【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 且大功率 LED 路燈通電即達(dá)到正常亮度，無開燈延時(shí)現(xiàn)象。便于實(shí)行智能控制，更加節(jié)能。 ○ 8安全。 LED 照明是一種固態(tài)照明，可以有效防振、防爆，對(duì)于類似振動(dòng)比較大的高速公路和對(duì)安全性要求更高的隧道和礦井等尤其適用。 ○ 9優(yōu)良的散熱性能。低熱阻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與 良好的散熱設(shè)計(jì)，保證了 LED 的 PN結(jié)結(jié)溫不會(huì)超過 75℃，從而保證了 LED 的發(fā)光效率及工作壽命。 10 新型太陽能路燈熱分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ⑩在燈具的光學(xué)系統(tǒng)內(nèi)， LED 光源的光通量損失最小。與傳統(tǒng)光源不同， LED是半空間發(fā)光的光源。 LED 的發(fā)光體芯片尺寸很小，在進(jìn)行燈具設(shè)計(jì)時(shí)基本上可以把它看做點(diǎn)光源，可按點(diǎn)光源光通量分布模型計(jì)算，比較簡(jiǎn)單。 ○11直流供電。太陽能電池單體電壓為 ~ 。通過串、并聯(lián)可獲得各種直流電壓的供電電源，而 LED的驅(qū)動(dòng)也用直流電源，單管工作電壓一般為 ~，也可通過串、并聯(lián)使兩者非常相配，可以省卻太陽能光電照明系統(tǒng)中使用其他照明光源所必需的逆變器。這樣既可提高能源利用率，又可節(jié)約成本，還可改善系統(tǒng)可靠性。 ○12結(jié)構(gòu)牢固。太陽能電池組件是用平板玻璃和高分子材料密封而成，有的直接用高分子材料封裝，整個(gè)系統(tǒng)沒有轉(zhuǎn)動(dòng)部件。 LED 是用有機(jī)高分子材料封裝的固體光源，其結(jié)構(gòu)中沒有玻璃泡、燈絲等易損壞的部件，是一種全固體結(jié)構(gòu)，因此能經(jīng)受振動(dòng)、沖擊，結(jié)構(gòu)牢固。 2. LED 路燈的缺點(diǎn) LED 功率低。為了獲得大功率 ， 要多個(gè) 并聯(lián)使用。 。 LED 照射下顯示的顏色沒有白熾燈真實(shí)，這要從光譜分布上來分析，屬于技術(shù)問題。 。 由于白光 LED 本身制造工藝上缺陷加上與反射杯或透鏡的配合誤差，容易造成 “ 黃圈 ” 問題。 照射均勻度問題 。 如果不進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì)， LED的照射是比較集中， 所以一定要進(jìn)行二次光學(xué)設(shè)計(jì)，使其光強(qiáng)分布 圖呈蝙蝠形。 的光衰問題 。 相比小功率 LED，大功率 LED 路燈的光衰就會(huì)要好很多。 6. 大功率的 LED 會(huì)釋放大量熱量， 而且發(fā)熱后亮度會(huì)明顯降低， 所以存在散熱問 題 。 第一章 緒論 11 發(fā)展新型 LED 路燈的意義 路燈照明與人們生產(chǎn)生活密切相關(guān)，隨著我國城市化進(jìn)程的加快，綠色、高效、長(zhǎng)壽命的 LED 路燈逐漸走入人們的視野。而大量高效、節(jié)能、環(huán)保的新型 LED 路燈的發(fā)展是符合全球節(jié)能環(huán)保的綠色大潮流，也符合我國十二五規(guī)劃中提到的低碳生活。新型 LED 路燈與傳統(tǒng)路燈的對(duì)照如下表： 表 傳統(tǒng)路燈與 LED 路燈數(shù)據(jù)對(duì)比 表 傳統(tǒng)路燈與 LED 路燈五年總體費(fèi)用比較 由此可見新型 LED 路燈真正地實(shí)現(xiàn)了低碳、高效、節(jié)能、環(huán)保。在能源緊缺、環(huán)境惡化的現(xiàn)狀下發(fā)展 LED路燈是保護(hù)環(huán)境、 保護(hù)全人類的重要舉措。12 新型太陽能路燈熱分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第三章 設(shè)計(jì)必備軟件介紹 proe 概述 proe 的簡(jiǎn)介 ： 圖 proe 界面 1985 年， PTC 公司成立于美國波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。 1988 年， 的 Pro/ENGINEER 誕生了。經(jīng)過 10余年的發(fā)展， Pro/ENGINEER 已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了 Pro/ENGINEER 。 PTC 的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 等等。 Pro/ENGINEER 還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。下面就 Pro/ENGINEER 的特點(diǎn)及主要模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。 主要特性 有 ： Pro/ENGINEER 的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程 第三章 設(shè)備必備軟件介紹 13 文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 化造型： Pro/ENGINEER 使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。 ：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程 師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER 獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 ： Pro/ENGINEER 的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“ 嚙合 ” 、 “ 插入 ” 、 “ 對(duì)齊 ” 等很容易的把零件裝配起來，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。 ：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和 完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。 pro/E 的特點(diǎn)與功能 Pro/Engineer 是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能。 1． 參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能 Pro/Engineer 是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，14 新型太陽能路燈熱分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的 簡(jiǎn)易和靈活。 2． 單一數(shù)據(jù)庫 Pro/Engineer 是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個(gè)庫，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變， NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何變動(dòng)，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來 。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜。 3. Pro／ Engineer Pro/Engineer 是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動(dòng)，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）。Pro/Engineer 是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設(shè)計(jì)專用功能來實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（ Ribs）、槽（ Slots）、倒角（ Chamfers）和抽空（ Shells）等，采用這種手 段來建立形體，對(duì)于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號(hào)式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個(gè)參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會(huì)自動(dòng)修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計(jì)優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機(jī)上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印機(jī)。 Pro/Engineer 還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換 格式來實(shí)現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/Engineer 軟件的其它模塊或自行利用 C 語言編程，以增強(qiáng)軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下 (沒有任何附加模塊 )具有大部分的設(shè)計(jì)能力，組裝能力 (人工 )和工程制圖能力 (不包括 ANSI， ISO， DIN或 JIS 標(biāo)準(zhǔn) )，并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀 (HP， HPGL)和黑白及彩色打印機(jī)的二維和三維圖形輸出。 Pro/Engineer 功能如下： 1． 特征驅(qū)動(dòng)（例如：凸臺(tái)、槽、倒角、腔、殼等）； 第三章 設(shè)備必備軟件介紹 15 2． 參數(shù)化（參數(shù) =尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）； 3． 通過零件 的特征值之間，載荷 /邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)計(jì)。 4． 支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì) (規(guī)則排列的系列組件，交替排列， Pro／PROGRAM 的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等 )。 