本文選擇了示范項目較多的路燈、隧道燈以及對產品影響較大的驅動電源3個方面分析其技術進展，為“十城萬盞”的順利實施提供參考。

　　目前，用于道路照明的傳統光源主要是高壓鈉燈， LED路燈主要在一些支干道上進行了試點應用，但兩者已表現出明顯的優劣差異。在光效方面，高壓鈉燈最高可達140 lm/W，比目前商用大功率LED的光效100 lm/W高，但LED的顯色指數（約80）要遠遠超過高壓鈉燈（約25），且在相同照度下，白光LED更有助于司機或行人識別目標，其道路照明效果和舒適度要遠高于高壓鈉燈。在燈具效率方面，高壓鈉燈采用球面發光設計，綜合考慮反射器效率，高壓鈉燈的燈具效率一般僅有70%。但LED是定向出光，如采用恰當的配光設計，大部分光線會直接投射到路面，燈具效率能達85%以上。

　　所以，僅從光效和燈具效率來看，就可見LED路燈取代傳統路燈光源的巨大潛力。為此，本文將從中山大學半導體照明系統研究中心在LED照明應用的研發過程中對配光、電源和散熱等三個關鍵技術所取得的研究成果來重點闡述“十城萬盞”示范應用工程關系密切的“LED路燈”的技術路線和技術支撐。

　　配光

　　通過光學設計獲得蝙蝠翼型光強分布

　　目前市場上的LED路燈，其光源部分主要分兩種方式：單顆1 W大功率白光LED陣列和大功率集成封裝光源模組。盡管LED路燈的國家標準還沒有出臺，但LED路燈的配光在參考傳統光源道路照明標準要求時要實現以下目標：合適的平均路面亮度；高的總照度均勻度和縱向照度均勻度；合適的環境比；眩光控制等。

　　從配光曲線上看，要實現以上目標主要是通過合適的光學設計以獲得蝙蝠翼型光強分布，從而在路面上獲得矩形的光斑分布。但是普通大功率白光LED的封裝透鏡（即一次光學透鏡）不適合直接應用于LED路燈上，所以在每一個大功率白光LED的一次光學透鏡上還要添加二次光學透鏡，目前“花生米”型的二次光學透鏡能達到較好的效果。

　　中山大學半導體照明系統研究中心開發的設計思路是不采用單獨的二次光學透鏡，而是在一次封裝的LED的發光光源外直接設計波浪形光學透鏡面罩，利用透鏡面罩來達到整個LED路燈發光光源的二次光學透鏡的功能。

　　隨著封裝產業向下游應用產業的需求靠攏，中山大學半導體照明系統研究中心還開發設計特殊形狀的一次光學透鏡，在LED芯片封裝時直接安裝，具有體積小、成本低的特點，完全符合LED路燈和道路照明要求（圖一）。

　　隨著封裝技術的進步，白光LED的封裝方式由單顆1W大功率LED器件逐漸轉向大功率集成封裝光源模組。目前的大功率集成封裝光源模組的功率最高可達 100W以上，但這類光源由于發光面積較大，為光學配光設計帶來困難。

　　中山大學半導體照明系統研究中心開發的紅光增強的大功率白光LED智能控制系統技術，可以獲得顯色指數90以上，相關色溫2500~8000K可調的光源模 組（圖2）。該技術利用在封裝基板上集成光電轉換芯片，實時監控光源模組的白光色度學參數，光電轉換芯片將探測到的白光色度學參數的變化反饋給智能控制系統，系統通過計算后保證燈具能輸出最優色度學性能的白光，可以保證光源模組輸出保持設定的相關色溫范圍和顯色指數；封裝基板上還集成了溫度傳感芯片來實時探測封裝基板的溫度，實現對大功率LED芯片結溫的間接監控，當結溫超過系統預設的溫度時，系統可以自動調節散熱系統的散熱途徑或降低LED的功率。該光源模組可以由單顆1 W大功率白光LED陣列的方式或大功率集成封裝光源模組的方式組成，已經運用在LED路燈上。

　　電源

　　加強驅動電源可靠性設計 匹配LED壽命