摘 要: 本文分析了LED路灯灯具本体设计中需要重点考虑的几个问题：包括灯具与灯臂的连接性、安全性和后备保护，以及灯具的防触电保护等等，提出问题的同时，举例分析了几款创新LED路灯设计，并较为全面的分析其优点，以及上文问题的解决方法。
关键词: LED路灯 问题 本题设计 创新设计
二十一世纪的今天，公共道路的照明，特别是城市道路的照明，正在进行着前所未有的革新。除油灯和蜡烛照明外，单单是电光源的道路照明，也已经历了第一代的白炽灯、第二代的高压汞灯和第三代的高压钠灯。当前，占据道路照明三十余年主角位置的高压钠灯，无论在国内还是国外，都面临着前所未有的挑战。这个挑战者就是LED路灯。根据LED灯的特点，国内外的照明专家们预言:LED灯成为第四代电光源已经是大势所趋，LED灯从室内走向室外，逐渐替代传统的高压钠灯，肩负起道路照明主角的重任已经是大势所趋。
由于LED灯的发光特点与传统电光源有着太大的区别，道路照明自身的特点也必须对LED路灯提出不同的要求。本文就LED灯用在道路照明中成为LED路灯，该灯具本体设计时所需注意的问题，谈谈我们的看法。
一、LED灯特点
我们先把有关灯具的几个概念进行一下梳理：
（一）什么叫电光源？我国国家标准对电光源是这样定义的：将电能转换成光学辐射能的器件。
（二）什么叫LED？ LED是英文light emitting diode的缩写，中文通常译为发光二极管。发光二极管的核心是一块电致发光的半导体晶片，故LED是一种电光源。
（三）什么叫LED灯？将电致发光的半导体晶片，置于一个有引线的架子上，四周用环氧树脂密封，就成了一个发光二极管。从这个角度上看LED和LED灯没有严格意义上的区别。但是从路灯的角度上看，LED灯是一个包括LED光源和LED灯具的联合体。
（四）什么叫灯具？我国国家标准对灯具是这样定义的：凡是能分配、透射或改变来自一个或多个光源的光，并且包括所有需要用于支承、固定和保护光源部件的设备，但不包括光源本身，且有必需的电路辅助装置将该设备连接到电源。
这里的必需的电路辅助装置有：电源、驱动器或镇流装置（补偿电容、触发器）、灯头、固定板、接线柱以及连接线等等。
《中国电力百科全书》对灯具是这样定义的：功能是固定和保护光源，把光源发出的光合理地分配到需要的方向，提高光通的利用率和避免光源引起的眩光。
国内共识灯具是不含光源的，把含光源的灯具称为照明器。
国外通常把含光源与不含光源的灯具都统称为灯具。
（五）目前，我们统称的LED路灯灯具包含光源和灯具本体两部分。
（六）LED路灯灯具的散热包括导热、热量传递和热量扩散三大块。LED芯片产生的热量传到封装层的外部称导热，热量从封装层外部传到灯具本体称热量传递，热量从灯具本体传到大气中称热量扩散。本文中提到的LED灯具散热是指热量从灯具本体传到大气中的热量扩散。
二、LED路灯设计中需考虑的问题
下面是LED路灯灯具本体设计中需要重点考虑的几个问题：
（一）灯具与灯臂连接的适应性
灯具的安装孔尺寸和灯具安装方式能适应各类灯杆，一般灯杆此处的直径在52mm--60mm，并要考虑施工现场实际施工作业环境，方便安装人员在不同的现场环境下组装，从而提高现场安装质量和速度。
如果是泛光型灯具，安装在非灯臂的其它支架上或安装在隧道内，灯具的安装与固定要求不在本文中表述。
（二）灯具与灯臂连接的安全性
灯具与灯臂的连接应牢固可靠，灯具上的夹箍及固定螺栓必须拧紧，如果不用夹箍直接采用支头螺栓固定时，宜采用尖头的螺栓从两个方向支紧灯臂，以确保灯具夹在灯臂上不会转动，防止灯杆受外力撞击后，因灯具与灯臂的连接处松动引起灯具转动，从而导致灯具坠落。
