìn)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(yīng)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、成為世界上最具有替代傳統(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)能改造的最佳選擇。

 

     路燈與常規(guī)路燈不同的是，LED的光源采用低壓直流供電、由GaN基功率型藍(lán)光LED與黃色合成的高效白光，具有高效、安全、節(jié)能、環(huán)保、壽命長、響應(yīng)速度快、顯色指數(shù)高等獨特優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于道路。外罩可用制作，耐高溫達(dá)135度，耐低溫達(dá)-45度。
 

     LED路燈具有以下幾條優(yōu)點：

1、本身的特性——光的單向性，沒有光的漫射，保證光照效率。

2、LED路燈有獨特的二次光學(xué)設(shè)計，將LED路燈的光照射到所需照明的區(qū)域，進(jìn)一步提高了光照效率，以達(dá)到節(jié)能目的。

3、LED的已達(dá)110-130lm/W，而且還有很大的發(fā)展空間，理論值達(dá)360lm/W。而高壓鈉燈的發(fā)光效率是隨功率增加才有所增加，因此，總體光效LED路燈比高壓鈉燈強；(這個總體光效是理論上的，實際上250W以上高壓鈉燈的光效高于LED）。

4、LED路燈的光顯色性比高壓鈉燈高許多，高壓鈉燈顯色指數(shù)只有23左右，而LED路燈顯色指數(shù)達(dá)到75以上，從視覺心理角度考慮，達(dá)到同等亮度，LED路燈的光照度平均可以比高壓鈉燈降低20%以上，。

5、光衰小，一年的光衰不到3%，使用10年仍達(dá)到道路要求，而高壓鈉燈光衰大，一年左右已經(jīng)下降30%以上，因此，LED路燈在使用功率的設(shè)計上可以比高壓鈉燈低。

6、LED路燈有自動控制節(jié)能裝置,能實現(xiàn)在滿足不同時段照明要求情況下最大可能的降低功率，節(jié)省電能�？蓪崿F(xiàn)電腦調(diào)光，分時間段控制，光線控制，溫度控制，自動巡檢等人性化功能。

7、壽命長：能使用5萬小時以上，提供三年的質(zhì)量保證。不足之處就是電源的壽命得不到保證。

8、光效高：采用≥100LM以上的芯片，相對于傳統(tǒng)高壓鈉燈能節(jié)能75%以上。

9、安裝簡便：無需加埋電纜無需整流器等，直接將安裝于燈桿接上或者將光源嵌套原有燈殼。

10、散熱控制出色：夏天溫度控制在45度以下，并采用被動散熱方式，夏天的散熱保障不足。

11、質(zhì)量可靠：電路電源全部采用高質(zhì)量元器件，每顆LED都有單獨過流保護(hù)，無需擔(dān)心損壞。

12、光色均勻：不加透鏡，不以提高亮度而犧牲均勻光色，從而保證無光圈光色均勻。

13、LED不含有害金屬汞，在報廢時對環(huán)境造成危害。

綜合上述原理的節(jié)能效果顯著，代替高壓鈉燈可節(jié)電60%以上。

維護(hù)成本低：相對于傳統(tǒng)路燈，LED路燈維護(hù)成本極低，經(jīng)過比較，不到6年即可收回全部投入成本。

     另外，LED路燈的缺點也顯露出來了：
     1.單個LED功率低。為了獲得大功率，需要多個并聯(lián)使用。

     2.顯色性低。在LED照射下顯示的顏色沒有白熾燈真實，這要從光譜分布上來分析，屬于技術(shù)問題。

     3.光斑。由于白光LED本身制造工藝上缺陷加上與反射杯或透鏡的配合誤差，容易造成“黃圈”問題。

     4.LED照射均勻度問題。如果不進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計，LED的照射是比較集中，所以一定要進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計，使其光強分布圖呈蝙蝠形。

     5.LED的光衰問題。相比小功率LED，大功率LED路燈的光衰就會要好很多。但是小功率LED熱量散發(fā)很小。而大功率的LED是存在散熱沒有辦法解決的問題，而且發(fā)熱后亮度會明顯降低，所以功率不能做大。現(xiàn)在市場銷售的Spark LED路燈最大的是360W。

