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      電子警察桿配光要求及方案分析


      小編敘述:對于電子警察桿的理解:
        電子警察桿配光是使燈光盡可能投射到被照明道路的各個區域,以獲得滿足道路照明要求的配光, 電子警察桿配光設計是否準確是取代傳統路燈的關鍵因素之一。
      1.LED路燈的光分布形狀特性
      道路照明中,如果LED路燈的光源不分布,道路上照明的光源類型為一個大的圓形光斑,一些光線會散落道路外而無法使用,
      為了滿足路面的亮度、照度和均勻性要求,并盡可能使大部分光線分布路面上,從而提高光的利用率,減少不必要的浪費,通常需要對LED路燈進行配光。如圖1(b)所示,由道路表面上LED路燈的光輸出形成的光類型或光斑最好為矩形。
      2.道路照明的標準配光要求
      根據《城市道路照明設計標準》的要求,道路照明中的道路分為高速公路、主干道、次干道和支路。LED道路照明配光要求的標準值應符合表1的規定。
      3.LED路燈的配光曲線
      光強度的空間分布通常稱為光分布曲線。路燈下,光照強度應為最小值,隨著高度θ的增加,光照強度I增加。
      功能關系是:
      即光分布曲線的表達式。由于光學設計的復雜性,光分布形狀很難完全符合函數關系,因此可以縮小θ角投影范圍,減小燈具間距以獲得均勻的照明。
        
      LED路燈配光方案及分析
      LED路燈的配光方案應根據道路照明要求進行,同時考慮眩光控制和環境系數。對于道路照明,光效率和光分布曲線是兩個重要參數。目前,LED路燈的配光方案主要有以下基本形式。
      1.LED路燈的一次光分布
      功率LED的制造過程中,將透鏡技術應用于封裝可以提高光效率,降低光輸出損耗,改變光輸出特性。LED封裝透鏡技術與大功率LED路燈照明的一次光分布有一定的關系。通過良好的封裝透鏡設計,LED可以獲得更好的光輸出特性。
      通過雙頭透鏡封裝的LED配光,可以將單個LED的光強輸出曲線轉化為形狀,從而進一步實現整個路燈整體光強輸出曲線的配光。透鏡的設計成為其主要的配光核心。
      2.LED路燈的二次配光
      對于LED路燈中的大功率LED,透鏡或反射器用于進一步改變LED路燈的輸出光特性,即二次光分布。
      LED路燈的二次配光主要包括以下情況。
      帶全反射透鏡的Led二次光分布。當入射角大于臨界角時,會發生全反射?;谶@一原理,設計了一種軸對稱全反射透鏡。
      例如,將光束角度更改為±30°范圍內有助于進一步的光分布設計。
      帶自由曲面透鏡的Led二次光分布。本設計中,使用了XY軸方向上具有不對稱矩形光分布的自由曲面光學元件。
      例如,X軸上產生±60°均勻分布光以滿足道路長度方向的照明要求,Y軸上產生±30°均勻分布光以獲得具有矩形照明效果的led光分布。
      自由曲面設計中,采用微分方程法、多參數優化法、多曲面同時設計法和剪切法對光源的光分布和照明目標曲面的光分布進行匹配。
      帶外部透鏡和反射器的Led二次光分布。選擇合適的透鏡和拋物面反射器,使出射光滿足一定要求。
      3.LED路燈的三次光分布
      LED路燈的第三次配光是完成大功率LED的一次配光和二次配光的基礎上,通過多個LED(單元模塊)的疊加和空間排列來實現的,以滿足道路照明的平均亮度、平均照度和均勻性的要求。
      三次光分布有幾種方式:
      (1) 平面光分布
      LED路燈的設計中,采用了XY方向非對稱矩形光分布的自由曲面光學元件(透鏡或反射杯)。由于矩形光分布已單個LED光學元件上完成,整個LED路燈只需將LED模塊布置平板上即可。
      (2) 弧形配光
      多個LED被布置成形成LED模塊。LED模塊上的LED采用軸對稱全反射透鏡或反射杯進行配光。通過透鏡或反射杯的光分布的輻射角寬度足以覆蓋道路寬度。
      LED模塊設置弧面上。通過調整弧面,它可以道路方向上產生幾乎矩形的光。
      (3) 多重光分布
      LED燈具有良好的方向性。為了獲得更好的道路光分布,每個組的LED投影方向設計為照亮各自區域。更簡單的方法是采用V形曲面。
      多折配光設計中,路燈中各組大功率LED分別安裝不同的平面上,通過調整各組的相對角度,得到路燈的光輸出特性和近似矩形的照明效果,以滿足道路照明標準的要求。
      (4) 反射杯光分布
      通過LED反射鏡的設計,獲得了路燈的輸出特性。XY軸方向的不對稱反射器是為單個LED單獨設計的。該方案類似于平面光分布。不同之處于,自由曲面反射器用于使其光輸出接近形狀。設計和布置多個反射器也可以獲得更好的道路照明效果。
      4.LED路燈配光方案分析
      無論采用何種技術手段或方案,LED路燈的配光,其光輸出特性均滿足夜間道路照明標準的要求。該技術或方案具有良好的應用價值。上述光分布有其優點和缺點,如表2所示。
      LED路燈的配光方案往往需要反復組合設計,以滿足道路照明標準。
      如LED一次配光(透鏡封裝)與燈具二次配光的組合,LED二次配光單元與燈具三次配光的組合,LED路燈反射鏡二次配光等。
      目前,大功率白光LED正朝著單片大功率方向發展。由于芯片散熱瓶頸的限制,多芯片組合封裝的單芯片大功率LED散熱相對困難,光效相對較低。
      考慮到封裝、散熱、光效、顯色等因素,通常選擇單個LED功率為1瓦至數瓦、光效為90~100lm/W的產品,通過多個陣列的混合連接來滿足整體功率需求。LED路燈配光方面,一次配光較好的LED合理布置同一平面內,該平面內的LED整體采用自由曲面光學元件(透鏡或反射杯)進行二次配光,滿足道路照明的配光要求。
      該方案減少了LED路燈的總配光次數,即減少了LED輸出光的損失,提高了燈具的效率;簡化了燈具的相關設計和加工難度;確保路面的均勻性、照度和光線類型;便于整體設計。

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