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LED路灯反光碗式和透镜式的二次光学研究

作者:时间:2013-11-27来源:网络收藏

LED照明将先在道路照明中广泛应用,这样的推断是基于LED的长寿命、高效率、光线利用率高等特点。很多人对LED在道路照明中的应用已经作了很多尝试,但是不难看到这两三年来并没有得到很好的发展,究其原因在于:成本高、寿命短、照明效果差(均匀性差)。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/221969.htm

值得庆幸的是上游产业发展迅速,LED芯片光效的提升和价格的降低,都使LED道路照明越来越近,专业的光学设计也使得照明效果有很大提升,也有更多的厂家在作这样的尝试,本文提出一个新的光学解决方案——独立单元的反光器,旨在为人们寻求一种新的LED道路照明解决方案。

透镜相比,反光器的特点在于:成本低、效率高、装配容易。

常见透镜材料为PMMA,目前的技术PMMA材料的透射率只有94%,制作成透镜后由于折返射的效果,通常会有更多的额外光损失,以以下实例说明:

设置了一光源,产生50000条光线:

未有PMMA透光板时,效率为100%,现在在正前方设置一理想状态PMMA透明平板:

效率变为94.337%。

(注:图中出现16808Rays是因为一根光线经过PMMA与空气的接口可能会同时发生折射和反射,因而增加了光线数量,但是从能量角度产生了一定损耗。)若将PMMA材料制作成透镜,则损耗更大,以下列举市面上常见的PMMA材料透镜为例(考虑到透镜背部总有漏光现象,而实际上漏光是无法利用的,因此在系统背部设置了全吸收的基板,以增强数据的严谨性):

LED路灯反光碗式和透镜式的二次光学研究

透镜外形图

LED路灯反光碗式和透镜式的二次光学研究

光线经过透镜后的杂散光分析

该透镜效率实际只有86%

反光式光学系统相对分析比较容易,经过对光源的出光能量分布分析,通过再分配的方式设计道路照明适合的透镜。

光源Lambertian出光模式(即常见的Lumileds、CREE、Edison LED),结合设计的反光器,出光的两个角度分别为50度和120度,即路灯放置于10米杆高可以在地面形成约12×30米的均匀光斑,根据照度需求增加/删减单元个数。

1、光线轨迹:

LED路灯反光碗式和透镜式的二次光学研究

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关键词: LED路灯 二次光学
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