     照明用LED的最大特點是具有定向發(fā)射光的功能，因為功率型LED幾乎都裝有反射器，并且這種反射器的效率都明顯高于燈具的反射器效率。另外，LED的光效檢測時已經(jīng)包括了自身反射器的效率。采用LED的道路燈具應(yīng)盡可能地利用LED的定向發(fā)射光的特性，使道路燈具中的各個LED分別直接把光線射向被照路面的各個區(qū)域，再利用燈具反射器的輔助配光，來實現(xiàn)很合理的道路燈具的綜合配光。應(yīng)該說，道路燈具要真正做到符合CJJ45-2006和CIE31以及CIE115標(biāo)準(zhǔn)的照度和照度均勻度要求，燈具內(nèi)應(yīng)包含三次配光的功能才能比較好地實現(xiàn)。，而帶反射器的并且具有合理的光束輸出角度的LED本身就具有良好的一次配光功能。在燈具內(nèi)，能按照路燈具高度及路面寬度設(shè)計各個LED的安裝位置和發(fā)射光的方向就能實現(xiàn)良好的二次配光功能。在此類燈具中的反射器，只作為輔助的三次配光手段，來保證道路照度更好的均勻度。
 

     在實際的道路照明燈具的設(shè)計中，可采用在基本設(shè)定每一個LED設(shè)射方向的前提下，把每一個LED用球形萬向節(jié)固定在燈具上，當(dāng)燈具使用于不同的高度和照射寬度時，可通過調(diào)整球形萬向節(jié)使每一個LED的照射方向都達(dá)到滿意的結(jié)果。在確定每一個LED的功率、光束輸出角度時，可根據(jù)E（lx）=I(cd)/D(m)2(光強和照度距離平方反比定律)，分別計算出各LED在基本選定光束輸出角度時應(yīng)該具備的功率，并且可以通過調(diào)整各LED的功率以及LED驅(qū)動電路輸出給每一個LED不同的功率來使每一個LED的光輸出都達(dá)到預(yù)計值。這些調(diào)整手段都是采用LED光源的道路燈具所特有的，充分利用這些特點就能實現(xiàn)在滿足道路路面的照度和照度均勻度的前提下降低照明功率密度,達(dá)到節(jié)能的目的。

     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，是保證其正常工作的一大基石，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(biāo)。 　LED對驅(qū)動電路的要求是能保證恒流輸出的特性，因為LED正向工作時結(jié)電壓相對變化區(qū)域很小，所以保證了LED驅(qū)動電流的恒定也就基本保證了LED輸出功率的恒定。對于我國電源電壓供應(yīng)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，可保證光輸出恒定并且防止LED的超功率運行。

     要想使LED驅(qū)動電路呈現(xiàn)恒流特性，從驅(qū)動電路的輸出端向內(nèi)看，其輸出內(nèi)阻抗一定是高的。工作時，負(fù)載電流也同樣通過這一輸出內(nèi)阻抗，如果驅(qū)動電路由降壓、整流濾波后加直流恒流源電路或通用的開關(guān)電源加電阻電路組成，在其上必定也消耗很大的有功功率，所以此兩類驅(qū)動電路在基本滿足恒流輸出的前提下，效率是不可能高的。正確的設(shè)計方案是采用有源電子開關(guān)電路或采用高頻電流來驅(qū)動LED，采用上述兩種方案可以使驅(qū)動電路在保持良好的恒流輸出特性的前提下，仍具有很高的轉(zhuǎn)換效率。
 

     我國的道路燈具，基本都采用HID光源加配觸發(fā)器和電感鎮(zhèn)流器的模式，這一模式雖說存在能效較低及頻閃的問題。而采用電子驅(qū)動電路的LED燈具，在野外照明場合使用時，威脅其可塑性的一個重要方面是雷電感應(yīng)問題。

     眾所周知，空中的閃電發(fā)射的是一廣譜的無線電波，而架空的道路燈具供電線路，是良好的接受無線。兩根電源線接收的同一閃電發(fā)出的無線電波，對驅(qū)動電路來講是屬于共模干擾信號，這種共模干擾對地可達(dá)數(shù)佰伏到數(shù)千伏，很容易擊穿驅(qū)動電路內(nèi)的EMC接地電容或較小的對地（對外殼）的電氣間隙，造成驅(qū)動電路的損壞。

