常用反射式LED路灯、庭院灯二次光学设计介绍 如下。

 1) LED路灯、庭院灯一次光学器件的主要优点是能保证较高的灯具效率结构相对简单安装方便。反射 器的设计主要是利用各种二次曲线独立或组合成反射器母线，并在反射面镀反射率高的银铝或铬 等材料。这种结构中有接近50%的光线是直接射出，而经过反射面反射的光线也能通过膜层反射 率的控制减小吸收损失，因此反射式器件能实现高的灯具效率。

但LED路灯、庭院灯是向半空间发光的光源， 般结构反射器对光源包络角有限，不易实现宽角度的 “蝙蝠翼”配光需要多列反射器依定角度来排列配合，或者改变反射器和光源的相对位置 增大反射器包络角。前一种解决办法需要增加灯具底座结构和LED路灯、庭院灯发光阵列的配合程度，而 后种方式要求反射器曲面形状的设计趋于精细，有时应考虑采用自由曲面反射器以满足配光 要求。

 3)反射和折射相结合的二次光学设计单纯用非球面反射器的结构由于包络角有限的原因， 有LED路灯、庭院灯光线将从透镜四周涡出 不能得到有效利用。因此有必要在透镜的结构上再增加反射器， 对LED路灯、庭院灯光通量进行充分有效地收集和利用。

另外，一种非球面的复眼透镜也是产生均匀光斑的有 效结构采用复眼透镜的一次光学器件也是由反光杯和透镜组合而成，反光杯收集光线并将其调制 为相对平行的光束后再由复眼透镜将光以一定角度发散出去 这种结构机理明确，达到均匀舒适的 照明效果。 在商业照明领域，目前国内常用的光学软件主要分为两类：照明工程设计软件和灯具配光设计 第3章LED路灯、庭院灯照明灯具结构及设计 软件。

照明T程设计软件的作用是依据已有的标准化灯具制定一套**佳的使用方案，为用户提供** 好的视觉需求。目前，常见的照明T程设计软件有DIALux、OxyTech等；灯具配光设计软件的作 用是依据光源的特点以及期望的光学效果设计出相应的光学器件。

以LED路灯、庭院灯灯具为例LED路灯、庭院灯用反光 杯和透镜就是常用的实现所期望光学效果的光学器件 裸LED路灯、庭院灯和现有灯具反射器。现有CFL灯具的角度和LED路灯、庭院灯的角度非常相似 因此若选择不 使用次级光学器件。可使成本**低，并且系统光损失**小。使用的元件较少，所用费用也较少可 使照明系统组装更简单并且费用更低。

缺点是会出现多照明阴影效应如果LED路灯、庭院灯的光分布与目标 照明的光分布差异很大，就不能采用此方法，则应采用次级光学器件。 带有次级光学器件的LED路灯、庭院灯和现有灯反射器。

次级光学器件是除LED路灯、庭院灯初级光学器件外附加的光 学元件，用于对LED路灯、庭院灯的光输出进行整形。一般的次级光学器件类型为反射（光从某个表面反射回） 或折射（光通过折射材料弯曲，折射材料通常为玻璃或塑料）。次级光学器件可以通过购买标准件 现成的部件或用照明模型通过光线跟踪模拟来设计定制。 每只LED路灯、庭院灯使用一个次级光学器件各LED路灯、庭院灯的光束角度就可以定制 从而得到斫需的准确光图 像输出。例如，可以缩小各LED路灯、庭院灯的光束角度可优化点照明，而不是能优化普通照明。

