In der Straßenbeleuchtung, mit dem Entwicklung der weißen LED -Technologie, Der leuchtende Fluss einer einzelnen LED nimmt weiter zu. Es wird ein Trend für LEDs, traditionelle Lichtquellen für LED -Straßenlaternen zu ersetzen. Die Lichtintensitätsverteilung der Lichtquelle in alle Richtungen eines Raums wird als Lichtverteilung bezeichnet. Ausgezeichnete Lichtverteilung der LED -Straßenlaternen nutzt die leuchtende Effizienz voll aus. Die leichte Abdeckung mehrerer Straßenlaternen erzeugt die Beleuchtung, die alle Bereiche umfassen. Die leichte Verteilung von LED -Straßenlaternen ist oft besser als die der traditionellen Straßenlaternen, Dies ist einer der wichtigsten Vorteile von LED -Straßenlaternen. Nachforschungen über die Lichtverteilung von LED -Straßenlampen können die Lichtnutzungsrate erheblich erhöhen und den Energieverschwendung verringern, das ist von großer Bedeutung für das Straßenbeleuchtungssystem.
Die Merkmale und Anforderungen der LED -Straßenleuchtenverteilung
Lichtverteilungsformmerkmale der LED -Straßenlampe LED
Wenn die LED -Lichtquelle keine Lichtverteilung gibt, Das Licht wird sehr verstreut sein. Wenn auf der Straße verwendet, Das Gebiet der Straßenoberfläche, das von der LED -Straßenlichung beleuchtet wird, wird ein sehr großer Ort sein. Auf diese Weise, Ein Teil des Lichts scheint auf dem Gebiet außerhalb der Straßenoberfläche, eine bestimmte Menge an Abfall verursachen. Für diese Art von LED -Straßenlicht ist es schwierig, die gesamte Straßenoberfläche zu beleuchten. Wie in Abbildung gezeigt 1(A).
Nach der Verteilung von LED -Straßenlicht, Die Form des leichten Flecks ist rechteckig, als Abbildung 1(B). Das Licht wird relativ gleichmäßig auf der Straße scheinen, Dies stellt sicher, dass es keine blinden Flecken auf der Straße gibt. Nach der Verteilung der LED -Straßenlichter, Die Breite der leichten Bestrahlung liegt nahe an der Breite der Straße. Dies nutzt das Licht voll und kann die Straße vollständig beleuchten.
STardard Straße Beleuchtungsverteilungsanforderungen
Straßen umfassen hauptsächlich Expressways, Kofferraumstraßen, Sekundärstraßen und Zweigstraßen. Diese Straßen haben unterschiedliche Klassifikationen, Verschiedene Straßenverhältnisse, und unterschiedliche Anforderungen an die Straßenbeleuchtung. Die Straßenlampen auf diesen Straßen haben unterschiedliche Dichten und leuchtende Flüsse, Und die Kosten für verwendete Straßenlaternen sind ebenfalls unterschiedlich.
Express -Straßen und Hauptstraßen benötigen im Allgemeinen Straßenlampen mit hoher Leistung und großem leuchtendem Fluss. Und sekundäre Kofferraumstraßen und Zweigstraßen benötigen Straßenlampen mit geringem Strom und geringem leuchtendem Fluss. Derzeit, Auf Schnellstraßen und Hauptstraßen werden nicht genügend LED -Straßenlaternen verwendet. Obwohl LED -Straßenlaternen viele Vorteile gegenüber traditionellen Straßenlaternen haben, Die Technologie von LED -Straßenlaternen ist nicht besonders ausgereift. Außerdem, Die Kosten für LED -Straßenlaternen, die von vielen Herstellern erzeugt werden, sind relativ hoch. LED -Technologie braucht noch weiterentwickelt.
Lichtverteilungskurve von LED -Straßenlampen
Die räumliche Verteilung der leuchtenden Intensität wird häufig als Lichtverteilungskurve bezeichnet. Unter der Straßenlampe, Die Lichtintensität sollte das Minimum sein, und mit zunehmender Höhenwinkel θ, Die Lichtintensität, die ich nimmt. Die funktionale Beziehung ist:
Das heißt, Die Expression der Lichtverteilungskurve. Das schematische Diagramm der idealen Lichtverteilungskurve einer einzelnen Lampe für die Straßenbeleuchtung ist in Abbildung 2.
