半導(dǎo)體材料制作的發(fā)光二極管LED，近年來(lái)技術(shù)上取得了重大突破，白光發(fā)光管的發(fā)光率已經(jīng)達(dá)到了熒光燈的水平,08年將達(dá)到鈉燈的水平。一般白熾燈60W 100W的光通量是750 1500流明，熒光燈的光的光效率是每瓦30 35流明，而現(xiàn)在的LED燈白光最好的光效率有每瓦80 100流明。半導(dǎo)體LED燈光源節(jié)能、長(zhǎng)壽命、安全、環(huán)保，耐閃爍、色彩多樣、調(diào)控方便等諸多優(yōu)點(diǎn)，LED燈必將取代傳統(tǒng)光源引發(fā)照明產(chǎn)業(yè)的又一次革命。 由于LED燈光效和成本方面的原因，半導(dǎo)體LED燈光源目前還不能在大面積白光泛光照明方面和傳統(tǒng)高效光源競(jìng)爭(zhēng)，但是在小功率LED燈照明、局部LED燈照明、安全LED燈照明、閃爍LED燈照明、彩色LED燈照明等方面具有傳統(tǒng)光源難于比擬的優(yōu)勢(shì)。 路燈主要是為了照亮路面，屬于局部照明。半導(dǎo)體LED燈光源之所以適合用于局部照明，是由于LED燈是個(gè)點(diǎn)光源，LED燈發(fā)光角度便于控制。LED燈在生產(chǎn)時(shí)也可以制作成各種發(fā)光角度的產(chǎn)品，LED燈也可以利用反光鏡燈方法對(duì)光路做進(jìn)一步的調(diào)理。LED燈利用特定發(fā)廣角的光源做局部照明可以使光源發(fā)出的光得到更有效的利用，和不便控制發(fā)光角度的光源相比，可以用比較小的功率達(dá)到滿足要求的局部照明效果，因而實(shí)現(xiàn)LED燈節(jié)能。為此，許多企業(yè)進(jìn)行了有益的探索，使半導(dǎo)體路燈逐漸實(shí)用化。做LED路燈首先要考慮照射范圍。路燈要求的是路面照明效果，照空中和路邊的空地不是路燈的任務(wù)。因此，要用多種角度組合的LED燈發(fā)光管或者用反光鏡的方法有效的控制光線的分布范圍，使LED燈發(fā)光管發(fā)出的光成為一個(gè)長(zhǎng)條形光帶沿路面方向鋪展，實(shí)踐證明，這樣制作的半導(dǎo)體路燈90瓦左右的功率就能超過(guò)250瓦納燈對(duì)路面的照明效果，節(jié)能效果顯著。要做好半導(dǎo)體路燈首先要合理的選用LED燈發(fā)光管。一般來(lái)說(shuō)，做半導(dǎo)體路燈既可以選用小功率發(fā)光管，也可以選用大功率發(fā)光管。但是，實(shí)踐證明，小功率發(fā)光管雖然有發(fā)光器件成本低的優(yōu)勢(shì)，但是，其光衰卻比大功率發(fā)光管快，并且用的管數(shù)太多，裝配麻煩，綜合考慮，選用大功率發(fā)光管比較合理。從目前大功率發(fā)光管的技術(shù)水平來(lái)看，1瓦管光效比較高，用于照明節(jié)能優(yōu)勢(shì)明顯。和1瓦的發(fā)光管相比，3瓦的發(fā)光管光效低于1瓦管，同等光通量下價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯，目前選用1瓦管做路燈光源更為合理。半導(dǎo)體LED燈光源結(jié)構(gòu)上和光學(xué)特性上有自身的特點(diǎn)，因此，半導(dǎo)體路燈應(yīng)該按照這些特點(diǎn)設(shè)計(jì)燈具，用傳統(tǒng)燈具外殼換個(gè)半導(dǎo)體燈的燈芯是做不出好半導(dǎo)體燈的。半導(dǎo)體路燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上要解決好的問(wèn)題是燈體外部造型，LED燈發(fā)光管的安裝、照射范圍的調(diào)整、發(fā)光管的散熱、燈體的密封。同時(shí)，所設(shè)計(jì)的燈體結(jié)構(gòu)還要有利于大批量工業(yè)生產(chǎn)。