設(shè)計(jì)要求
1、照明用LED的大特點(diǎn)是具有定向發(fā)射光的功能，因?yàn)楣β市蚅ED幾乎都裝有反射器，并且這種反射器的效率都明顯燈具的反射器效率。另外，LED的光效檢測(cè)時(shí)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(gè)LED分別直接把光線射向被照路面的各個(gè)區(qū)域，再利用燈具反射器的輔助配光，來(lái)實(shí)現(xiàn)很合理的道路燈具的綜合配光。應(yīng)該說(shuō)，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(shí)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(jì)各個(gè)LED的安裝位置和發(fā)射光的方向就能實(shí)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(lái)道路照度更好的均勻度。

在實(shí)際的道路照明燈具的設(shè)計(jì)中，可采用在基本設(shè)定每一個(gè)LED設(shè)射方向的前提下，把每一個(gè)LED用球形萬(wàn)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(shí)，可通過(guò)調(diào)整球形萬(wàn)向節(jié)使每一個(gè)LED的照射方向都達(dá)到滿意的結(jié)果。在確定每一個(gè)LED的功率、光束輸出角度時(shí)，可根據(jù)E(lx)=I(cd)/D(m)2(光強(qiáng)和照度距離平方反比定律)，分別計(jì)算出各LED在基本選定光束輸出角度時(shí)應(yīng)該具備的功率，并且可以通過(guò)調(diào)整各LED的功率以及LED驅(qū)動(dòng)電路輸出給每一個(gè)LED不同的功率來(lái)使每一個(gè)LED的光輸出都達(dá)到預(yù)計(jì)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(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)于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。

2、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(dòng)電源，是其正常工作的一大基石，簡(jiǎn)單開關(guān)電源的方案常會(huì)帶來(lái)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(gè)指標(biāo)。LED對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的要求是能恒流輸出的特性，因?yàn)長(zhǎng)ED正向工作時(shí)結(jié)電壓相對(duì)變化區(qū)域很小，所以了LED驅(qū)動(dòng)電流的恒定也就基本了LED輸出功率的恒定。對(duì)于我國(guó)電源電壓供應(yīng)不穩(wěn)定的現(xiàn)狀，道路燈具LED的驅(qū)動(dòng)電路具有恒流輸出特性是十分必要，可光輸出恒定并且防止LED的超功率運(yùn)行。

要想使LED驅(qū)動(dòng)電路呈現(xiàn)恒流特性，從驅(qū)動(dòng)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(shí)，負(fù)載電流也同樣通過(guò)這一輸出內(nèi)阻抗，如果驅(qū)動(dòng)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(dòng)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(jì)方案是采用有源電子開關(guān)電路或采用高頻電流來(lái)驅(qū)動(dòng)LED，采用上述兩種方案可以使驅(qū)動(dòng)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(guó)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(shuō)存在能效較低及頻閃的問(wèn)題。而采用電子驅(qū)動(dòng)電路的LED燈具，在野外照明場(chǎng)合使用時(shí)，威脅其可塑性的一個(gè)重要方面是雷電感應(yīng)問(wèn)題。

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

另外由于我國(guó)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(wú)線電波的瞬間，由于兩根供電線對(duì)地的瞬時(shí)阻抗不同而使兩根供電線間產(chǎn)生一個(gè)差模的干擾電壓，這一瞬時(shí)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(huì)擊穿驅(qū)動(dòng)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(huì)使驅(qū)動(dòng)電路損壞。

要解決這一問(wèn)題，在LED的驅(qū)動(dòng)電路中的輸入端，并接快速響應(yīng)的壓敏電阻，以差模干擾的泄放。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(shí)，壓敏電阻瞬時(shí)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(shí)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(dòng)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(jì)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(duì)電網(wǎng)的泄露，而且能對(duì)閃電的干擾信號(hào)起到明顯的抑制作用。

還有，LED驅(qū)動(dòng)電路各點(diǎn)對(duì)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(dòng)電路的對(duì)地絕緣強(qiáng)度，應(yīng)達(dá)到強(qiáng)化絕緣(4V+2750V)的要求，這樣能使LED的驅(qū)動(dòng)電路具有良好的抗差模和共模雷電感應(yīng)的能力。

3、社會(huì)效益

1.節(jié)能減排

大力響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排政策,實(shí)現(xiàn)提出的在"十一五"期間單位生產(chǎn)總值能耗降低20%左右，主要污染物排放總量減少10%的約束性指標(biāo)。