采用次级 光学器件存在以下缺点：因为增加了元件并且装配较复杂，所以照明的成本较高；由于光学器件连 接到各I)ED上可能仍然存在多照明阴影；次级光学器件会降低光学系统的功效 不是每只I.ED都使用一个光学器件整个LED路灯、庭院灯阵列可以使用一个漫射器来传播光。这种方法 的优点是光束角度比裸I)ED能达到的光束角度宽并且消除了多照明阴影效应光照度分布多 源阴影效应和美观度通常也决定了光学系统的选择。 常见的LED路灯、庭院灯用光学器件形式有反光杯和透镜，各有优点和局限性，应该根据需要来选择。相 比于反光杯，透镜对光的损耗要大，而且透镜还存在色散问题；但是在处理小角度（例如：光束 角20。以下）的配光需求时，反光杯会显得很笨拙，而透镜则比较容易。

(2)热系统选项。灯体的热结构设计是制作LED路灯、庭院灯灯具不容忽视的问题在热设计中**低成本 法是将现有设计的灯具罩作为LED路灯、庭院灯照明的灯具罩但在设计时不能采用这种方法因多数现有灯 具罩都是钢制的，热导性差。一般来说，选择钢罩不利于散热。在设计中购买成品的散热片，因这 种成品的散热片的设计经过验证，制造商有完整的技术指栎。但其性能尺寸和形状可能没有面向 目标应用而优化。采用定制方案可为应用提供了优化散热片，但设计中需要利用热仿真软件或根 据目标应用及LED路灯、庭院灯的特性进行热设计。设计和制造费用可能使定制散热片的单位成本高于现成品 散热片的成本。 目标照明的成本可用的散热片开发时间以及目标**高环境温度常决定了热系统的选择。一般 来说，在降低成本比**高环境温度更重要的情况下选成品散热片更好。

在**高环境温度更重要的 情况下，选定制散热片更优（如室外照明或条件不好的室内照明） LED路灯、庭院灯照明若使用热阻为o．470C /W的成品散热片使用这一散热片散热允许的**高环境温度 可以用式(3 7)计算 即 Tj一Ta+(Rthb-a. Ptotat)+(Rthj-Sp.Pl,EI)) (3 7) 式中：Ti为I.ED结温；Ta为环境温度；R．hb_。为散热片的热阻；PI,F:I-，为单只LED路灯、庭院灯的功耗PI.Er一 工作电流IF×该T作电流下的典型VF；P．。，。l为总功耗，Pt。t。l—I.ED数×PI.F-IJ；Rtllj-sp为LED路灯、庭院灯封 装热阻。 若照明的参数为：Tj。、。。-80℃；RthhH。一0.47℃/W; PI卫D一0.35×3.3=1. 155 (W)；Ptotal 2 16X1. 155=18. 48 (W); Rthj-,p=8℃/W，则 80 Tam。。= Tjm。。 (Rthb-。．Ptotal) (Rlhj-sp.PI.F:D)一620C LED路灯、庭院灯景观照明设计与I程应用 对室内应用中照明的**高环境温度为62℃是可以接受 对需要**高环境温度更高的丁作环 境既可以提高**大结温（可能影响使用寿命） 也可以改进热系统Rhb一。（例如选择更好的散 热片）。

 (3)电气系统选项。I。ED灯具的电源系统也与传统光源不同 因I.ED需要恒流驱动电源，是 保证其正常丁作的一大基石。LED路灯、庭院灯对驱动电路的要求是能保证恒流输出的特征 由于LED路灯、庭院灯正向丁 作时结电压相对变化区域很小，所以保证了LED路灯、庭院灯驱动电流的恒定也就基本保证了LED路灯、庭院灯输出功率的 恒定对于我国电源电压供应不稳固的现状LED路灯、庭院灯的驱动电路具有恒流输出特征是十分必要的 可保证光输出恒定并且防止I．ED的超功率运行。 要想使I。ED驱动电路具有恒流特性，从驱动电路的输出端向内看，其输出内阻抗必定是高的 工作时负载电流也同样通过这一输出内阻抗，假如驱动电路由降压整流滤波后加直流恒流源电 路或通用的开关电源加电阻电路组成在其上必定消耗很大的有功功率，所以此两类驱动电路在满 足恒流输出的条件下效率是不可能高的。