通过该光源化思路，灯具能够现场快速维护，且多数部件能够循环利用，有效延长LED灯具的生命周期。本文对实现LED灯具的光源化设计中的光学模组提出了几种解决方案，并创新地设计了内曲面光学调制的光学模组，通过实测数据，可以看到此种方法是一种行之有效的大功率LED灯具的解决方案。

　　1 前言

　　为了响应国家节能减排的方针，寻求低碳发展模式，利用新兴技术减少能源消耗意义重大。就照明而言，其用电占了全世界总用电量的20%。在这个大背景下节能高效的半导体照明产业发展如火如荼，尤其是LED在道路照明方面的应用更是备受关注。2009年，美国能源部宣布成立城市固态照明路灯组织，用来收集、分析LED路灯等灯具的照明相关的技术资讯和实例[1]。而在国内，科技部启动“十城万盏”半导体照明示范工程更是将路灯等大功率LED灯具推向广阔市场。

　　而在路灯、隧道灯等大功率LED灯具应用实践方面，从社会反馈的意见来看，大功率LED灯具应用还有一些常见的问题，如散热、光衰及可靠性等。在检测与维修方面，由于现有大功率LED灯具多采用一体化集成式设计，即灯壳与 LED器件粘接为一体并封闭在玻璃内，这使得维护极其的困难[2] 。如果诸多LED器件有部分损坏，现场是无法更换的，这样只能将灯具整体替换，或返厂维修，浪费资源，而且费时费力。实际上， 按照当前思路设计的大功率LED灯具，到了寿命期后，就必须整体全部抛弃，重新装一批。而传统采用传统光源如钠灯、金卤灯、荧光灯等的灯具，如果光源损坏，几分钟就可以解决问题，光源坏了，灯具仍然可继续使用。另外，不同大功率LED灯具厂家外形尺寸功率均不一致，那就意味着大功率LED灯具的通用性差，如果采购了实力弱的厂家，将来维护的零部件也找不到。所以，在诸多LED灯具研讨会现场，许多路灯、隧道灯等管理处的同行们都不约而同的指出，即使 LED灯具寿命确实很长，那寿命结束之后怎么办?本文提出的大功率LED灯具光源化思路是有效的解决办法。

　　本文讨论的大功率LED灯具包括LED路灯、隧道灯、投光灯等，但为使观点表达清晰，部分地方以LED路灯予以举例说明。

　　2 大功率LED灯具光源化的思想与方案

　　2.1 光源化思想的设计及意义

　　光源化思想就指大功率LED灯具中若干颗LED光源做成一个配光、散热与防水防尘IP等级等结构一体化的模组，一个灯具由若干模组组成，而并非原先的所有LED光源都安装在一个灯具内。如图1，整个LED灯具由三个部件组成，一是灯具基座，二是光源模组，三是驱动器，这与采用传统光源的灯具是一样的。灯具基座用来与灯杆固定及承载光源模组并起简单的保护作用;光源模组是一个配光、散热及IP等级等功能经精心设计的模组，是灯具的核心部分;驱动器提供能量，可以放置在灯具内，也可以与之分离。这样要有两个接口，一是能量接口，即驱动器与光源模组的接口;二是结构接口，即光源模组与灯具基座接口。前者能量接口用防水接头相连接，后者结构接口其外形可以是方形、也可以是长条形，或其它形状，从长远来看应该有个标准规格，就像目前的高压钠灯等大小规格一样。固定方式可以是螺钉，也可以是卡口或弹簧扣。这样，大功率LED灯具维护、检修就非常方便。如果驱动坏了，换驱动;如某个LED光源模组损坏，就换损坏模组;如果将来LED光源寿命到期或产品更新换代，只要针对其中的部件进行更换即可，无须灯具整体更换。一方面节约了成本，另一方面操作方便。整个维护过程与采用传统光源的灯具一样的方便。

　　2.2 光源模组的实现方案

　　大功率LED灯具光源化设计的难点与核心就在于光源模组的设计，因为要在光源模组内同时实现配光与散热，并且要达到规定的IP等级。实际上，光源模组就是一个小灯具。对于IP等级的实现比较容易，有比较成熟的解决方案，一般而言采用密封圈加螺丝就可以了。在散热方面，相对原先一体化的思想，在同样的散热解决方案下，热源分散了，散热更加有利。在配光解决方案上，可以有一些新颖的实现手段。

　　2.2.1采用常规二次光学透镜

　　把透镜置于LED外进行二次光学设计来配光，外面再加玻璃进行密封，如图2所示。这就是最常规的二次光学透镜设计方法。该方法中透镜及密封玻璃均形成光的衰减，因而影响灯具总体效率。

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