【正文】 科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 五、照明燈具的分類 ? 照明燈具的分類方法繁多，如按用途分類、按 CIE推薦的根據(jù)光通量分配比例分類和按防塵、防潮、防觸電等級(jí)分類等。 /散熱功能 /散熱性能更高的出光通道材料 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 第四篇 傳統(tǒng)燈具與 LED燈具知識(shí) 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 上篇 傳統(tǒng)照明燈具知識(shí) 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 燈具應(yīng)用 一、燈具認(rèn)識(shí) ? 燈具是什么 ? 提供光源正常工作的器具 ? 保護(hù)和固定光源 ? 供光源正常工作 (電連接 ,驅(qū)動(dòng)、電源 ,適應(yīng)環(huán)境 ) ? 改變光源配光為作業(yè)服務(wù) (滿足生理要求 ) ? 提供光線 ,照明作業(yè) ? 用物理量表示 :照度 ,亮度 ,均勻度 ,眩光等 ? 不亮燈時(shí) :點(diǎn)綴空間 ,美化環(huán)境 ? 成為室內(nèi)外重要的裝飾物 (器件 ) ? 平衡重心 ,突出重點(diǎn) ,協(xié)調(diào)環(huán)境 ? 亮燈時(shí) :創(chuàng)造環(huán)境 (滿足心理感覺(jué) ) ? 賞心悅目 ,表達(dá)意境 ? 保持效率 ,提高效能 ? 用心理量表達(dá) :亮暗 ,明快 ,朦朧等 ? 燈具的基本要求 ? 安全要求 :不傷及人生和環(huán)境安全的安全要求 ? 性能要求 : 照明 /信號(hào) /效果 (光學(xué)性能 )壽命 ? 表面處理 ,材料 ,緊固件 , ? 元器件維護(hù)和保養(yǎng)方便 ? 美學(xué)要求 :外觀和造型 ? 價(jià)格要求 :性價(jià)比 ,物有所值 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 二、照明的基本概念 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 三、燈具的安全和防護(hù) 燈具的防觸電保護(hù)分類 燈具等級(jí) 燈具主要性能 應(yīng)用說(shuō)明0 類 保護(hù)依賴基本絕緣一在易觸及的部分及外殼和帶電體間的絕緣適用安全程度高的場(chǎng)合 , 且燈具安裝、維護(hù)方便 . 如空氣干燥、塵埃少、木地板等條件下的吊燈、吸頂燈I類 除基本絕緣外 , 易觸及的部分及外殼有接地裝置 , 一旦基本絕緣失效時(shí) , 不致有危險(xiǎn)用于金屬外殼燈具 , 如投光燈、路燈、庭院燈等 , 提高安全程度Ⅱ類 除基本絕緣 , 還有補(bǔ)充絕緣 , 做成雙重絕緣或加強(qiáng) 絕緣 , 提高安全性絕緣性好 , 安全程度高 , 適用于環(huán)境差、人經(jīng)常觸摸的燈具 , 如臺(tái)燈、手提燈等Ⅲ類 采用特低安全電壓 ( 交流有效值 5 0 V ) ,且燈內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生高于此值的電壓燈具安全程度最高 , 用于惡劣環(huán)境 , 如機(jī)床工作燈、兒童用燈等 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 燈具的 IP防護(hù)等級(jí) ?目前采用特征字母“ IP’’后面跟兩個(gè)數(shù)字來(lái)表示燈具的防塵、防水等級(jí) 。 六 、鋁基板與散熱器的連接 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 七 、 LED燈具熱設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施 （ 1）通道結(jié)構(gòu) 長(zhǎng)度（ L）越短越好； 面積（ S）越大越好； 環(huán)節(jié)越少越好； 消除通道上的熱傳導(dǎo)瓶頸 （ 2）通道材料 —— 導(dǎo)熱系數(shù) λ越大越好 。 絕緣、減震、抗沖擊，工作溫、濕度范圍廣（ 40℃ ~+150℃ ）。導(dǎo)熱硅膠片 特點(diǎn)和用途： 良好的熱傳導(dǎo)性與絕緣性。 戶外運(yùn)用可免除紫外光、臭氧、水分和化學(xué)品的不良影響。 （導(dǎo)熱、粘接、密封） 特點(diǎn)和用途： 良好的熱傳導(dǎo)性，提高敏感電路及元器件的可靠性，延長(zhǎng)使用壽命。導(dǎo)熱硅脂的意義在于填充二者之間的空隙接 觸出更加完全，保證導(dǎo)熱性。但是金、銀太過(guò)昂貴，所以，目前散熱片主要 由鋁和銅制成。在 LED 燈具中這種散熱方式最常用。因?yàn)槭亲匀簧? 發(fā)熱量，效果不是很好，其散熱的效果與散熱片大小成正比。輻射的傳熱效能取決于熱源的材料以及表面 的顏色。傳導(dǎo)是散熱片從芯片獲得熱量的最主要途 徑 . 輻射是指熱能從熱源以電磁的形式 (由光子傳送 )直接發(fā)散出去。根據(jù)對(duì)流的散熱的方式又分為自然對(duì)流和強(qiáng)制對(duì)流。 （三）、 LED燈具 散熱方式 (1). 按熱的傳導(dǎo)方式有三種：對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射 對(duì)流是指透過(guò)熱的物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)熱的傳遞。