【正文】 ED 封裝設(shè)計(jì)與研究進(jìn)展》 張東春等 《照明用發(fā)光二極管封裝技術(shù)關(guān)鍵》 戴維德 《大功率LED的散熱設(shè)計(jì)》 錢可圓等 《大功率LED的封裝技術(shù)》 林忠等 《大功率LED路燈散熱》 1 陳螢等 《大功率LED散熱與誤區(qū)》 1 張君盛等 《改善大功率LED散熱的關(guān)鍵問題》1 曹正芳等 《光學(xué)設(shè)計(jì)在大功率LED道路照明上的應(yīng)用》 照明工程師社區(qū)1 周廣郁 《道路照明中的眩光》 TU11 Cree 公司 《LED 照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)指南完全版》1 侯俊 《LED燈在道路照明方面的應(yīng)用》 萬方數(shù)據(jù)庫。感謝我的本科生導(dǎo)師呂毅軍老師，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)最迷茫的時候，給了我最重要的資料以及設(shè)計(jì)思路。而設(shè)計(jì)出的燈具符合截光型燈具特點(diǎn)，減少眩光，為道路行駛安全提供保障。則可計(jì)算光線利用率為：167。直接經(jīng)過透鏡出射的光線占總光線的80%，經(jīng)過反光鏡再經(jīng)過透鏡的光線占20%。因此可結(jié)合透鏡的設(shè)計(jì)，以最大化光強(qiáng)利用率為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)出對應(yīng)角度的發(fā)光鏡，透鏡，以優(yōu)化光強(qiáng)配置。 配套反光鏡、透鏡設(shè)計(jì)論述考慮到每顆LED光線分布的主要光強(qiáng)應(yīng)集中在較小的角度范圍內(nèi)，以使光線服務(wù)于設(shè)計(jì)的路面面積，不至于使光線發(fā)散、過多疊加而導(dǎo)致計(jì)算出功率的LED在對應(yīng)角度照射面積的照度過多偏離我們的設(shè)計(jì)。暗適應(yīng)比明適應(yīng)所需時間長，而且適應(yīng)的時間與亮度差有關(guān)，因此為避免此類眩光產(chǎn)生，道路照明的燈具不應(yīng)有明顯或過多的明暗相間光分布，本文的多向基板設(shè)計(jì)充分考慮以及克服了這類眩光。發(fā)光點(diǎn)的增多、發(fā)光面的增大，反而讓夜行者注意力不集中，加大出現(xiàn)眩光的機(jī)率，對安全造成隱患。眩光的程度還與發(fā)光體（發(fā)光的映響）相對眼睛的位置、角度密切相關(guān)，角度越小眩光現(xiàn)象越強(qiáng)。在道路照明中眩光與燈具的配光、燈具間距和安裝有關(guān)，產(chǎn)生眩光的主要因素為：光源的亮度（亮度越高，眩光越顯著）；光源的位置（越接近視線，眩光越顯著）；光源的外觀大小與數(shù)量（表觀面積越大，光源數(shù)目越多，眩光越顯著）；周圍的環(huán)境（環(huán)境亮度越暗，眼睛適應(yīng)亮度越低，眩光也就越顯著）。眩光是影響照明質(zhì)量的重要因素之一。另外“機(jī)動車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值”中“路面亮度”在考慮路面照度時已經(jīng)考慮進(jìn)去，無需重復(fù)。，、： 各燈對應(yīng)角度b（176。經(jīng)過二次光學(xué)設(shè)計(jì)后，%，空間利用系數(shù)為90%。由圖比例可令LLL8三排的燈照射照度為余下的一半，即功率相對也為一半。我們先令：L1=L2=……=L8, S1=S2=……S6，得Kmn值。(一)計(jì)算各燈距離對應(yīng)路面中心光強(qiáng)點(diǎn)的距離K利用公式：E（lx）=I(cd)/K(m)，為使得路面獲得均勻照度分布，則各個LED燈的光強(qiáng)與中心光強(qiáng)距離成正比，也即各個LED燈的光通量（或功率）需近似與中心光強(qiáng)距離成正比，則各個LED燈預(yù)定服務(wù)的路面面積D也須近似與中心光強(qiáng)點(diǎn)距離K平方成正比。