用1瓦的LED燈發(fā)光管做燈發(fā)光管的安裝比較簡(jiǎn)單，如果選用的驅(qū)動(dòng)器是隔離結(jié)構(gòu)的，LED燈發(fā)光管的底座和管芯也是絕緣的，只要把LED燈發(fā)光管固定在散熱器上就可以了。但是，如果使用的是不隔離結(jié)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器，LED燈發(fā)光管和散熱器之間的絕緣處理就比較嚴(yán)格，要能達(dá)到一定的安全標(biāo)準(zhǔn)。絕緣和導(dǎo)熱常常是矛盾的，良好的絕緣結(jié)構(gòu)往往對(duì)散熱不利。因此，建議選用隔離型驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)LED燈發(fā)光管。照射范圍的調(diào)整是做好半導(dǎo)體燈的重要環(huán)節(jié)。為了有效的利用LED燈光線，應(yīng)該發(fā)揮LED燈發(fā)光管照射方向便于調(diào)控的優(yōu)勢(shì)，使LED燈發(fā)光管發(fā)出的光形成一條光帶鋪在路面上，而不要在無(wú)效方向上散射。要做到這一點(diǎn)，結(jié)構(gòu)上最簡(jiǎn)單的辦法是用多種角度的LED燈發(fā)光管組合，或者用反光鏡、透鏡的方法控制照射角度，分別兼顧不同的照射距離。比如，用發(fā)光角60度、30度、15度的三種發(fā)光管組合，分別用于照射附近、中、遠(yuǎn)距離路面的照明，使LED燈發(fā)光管輸出的光均勻的覆蓋兩盞燈之間的半距離路面，覆蓋寬度基本上和路面寬度吻合，這樣就可以用比較小的功率有效的照明道路。使之實(shí)現(xiàn)最佳照明效果。要達(dá)到這樣的照明效果，LED燈發(fā)光管的安裝角度必須合理。LED燈發(fā)光管的散熱是半導(dǎo)體燈要重點(diǎn)解決好的問(wèn)題。LED燈發(fā)光管是冷光源，不象白熾燈那樣產(chǎn)生灼熱的高溫，但是，LED燈發(fā)光管本身耐溫能力比較差，所以必須將LED燈發(fā)光管工作時(shí)產(chǎn)生的熱量有效的散發(fā)到空氣中去，保證發(fā)光管工作在安全的溫度下，這樣半導(dǎo)體燈才能真正的體現(xiàn)出長(zhǎng)壽命的優(yōu)勢(shì)。LED燈發(fā)光管的管芯和白光發(fā)光管涂覆的熒光粉都是在幾百度的高溫條件下生產(chǎn)出來(lái)的，本身有一定的耐溫能力。但是，LED燈發(fā)光管的管殼和管芯之間存在熱阻，這個(gè)熱阻使發(fā)光管在使用時(shí)管殼和管芯之間出現(xiàn)溫差，管芯的溫度會(huì)高于外殼溫度。目前LED燈發(fā)光管外部封裝的材料主要是有機(jī)材料，在高溫下容易老化。這會(huì)影響LED燈發(fā)光管光線的透出，因而降低LED燈發(fā)光管的外部光效。為了不使高溫降低發(fā)光管的發(fā)光效能，就要把LED燈發(fā)光管使用時(shí)產(chǎn)生的熱量散出去。但要散到什么程度？散熱器溫度和發(fā)光管管芯溫度有什么關(guān)系？這是必須要明白的問(wèn)題。 由于LED燈發(fā)光管生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，大功率LED燈發(fā)光管內(nèi)部的熱阻越來(lái)越低，目前1瓦的發(fā)光管的熱阻普遍在15度/瓦以下，也就是說(shuō)，給1瓦的發(fā)光管加1瓦的電功率，管芯比管殼的溫度只高15度。按照目前LED燈發(fā)光管管芯材料的耐溫水平，管芯溫度不超過(guò)150度就能長(zhǎng)期安全的工作。這樣推算，外殼溫度在135度時(shí)可以安全使用。但是，由于外殼封裝材料的限制，實(shí)際使用中的管殼溫度最好不超過(guò)70度，這樣管芯溫度只有85度，LED燈發(fā)光管的透明封裝材料也不會(huì)快速老化。