（三）灯具与灯臂连接的后备保护
灯具固定在灯杆的灯臂上，长期受到风吹雨打引起震动，灯具与灯臂的连接处可能产生松动，如果此时灯杆受到较大外力撞击，极易引发灯具坠落事故。所以灯具应附带防坠落设施，防坠落设施应安装简易方便，与灯臂组合牢固，如果需要更换灯具，要求此防坠落设施能方便无损坏地解除。
（四）灯具的防触电保护
灯具内适当位置应有保护接零线即PE线的接线柱，万一灯具内电气线路漏电能确保人身安全。
（五） 灯具电器接线的合理性
灯具电源线与驱动器之间的连接、驱动器与光源之间的连接，必须安全牢固、方便拆卸，避免使用工具，尽可能做到可以徒手作业。
（六）灯具的防尘防水
灯具的防尘防水要求光源部分IP66、驱动器部分IP55。如灯具作为步行街地埋灯照明，光源部分要求IP68、驱动器部分要求IP67。
（七）驱动器的固定
驱动器可以固定在灯具内、固定在灯臂（灯杆）上或固定在灯杆的接线箱内，驱动器的固定应方便、可靠，接线方便。可选用整体盒装搭扣式安装方式，便于现场拆卸，尽量少用辅助工具，能迅速更换，尽可能做到徒手作业。
（八）灯具外形的考虑之一
灯具外形的考虑之一是应不利于鸟筑巢，避免因鸟筑巢后造成灯具散热不畅，从而引起光衰增大。
（九）灯具外形的考虑之二
灯具外形的考虑之二是不利于积灰、有利于雨水冲刷，即灯具壳体具有从上至下垂直的通透性，有利于雨水对灰尘自动进行冲刷，有利于灯具的长期散热。
（十）灯具的整体重量
由于路灯工作是野外高空作业，故灯具的整体重量即包含光源、配光器、驱动器、连接线等所有附件重量的总和，应不大于十公斤。太重的后果一是给作业人员带来安装的困难，二是给灯具本身带来不稳定性和不安全感。
（十一） 灯具的配光
LED灯的配光一般在初次封装（一次配光）或在其安装的透镜中（二次配光）完成，但由于LED发光不同于传统光源可以依靠反射器调整配光方向，故通常LED灯的配光除了在道路纵向配光有难度，在道路横向配光难度也大。虽然目前依靠透镜已能初步解决道路纵向配光问题，但对道路横向配光即六车道以上的道路配光要取得好的效果，透镜的二次配光也难以做到。如果灯具本体做成仰角可以调节的样式，则基本上可解决此类问题。
三、LED路灯创新设计
下面介绍几款由作者从近千款LED路灯灯具中精心挑选出来的典型的LED路灯灯具。它们从各自对LED路灯的理解角度，用自己独特的方法殊途同归地成功解决了LED路灯灯具本体设计中需要重点考虑的问题。很明显，这些灯具外壳形式突破了传统灯具的外壳形式、突破了大功率半导体管采用鱼鳍片形式散热的方法，成功地将LED需要散热的特性与传统路灯灯具的实用性，进行了完美的结合。
（一）有利于长期散热的垂直通透型大颗粒LED路灯灯具（图1）
图1 通透型大颗粒LED路灯
（二）有利于长期散热的垂直通透型小颗粒LED路灯灯具（图2）
看了以上灯具产品的图片，行家们一定会非常欣赏其在外壳上的独特构思，认同其非常符合LED路灯灯具本体结构即外形设计的要求。
综合这些灯具的特点有：
（一）结合LED灯特点，突破常规路灯灯具的外形与结构，路灯灯具设计有创新思路；
（二）压铸铝外壳结构或铝板冲压成型外壳都能做到上下垂直通透，不易积灰，有利于雨水冲刷和持续稳定散热；
（三）灯具仰角可调，对各类路幅的适应性较好；
（四）即适宜大颗粒LED、也有适宜小颗粒LED的特点；
（五）灯具外壳有专用密封电源安装盒位置，所有连接线路密闭保护，导线连接方便，有利于电源的保护；
（六）LED模块化组成垂直通透型框架结构。
总之，LED路灯的发展，在于技术的创新，在于将LED灯的特点与道路照明的质量要求完美结合，只有这样我们城市的道路照明质量才会在环保的基础上不断提高。