[00700988]大功率LED道路照明系统关键技术的研究及其应用

(1)研究了LED道路照明灯具的光学设计方法，通过外部微分曲面法(ExtrinsicDifferentialGeometry)和数学优化方法对灯具进行二次光学自由表面透镜(FreeFormLenses)设计，使灯具形成蝙蝠翼形配光曲线，在照明面上形成符合道路照明系统照度要求的光斑。使用基于非成像照明光学理论的光线追踪法仿真建立精确的光学模型，对设计结果进行仿真验证。(2)设计研制了一体化通用型高光效路灯模块，实现在基板上直接进行成组LED封装，一个路灯由若干个LED模块组成，一个模块有4-8个1W的大功率芯片构成。采用微透镜封装、多芯LED的最佳间距、胶体和荧光粉的二次旋涂、COB封装和共晶焊等方法，解决高光效的出光，降低芯片到环境间的热阻，提高路灯的出光效率。(3)基于中间视觉理论建立相应的LED光源测试系统和评价标准。通过对LED中间视觉理论中光谱光视效率和光视效能的最大值等参数的实验测定，结合中间视觉理论，设计LED灯具使其应用于道路照明时具有最佳有效光效。(4)研制了LED温度结构函数在线测试系统，通过对瞬态结温的高速采样，分析变换后得到LED的温度结构函数，进而分析得到LED中各个组成部分的结构参量。LEDCOB光源模组在生产中通过瞬态温度法测试芯片到电路板间的热阻结构函数，进行COB封装中不良品的在线检测，保证光源模组的可靠性。(5)功率型LED成组使用时的散热技术研究，重点从材料和结构方面研究低热阻封装技术；设计灯具的整体散热系统，将灯具整体纳入到散热系统中，通过扩大散热面积降低芯片与环境间的热阻，并研究回流热管(LHP)散热技术在灯具中的应用，降低正常工作状态(热稳态)时的LED芯片温度。(6)高效率的功率型LED成组驱动及智能控制技术，包括标准模块的驱动设计和分级照度控制的研究，以适应不同时刻的路灯使用要求。LED照明技术经过多年的发展与积累，已进入商业化发展的快车道。而作为照明行业重要组成部分的道路照明在整个国家的照明耗电量中约占20-30%，地位举足轻重。为此，道路照明的节能减排工作引起了国家有关部门的高度重视。LED光源以其高效节能、寿命长、环保等特点成为新型道路照明光源的重要研发方向。中国是世界照明光源和灯具生产第一大国，发展半导体照明，提升产业国际竞争力意义重大。为此，中国于2003年10月启动国家半导体照明工程，成立国家半导体照明工程管理办公室，通过政策指导及鼓励措施，推动国内LED产业和照明工业的发展。