長(zhǎng)期穩(wěn)定工作沒(méi)有問(wèn)題。因此，沒(méi)有必要將半導(dǎo)體燈工作時(shí)的溫度降得很低，但必須減小LED燈發(fā)光管外殼和燈體外殼之間的熱阻，這樣就可以以比較小的體積和比較低的成本生產(chǎn)穩(wěn)定工作的半導(dǎo)體燈。半導(dǎo)體路燈燈體的體積都比較大，因此，散熱的有效的方法是充分利用LED燈燈體的外殼實(shí)現(xiàn)散熱。要做到這一點(diǎn)，首先要使LED燈發(fā)光管產(chǎn)生的熱量能夠順利的傳導(dǎo)到外殼上，再就是外殼要有足夠的面積和空氣接觸以實(shí)現(xiàn)有效的熱交換。問(wèn)題是，怎樣合理的把LED燈發(fā)光管產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到外殼上，怎樣有效的增大外殼和空氣的接觸面，并且有利于空氣在外殼表面上的流動(dòng)，就是燈體熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要解決的問(wèn)題。驅(qū)動(dòng)器選用是制做好半導(dǎo)體燈的又一個(gè)重要環(huán)節(jié)。驅(qū)動(dòng)器的作用是把市電不穩(wěn)定的交流電壓變成穩(wěn)定的直流電流驅(qū)動(dòng)LED燈發(fā)光管工作。為了連接簡(jiǎn)單，電流均衡性好，驅(qū)動(dòng)器都能串連驅(qū)動(dòng)多只發(fā)光管。常用的驅(qū)動(dòng)器有和市電不隔離的結(jié)構(gòu)（沒(méi)電源變壓器）也有和市電隔離的結(jié)構(gòu)（有變壓器的）兩大類。從結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單成本低角度考慮可以選用不隔離驅(qū)動(dòng)器，但是不隔離驅(qū)動(dòng)器使用中最大的危險(xiǎn)性在于驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)主開(kāi)關(guān)管穿通的故障時(shí)大電流會(huì)通過(guò)所有的發(fā)光管，燒毀發(fā)光管造成較大經(jīng)濟(jì)損失。并且不隔離驅(qū)動(dòng)器對(duì)發(fā)光管和散熱器之間的絕緣要求很高，否則燈殼有可能帶電。做這種高可靠的絕緣處理影響發(fā)光管向散熱器傳熱，使發(fā)光管結(jié)溫升高加速光衰。隔離驅(qū)動(dòng)器成本要高于不隔離驅(qū)動(dòng)器，重量大，體積也大，電源轉(zhuǎn)換效率較低。，但是安全性好，即使驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障，一般也不會(huì)引起燒毀發(fā)光管的連帶故障。并且由于隔離驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部有滿足安全標(biāo)準(zhǔn)的電氣隔離，因此，LED燈發(fā)光管和散熱器之間做一般絕緣處理即可，LED燈的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，成本低，熱阻小利于發(fā)光管散熱。選用驅(qū)動(dòng)器的數(shù)量可以用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)所有LED燈發(fā)光管，也可以用多個(gè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)LED燈發(fā)光管，考慮驅(qū)動(dòng)器出故障時(shí)不會(huì)完全滅燈，選用多驅(qū)動(dòng)器方案。