LED照明灯具亮度问题与提高方案的思考

陈国钢

摘要：LED照明灯是智慧路灯建设工程中的主要构成部分，对灯具亮度有较高要求，为了充分发挥LED灯应用效能，有必要注重对灯具亮度提高问题的研究。本文主要围绕LED照明控制终端、LED照明灯亮度问题、LED照明灯亮度提高方案分析等方面展开讨论，详细分析了照明灯自身结构特征，并在此基础上，制定合理的亮度提高方案，进而实现光能的充分利用，达到节能环保的目的，是LED照明灯设计时要重点注意的问题。

关键词：亮度；LED照明灯具；光通量

前言：随着城市建设进程的加快，街道路灯工程数量明显增多，占我国总能源消耗中的较大比重，为了提高能源利用率，需要从提高照明灯具亮度这一角度出发，即是利用有限光能达到照明亮度要求，体现出较强的研究意义。LED灯具有经济舒适、优质安全等特点，逐渐成为主要照明元件之一，将其应用在智慧路灯建设中，有利于改善照明质量，而通过优化设计照明灯具结构，可实现提高亮度的目的。

一、LED照明控制终端

对于智慧路灯而言，其远程监控核心为集中控制器，可通过建设及调整网络架构来收集控制器反馈信号并向终端传达相关指令，旨在对LED照明情况进行控制，对线路信息进行实时检测。并且在无线网络作用下，能实现远程调光等，简化了照明灯监控及操作行为，是LED灯性能提高的有效途径。具体来说，在控制终端作用下，能做到对LED照明亮度的调节，而为了提高智慧路灯照明亮度，還需要加强对亮度提高方案的研究，以便提升智慧路灯应用价值。

二、LED照明灯亮度问题

由于LED照明灯体现出安全可靠、环境保护等优势，已经在社会各领域取得了广泛使用，有利于促进社会进步和人们生活水平的提高。但是，要想满足照明质量以及能源节约的要求，需要充分考虑照明亮度提高这一问题，以便在设计方案合理选择的基础上，通过提高亮度来落实节能措施[1]。现阶段，LED照明灯亮度问题主要体现在科技手段应用不充分以及亮度设计方案有所欠缺等方面，没有从提升LED照明器材使用效率方面着手，来确保照明质量。尤其在灯具结构设计上，还有部分LED照明灯具仅从内部元件设计来考虑，忽视了灯具自身结构特点对照明亮度的影响，是目前LED应用劣势存在的主要原因。发光二极管属于一种半导体器件，在能源节约、环境保护等方面有重要应用意义，将这类照明器件应用在路灯工程中，可为工程质量提供基础条件。而为了充分发挥LED照明灯作用，要做到灯具照明亮度的提高，从而为人们提供适当的照明环境。

三、LED照明灯亮度提高方案分析

（一）亮度概念

亮度指的是表征发光体自身光学特征的一个物理概念，发光源在指定方向上的发光强度与其垂直平面上的投影面积比值则表示发光点在这一方向上的照明亮度。从物理知识角度出发，照明灯具亮度的提高需要增加其在各个方向上的照明强度，即是通过结构优化来提高灯具亮度。

（二）借助抛物面元件来加强亮度

在LED照明灯上安装抛物面器件，旨在基于结构优化设计的条件下，利用抛物面反射作用来增强光照强度。抛物面反射元件是由抛物线围绕其对称轴进行旋转而获得的曲面结构，中间部位表现出凸起特征，根据抛物体对应的抛物线方程图像，可依次得到图像某一点的法线斜率以及焦点发出光线的斜率方程等。在对焦点反射光线的方程进行分析时，可得出反射光线均是平行于X轴的结论，是抛物线方程重要性质，将这一特点应用到照明灯结构设计中，能发现抛物面反射体在照明灯上的使用，可起到集中照射光线的作用，进而达到提高亮度的设计效果。例如，大多数施工单位在进行路灯安装作业时，根据经过焦点位置发射的光线再次反射后，反射光线将与抛物线相互平行这一理论支撑，在LED照明灯外部安装一个抛物面器件，结合抛物面焦点位置来控制器件与照明灯具间距离，能实现理想的照明效果。

上述阐述中提到，当光线经过抛物面焦点位置射出后，则能得到全部平行的反射光。在实际安装LED照明灯具时，考虑到其包括两个引线架，不能采取将整个LED灯安装在抛物面中的安装方式，而应利用有洞的抛物面反射体，确保灯具与反射体的有效结合，同时有利于降低工程成本。

LED照明灯在反射体中的安装深度对照明效果有直接影响，主要体现在对照明系统法向照射光强以及纵向长度等方面，需要合理设置这一参数，从而提高照明亮度[2]。为了确定最佳安装深度，一般将LED灯具前端面顶点和反射体入射点之前的距离看作是安装深度，通过调整两者间位置，利用光度检测仪器来判断光照强度与亮度，进而得到最优安装深度，在这一位置处安装抛物面器件，可将灯具发射光线集中起来，减少无效光能，是提高光能利用效率的有效措施。除了借助抛物面反射体作用外，还可在对LED照明灯具进行结构设计时参考仿矿灯设计方法，通过合理设置反光杯尺寸、LED芯片位置及大小等，达到理想的照明效果。采取这一设计方法时，影响照明亮度的主要因素包括反射镜位置和形状、芯片形状与数量，需要结合照明需求综合考虑上述因素，以便充分发挥反射镜作用，是LED光照强度提高设计中常见措施，有着较好的应用效果。

四、结论

综上所述，LED照明这一产业具有极强的发展潜力，随着该照明技术的完善发展，将逐步取代荧光灯及白炽灯在日常生活中的使用。LED照明灯应用效能的实现与其照明亮度有紧密联系，只有在保证灯具亮度的条件下，才可做到照明环境的良好构建，并能起到节约光能的作用。为了最大程度提高LED照明亮度，应从其结构角度出发，通过抛物面结构以及反射体的设计使用，可有效提高照明亮度。

（作者单位：东莞勤上光电股份有限公司）

参考文献

[1]童梅.隧道LED照明的智能控制系统研究[D].长安大学，2017.

[2]曾德智.LED照明系统网络测控技术研究及应用[D].广东工业大学，2014.