目前路灯的输入多采用的是120V或230V的交流电源,荧光灯灯管或高压放电灯发光元件数目少,电路简单,可选的交流电源运行镇流器的范围较广,但由于LED大多数的功率都只有0.5W~5W,要想使灯具的亮度达到路灯的要求,就需要使用100个或更多个1W的LED,发光元件数目大,又加之LED动态电阻分次非常小,如果直接将LED连接到交流电源,其会发出很亮的光,但会很快失效,而作为路灯其使用寿命是产品主要考虑的性能之因此,为了保证灯的使用寿命,与之相配套的用以将离线电压转换为受控直流电流的驱动器也需要有较长的使用寿命。
当前的户外亮化灯具多采用的是灯壳与光源粘接为体密封于玻璃内的一体化集成式设计,使得路灯的维护十分困难,难以进行现场更换而需要由专业维修人员整体替换或是返厂维修,维修成本高。
另外,LED多为圆形,而路灯配光要求为椭圆形,配光曲线难以设计,目前户外亮化灯具也通常只是取代了传统的灯泡,而没有将其色彩特性发挥出来。
根据以上对目前国内户外亮化灯具使用中的不足,户外亮化灯具创新设计策略主要是采用模块化的设计来解决户外亮化灯具在重量、散热、维护、寿命等方面的问题。
户外亮化灯具模块化的设计即是若干个发光二极管光源做成个配光、散热、防尘、防水等结构体化的模组,由若干个光源模组与灯具基座、驱动器共同构成一个整体的LED灯具,改变以往所有光源都安装在一个灯具内的模式,其具体结构如下所示。
在此结构中,光源模组是核心部分,可放置在灯具内,也可以分离放在灯杆下,采用两个接口,分别将光源模组与驱动器和灯具底座连接,与灯具底座连接的结构可采用方形或条形等统的标准,采用螺钉、卡口或是弹簧扣进行固定,这样在需要维修的时候,哪一部分损坏即可只维修更换相应的部分,而不需要对灯具进行整体的维修,操作简单且能很好地节约维修成本。
光源模组是灯具的核心,也是设计中的关键部分,在散热方面,可采用在原来的散热装置上加装个蓄热装置,利用热传导原理和致冷介质快速热传递性质来解决散热的问题;通常采用密封圈加螺丝即可达到规定的IP等级,而在配光设计中,可采用常规二次光学透镜、三次光学设计的光热体化方案或是采用一体化光学透镜,在此设计中,借助的依旧是传统的三次光学设计的思路,但将以往设计中独立的反射器与光源模组的结构融合在了一起,光源模组内腔按照反射器形状设计,镀上反射膜,散热片分布于反射器的周围,从而使光源模组成为一个光热―体的结构。