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1、面向上海世博園區(qū)道路照明的新型LED道路燈研制
一、課題的設(shè)置與意義
半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)近十余年獲得了迅猛
發(fā)展。在現(xiàn)代社會環(huán)保理念和綠色照明急迫需求形勢下應(yīng)運而生的半
導(dǎo)體照明，其低耗能、長壽命、潛在的高光效和棄物污染少的鮮明特
點引起了全世界發(fā)達國家政府和眾多相關(guān)大公司和研究機構(gòu)的高度
重視。紛紛加大研究力量和產(chǎn)業(yè)的投入，扶植LED產(chǎn)業(yè)。我國政府也
早在2003年成立了“國家半導(dǎo)體照明工程領(lǐng)導(dǎo)小組”，制訂了“我國固態(tài)照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃”，確定了一批產(chǎn)業(yè)研發(fā)重點基地初步形成了
全國性的LED產(chǎn)業(yè)鍵。LED已在微環(huán)境照明，顯示背光源和景觀裝飾照明等特種照明領(lǐng)域
2、形成了巨大和不斷增長的消費市場，近年功率型
LE誄鍵技術(shù)的突破和快速進步，高亮度，超高亮度LED器件問世更
是引發(fā)了人們對LED進入室內(nèi)外普通照明領(lǐng)域的巨大興趣。新一代的
固態(tài)照明光源已然誕生，一場類似于晶體管替代電子管的“照明革命時代”已經(jīng)到來。
作為革命性的變化，LED光源能進入大功率大環(huán)境照明的通用照明領(lǐng)域為全社會最所期待。突破相關(guān)技術(shù)瓶頸，搶占行業(yè)先機，攻克
LED照明領(lǐng)域制高點，抓住2010年上海世博會的重大歷史機遇，重點研發(fā)采用LED光源的道路照明燈具，以真正意義上的高效節(jié)能環(huán)保理念的照明器材服務(wù)于上海世博會。讓LED照明進入耗能巨大的戶外道路照明領(lǐng)域是照明工作者的歷史責
3、任，也無疑是社會效益和經(jīng)濟效益都十分巨大的工作。
二、課題任務(wù)和主要技術(shù)內(nèi)容
1、LED光源的主要特征
LED是利用半導(dǎo)體P-N結(jié)發(fā)光原理的固體光源。其光效已從上世紀70年代的1Lm/W提升到了本世紀初的單色光的輸出光效的50?
100Lm/W目前白光LED的技術(shù)發(fā)展較快，大功率LED已有1?5W發(fā)光效率為30?40Lm/W的封裝商品，預(yù)測未來幾年光效可達100?
150Lm/W將超過傳統(tǒng)光源的光效。
LED在匹配的驅(qū)動線路下工作壽命遠長於傳統(tǒng)光源，且耐震，工
作可靠。運行和維護成本低?；厥瘴镂廴旧佟?
