導語：目前道路燈具中普遍采用的光源是高壓鈉燈或金屬鹵化燈，這兩種光源的最大特點是，發光的電弧管尺寸小，由于尺寸很小的電弧管產生很大的光輸出，并且具有很高的光效，前者包括配套電器，可達110lm/w，后者包括配套電器可達80lm/w。
1.引言
目前道路燈具中普遍采用的光源是高壓鈉燈或金屬鹵化燈，這兩種光源的最大特點是，發光的電弧管尺寸小，由于尺寸很小的電弧管產生很大的光輸出，并且具有很高的光效，前者包括配套電器，可達110lm/w，后者包括配套電器可達80lm/w。但這類光源應用在道路燈具中時，只有40%左右的光直接透過玻璃罩到達路面的，其它的光是通過燈具發射器再投射出燈具的，目前普遍采用此類光源的傳統燈具基本都存在兩個不足，一是燈具直接照射的方向上照度很高，在次干道上可達50lx以上，這一區域屬于明顯的過渡照明，而兩個燈具的光照交叉處的照度僅為燈下照度的20%～40%。二是此類燈具的反射器的效率一般僅為50%～60%，所以有60%左右的光輸出在燈具內，是在損失了40%～30%后再投射到路面上的。此類燈具的總體效率一般都在70%左右。并且上述的過渡照明區域中過多的照度也屬于浪費。
綜合上述分析上述傳統的道路燈具其綜合的有效照明效率(扣除過度照明部分)僅為50%。也因為上述原因，目前我國次干道的照明效果(路面照度和照度的均勻度)基本都達不到CJJ45-2006和CIE31以及CIE115的標準要求[1]。而LED作為第四代光源，不但具有節能、環保作用，而且由于其自身特點(方向性、高顯色性、結構易設計和控制方便等)引起了普遍的關注[2][3][4]，隨著LED芯片發光效率的不斷提高，尤其是100lm/w的芯片面世，LED道路燈將逐漸取代傳統道路燈(鈉制燈、鹵素燈等)。而制造單個超過80W燈不切合實際，其主要原因是難以散熱和難以設計光分布，故使用多個超過10W燈模塊組合成不同功率的LED路燈成為了研究和市場主流。由于鈉制路燈的色溫一般低于3000K, 顯色指數低于40，低色溫光線具有穿透霧和水汽的能力強，光線柔和，溫暖，路面反射率高等諸多優點。所以低色溫高光效的LED模塊成為目前市場研究熱點。本論文著重介紹本公司開發的低色溫、高發光效率和低光衰的12W路燈模塊。
2.試驗與測試
本公司研究人員針對目前市場上高功率LED模塊衰減大，色溫低于3000K的發光效率低等問題，開發了一種新型的LED路燈模塊。其結構如圖1所示。此結構獨特之處是熒光粉涂敷層位于透鏡中，通過小孔可將熒光粉注入特定形狀的熒光粉槽中，此槽的形狀依據芯片排列形狀而變化。
1、高折射透鏡，2、芯片，3、金線，4、密封膠，5、支架，51、拋物線形支架槽，11、熒光粉涂敷層，12、灌熒光粉口
此結構的優點：1、熒光粉與芯片之間隔著密封膠和隔熱透鏡，熒光粉的溫度可保持在40℃以下，而12W芯片溫度卻高達80-100℃，故熒光粉的衰減很小;2、熒光粉形狀易設計，通過設計不同的熒光粉槽可以使得熒光粉被最 高效率的激發，發光效率得到大幅度提高;3、透鏡的形狀和折射率易設計，使用高折射率的玻璃，可以做出不同擴散角的LED模塊，;4、熒光粉形狀使得每個1W芯片發射的點光源經過熒光粉層后成為了均勻的面光源。
采用臺灣晶元功率型LED芯片，10顆芯片，其功率為12W。將制備的12W的LED模塊，放入可靠性測試設備中，高低溫循環測試(-40～80℃)100小時，然后有上海半導體照明工程技術研究中心抽樣檢測，采用杭州遠方的LED300光色電綜合測量系統和LED620光強分布測試儀分別測試樣品的光電參數和平均光強擴散角，測試方式為恒流點亮5分鐘后測試。(我們研究發現12瓦LED燈點亮5分鐘后其電壓不再變化，發光效率也基本不再變化，此法衡量LED的各項光學參數應更準確)。光衰測試采用點亮5000小時后測試。
3.結果與討論
為了數據更具有說服力，本公司邀請上海半導體照明工程技術研究中心抽樣檢測，表一為上海半導體照明工程技術研究中心檢測數據：
表一?12WLED路燈模組的光電參數(光譜準確度：+/-2nm; 色度準確度：+/-0.0015x, +/-0.001y)
電壓(V)??電流(A)??倍增管工作溫度(℃)??光通量(lm)??光效率(lm/w)??相關色溫(k)
12.7１??0.9001??? 22.7???????1092.8????95.53?????2656
從上表可以發現，12W LED路燈模組的色溫只有2656K, 但是其發光效率卻高達95.53lm/w, 雖然高壓鈉制燈的發光光效率高達110lm/w, 但是其發散角很大，有效利用的光通量約占50%，而LED路燈模塊具有方向性，故其光通量幾乎可被完全利用，相比較而言，此LED路燈模塊的應用前景更好，加上LED芯片的發光效率不斷提高，價格不斷下降，LED道路燈必將逐漸取代高壓鈉制燈和其他相關道路燈。低色溫高發光效率燈模塊一直是研究難點，本公司開發的低色溫模塊，其色溫可控范圍為2000-4000K，可按照用戶的要求來設計色溫和發光效率。
文章來源：中國照明網報道