這些調(diào)整手段都是采用LED光源的道路燈具所特有的，充分利用這些特點(diǎn)就能實(shí)現(xiàn)在滿足道路路面的照度和照度均勻度的前提下降低照明功率密度,達(dá)到節(jié)能的目的。在燈具內(nèi)，能按照路燈具高度、路面寬度以及燈具間距設(shè)計(jì)各個LED的安裝位置和發(fā)射光的方向就能實(shí)現(xiàn)良好的二次配光功能。在二次光學(xué)設(shè)計(jì)方面，LED的輻射形式在道路照明領(lǐng)域，朗伯型和蝙蝠翼型比較適用，通過二次光學(xué)設(shè)計(jì)，使得LED的光照范圍、光度曲線符合道路照明的需求。這不僅造成能源的浪費(fèi)，也給夜間行駛產(chǎn)生安全隱患。第四章 LED二次光學(xué)設(shè)計(jì) 二次光學(xué)設(shè)計(jì)敘述 傳統(tǒng)燈具配光設(shè)計(jì)在道路照明中的缺點(diǎn)傳統(tǒng)的路燈通常采用配光曲線呈廣角度圓周正態(tài)分布，而現(xiàn)在路燈大都采用單側(cè)照明，這樣就會造成過多的光線浪費(fèi)在路邊不需照明的地方，或者路邊需要照明的地方光線過于充足。如果翅片的溫度分布嚴(yán)重不均勻，將會導(dǎo)致其中一部分的翅片（溫度較低的部分）沒有發(fā)揮作用或作用很有限。即使施加了風(fēng)冷強(qiáng)對流方式，犧牲了成本優(yōu)勢，也未能獲得令人滿意的變化。業(yè)內(nèi)已經(jīng)對大功率LED的散熱問題做出了很多的努力：通過對芯片外延結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，使用表面粗化技術(shù)等提高芯片內(nèi)外量子效率，減少無輻射復(fù)合產(chǎn)生的晶格振蕩，從根本上減少散熱組件負(fù)荷；通過優(yōu)化封裝結(jié)構(gòu)、材料，選擇以鋁基為主的金屬芯印刷電路板(MCPCB)，使用陶瓷、復(fù)合金屬基板等方法，加快熱量從外延層向散熱基板散發(fā)。若LED的結(jié)溫為TJ，環(huán)境空氣的溫度為TA,散熱墊底部的溫度為TC（TJ＞TC＞TA）。為提高散熱效率，采用雙層敷銅層的PCB。 大功率LED封裝的散熱路徑大功率LED在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上是十分重視散熱的?？绽浞绞綍r。然而缺點(diǎn)也很明顯：影響成本、增加產(chǎn)品重量、影響封裝密度。由表看出，熱沉材料對于LED的最大散熱能力的影響很小。因此改變熱輻射系數(shù)對于提高散熱能力改善成效不大，散熱的關(guān)鍵在于提高另外兩種散熱方式：熱傳遞和熱對流。其中ε為黑體的輻射系數(shù)；σ=10w／(m目前LED路燈的散熱方式主要有：自然對流散熱、加裝風(fēng)扇強(qiáng)制散熱、熱管和回路熱管散熱等。因此在大功率LED燈具設(shè)計(jì)中，最主要的設(shè)計(jì)工作之一就是散熱設(shè)計(jì)。例如，1個10W白光LED若其光電轉(zhuǎn)換效率為20%，則有8W的電能轉(zhuǎn)換成熱能，若不加散熱措施，則大功率LED的器芯溫度會急速上升，當(dāng)其結(jié)溫（TJ）上升超過最大允許溫度時（一般是150℃），大功率LED會因過熱而損壞。從某種程度而言,LED封裝結(jié)構(gòu)是上述光學(xué)和熱學(xué)設(shè)計(jì)的具體實(shí)現(xiàn)。因此,恒壓驅(qū)動方式雖然結(jié)構(gòu)簡單,但可靠性差?？刂齐娐纷鳛長ED 封裝的一部分, 可有效解決LED 封裝和結(jié)構(gòu)的難題,因此越來越受到重視。由于兩者間折射率的不匹配，以及熒光粉顆粒尺寸遠(yuǎn)大于光散射極限（30nm），因而在熒光粉顆粒表面存在光散射，降低了出光效率。熒光粉的作用在于光色復(fù)合，形成白光。而采用低溫或共晶焊料、焊膏或者內(nèi)摻納米顆粒的導(dǎo)電膠作為熱界面材料，可大大降低界面熱阻。例如， 室溫下接觸良好的界面在高溫下可能存在界面間隙，基板的翹曲也可能會影響鍵合和局部的散熱。