LED尤其是高功率LE渥有經(jīng)濟效益的光源。未來高功率LED每
百萬流明小時
4、總成本將低于大部分傳統(tǒng)光源。其生產(chǎn)成本以每10年
減少10倍的速率下降。
然而LED單體出射光通小，要滿足等級道路的亮度需求和標準路燈的配光特性則需要多個LED單體的高度集成，并突破因熱阻大而引起的光衰等技術(shù)瓶頸。
LED發(fā)光點小，出射光強呈朗伯分布。非各向同性的多個發(fā)光點
的光源聚合體給傳統(tǒng)的燈具設(shè)計帶來了挑戰(zhàn)。
2、課題的技術(shù)內(nèi)容
因此，針又tLED光源的特點研究新的配光手段是課題技術(shù)研發(fā)的主要內(nèi)容之一。
探索多個LED單體集成技術(shù)滿足單燈高光通點光源的傳統(tǒng)形式
而保持高光效長壽命安全可靠的特點是課題研發(fā)的主要內(nèi)容之二。
由上兩點，確定一定級別道路作為LED路燈研發(fā)的切入
5、點就很重
要，按我國《城市道路照明設(shè)計標準》CJJ45-91設(shè)定的道路等級（見
下表），V~I級道路標準的照明地面亮度分為0.3cd/m2-1.5cd/m2,照度值為1?2Lx至20Lx。由于受到當前白光LED發(fā)光效率約為40cd/單體LED功率約1?3W勺技術(shù)制約，LED路燈的研制從IV級道路為目標需求作為研制產(chǎn)品切入點，隨著超高功率高光效LED的產(chǎn)業(yè)技術(shù)進步和課題研制深入，LED道路燈的適用范圍將逐步成系列地覆蓋標準中各道路等級的范圍。
道路照明標準
級
別
道路類型
亮
度
昭
八、、
度
眩光限制
誘導(dǎo)性
平均亮度
Lav(cd/m2)
均勻度
Lmi
6、n/Lav
平均照度
Evallx)
均勻度
Emin/Eav
I
快速路
1.5
0.4
20
0.4
嚴禁米用非截光型燈具
很好
II
主干路及迎賓路、通向政府機關(guān)和大型公共建筑的主要道路、市中心或商業(yè)中心的道路、大型交通樞紐等
1.0
0.35
15
0.35
嚴禁米用非截光型燈具
很好
III
次干路
0.5
0.35
8
0.35
不得采用非截光型燈具
好
IV
支路
0.3
0.3
5
0.3
不宜米用非截光型燈具
好
V
主要供行人和非機動車通行的居住區(qū)道路和人行道
一
一
1?2
一
采用的燈
7、具不受限制
一
注：①表中所列的平均照度僅適用于瀝青路面，若系水泥混凝土路面，其平均照度值可相應(yīng)
降低20?30%。
②表中各項數(shù)值僅適用于干燥路面。
3、課題目標
以目前白光LED光效30Lm/W勺水準，單體集成路燈光源總光通應(yīng)大于4500Lm設(shè)計標準路燈配光系統(tǒng)，滿足田級（次干路）道路的照明標準要求作為首期目標。
燈具各項指標符合GB7000.1和GB7000.5的要求。
標準光學(xué)腔防護等級IP66。
電器絕緣等級Class1。
三、課題內(nèi)容的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
世界范圍內(nèi)的半導(dǎo)體照明熱持續(xù)上升，LED的基礎(chǔ)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)規(guī)模發(fā)展日新月異。我國LED產(chǎn)業(yè)鏈在外延，芯
8、片，封裝，應(yīng)用等幾個主要節(jié)點領(lǐng)域已有相當規(guī)模。其中下游的LED應(yīng)用市場，已在各信號指示燈，顯示屏、平板背光源、汽車燈、室內(nèi)外景觀裝飾領(lǐng)域得到廣
泛認同。但大面積環(huán)境普通照明用的LED燈具尚未有突破性進展。室外道路照明中，除燈具光度學(xué)要求不高的庭院燈已有產(chǎn)品外，采用
LED光源的標準干道道路燈尚未真正問世，主要是受制於目前白光
LED的驅(qū)動功率，光效，散熱，封裝老化等技術(shù)難點，LED進入道路
照明的關(guān)鍵之一是高功率、高光效、低成本的白光LED技術(shù)突破及白光LED的集成，美國Cree公司已開發(fā)出光通12001m的白光LED集成燈，光效32Lm/W日本日亞化工展示了光通10001m,光效33Lm/W的白光LE魄成燈，Lumileds照明公司的白光封裝技術(shù)可達50Lm/Vy開發(fā)出最大功率5W120Lm的白光LER可以預(yù)測2010年前光效超過100Lm/W的白光LED器件可望問世，一旦突破高亮度白光LED集
成技術(shù)和相適應(yīng)的燈具二次配光設(shè)計技術(shù)關(guān)鍵位，固態(tài)照明光源的道路燈即可進入實用階段。
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面向上海世博園區(qū)道路照明的新型LED道路燈研制