Aufgrund der Komplexität des optischen Designs, Es ist schwierig für die Form der Lichtverteilung, sich der funktionalen Beziehung vollständig anzupassen. Der Projektionsbereich des θ -Winkels kann abnehmen, und der Abstand zwischen den Lampen kann ebenfalls abnehmen, um eine einheitliche Beleuchtung zu erhalten. Allgemein gesprochen, Es ist zu hoffen, dass nach Lichtverteilung, ein Weitwinkel “Batwing” Lichtverteilung kann erreicht werden.
LED Street Light Distribution Scheme und Analyse
Das Lichtverteilungsschema von Führte Straßenlampen muss die Anforderungen der Straßenbeleuchtung erfüllen. Dies erfordert, dass die Blendengröße von LED -Straßenlampen in der Nähe der Straße liegt. Wenn es zu klein ist, In einigen Bereichen wird es keine Lichter geben. Wenn es zu groß ist, Es wird Lichtverschmutzung und Energieabfälle verursachen. Für Straßenlaternen, Beleuchtungs Gleichheit und Blendengröße sind zwei wichtige Parameter der Straßenlampenverteilung. Das Design der Lichtverteilung von LED -Straßenlaternen liegt ebenfalls um diese beiden Parameter.
Primärlichtverteilung von LED -Straßenlaternen
Die erste Lichtverteilung von LED -Straßenlampen ist hauptsächlich der Verpackungsprozess im Herstellungsprozess von LED -Straßenlampen. Verschiedene Verpackungen von LED -Straßenlaternen haben einen großen Einfluss auf die Lichteffizienz. Ausgezeichnete Lichtübertragungstechnologie kann den Lichtverlust verringern und die Lichteffizienz erhöhen. Der Objektivverpackungsprozess von LED -Straßenlampen spielt eine wichtige Rolle bei der ersten Lichtverteilung von Straßenlaternen.
Wenn LED-Straßenlampen eine doppelköpfige Linsenverpackungstechnologie einnehmen, Das Objektiv verbannt den LED -Lampenkopf, und das Licht wird in a emittieren “Fledermausflügel” Form. Nach nachfolgenden Verarbeitungsmethoden, LED -Straßenlaternen können realisieren “Fledermausflügel” Lichtverteilung als Ganzes. Die primäre Lichtverteilungsstruktur und die Lichtverteilungskurve der doppelköpfigen Linse sind in Abbildung dargestellt 3(A) und Figur 3(B). Das Design dieser Linse wird zum Kern seiner Primärlichtverteilung.
Sekundärlichtverteilung von LED -Straßenlaternen
LED -Straßenlaternen verwenden Objektive oder Reflektoren, um die Richtung des Lichtgetriebes zu ändern. Dieser Prozess wird als sekundäre Lichtverteilung der LED -Straßenlaternen bezeichnet.
Die sekundäre Lichtverteilung von LED -Straßenlichtern hat hauptsächlich die folgenden Bedingungen.
Total Reflection Linse LED Secondary Light Distribution
Licht wird von einem relativ optisch dichten Medium bis zu einem relativ optisch spärlichen Medium emittiert. Wenn der Vorfallwinkel größer ist als der kritische Winkel, Total Reflection tritt auf. Eine symmetrische Gesamtreflexionslinse in voller Achse befindet sich in LED-Straßenlaternen, um das Licht in einem bestimmten Bereich einzuschränken. Diese Methode wird als LED -Sekundärlichtverteilung der gesamten Reflexionslinse bezeichnet. Diese Lichtverteilungsmethode erhöht die Nutzungsrate von Licht. Zum Beispiel, Die Steuerung des Strahlwinkels im Bereich von ± 30 ° ist für die weitere Lichtverteilungspflicht von Vorteil,. Die Gesamtreflexionslinse ist in Abbildung dargestellt 4.
Freiform-Oberflächenlinsen-LED Sekundärlichtverteilung
Anders als die symmetrische Gesamtreflexionslinse in voller Achse, Die freie Oberflächenlinse hat unterschiedliche Lichtleitungen auf der X-Achse und der Y-Achse, und nimmt ein rechteckiges optisches Element mit freier Oberfläche mit Lichtverteilung an. Dieses Design zielt darauf ab, die Anforderungen an die Straßenbeleuchtung besser zu erfüllen. Zum Beispiel, Wenn eine längere Beleuchtungsdauer der x-Achsenrichtung erforderlich ist, Der Lichtverteilungswinkel der X-Achse kann erhöht werden. Wenn die Beleuchtungslänge nicht so lange auf der Y -Achse sein muss, Der Lichtverteilungswinkel kann abnehmen. Um den Lichtverteilungseffekt zu erreichen, Das Design der gekrümmten Oberfläche enthält eine hohe technische Qualität. Um den besten Effekt zu erzielen, Der Hersteller führt häufig mehrere Tests durch.
