Dans l'éclairage des routes, avec Développement de la technologie LED blanche, Le flux lumineux d'une seule LED continue d'augmenter. Il deviendra une tendance pour les LED pour remplacer les sources d'éclairage traditionnelles pour les réverbères LED. La distribution d'intensité lumineuse de la source lumineuse dans toutes les directions d'un espace est appelée distribution de lumière. Une excellente distribution d'éclairage des réverbères LED fera pleinement usage de l'efficacité lumineuse. La couverture lumineuse de plusieurs réverbères fera l'éclairage comprend toutes les zones. La distribution d'éclairage des réverbères LED est souvent meilleure que celle des réverbères traditionnels, qui est l'un des avantages importants des lampadaires LED. La recherche sur la distribution lumineuse des réverbères LED peut considérablement augmenter le taux d'utilisation de la lumière et réduire le gaspillage d'énergie, qui est d'une grande importance pour le système d'éclairage des routes.
Les caractéristiques et les exigences de la distribution des réverbères LED
Caractéristiques de forme de distribution de lumière du réverbère LED
S'il n'y a pas de distribution de lumière pour la source de lumière LED, La lumière sera très dispersée. Lorsqu'il est utilisé sur la route, La zone de la surface de la route illuminée par le réverbère LED sera un très grand endroit. De cette façon, Une partie de la lumière brille sur la zone à l'extérieur de la surface de la route, provoquant une certaine quantité de déchets. Il est difficile pour ce type de réverbère LED pour éclairer toute la surface de la route. Comme le montre la figure 1(un).
Après la distribution du réverbère LED, La forme du point lumineux est rectangulaire, comme figure 1(b). La lumière brillera sur la route relativement uniformément, ce qui garantit qu'il n'y a pas d'angle mort sur la route. Après la distribution du réverbère LED, La largeur de l'irradiation légère est proche de la largeur de la route. Cela utilise pleinement la lumière et peut éclairer pleinement la route.
SPépin Rue Exigences de distribution d'éclairage
Les routes incluent principalement des autoroutes, routes de tronc, routes de tronc secondaire et routes de succursale. Ces routes ont des classifications différentes, différentes conditions routières, et différentes exigences pour l'éclairage des routes. Les lampadaires de ces routes ont des densités différentes et des flux lumineux, Et le coût des réverbères utilisés est également différent.
Les routes express et les routes principales ont généralement besoin de réverbères à haute puissance et de grand flux lumineux. Et les routes de tronc secondaire et les routes de succursale ont besoin de réverbères à faible puissance et à faible flux lumineux. À l'heure actuelle, Il n'y a pas assez de réverbères LED utilisés sur les autoroutes et les routes principales. Bien que les lampadaires LED aient de nombreux avantages par rapport aux réverbères traditionnels, La technologie des réverbères LED n'est pas particulièrement mature. En plus, Le coût des réverbères LED produits par de nombreux fabricants est relativement élevé. La technologie LED a encore besoin de développement.
Courbe de distribution de lumière des réverbères LED
La distribution spatiale de l'intensité lumineuse est souvent appelée courbe de distribution de lumière. Sous le réverbère, L'intensité lumineuse devrait être le minimum, et à mesure que l'angle d'élévation θ augmente, L'intensité lumineuse que j'augmente. La relation fonctionnelle est:
C'est, l'expression de la courbe de distribution de lumière. Le diagramme schématique de la courbe de distribution de lumière idéale d'une seule lampe pour l'éclairage de la route est en figure 2.
En raison de la complexité de la conception optique, Il est difficile que la forme de la distribution de la lumière se conforme complètement à la relation fonctionnelle. La plage de projection de l'angle θ peut diminuer, et la distance entre les lampes peut également diminuer pour obtenir un éclairage uniforme. En général, On espère qu'après une distribution de lumière, un grand angle « chauve-souris » La distribution de la lumière peut être réalisée.
Schéma et analyse de distribution des réverbères LED
Le schéma de distribution de lumière de Des lampadaires LED Doit répondre aux exigences de l'éclairage des routes. Cela nécessite que la taille de l'ouverture des réverbères LED soit proche de la largeur de la route. Si c'est trop petit, Il n'y aura pas de lumières dans certaines régions. Si c'est trop grand, cela provoquera une pollution lumineuse et des déchets d'énergie. Pour les réverbères, L'éclairage à l'éclairage et la taille de l'ouverture sont deux paramètres importants de la distribution des feux de rue. La conception de la distribution lumineuse des réverbères LED est également autour de ces deux paramètres.
Distribution des éclairages primaires des réverbères LED
La première distribution lumineuse des réverbères LED est principalement le processus d'emballage dans le processus de fabrication des réverbères LED. Différents emballages de réverbères LED ont une grande influence sur l'efficacité de la lumière. Excellente technologie de transmission de lumière peut réduire la perte de lumière et augmenter l'efficacité de la lumière. Le processus d'emballage de l'objectif des lampadaires LED joue un rôle important dans la première distribution lumineuse des réverbères.
