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led灯具设计 LED灯具设计的原理与关键因素

编辑:小豹子/2018-05-18 20:11

led灯具设计 LED灯具设计的原理与关键因素

在能源短缺的情况下,全球都在强调环保,节约能源是我们未来将要面临的重要问题。而照明领域在能源界起着关键的地位,因此led灯具设计产品的应用正吸引着世人的目光。作为一种新型的绿色光源产品,二十一世纪将进入以led为代表的新型照明光源时代。led灯具设计也逐步在我们的家居生活中得到越来越多人的关注,一个时尚而环保的生活方式正被大家追捧。那么大家知道led灯具设计原理是什么吗?led灯具设计关键因素又是哪些?下面小编就来为大家具体介绍一下。

一、LED灯具设计的原理

恒流,降压为LED工作时所用的电流和电压。设计时应注意工作环境,灯具材料及散热方式选择,LED芯片的封装,还有散热器的设计,这几个方面综合考虑。

二、LED灯具的设计理念

LED灯具的设计理念有两种:一种是2008年由飞利浦公司提出的以环境的需求来设计灯具,叫情景照明,另一种是2009年由凯西欧公司提出的以人的需求来设计灯具,叫情调照明。

三、凤凰彩票欢迎你(5557713.com) LED灯具设计的关键因素

1.散热为LED灯具设计关键

一般常称LED为冷光源,这是因为LED的发光原理是电子经过复合直接发出光子,而不需要热的过程。但是由于焦耳热的存在,LED在发光的同时也有热量伴随。而与传统光源不同的是,钨丝灯等传统光源将热量集中在灯丝,但LED的光源的热量却集中在发光二极管的PN结面上,两者相较起来,钨丝灯的散热面积仍远大于PN结界面的面积,甚至PN结面可以视为1个点,LED发光产生的热能全部集中在单一点上。在工程设计方面,“面”形式产生的热可用散热片或是自体增加热对流空间即可处理,但“点”状的热源在散热处理就更为复杂与困难,处理不妥很容易造成PN结面因高热、高电流出现击穿损坏,而组件长期处于高热,也会让产品的可用寿命受到影响。

另一方面,LED 晶粒为提升亮度表现,必须在单位LED上施加更多电源功率,同时灯具设计也会采较多数量的LED同时运行,这将使灯具内产生大量的热。当单颗LED晶粒随亮度提升,功耗也由0.1W提升到1、3、甚至5W,经LED光源模型实测分析结果,封装模组也会因增加发光效能而出现热阻抗攀升的问题。

LED不同于白炽灯、荧光灯等传统照明光源,过高的温度会缩短甚至终止其使用寿命;原本单颗LED组件具20,000—40,000小时寿命,可能因功率与散热处理不佳降至仅2,000小时。而且LED是温度敏感器件,当温度上升时,其发光效率急剧下降。所以系统结构设计及散热技术开发是LED灯具设计急需面对的课题。

2.LED灯具的二次配光设计至关重要

光源在空间各个方向的光强分布即为配光,为了使LED芯片发出的光能够更好地输出,得到最大程度的利用,并且在照明区域内满足设计要求,需要对LED进行光学系统的设计。其中,在封装过程中的设计被称为一次光学设计,在使用LED发光器件时,整个系统的出光效果和光强、色温的分布设凤凰彩票娱乐平台(5557713.com)计被称为二次光学设计,也叫二次配光。

LED灯具的二次配光设计,对最终的照明器件和工程的性能起着至关重要的作用。第一,部分光线未能达到有效的照明范围从而导致能量的损失,需要二次配光提高光能利用率;第二,封装之后,像面照度分布均匀性达不到设计要求,难以在每一点的照度值都大于要求的最低照度值,这都需要对LED灯具进行二次配光设计。

3.LED灯具系统的可靠性是基础

LED光源,有人称它为长寿灯,作为固体发光器件,其理论寿命应在10万小时以上,使用寿命远比传统光源要长,因此在一些不易更换、维护的场合使用,维护成本可大大降低。但是目前在许多实际应用中却无法看到这个优点,反而给使用者看到的是光衰严重,且寿命短,有的用不到1万小时就坏了。

4.室内LED灯具的显色性、眩光问题

有业内专家评估:等到30%左右老百姓家里使用LED灯管以及灯杯,才是LED真正鼎盛期。也就是说LED在室内照明的广泛应用才是LED行业真正的春天。不言而喻,室内照明设计的好坏直接影响人们的日常生活和工作。除了LED灯具的成本高难以被大众接受的问题之外,人体在LED光源下工作生活的健康和舒适是室内LED灯具的核心问题。这其中主要包括LED灯具的显色性、眩光等问题。

人眼对色差的敏感性大大高于对光强弱的敏感性,因此,对照明而言,光源的显色性往往比发光效率更重要。目前白光LED普遍使用发蓝光的LED叠加由蓝光激发的发黄光的钇铝石榴石(YAG)荧光粉合成白光。由于其发光光谱中仅含蓝、黄两个波谱,所以存在色温偏高、显色指数偏低的问题,不符合普通照明要求。所以,加入适量发红光的荧光粉并能保持较高发光效率是LED白光照明中的一个重要课题。另外,LED灯具照明的眩光太强,远距离看只有一部分照进眼睛里,太刺眼。这也是一个亟待解决的技术问题。

除此之外,对于LED灯具,电源、光源以及驱动电路都是非常重要的组成部分,并且也是非常关键的技术。但笔者更倾向与将它们独立出去,不计为LED灯具的关键技术。

小编结语:关于LED灯具设计的原理与关键因素就介绍到这里了,希望对大家有所帮助。想了解更多相关知识,可以关注齐家网资讯。

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