Externe Linse und Reflektor -LED Sekundärlichtverteilung
Diese Lichtverteilungsmethode ist relativ einfach. Verwendung von parabolischen Reflektoren und optischen Objektiven, Das von dieser Lichtverteilungsmethode emittierte Licht ist viel schlechter als die oben genannten zwei, Aber diese Lichtverteilungsmethode ist einfach und billig.
TErleuchten Verteilung der LED -Straßenlichter
Auf der LED -Straßenlampe sind mehrere LED -Einheitenmodule angeordnet und kombiniert. Um die Anforderungen der Straßenbeleuchtung zu erfüllen, Es ist notwendig, eine tertiäre Lichtverteilung an der LED -Straßenlampe durchzuführen. Die erste und die zweite Lichtverteilung haben relativ gute Anpassungen an das Licht der LED -Einheitsmodule vorgenommen, und die tertiäre Lichtverteilung besteht darin, die LED -Einheitsmodule vernünftig zu ordnen. Es gibt verschiedene Methoden zur Verteilung der tertiären Licht.
(1) Flachlichtverteilung
Diese Art von LED-Straßenlampen verwenden optisches freies Oberflächenelement (Objektiv- oder Reflektorbecher) mit asymmetrischer rechteckiger Lichtverteilung in XY -Richtung. Da die rechteckige Lichtverteilung auf einem einzigen optischen LED -Element abgeschlossen wurde, Es muss nur die LED -Module auf dem Panel arrangieren.
(2) Gekrümmte Lichtverteilung
Mehrere LEDs werden so angeordnet, dass ein LED -Modul gebildet wird. Die LEDs auf dem LED -Modul verwenden eine axisymmetrische Gesamtreflexionslinse oder eine reflektierende Tasse für die Lichtverteilung. Die Strahlungswinkelbreite der Lichtverteilung durch die Linse oder die reflektierende Tasse reicht aus, um die Straße abzudecken. Durch Anordnung der LED -Module auf der gekrümmten Oberfläche, und es einstellen, Die Lampe kann ein nahezu rechteckiges Lichtmuster in Richtung der Straße erzeugen.
(3) Mehrfache Lichtverteilung
LED -Licht hat eine gute Direktionalität. Um eine bessere Verteilung des Straßenleuchtens zu erhalten, Die LED -Projektionsrichtungen jeder Gruppe leuchten ihre jeweiligen Bereiche auf. Der relativ einfache Weg besteht darin, die V-förmige Oberflächenmethode zu übernehmen. Im mehrfachen Lichtverteilungsdesign, Die Hochleistungs-LEDs jeder Gruppe in der Straßenlampe befinden sich in verschiedenen Ebenen. Durch Einstellen der relativen Winkel jeder Gruppe, Die Lampe kann die Lichtausgangseigenschaften und den ungefähren rechteckigen Beleuchtungseffekt erhalten, das trifft die Straßenbeleuchtungsstandards. Feige. 7(C) ist ein schematisches Diagramm einer mehrfachen LED-Straßenlampe.
(4) Reflektierende Becher -Lichtverteilung
Das Design von LED -Reflektor erkennt die Ausgangseigenschaften von Straßenleuchten. Ein asymmetrischer Reflektor in der XY -Achse -Richtung ist separat für eine einzige LED ausgelegt. Diese Lösung ähnelt einer flachen Lichtverteilung. Unterscheiden sich jedoch von der Verwendung eines Freiformoberflächenreflektors, um eine Lichtleistung in der Nähe des “Batwing” Form, Mehrere Reflektoren werden ausgelegt und angeordnet, um den gleichen Straßenbeleuchtungseffekt zu erzielen.
Analyse des Lichtverteilungsschemas von LED -Straßenlichtern
Egal anpassen, welche technischen Mittel oder des Schemas, Solange seine Lichtleidencharakteristiken den Anforderungen der Nachtbeleuchtungsstandards erfüllen, Diese Technologie oder dieses Schema hat einen guten Nutzungswert. Jede der oben genannten Lichtverteilungen hat Vor- und Nachteile, Wie in der folgenden Tabelle gezeigt. Ein Lichtverteilungsschema erfordert häufig mehrere Kombinationen und wiederholte Designs, um die Standards zu erfüllen. Zum Beispiel, Die Kombination der LED -Primärlichtverteilung (Linsenverpackungsprozess) und sekundäre Lichtverteilung von Lampen, Die Kombination der LED -Sekundärlichtverteilungseinheit und der Tertiärlichtverteilung von Lampen, Die sekundäre Lichtverteilung von Reflektoren von LED -Straßenlampen, usw.