Si les lampadaires LED adoptent la technologie d'emballage d'objectif à double tête, l'objectif réfractera la tête de lampe à LED, Et la lumière émetra dans un « aile de chauve-souris » forme. Après les méthodes de traitement ultérieures, Les réverbères LED peuvent réaliser « aile de chauve-souris » Distribution de la lumière dans son ensemble. La structure de distribution de lumière primaire et la courbe de distribution de lumière de la lentille à double tête sont illustrées à la figure 3(un) et figurer 3(b). La conception de cet objectif devient le cœur de sa distribution de lumière primaire.
Distribution d'éclairage secondaire des réverbères LED
Les réverbères LED utilisent des objectifs ou des réflecteurs pour modifier la direction de la transmission de la lumière. Ce processus est appelé distribution d'éclairage secondaire des réverbères LED.
La distribution d'éclairage secondaire des lumières de rue LED a principalement les conditions suivantes.
Réflexion totale LEEN LED Distribution du feu secondaire
La lumière est émise d'un milieu relativement optiquement dense à un milieu relativement optiquement clairsemé. Lorsque l'angle incident est supérieur à l'angle critique, Une réflexion totale se produira. Une lentille de réflexion totale symétrique à axe complet est dans les réverbères LED pour contraindre la lumière dans une certaine plage. Cette méthode est appelée la distribution de lumière secondaire LED de la lentille de réflexion totale. Cette méthode de distribution de lumière augmente le taux d'utilisation de la lumière. Par exemple, Le contrôle de l'angle de faisceau dans la plage de ± 30 ° est bénéfique pour une nouvelle conception de distribution de lumière. La lentille de réflexion totale est illustrée à la figure 4.
Distribution de la lumière de la lentille de surface libre de forme libre
Différent de la lentille de réflexion totale symétrique à l'axe complet, La lentille de surface de forme libre a différentes longueurs de distribution de lumière sur l'axe des x et l'axe y, et adopte un élément optique rectangulaire de surface libre avec distribution de lumière. Cette conception vise à mieux répondre aux exigences d'éclairage des routes. Par exemple, Si une longueur d'éclairage plus longue sur la direction de l'axe x est nécessaire, L'angle de distribution de la lumière de l'axe X peut être augmenté. Si la longueur d'éclairage n'a pas besoin d'être aussi longue sur l'axe y, L'angle de distribution de la lumière peut diminuer. Afin d'atteindre l'effet de distribution de lumière, La conception de la surface incurvée contient une qualité technique élevée. Afin d'obtenir le meilleur effet, Le fabricant effectue souvent plusieurs tests.
Distribution de la lumière externe et du réflecteur LED LED
Cette méthode de distribution de lumière est relativement simple. Utilisation de réflecteurs paraboliques et de lentilles optiques, La lumière émise par cette méthode de distribution de lumière est bien pire que les deux ci-dessus, Mais cette méthode de distribution de lumière est simple et bon marché.
TDistribution de la lumière erronée du réverbère LED
Il y a plusieurs modules d'unité LED disposés et combinés sur la lampe à rue LED. Afin de répondre aux exigences de l'éclairage des routes, Il est nécessaire d'effectuer une distribution de lumière tertiaire sur le réverbère LED. La première et la deuxième distribution de lumière ont fait des ajustements relativement bons à la lumière des modules d'unité LED, et la distribution de la lumière tertiaire consiste à organiser raisonnablement les modules d'unité LED. Il existe plusieurs méthodes pour la distribution de la lumière tertiaire.
(1) Distribution de lumière plate
Ce type de réverbères LED utilise un élément optique de surface de forme libre (Coupe d'objectif ou de réflecteur) avec distribution de lumière rectangulaire asymétrique dans la direction xy. Depuis que la distribution de lumière rectangulaire est terminée sur un seul élément optique LED, il suffit d'organiser les modules LED sur le panneau.
(2) Distribution de lumière incurvée
Plusieurs LED sont organisées pour former un module LED. Les LED sur le module LED utilisent une lentille de réflexion totale axisymétrique ou une tasse de réflexion pour une distribution de lumière. La largeur d'angle de rayonnement de la distribution de lumière à travers l'objectif ou la tasse de réflexion est suffisante pour couvrir la route. En arrangeant les modules LED sur la surface courbe, et l'ajustement, La lampe peut générer un motif de lumière presque rectangulaire en direction de la route.
(3) Distribution de lumière multipliée
La lumière LED a une bonne directionnalité. Afin d'obtenir une meilleure distribution des feux de route, Les instructions de projection LED de chaque groupe sont conçues pour éclairer leurs zones respectives. Le moyen relativement simple consiste à adopter la méthode de surface en forme de V. Dans la conception de la distribution de lumière multicolore, Les LED de haute puissance de chaque groupe dans le réverbère sont sur différents avions. En ajustant les angles relatifs de chaque groupe, La lampe peut obtenir les caractéristiques de sortie de la lumière et un effet d'éclairage rectangulaire approximatif, qui rencontre le Normes d'éclairage des routes. figue. 7(c) est un diagramme schématique d'un réverbère à LED de plusieurs volets.
