LED路灯知识培训(2012、4)二.LED路灯与传统路灯的比较三.LED路灯主要技术参数与应用实例一.LED光源介绍四.太阳能LED路灯五.维护和常见问题分析LED照明产业链基层(吸收或透明)N结层窗口层P结层+-np导带P结光无偏置电压价带能隙偏置电压N结LED又称发光二极管,它利用固体半导体芯片作为发光材料,当两端加上正向电压,半导体中的载流子发生复合,放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。1964年首先出现红色发光二极管,之后出现黄色LED。1994年蓝色、绿色LED研制成功。1996年由日本日亚公司成功开发出白光LED。LED发光原理白光LED1、蓝光芯片+YAG荧光粉2、R、G、B三基色芯片外延、芯片及封装外延片工艺流程以GaN和GaAs为基的半导体材料,禁带宽度1.63~6.4eV,发光波长覆盖紫外和整个可见光区LED外延层主要分为:缓冲层、非掺杂的GaN层、n型掺杂GaN层、多量子阱(MQW)层、p型掺杂GaN层、电极接触层通过MOCVD在高温、高压下逐层生长正装芯片工艺流程LED芯片及封装结构蓝宝石衬底正装水平电极45Mil芯片LED芯片及封装结构硅衬底正装垂直电极LED芯片及封装结构LED芯片及封装结构LumiledRebel晶科LED光源品牌美国科锐光电Xlamp-XPE60-120lm/WXlamp-XPG120-139lm/WXM-L160lm/WRebel80-110lm/W飞利浦流明RebelES100-130lm/WLED光源品牌欧司朗OSLON100-130lm/W晶科电子LLLE100-110lm/WE-star110-130lm/W极限参数的意义允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。最大正向直流电流Ifm:允许加的最大的正向直流电流,超过此值可能损坏LED。最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压,超过此值,LED可能被击穿、损坏。工作环境topm:LED可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,LED将不能正常工作,效率大大降低。LED的基本光电参数JunctionTemperature(节温Tj)结温150oCLED在工作时PN节间温度超过一个极限值,该LED就会迅速地失效。就现行的LED芯片而言,节间温度的上限为150°。因此对于LED的照明应用,处理好散热是非常关键的!Substrate(absorbingortransparente)n-dop.layerWindowlayerp-dop.layer+np_JunctionTemperature(节温Tj)LED的光通量输出随着节温的升高而降低JunctionTemperature(节温Tj)环境温度Ta和系统热阻Rj-a会严重影响LED所能承受的最大电流色温越高,光效越高;显色指数越高,光效越低;路灯光色划分暖白:2540-3500K自然白:3500-4500K冷白:4500-6500KLED的基本光电参数灯具系统的效率光源效率灯具效率电源光学结构区域外的光照明利用系数要求照明区域光源不包含变压器/镇流器HPS150w100w250w70w400w020406080100120140光效(lm/W)LED80lm/w160100lm/w130lm/w高压钠灯光源光效HPS150w100w250w70w400wHPS150w100w250w70w400wLED100lm/w65lm/w020406080100120140光效(lm/W)灯具中的光源(包含变压器/镇流器)O.E70%灯具O.E75%灯具O.E65%灯具HPS典型的灯具光学效率高压钠灯路灯光效LED路灯整灯光效=LED光源效率*透镜效率*防护罩透射率*电源效率130Lm/W*0.9*0.9*0.9=94.5Lm/W130Lm/W*0.9*0.9=105Lm/W特性对比LED高压钠灯灯具平均寿命3万小时1.5万小时显色性65-80显色性好20-30显色性差光源光效100-160lm/w90-140lm/w光通量利用率70%-90%50%-80%适应范围商业街道、支路、次干道、主干道(20Lux)支路、次干道、主干道、快速路(30Lux)机动道路包括高速公路L等级人行路、自行车路、支路和乡村接驳路S等级有车辆交通的区域CE等级类型应用风险类型应用风险类型应用风险L0高速路XS1人行路、自行车路、支路和乡村接驳路OCE0收