2.城市形象

使用科技含量較高節(jié)能環(huán)保的綠色照明，有助于城市整體形象的提升。

3.照明質(zhì)量

與傳統(tǒng)路燈相比，LED路燈顯色指數(shù)高，真實(shí)反映路況和環(huán)境狀況，大大提高道路照明的質(zhì)量。

4.利國(guó)利民

響應(yīng)國(guó)家政策，推動(dòng)節(jié)能減排、提升城市品味、提高照明質(zhì)量，實(shí)實(shí)在在利國(guó)利民的實(shí)事。

雷擊主要有以下四種類型:

1.直擊雷

直擊雷蘊(yùn)含的能量，峰值電壓可達(dá)5000kv的雷電流入地，具有的破壞力。會(huì)造成以下三種影響:

(1)的富電流在數(shù)微秒時(shí)間內(nèi)流下地，使地電位迅速拾高，造成反擊事故，危害人身和設(shè)備安全。

(2)雷電流產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波，在電源線和信號(hào)線上感應(yīng)的脈沖電壓。

(3)雷電流流經(jīng)電氣設(shè)備產(chǎn)生的熱量，造成火災(zāi)或爆炸事故。

2.傳導(dǎo)雷

遠(yuǎn)處的雷電擊中線路或因電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電壓，由室外電源線路和通信線路傳至建筑物內(nèi)室內(nèi)的電氣設(shè)備。

3.感應(yīng)雷

云層之間頻繁放電產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁波導(dǎo)致共模和差模干擾，影響電氣設(shè)備運(yùn)行。

4.開關(guān)過(guò)電壓

供電系統(tǒng)中的電感性和電容性負(fù)載開啟或斷開、地極短路、電源線路短路等，都能在電源線路上產(chǎn)生高壓脈沖，脈沖電壓可達(dá)正常電壓的3到5倍，可嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備。破壞效果與雷擊類似。

防范路燈被雷電破壞有效的辦法:

1、外部防雷與內(nèi)部防雷相結(jié)合

一般的LED路燈外部都是導(dǎo)體材料，本身就相當(dāng)于一個(gè)避雷針，在設(shè)計(jì)上安裝引下線和地網(wǎng)，這些系統(tǒng)構(gòu)成外部防雷系統(tǒng)。該系統(tǒng)可避免LED路燈因直擊雷引起火災(zāi)及人身安全事故。內(nèi)部防雷系統(tǒng)是指路燈內(nèi)部通過(guò)接地、設(shè)置電壓保護(hù)等方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。該系統(tǒng)可防止感應(yīng)雷和其他形式的過(guò)電壓侵入，造成電源毀壞、這是外部防雷系統(tǒng)無(wú)法的。這兩者之間是相輔相成的，互為補(bǔ)充。內(nèi)部防雷系統(tǒng)在很多器件上例如外殼、進(jìn)出保護(hù)區(qū)的電纜、金屬管道等都要連接外部防雷系統(tǒng)或者設(shè)置過(guò)壓保護(hù)器，并進(jìn)行等電位連接。

2.防雷等電位連接

為消除雷電引起的毀壞性的電位差，電源線、信號(hào)線、金屬管道等都要用過(guò)壓保護(hù)器進(jìn)行等電位連接，各個(gè)內(nèi)層保護(hù)區(qū)的界面處也要進(jìn)行局部等電位連接，各個(gè)局部等電位連接處要互相連接，后與主等電位處相連。

3.設(shè)置雷電保護(hù)區(qū)

LED路燈除了電源設(shè)備外，還會(huì)設(shè)置一些通信設(shè)備用于控制路燈的開關(guān)及亮度，這些設(shè)備及電源都需要安置在雷電保護(hù)區(qū)內(nèi)，保護(hù)區(qū)域直接受外殼屏蔽。此處的電磁場(chǎng)要弱得多。

4.保護(hù)設(shè)備--防雷模塊和過(guò)壓保護(hù)模塊

防雷器的作用是在短時(shí)間(納秒級(jí))內(nèi)將被保護(hù)系統(tǒng)連入等電位系統(tǒng)中，使設(shè)備各端口等電位。同時(shí)將電路中因雷擊而產(chǎn)生的脈沖能量經(jīng)短路線釋放到大地，降低設(shè)備各接口端的電位差，從而起到保護(hù)設(shè)備的作用。