(4) Distribution de la lumière de la tasse réfléchissante
La conception du réflecteur LED réalise les caractéristiques de sortie du réverbère. Un réflecteur asymétrique dans la direction de l'axe XY est conçu séparément pour une seule LED. Cette solution est similaire à une distribution de lumière plate. Mais différent de l'utilisation d'un réflecteur de surface de forme libre pour obtenir la sortie lumineuse près de la « chauve-souris » forme, plusieurs réflecteurs sont conçus et disposés pour obtenir le même effet d'éclairage de route.
Analyse du schéma de distribution d'éclairage des lumières de rue LED
Peu importe l'adaptation de ce qui signifie ou schéma technique, Tant que ses caractéristiques de sortie légère répondent aux exigences des normes d'éclairage de la route nocturne, Ce schéma de technologie a une bonne utilisation. Chacune des distributions de lumière ci-dessus présente des avantages et des inconvénients, Comme indiqué dans le tableau suivant. Un schéma de distribution de lumière nécessite souvent plusieurs combinaisons et des conceptions répétées pour répondre aux normes. Par exemple, La combinaison de la distribution de lumière primaire LED (processus d'emballage d'objectif) et distribution de lumière secondaire des lampes, La combinaison de l'unité de distribution de lumière secondaire LED et de la distribution de lumière tertiaire des lampes, La distribution d'éclairage secondaire des réflecteurs des réverbères LED, etc..
Comparaison des schémas de distribution de lumière
Comparaison des schémas de distribution de lumière | |||
| Schéma de distribution de lumière | avantage | inconvénient | |
| Distribution de la lumière primaire | adopter le processus d'emballage à double lentille | Bonne courbe de distribution de lumière de chauve-souris | Les lentilles emballées ont une mauvaise polyvalence |
| Lentille de réflexion totale | La conception et le traitement des composants sont relativement simples | Combinaison multi-grains, uniformité moyenne | |
| distribution de lumière secondaire | lentille de forme gratuite | Bonne uniformité et courbe de distribution de lumière Batwing | La conception et le traitement des composants sont plus complexes |
| lentille externe et réflecteur | La conception et le traitement des composants sont relativement simples | La perte de sortie de lumière est relativement élevée | |
| Distribution de la lumière tertiaire | distribution de lumière plate | La structure mécanique, La dissipation de chaleur et le contrôle de la puissance sont relativement simples, Et l'uniformité globale est meilleure | Difficile à utiliser lorsque les routes sont très différentes
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| distribution de lumière incurvée | Ajuster la courbure de l'arc pour régler la distribution de la lumière | La conception de la dissipation thermique et du porte-lampe est plus compliquée | |
| Distribution de lumière multipliée | La combinaison du plan de dissipation de chaleur et de la surface de l'arc d'installation est bonne, ce qui réduit la difficulté du processus | Difficile de régler l'angle | |
| Distribution de la lumière de la tasse réfléchissante | Faites un usage complet de la lumière divulguée des environs, Et le taux de sortie de la lumière est élevé, Similaire à la distribution de lumière plate | La conception de tasses réfléchissantes en forme de forme libre est plus compliquée | |
À l'heure actuelle, Les LED de lumière blanche de type puissance se développent dans le sens de celles à puce unique et à haute puissance. En raison du goulot d'étranglement de la dissipation de la chaleur des copeaux, Il est relativement difficile pour les LED à puce unique et haute puissance avec des packages multi-chip pour dissiper la chaleur. Et l'efficacité lumineuse sera également relativement faible.
Que choisir
Donc, Considérer des facteurs tels que l'emballage, dissipation thermique, efficacité lumineuse, et rendu couleur, Les réverbères sélectionnent généralement une seule puissance LED de 1 à plusieurs watts et un effet lumineux de 90-100 lm/W. La puissance globale est obtenue grâce à une méthode hybride à plusieurs éléments. En termes de distribution lumineuse des réverbères LED, d'abord, Les LED avec une meilleure distribution de lumière primaire sont raisonnablement disposées sur le même plan. Alors, Éléments optiques de surface de forme libre (lentilles ou tasses de réflecteur) sont appliqués aux LED de l'avion dans leur ensemble pour effectuer une distribution de lumière secondaire. Cette solution réduit la perte de lumière de sortie LED et améliore l'efficacité des lampes. Quoi’c'est plus, Il simplifie la difficulté de conception et de traitement relative des lampes et assure l'uniformité, Éclairance et motif de lumière de la surface de la route. Donc, Ce programme a de bonnes perspectives de recherche.
Résumé
La conception de la distribution lumineuse des réverbères LED est l'une des clés de l'application de l'éclairage des routes LED. Même dans le Conception future de l'éclairage de la ville intelligente, Ce sera un point clé. Cet article analyse principalement le schéma de distribution d'éclairage des réverbères LED et fournit une solution idéale. La distribution déraisonnable des réverbères LED peut être un Problème clé de l'éclairage de rue LED. Mais avec le développement continu de la technologie LED, La perspective des réverbères LED utilisés dans l'éclairage de la route sera plus lumineux.