5． 貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性 (任何一個(gè)地方的變動(dòng)都將引起與之有關(guān)的每個(gè)地方變動(dòng) )。其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展 Pro／ ENGINEER 的基本功能。 EFDpro 概述 FloEFDpro 是 無縫嵌入 proe 環(huán)境的工程化的流體 /傳熱分析件 .EFDpro基于與傳統(tǒng) CFD 軟件相同的理論基礎(chǔ) , 但是卻提供全新的應(yīng)用思想； ○ 無縫集成 Pro/ENGINEER ○2 .直接應(yīng)用 Pro/ENGINEER 模型 ○3 .自動(dòng)探測(cè)固體之外的流體區(qū)域 1. FloEFD 的優(yōu)勢(shì)： ○1 .FloEFD 有 強(qiáng)大的求解能力 ○2 . 工程化用戶界面 ○3 .智能矩形化自適應(yīng)網(wǎng)格生成 ○4 . 修正的壁 面函數(shù) ○5 .層流 過渡 湍流模擬 ○6 .自動(dòng)判定層流區(qū) ,過渡區(qū) , 湍流區(qū) ,無需指定流動(dòng)特征 ○7 .自動(dòng)收斂控制 :收斂性非常強(qiáng)，求解可靠 一次求解成功 . ○8 . “ WhatIf” 分析 16 新型太陽能路燈熱分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ○9 .支持多 CPU 分析的多設(shè)計(jì)方案 ,同時(shí)可以對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析比較 ,選擇優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)方案 2..典型電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需材料 . ： Alloys, Ceramics, Glasses amp。 Minerals, Laminates, Metals, Polymers and Semiconductors. IC 封裝提供特殊的單熱阻庫 . ： Bergquist, Chomerics, Dow Corning and Thermagon. 第三章 設(shè)備必備軟件介紹 17 18 新型太陽能路燈熱分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第四章 LED 路燈結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 新型太陽能 LED 路燈光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì) 新型太陽能 LED 路燈光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)要素 1. 新型太陽能 LED 路燈系統(tǒng) 新型太陽能 LED 路燈系統(tǒng)是指采用太陽能作為能源，半導(dǎo)體 LED 作為光源，路燈開啟和關(guān)閉實(shí)行智能化管理的全新環(huán)保、綠色照明。太陽能 LED 路燈的設(shè)計(jì)與一般的太陽能照明相比，基本原理相同，但是需要考慮的環(huán)節(jié)更多。完整的太陽能 LED 照明系統(tǒng)主要有以下 5部分組成： ○1 太陽能電池板。太陽能電池板是在有陽光時(shí)用來產(chǎn)生電能的，發(fā)電功率要根據(jù)照明用電的功率和照明時(shí)間來計(jì)算。 ②蓄電池。蓄電池的作用是把有陽光時(shí)太陽能電池產(chǎn)生的電存儲(chǔ)起來，供沒有陽光時(shí)使用。蓄電池的 容量要根據(jù)太陽能電池板的功率和 LED 燈的功率以及照明時(shí)間來決定。 ③太陽能充電控制器。太陽能充電控制器的功能是在陽光充足、光照時(shí)間長(zhǎng)時(shí)控制充電程度，電池充滿即停止充電，不便蓄電池過充損壞，以保護(hù)蓄電池，延長(zhǎng)其使用壽命。 ④ LED 驅(qū)動(dòng)器。這是系統(tǒng)的核心控制電路。它的功能有三個(gè)： ●完成 LED 的恒流驅(qū)動(dòng)控制，便流過 LED 的電流不隨蓄電池的電壓變化。 ●具有光控功能，天亮?xí)r自動(dòng)關(guān)燈，天黑時(shí)自動(dòng)開燈。 ●低電壓保護(hù)。當(dāng)電池電壓下降到 10. 8V 時(shí)輸出關(guān)閉，以免過放電損壞蓄電池 。 ○5 LED 照明燈。 LED 照明燈具有光效高、壽命成等優(yōu)點(diǎn)，目前，用于路燈的 LED光源是由多只 LED 組合而成的模組結(jié)構(gòu)。 2. 太陽能 LED路燈設(shè)計(jì)所需的數(shù)據(jù) 第五章 LED 路燈熱分析及散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 19 太陽能 LED 路燈的設(shè)計(jì)思路也可依據(jù)一般的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，先確定太陽能電池組件的功率，然后計(jì)算蓄電池的容量。但太陽能 LED路燈又有其特殊性，需要確保系統(tǒng)工作的穩(wěn)定與可靠，所以在設(shè)計(jì)時(shí)需要特別注意。 ○ 1太陽能供電系統(tǒng)在哪個(gè)地區(qū)使用、該地日光輻射情