常用的散熱基板包括硅、金屬（如鋁，銅）、陶瓷（如Al2O3， AlN，SiC）和復(fù)合材料等。從工藝兼容性及降低生產(chǎn)成本而言，LED封裝設(shè)計(jì)應(yīng)與芯片設(shè)計(jì)同時進(jìn)行，即芯片設(shè)計(jì)時就應(yīng)該考慮到封裝結(jié)構(gòu)和工藝。由于LED 芯片輸入功率的不斷提高,對其封裝技術(shù)提出了更高的要求。 大功率LED的結(jié)構(gòu) K2系列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)LED封裝技術(shù)由最早用玻璃管封裝發(fā)展至支架式環(huán)氧封裝和表面貼裝式封裝,使得小功率LED 獲得廣泛的應(yīng)用。，環(huán)氧樹脂不僅可以對芯片以及黃金導(dǎo)線進(jìn)行保護(hù)，還能起到透鏡作用，它可以優(yōu)化光線，控制光線的發(fā)射角。或者用藍(lán)光通過熒光粉形成照明用的白光。電子也一樣,會跨越PN接合進(jìn)入P層,而與大量空穴再結(jié)合、發(fā)光。是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。伴隨著機(jī)遇的同時，面臨的挑戰(zhàn)也不容忽視。隨著LED路燈產(chǎn)品性能的不斷完善，未來在主干道路，隧道方面應(yīng)用極有競爭力。 機(jī)動車交通道路照明標(biāo)準(zhǔn)值級別道路類型路面亮度路面照度眩光限制閾值增量T1(%)最大初始值環(huán)境比SR最小值平均亮度Lav(cd/m2)總均勻度Uo最小值縱向均勻度UL最小值平均照度Eav(lx)維持值均勻度UE最小值Ⅰ快速路、主干路(含迎賓路、通向政府機(jī)關(guān)和大型公共建筑的主要道路，位于市中心或商業(yè)中心的道路)20/3010Ⅱ次干路10/1510Ⅲ支路—8/1015— 目前我國LED在道路照明的應(yīng)用情況2009年初科技部經(jīng)過多次會議研究，開始全國21個城市開展半導(dǎo)體照明應(yīng)用工程（簡稱“十城萬盞”）試點(diǎn)工作。角方向上的光強(qiáng)最大允許值分別為10cd/1000lm和30cd/1000lm的燈具。1截光型燈具：燈具的最大光強(qiáng)方向與燈具向下垂直軸夾角在0176。路面平均照度：按照CIE有關(guān)規(guī)定在路面上預(yù)先設(shè)定的點(diǎn)上測得的或計(jì)算得到的各點(diǎn)照度的平均值。燈臂長度：從燈桿的垂直中心線值燈臂插入燈具那一點(diǎn)之間的水平距離。第一章 LED在道路照明中的應(yīng)用 城市道路照明標(biāo)準(zhǔn)本節(jié)引用中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)CJJ 452006號文件，《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》，解釋道路照明中的關(guān)鍵術(shù)語，以及相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。然而大功率LED的興起才經(jīng)歷了短短幾年時間，目前市場上的LED燈具的封裝特別是二次光學(xué)設(shè)計(jì)還是繼續(xù)沿用了傳統(tǒng)的燈具直接加上LED芯片，沒有充分發(fā)揮LED自身的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：LED 道路照明 二次光學(xué)設(shè)計(jì) 多向基板 燈具效率 The applications of LED secondary optical design on the road lightingAbstract：This paper is related with LED lighting applications on the road lighting, citing the city road lighting d