實(shí)際選用高效率的AD-2A40X1W隔離型驅(qū)動(dòng)器，這種驅(qū)動(dòng)器每個(gè)可以驅(qū)動(dòng)30--40只串聯(lián)的1瓦發(fā)光管，90只發(fā)光管用2個(gè)驅(qū)動(dòng)器分2組驅(qū)動(dòng)，電源變換效率大于90。這樣，既保證了合理的生產(chǎn)成本又有一定的容錯(cuò)能力，實(shí)踐證明是一種合理的技術(shù)方案。驅(qū)動(dòng)器的安裝位置也有講究，可以安裝在燈體內(nèi)部，也可以安裝在燈體外部。安裝在燈體內(nèi)部的好處是燈可以成為一個(gè)完整的產(chǎn)品拿到現(xiàn)場(chǎng)直接安裝，其缺點(diǎn)是如果燈在使用中出現(xiàn)故障需要把燈從燈桿上卸下來(lái)處理，比較麻煩。如果驅(qū)動(dòng)器安裝在燈體外部，可以安裝在燈桿下面的工作窗里，隔離型驅(qū)動(dòng)器可以選用這這種方式安裝，原因是隔離型驅(qū)動(dòng)器就是出現(xiàn)故障一般也不會(huì)燒毀發(fā)光管，僅僅處理驅(qū)動(dòng)器故障就不用再上燈桿了，故障處理簡(jiǎn)便。但商品化的路燈驅(qū)動(dòng)器必須裝在燈體里做成一體化結(jié)構(gòu)。推廣半導(dǎo)體路燈要考慮綜合優(yōu)勢(shì)。僅僅從節(jié)電角度來(lái)講，LED路燈的耗電量是鈉燈的三分之一，但其價(jià)格比鈉燈高許多，用LED燈代替鈉燈成本回收周期會(huì)很長(zhǎng)。但是，不能只從LED燈單燈的耗電量上來(lái)算經(jīng)濟(jì)帳，還要考慮用LED燈線路容量和供電設(shè)備容量也相應(yīng)的減少為鈉燈的三分之一，并且使用壽命長(zhǎng)，延長(zhǎng)換燈的時(shí)間，維護(hù)工作量小，因此，綜合LED燈使用成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于道路照明最常用的鈉燈，值得推廣。在家庭用或小范圍的照明需求的情況下，能不能采用更簡(jiǎn)單、更實(shí)用、更經(jīng)濟(jì)的辦法。甚至低于熒光燈的成本，那就是用阻容降壓的方法。根據(jù)電容在220V交流電會(huì)產(chǎn)生容抗為3180歐計(jì)算出流經(jīng)的最大電流，再通過(guò)橋堆整流， 型慮波（RC慮波中的R也可作限流電阻用）、并聯(lián)穩(wěn)壓（相應(yīng)的穩(wěn)壓二極管單組穩(wěn)壓）。為增加它的安全性，在交流電路中串接一個(gè)WHCTP(自恢復(fù)保險(xiǎn)），這樣一旦電網(wǎng)電壓升高可自動(dòng)保護(hù)，故障消除后又自動(dòng)恢復(fù)，可免維護(hù)。這種驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，成本不會(huì)超過(guò)現(xiàn)在的同功率的熒光燈。電的轉(zhuǎn)換率也較高基本上能滿足LED燈的電流電壓要求。特別適應(yīng)于幾十毫瓦的LED串聯(lián)距陣，總功率在10W的燈具。慮波電容可按（10 15）1/50R(負(fù)載電阻）來(lái)設(shè)置。限流電阻可根據(jù)：（輸入電壓-負(fù)載電壓）/流過(guò)限流電阻的電流 來(lái)確定。降壓電容的耐壓要400V以上的金屬電容。再與其并聯(lián)一個(gè)300K的放電電阻。整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路可安裝在開(kāi)關(guān)內(nèi)。這種LED燈具一般使用在臥室、客廳、飯廳、洗手間、廚房、儲(chǔ)藏室、走道、樓梯、陽(yáng)臺(tái)等是最適宜的。有些功率也只要5 6W就可以了。只要在額定的工作電壓下，電流在18 20mA，此種燈具不發(fā)熱。無(wú)需考慮散熱問(wèn)題。但在同一個(gè)燈的LED它的性能要基本一致。顯色性、色溫、光射角度以及它的正向電阻都要求相同。