突破LED应用关键技术 实现LED路灯产业化
摘要：本文就大功率LED路灯设计制造过程中所涉及的散热及二次配光技术为重点作一些介绍。
关键词：效率 散热 非对称配光 产业化
前言:
随着社会发展的进步，节能减排成为了时代的强声国家大政方针的确立，又为LED应用发展提供了坚实的基础。科技部“十城万盏”路灯重大示范项目的实施，众多省市热情高涨的自主LED路灯项目，这如火如荼的燎原之势，明示了LED无可置疑的节能效果和其应用的强大生命力。但由于目前LED路灯尚缺少统一的技术标准和测量标准，没有某些强制性的性能指标，在群雄四起的时代，LED路灯质量的良莠不齐，在一些地方过早地使用，影响了社会和用户对LED灯具的信心。固此，加强技术研发持续提高LED路灯的整体综合质量，依然是LED应用业界的重中之重。
图1 大功率LED路灯
一、 LED路灯的散热
在大功率LED路灯的整体设计过程中快速有效地散热是LED路灯重点解决的问题，因为LED光源的光衰和寿命与工作温度的高低有决定性关系。目前LED路灯主要采用热管散热和自然散热2种方式。
1、热管散热
热管广泛用于CPU的散热，效率高，但需配带热管和运动介质。还需要配合灯具结构作弯、压加工，制作和安装复杂，比较适合集成LED模组光源中使用，如50W、100W甚至更大功率的集成LED。由于在热管中加有运动介质，一旦介质泄漏即会造成整个热管系统失效，而导致LED结温急剧上升。此外，不管由于某种原因造成LED路灯失效，修理也较复杂,需要熟练的专业技术人员方可。
2、自然散热
自然散热是目前LED路灯比较常见的散热方式，具有制作简单，性能可靠，成本低廉的特点，但效率较低。如何提高散热效率是应用自然散热方式的关键所在，我认为首先要有良好的材质和导热界面，足够的散热面积和蓄热能力，在必须满足以上的几个条件的基础上，自然散热方式的灯具设计的真谛在于突出一个“快”字，也就是如何提高冷热空气的快速流动交换是关键，使路灯上的热量通过冷热空气的迅速移位而散发出去，从而达到事半功倍的效果。一味盲目简单地增加热容量和散热面积，只会将LED路灯做得重量很重外形不美的产品，这是走进了采用该种散热方式的认识和设计的误区。
此外，充分降低各节点之间的热阻，以及高效驱动电路的设计和合理安装也是非常重要的。
总之，大功率LED路灯的散热是一个系统工程，需要经过设计、试验和检测三部曲，只有这样才能做到正真的科学与合理。
图2 自然散热的热成像曲线图
我们制作的一款功率为140W的自然散热式大功率LED路灯经检测在25℃常温下，其LED结温温升为37℃，这样的数值在国内业界是不多见的，我们还在作进一步的优化,以得到更理想的结温温度。