     另外由于我國的供電線路是三相四線制中性線接地的極性電源，所以在兩根架空供電線的各段，在感應(yīng)到閃電的無線電波的瞬間，由于兩根供電線對地的瞬時阻抗不同而使兩根供電線間產(chǎn)生一個差模的干擾電壓，這一瞬時差模干擾電壓也可達(dá)到數(shù)百伏至3000多伏，這一電壓往往會擊穿驅(qū)動電路的電源整流二極管和印制線路板上的不同極性電極間的電氣間隙，LED控制器同樣會使驅(qū)動電路損壞。

     要解決這一問題，必須在LED的驅(qū)動電路中的輸入端，并接快速響應(yīng)的壓敏電阻，以保證差模干擾的泄放。由于閃電的感應(yīng)干擾是重復(fù)多次的，當(dāng)干擾電壓高時，壓敏電阻瞬時導(dǎo)通泄放的電流可能很大，所以采用的壓敏電阻不僅應(yīng)具有快速的響應(yīng)能力，還應(yīng)具備瞬時導(dǎo)通數(shù)十安培的泄放能力而不損壞。除了采用壓敏電阻外，LED的驅(qū)動電路的輸入端還應(yīng)結(jié)合傳導(dǎo)干擾（EMI）的防護(hù)，設(shè)計有復(fù)合的LC網(wǎng)絡(luò)，使這些LC網(wǎng)絡(luò)不僅能阻礙內(nèi)部的EMI對電網(wǎng)的泄露，而且能對閃電的干擾信號起到明顯的抑制作用。

     還有，LED驅(qū)動電路各點對地的電氣間隙應(yīng)保持在7mm以上，EMI防護(hù)的接地電容以及驅(qū)動電路的對地絕緣強度，應(yīng)達(dá)到強化絕緣（4V+2750V）的要求，這樣能使LED的驅(qū)動電路具有良好的抗差模和共模雷電感應(yīng)的能力。

 

     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(zhǔn)，LED路燈以功率為50W為準(zhǔn)進(jìn)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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。

 

     功率

     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(zhǔn)，LED路燈以功率為50W為準(zhǔn)進(jìn)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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。

 

     選購時注意的問題：

     1．發(fā)光效率

　　技術(shù)日趨成熟，大功率LED光源已可以滿足一般路燈所需的。一般的高壓鈉燈的光效是100LM/W，常用的大功率LED是50-60LM/W，用國外最好的LED芯片可以達(dá)到80LM/W，發(fā)光效率越高，意味著節(jié)能效果越好，這也是選擇LED路燈最重要的指標(biāo)之一。不過，LED的標(biāo)準(zhǔn)中并未對此有明確規(guī)定，所以在采購LED路燈時必須仔細(xì)確認(rèn)。

　　2．LED路燈的光衰

　　而有的商家，為了降低成本，就采用幾百只0.5W的小功率LED。然而這種小功率的LED的光衰是非常嚴(yán)重的，其光衰至80%的壽命只有1000小時。所以，作為需要長期使用的路燈是絕對不能允許采用這種小功率LED的，選用大功率LED（一般指30W以上），其光衰就要好很多。

　　3．LED路燈的自重問題

　　LED路燈由于技術(shù)含量高、成分復(fù)雜等原因，一些大功率燈頭重量會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通高壓鈉燈，因此對相應(yīng)的支撐材料要求較更高。不過，一些LED路燈廠家已經(jīng)盡可能的在減少LED燈頭的自重，從原來的單個燈頭約30公斤左右，降到了10多公斤，重量的減輕還有進(jìn)一步下降的趨勢。

　　4．LED路燈的散熱

　　LED因為是半導(dǎo)體元器件，其晶片受到溫度影響而減少到初始光通量的30%時，就將失去照明意義，也就是壽命終結(jié)了，理論上大功率LED路燈的壽命在3-5萬小時，但其重要前提是有良好的散熱性。值得一提的是，國內(nèi)已有廠家采用了全球領(lǐng)先的針狀散熱技術(shù)。