led二次光學(xué)設(shè)計在道路照明的應(yīng)用畢業(yè)論文-預(yù)覽頁
【正文】 序的變化,實現(xiàn)周期性控制。由于每個LED 的正向電壓V 值不同(與芯片制造工藝有關(guān)) , 且溫度對V 影響較大,V 的稍微增加, I 值會急劇增大,使LED 功耗和溫度急劇增加,導(dǎo)致LED 的破壞性使用。四、機(jī)械( 結(jié)構(gòu)) 設(shè)計LED封裝的機(jī)械設(shè)計包括結(jié)構(gòu)尺寸,可加工性及制造成本等。在大功率LED中，散熱是個大問題。其原因是TJ對LED的出光率及壽命有較大影響：TJ越高會使LED的出光率越低，壽命越短。大功率LED熱量大小跟恒流驅(qū)動的設(shè)計有直接關(guān)系，如果恒流驅(qū)動設(shè)計不好，有效功率不高，熱量非常高，什么散熱辦法都沒有用，LED的壽命都不長。 各種因素對于散熱能力的影響熱輻射系數(shù)對LED散熱的影響根據(jù)斯蒂芬玻耳茲曼定律，輻照度j*與溫度T之間的關(guān)系：j*=εσT。當(dāng)輸入功率為1 W時，10W，‰；功率達(dá)到2 W時，‰。 WmK時，不同熱沉材料的導(dǎo)熱系數(shù)對于LED最大功率影響?？梢钥闯觯黾由崦娣e是很好的散熱方式，可以輕易地提高LED器件散熱能力，這是目前LED產(chǎn)品所普遍使用的散熱方式之一。固定結(jié)構(gòu)的散熱與表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)有關(guān)。但由于成本限制，且不可能無限制地增加散熱面積，因此，要提升LED產(chǎn)品的散熱能力，關(guān)鍵要在最大努力增加散熱面積時，尋找一種可以快速將上表面熱量帶走的散熱方式。 LED與PCB焊接圖散熱墊的底面與PCB的敷銅面焊在一起，以較大的敷銅層作散熱面。大功率LED主要的散熱路徑是：管芯→散熱墊→印制板敷銅層→印制板→環(huán)境空氣。 大功率LED散熱問題目前的情況目前，很多功率型LED的驅(qū)動電流達(dá)到350mA、700mA甚至1A，這將會引起芯片內(nèi)部熱量不能及時發(fā)散，導(dǎo)致發(fā)光波長漂移、出光效率下降、熒光粉加速老化以及使用壽命縮短等一系列問題。相當(dāng)多的研究將精力集中于尋找高熱導(dǎo)率熱沉與封裝材料，然而當(dāng)LED功率達(dá)到10 W以上時，這種關(guān)注遇到了相當(dāng)大的阻力。、忽視對流散熱環(huán)節(jié)，盡管眾多的廠家考慮了各種各樣的措施：熱管、回路熱管、加導(dǎo)熱硅脂等，卻沒有認(rèn)識到熱量最終還是要依靠燈具的外表面積散走 。也許，未來LED廣泛進(jìn)入路燈領(lǐng)域后，可能形成模組化散熱會更好地解決LED路燈散熱難的狀況。同時透鏡及反光鏡對光的出射效率形成一定程度的制約。 平板安裝面的路燈輸出功率及光通量提高，是LED路燈二次光學(xué)設(shè)計目前面臨的技術(shù)難點之一。帶反射器的并且具有合理的光束輸出角度的LED本身就具有良好的一次配光功能。在確定每一個LED的功率、光束輸出角度時，可根據(jù)：E（lx）=I(cd)/K(m)照度E等于光強I和照度距離K平方反比定律，分別計算出各LED在基本選定光束輸出角度時應(yīng)該具備的功率，并且可以通過調(diào)整各LED的功率、LED驅(qū)動電路輸出給每一個LED不同的功率以及每個角度LED的個數(shù)來使每一個LED的光輸出都達(dá)到預(yù)計值。用96個方向安裝的LED燈，按照812矩陣排列。 L=10(L8+L7+……+Ln+1+Ln/2) ,n＞3 （2）S=S1+S2+……+Sm/2 （3）SmLn=K k, k為常數(shù) （4）依此公式理論上此LED燈排列無法取得確定的Ln,Sm值。 L1= L2=……= L8, S1= S2=……S6的Kmn值KmnL1L2L3L4L5L6L7L8S1S2S3S4S514．855S616．586 調(diào)整后的Ln、Sm值序號12345678LnLSmS a 調(diào)整后的Kmn值(按面積比計算)KmnL1L2L3L4L5L6L7L8S1S2S3S4S5S6 b 調(diào)整后的Kmn值(按Kmn=S+L+H計算)KmnL1L2L3L4L5L6L7L8S1S2S3S4S5S6 c 調(diào)整后的Kmn值(取表a、b均值計算)KmnL1L2L3L4L5L6L7L8S1S211．12S3S4S5S6(二)計算各燈功率，則中心光強在路面以外的LED燈照度為路面內(nèi)的一半。發(fā)出的總光通量為：7035x (w)100(lm/w)= 703500x (lm)。以30 (lx)計算，得常數(shù)x:x= 各燈對應(yīng)的功率P(w)L1L2L3L4L5L6L7L8S1S2S3S4S5S6，此大功率LED功率要求太大，給技術(shù)以及散熱造成困難，因此考慮在要求較大功率LED的角度上，基板上對應(yīng)的角度片上安裝多個LED燈，依舊按照以上陣列排列。將計算出功率的LED調(diào)整各LED的功率、LED驅(qū)動電路輸出給每一個LED不同的功率以及每個角度LED的個數(shù)，安裝在以上設(shè)計的多向基板對應(yīng)的角度上，將使LED的二次配光更符合道路照明的要求。凡是降低人眼視力的眩光稱為失能眩光，凡使人產(chǎn)生不快之感的眩光稱為不舒適眩光。另外由于空間明暗比過大出現(xiàn)的眩光稱之為對比眩光。遮擋角與保護(hù)角之和為90。以往在道路照明中往往還有一種誤解，以為光源越多、表觀面積越大，照明效果越好，實際上這只是滿足人們視覺感觀的要求，對提高照明效果并無多大好處。從亮環(huán)境到暗環(huán)境或從暗環(huán)境到亮環(huán)境，人的視覺有個適應(yīng)過程，前者叫暗適應(yīng)，后者叫明適應(yīng)。本文利用多向基板設(shè)計的燈具滿足采用截光型燈具的標(biāo)準(zhǔn)。另外在照度距離長的角度位置的LED的反光鏡，由于朗柏圓型光度曲線的LED燈在60度的角度上還有較大的光強分布，如果純粹用反光鏡以使主要光強集中在計算的照射面內(nèi)，需要使得大部分的光線都經(jīng)過反光鏡，將降低光線利用率。結(jié)論：我們假設(shè)利用光學(xué)透鏡進(jìn)行光線特性設(shè)計的路燈中，透鏡透光率為90%，反光鏡反光率為80%，光線的空間利用率為85%。假定直接發(fā)射出的占60%，經(jīng)過反光鏡直接射出的光線占30%，經(jīng)過透鏡的占7%，經(jīng)過反光鏡再經(jīng)過透鏡的占3%，光線空間利用率為90%。利用這個特點設(shè)計的燈具又節(jié)約了很大一部分光線。感謝王亞軍老師全程指導(dǎo)，在我準(zhǔn)備考研的那段時間里，一直默默地支持
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