大功率白光LED路燈照明系統模擬設計

圖4 LED間距d=90 mm時的照度圖

　3.3 路燈LED 陣列方案設計

　　路燈系統安裝時的仰角θ 和懸挑長度d 選定為目前普通路燈的θ 和d 的取值（θ=15°和d=1.5 m）。結合路面照明在縱向的照度要求的設計方案， 陣列采用以橫向對稱結構， 由130 顆LED 組成， 左右兩邊各65 顆， 每顆LED 的光通量為55 lm， 因此每邊的總光能量為3 575 lm。設計的重點在于使這些光盡量多地投射在有效的目標平面。每邊結構由2 塊底板和3 個反光板組成。選定LED 間距d=60 mm， 靠近燈桿的底板1 上7 列×5 顆的LED 陣列均勻排布， 另一底板2 為7 列×5 顆均勻排布； θ＝0°時底板1 和2與路面夾角分別為65°和60°。兩底板兩側配裝兩個與板垂直的反光板， 伸出長度均為300 mm。底板2左側再附上一塊當θ＝0°時與路面成120°， 長700 mm的反光板。系統外觀如圖5 所示。

圖5 系統左右邊結構外觀圖

　　4 系統模擬分析

　　設定每顆LED 的出光光線為20 000， 8 m 遠處20 m×32 m 區域的照度分布如圖6 所示。顯然， 圖6對應于圖2-1 中O， P 和Q 點處的照度要求都達到了預期設計目的。為便進一步分析， 在圖7 中勾勒出3 lx 以上點的區域。

　　在（-15 000， 10 000） 小區域內， 即離燈的最遠端為照明區域的最暗區， 照度在3 lx 以下。這其實并無影響， 因為實際應用中并非只有一盞燈工作。

　　對要求最苛刻的一種交錯排列安裝路燈排列方式進行分析， 選擇兩個路燈系統相鄰的各一邊結構進行路面照度模擬， 結果如圖8。

　　同樣勾勒出路面上照度＞3 lx 的區域， 如圖9，效果更加令人滿意。

圖6 路燈系統在路面區域的模擬照度分布

圖7 圖6中照度＞3 lx的區域

圖8 兩個路燈系統交錯安裝的路面模擬照度分布

圖9 圖8中照度＞3 lx的區域。

　　5 總結與分析

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