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《高強(qiáng)度氣體放電燈的熱啟動電路》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在應(yīng)用文檔-天天文庫。
1、提高大功率LED燈具效率的方法摘要:對大功率LED照明燈具的燈具效率進(jìn)行分析是設(shè)計燈具時必須完成的一項工作。LED燈具和使用傳統(tǒng)光源燈具的光學(xué)設(shè)計方式是不同的,如何利用LED光源自身的特點(diǎn)來提高LED燈具的燈具效率是LED燈具設(shè)計中必須考慮的關(guān)鍵因素。提高LED芯片的輸出光通量、選擇合適的透鏡、調(diào)整LED光源在燈具內(nèi)部的排列方式以提高燈具效率。 簡述 使用傳統(tǒng)光源的燈具一般是通過反射器將一個光源的光通量均勻的分配到受照面上,而LED燈具的光源則由多個LED顆粒組成,通過設(shè)計每個LED的照射方向、透鏡角度、LED排布的相對位置等要素使受照面獲得均勻、符合要求的照度。
2、LED燈具和傳統(tǒng)光源燈具的光學(xué)設(shè)計方式有所不同,如何利用LED光源自身的特點(diǎn)來提高LED燈具的燈具效率是LED燈具設(shè)計中必須考慮的關(guān)鍵因素?! ?、LED燈具的照度計算 燈具設(shè)計前期的模擬照度計算是LED燈具配光設(shè)計的關(guān)鍵步驟,其目的是將實際要求與模擬計算的結(jié)果對比,再結(jié)合燈具外形結(jié)構(gòu)、散熱情況等其它條件來決定LED燈具中的LED光源種類、數(shù)量、功率、透鏡種類、排布方式等。通過分析LED燈具的照度計算過程來確定影響LED燈具效率的重要因素從而提高LED燈具效率?! ≌斩扔嬎惴椒òɡ孟禂?shù)法、概算曲線法、逐點(diǎn)計算法、比率法等。由于LED燈具的光源形式完全不同于傳統(tǒng)高
3、壓氣體放電燈,是多個點(diǎn)光源——數(shù)量約為十幾至一百顆左右的組合,因此相關(guān)照度計算一般使用逐點(diǎn)計算法,其它計算方法相對于LED燈具都存在計算繁瑣,相關(guān)條件眾多,適用范圍較小等不足。逐點(diǎn)計算法就是逐一計算每個LED對照度計算點(diǎn)的照度,然后進(jìn)行疊加計算從而得到總照度。下面就LED燈具的逐點(diǎn)計算法加以簡單論述。 LED燈具的光源模組一般由LED芯片與透鏡組成,依照透鏡的光線測試數(shù)據(jù)(如IES文件)結(jié)合LED芯片的光通量參數(shù)就可以進(jìn)行必要的照度計算?! ∮嬎憧梢砸勒展剑ㄒ妶D1所示): E總:照度計算點(diǎn)的照度單位:lx: I:LED光源在照度計算點(diǎn)方向的光強(qiáng)單位:cd
4、 D:光源與照度計算點(diǎn)間的距離單位:m cos∝:光源至被照點(diǎn)連線與光源至被照點(diǎn)所在水平面的垂線之間夾角的余弦值 照度計算點(diǎn)方向的光強(qiáng)—的計算公式為: Eff(efficiencyofthelens):每流明的光通量通過透鏡后的特定方向的光強(qiáng)值,可從透鏡的配光曲線中查到。單位:cd/lm ?。篖ED發(fā)出的總光通量單位:lm圖1:逐點(diǎn)法照度計算示意圖2、提高大功率LED燈具效率的方法 通過LED燈具的照度計算分析可以看出LED芯片所發(fā)出的光通量與透鏡的每流明光強(qiáng)值的曲線即配光曲線是影響LED燈具的照明效果的兩個最重要的要素。以下通過討論這兩個參數(shù)來分析如何提高L
5、ED燈具的燈具效率?! ?.1LED芯片的光通量輸出 結(jié)點(diǎn)溫度是影響LED芯片的光通量輸出的關(guān)鍵因素,LED的光通量輸出隨著結(jié)溫的上升而降低。LED廠家的技術(shù)參數(shù)手冊列出LED在結(jié)點(diǎn)溫度為25℃時的光通量值,而大多數(shù)安裝在燈具內(nèi)的LED芯片由于受到燈具散熱條件的限制都具有較高的結(jié)點(diǎn)溫度,一般結(jié)溫在75℃~90℃之間。當(dāng)結(jié)溫大于25℃時,光通量肯定比LED技術(shù)參數(shù)手冊給出的值少。以某品牌的XR-E大功率LED的結(jié)溫與光通量輸出的關(guān)系為例(見圖2),當(dāng)LED芯片的結(jié)溫在85℃左右時,依照此圖光通量輸出為25℃時85%。因此在設(shè)計燈具中應(yīng)通過散熱設(shè)計盡量降低LED芯片的結(jié)
6、點(diǎn)溫度以提高LED芯片的光通量輸出,從而達(dá)到提高燈具效率的目的。圖2結(jié)點(diǎn)溫度曲線 2.2透鏡 透光率是LED透鏡的一項重要技術(shù)參數(shù),直接影響到透鏡的使用效果。目前在大功率LED燈具中通常使用的透鏡為全反射式透鏡,國內(nèi)外知名LED透鏡廠家可以將這種透鏡的透光率達(dá)到89%,即LED光源所發(fā)出的全部光通量一般有10%以上的損耗。這些損失的光可以被分為三種(見圖3):LED的正上方透鏡表面所反射的光、被透鏡吸收的光、通過LED透鏡側(cè)面被折射的光。圖3:透鏡光線分布圖 ? 根據(jù)以上分析設(shè)計燈具時應(yīng)選擇光學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、所用光學(xué)材料透光率高的透鏡以提高燈具效率,另外還應(yīng)注
7、意透鏡的照度均勻性、工作溫度范圍、抗UV紫外線、黃化率等因素,這樣才能保證LED燈具具有更好的光學(xué)性能。2.3LED光源在燈具內(nèi)部的排列方式 大功率LED光源相對于傳統(tǒng)光源具有很好的方向性,目前用光束角來定義LED的發(fā)光角度。國外一般將光束角定義為FullWidthHalf-Maximum(FWHM),即1/2最大光強(qiáng)值所對應(yīng)的角度值,兩邊角度值的夾角即為光束角。LED是以50%光強(qiáng)值作為邊界,有很多光線從光束角以外發(fā)射出去,若以光束角作為照明界線這部分光就是浪費(fèi),如果充分利用這部分光就會實現(xiàn)提高燈具效率目的。因此在設(shè)計LED燈具時應(yīng)充分考慮其光束