Vergleich der Lichtverteilungsschemata
Vergleich der Lichtverteilungsschemata | |||
| Lichtverteilungsschema | Vorteil | Nachteil | |
| Primärlichtverteilung | Übernehmen Sie den Prozess der Doppellinsenverpackung | gute Fledermaus-Wing-Lichtverteilungskurve | Verpackte Objektive haben eine schlechte Vielseitigkeit |
| Gesamtreflexionslinse | Das Design und die Verarbeitung von Komponenten sind relativ einfach | Multi-Grain-Kombination, durchschnittliche Gleichmäßigkeit | |
| Sekundärlichtverteilung | Linse freie Form | Gute Einheitlichkeit und Batwing -Lichtverteilungskurve | Das Design und die Verarbeitung von Komponenten sind komplexer |
| Außenlinse und Reflektor | Das Design und die Verarbeitung von Komponenten sind relativ einfach | Lichtausgangsverlust ist relativ hoch | |
| Tertiärlichtverteilung | Flachlichtverteilung | Die mechanische Struktur, Wärmeissipation und Leistungsregelung sind relativ einfach, und die allgemeine Gleichmäßigkeit ist besser | Schwer zu bedienen, wenn die Straßen ganz anders sind
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| gekrümmte Lichtverteilung | Passen Sie die Lichtbogenkrümmung an, um die Lichtverteilung einzustellen | Das Design von Wärmeabteilung und Lampenhalter ist komplizierter | |
| Mehrfache Lichtverteilung | Die Kombination der Wärmedissipationsebene und der Installationsbogenfläche ist gut, Dies verringert die Schwierigkeit des Prozesses | Schwierig, den Winkel einzustellen | |
| Reflektierende Becher -Lichtverteilung | Nutzen Sie das Licht, das aus der Umgebung durchgesickert ist, und die Lichtausgangsrate ist hoch, Ähnlich der Flachlichtverteilung | Das Design von freien reflektierenden Tassen ist komplizierter | |
Derzeit, Power-Type-Licht-LEDs entwickeln sich in Richtung Single-Chip- und Hochleistungs-LEDs. Aufgrund des Engpasses der Chip -Wärme -Dissipation, Es ist relativ schwierig für Einzelchip- und Hochleistungs-LEDs mit Multi-Chip-Paketen, um die Wärme abzulösen. Und die leuchtende Effizienz wird auch relativ niedrig sein.
Was zu wählen
daher, Berücksichtigung von Faktoren wie Verpackung, Wärmeableitung, leuchtende Effizienz, und Farbwiedergabe, Straßenlaternen wählen normalerweise eine LED -Leistung von aus 1 zu mehreren Watts und einer leuchtenden Wirkung von 90-100 lm/W. Die Gesamtleistung wird durch eine Multi-Element-Array-Hybridmethode erreicht. In Bezug auf die Lichtverteilung von LED -Straßenlampen, Erste, LEDs mit besserer Primärlichtverteilung sind in derselben Ebene vernünftigerweise angeordnet. Dann, optische freie Oberflächenelemente (Linsen oder Reflektorbecher) werden auf die LEDs im Flugzeug als Ganzes angewendet, um eine sekundäre Lichtverteilung durchzuführen. Diese Lösung reduziert den Verlust von LED -Ausgangslicht und verbessert die Effizienz von Lampen. Was mehr ist, Es vereinfacht die relative Design- und Verarbeitungsschwierigkeit von Lampen und sorgt für die Gleichmäßigkeit, Beleuchtung und Lichtmuster der Straßenoberfläche. daher, Dieses Programm hat gute Forschungsaussichten.
Zusammenfassung
Das Lichtverteilungsdesign von LED -Straßenlampen ist einer der Schlüssel für die Anwendung von LED -Straßenbeleuchtung. Auch in der zukünftiges Design von Smart City Lighting, Es wird ein wichtiger Punkt sein. Dieser Artikel analysiert hauptsächlich das Lichtverteilungsschema von LED -Straßenlaternen und bietet eine ideale Lösung. Eine unangemessene Verteilung von LED -Straßenlampen kann a sein Schlüsselproblem der LED -Straßenbeleuchtung. Aber mit der kontinuierlichen Entwicklung der LED -Technologie, Die Aussicht auf LED -Straßenlampen, die in der Straßenbeleuchtung eingesetzt werden, ist heller.