费站OL1主干道ΔS2OCE1机动车行人混合区(例:公共汽车站、的士站、路口、行人自行车地下通道)路口、回旋路口OL2干道地区干道ΔS3OCE2OL3乡村路(A);地区干道局部干道.OS4OCE3路口、回旋路口OL4乡村路(B);局部干道OS5OCE4小型停车场;支路交口OL5支路OO:无风险;△:低风险;X:中度风险推荐LED道路照明的应用领域发改委LED路灯隧道灯具招标规格规格(LED)替代目标(高压钠灯)节能3000Lm(30W)70W高压钠灯70%5400Lm(55W)100W高压钠灯60%9000Lm(90W)150W高压钠灯50%14000Lm(140W)250W高压钠灯40%应用范围3000Lm小区、人行道5Lux5400Lm辅道、支路10Lux9000Lm支路、次干路15-20Lux14000Lm6车道以下主干路20LuxWSMNEav式中:η—利用系数;Ф—光源光通量;M—维护系数N—光源个数W—路面宽度S—灯具间距道路平均照度公式:根据公式估算LED路灯功率以双向6车道24M宽道路30m间距照度20Lux为例:主道光通量辅道光通量20*24*30+10*5*30/0.8(η)*0.7(M)*2(N)=14196Lm14196Lm/90Lm/W=158W(LED灯具功率)LED路灯功率和光通量计算输入功率=LED颗数X驱动电流(mA)X电压/电源效率*驱动电流:350mA~700mA电流越大光效越低NBDD-LED-290A(120)=120*0.5*3/0.92=200W光通量=输入功率X灯具光效=200W*90=18000流明1、额定光通量(Lm):灯具标称光通量2、初始光通量(Lm):在25℃条件下点燃1000h后的灯具光通量(90%≤Φ≤120%)3、初始光效:≥90Lm/W4、额定相关色温:≤3500K3500≤额定相关色温≤6500K5、初始相关色温:≤100K≤200K6、光通维持率:在25℃条件下点燃一定时间后与初始光通量的比值3000h≥96%6000h≥92%10000h≥86%7、功率(W):标称功率的±10%8、功率因数(PF):≥0.959、谐波失真总量(THD)≤20%10、显色指数(Ra):≥60表征LED路灯的主要技术规格参数燎原第四代大功率LED路灯NBDD-LED-290A(9012)(90W-180W)NBDD-LED-290B(4860)(60W-80W)NBDD-LED-390(120W-180W)NBDD-LED-400(6090120)(60W-180W)NBS-LED-10(4872)(50W-150W)驱动器英飞特防雷器台达电子飞利浦防雷器太阳能LED路灯配置计算P(功率)=U(电压)*I(电流)80W(LED灯具负载)=24VX3.33A点灯10小时耗电量3.33AX10H=33.3Ah蓄电池容量:33.3Ah÷60%(放电深度)=55.5Ah选用65Ah太阳能板选型:以120W太阳能板为例07:00-09:00120X10%(峰值比例)X3=36Wh9:00-10:00120X20%(峰值比例)X1=24Wh10:00-15:00120X60%(峰值比例)X5=360Wh15:00-17:00120X20%(峰值比例)X2=48Wh468Wh充电468Wh/13.5V*0.9(充电效率)=31.2Ah~33.3Ah120W太阳能电池板2个65Ah/12V的电池串联供80W负载工作1晚,连续3-5个阴雨天……?太阳能板功率和蓄电池加大3-5倍电池尚未充满,又来了?智能化控制系统功率动态控制系统保3年太阳能系统配置:12V太阳能灯具系统,10W-40W,灯具高度5-6米,适用庭院、小区道路、支路等太阳能板功率≈3-4倍灯具功率蓄电池容量≈太阳能板功率(100-135W太阳能板一块,12V/100-120Ah蓄电池一个)•24V太阳能灯具系统,40W-100W,灯具高度8-10米24V太阳能灯具系统(120-150W太阳能板两块,120-150Ah蓄电池两个)维护和故障分析1、LED路灯的规格、分类①输出光通量、功率、色温、显指;②大功率单芯片(1~2W/颗)、集成芯片;③模块化组合;通过灯具外观、标志、驱动器标签等可判别LED路灯的分类2、故障现象分析①单颗LED熄灭、闪烁或明显变暗,说明LED芯片以受到高压、静电、机械等损伤,无法修复;②一组或一个模块熄灭,检查该组接线或该组驱动输出故障;③整灯熄灭,检查驱动器是否有额定输出的直流电压,如有,则LED断路,需更换LED光源部分,若无,则换驱动;3、使用注意事项灯具必须良好接地(防雷击装置);输入、输出不得颠倒;输出正、负极性不能接反;