通常帶螺釘或彈簧的散熱片固定架要比一般的夾子要更好。平整的接觸面允許使用一層更薄的熱敏化合物層，它能夠減少散熱片和 LED源間的熱阻。 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! ?安裝方法：為了實(shí)現(xiàn)更好的熱傳輸，散熱片和熱源間的壓力必須比較高。比較厚一點(diǎn)的翼片具有好的熱傳導(dǎo)性；所以必須要在在較大表面積（多個(gè)薄翼片）和良好熱傳輸性（更厚的翼片）間實(shí)現(xiàn)平衡。 – 在散熱片內(nèi)部的熱傳輸：如果熱量不能到達(dá)它們，那么這些冷卻翼片就是無(wú)效的。有許多個(gè)相互間距小的優(yōu)質(zhì)散熱翼片的散熱片 ,可能不能使空氣氣流很好地流通。使用許多優(yōu)質(zhì)翼片或增加散熱片尺寸規(guī)格，都能夠達(dá)到這個(gè)目的。 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! （二）、選散熱片做 LED燈具時(shí)，應(yīng)遵循以下原則 – 表面積 熱傳輸只會(huì)發(fā)生在散熱片的表面。 正確安裝電路板 /散熱片非常重要，使散熱面保持垂直。盡管從散熱片上移除熱量是通過(guò)對(duì)流實(shí)現(xiàn)，從 LED到散熱片的通道卻是通過(guò)傳導(dǎo)方式。保證進(jìn)行自然對(duì)流冷卻的通路潔凈、暢通無(wú)阻也非常重要。 ? 最有效的策略是將固燈具置里面的溫度降至最低。 接合點(diǎn)溫度主要受到三個(gè)參數(shù)的影響： – LED周邊環(huán)境的溫度 – 在 LED接合點(diǎn)和外部條件間的導(dǎo)熱通道 – LED釋放的能量 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 三、 LED燈具的熱學(xué)設(shè)計(jì) （一）高功率 LED燈具散熱設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則 ? 最重要因素是，將需要移除的熱量降至最低。 LED接合點(diǎn)溫度的升高會(huì)導(dǎo)致光輸出的減少，加速芯片老化。 LED接合點(diǎn)很高的工作溫度會(huì)破壞 LED的性能，導(dǎo)致光輸出衰減和工作壽命減少。 ? 它們?cè)趯I(yè)性和通用性照明應(yīng)用中都得到了廣泛的使用。采用 LED 的照明應(yīng)用不僅使光輸出最大化，而且提高了設(shè)計(jì)靈活性，同時(shí)將對(duì)環(huán)境的影響降到最低。如不能有效地散發(fā)出去，將使 LED結(jié)溫升高，過(guò)高的結(jié)溫不但會(huì)使 LED的壽 命急劇衰減，還會(huì)影響 LED的峰值波長(zhǎng)，光功率，光通量 等諸多性能參數(shù)。 3) 嚴(yán)重降低 LED 的壽命，加速 LED 的光衰。 結(jié)溫對(duì) LED的影響 1) 發(fā)光強(qiáng)度降低，隨著芯片結(jié)溫的增加，芯片的發(fā)光效率 效率也 會(huì)隨之減少，芯片結(jié)溫越高，發(fā)光強(qiáng)度下降 越快。 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! LED熱學(xué)特性 ? LED測(cè)量的環(huán)境溫度一般為 Tamb＝ 25oC。電壓的升高，意味著 PN結(jié)溫度升高，隨著溫度的升高，壁壘中輻射復(fù)合幾率降低，從而降低了發(fā)光效率；電流的升高，使更多的非平衡載流子穿過(guò)勢(shì)壘，降低了發(fā)光效率。 ? 溫度對(duì) LED的影響 ? 由于 LED的光電參數(shù)受溫度的影響很大。通常由于元件芯片均具有很小的尺寸，因此我們也可把 LED芯片的溫度視之為結(jié)溫。 六、 LED照明四種基本配光手段 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! （一）、 LED燈具常用二次配光光杯及透鏡 ? 棱形 : ? 橙皮紋 ： ? 亮面 : ? 透鏡 : 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! （二）、 LED透鏡材料種類 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 一次透鏡配光 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 二次配光 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! （三）、 LED透鏡的應(yīng)用及生產(chǎn) 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 第三篇 熱學(xué)基礎(chǔ)知識(shí) 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 一、 LED熱學(xué)特性 ? LED結(jié)溫點(diǎn) ? LED結(jié)溫： LED的基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)半導(dǎo)體的 P—N結(jié)。熱量的來(lái)源，有材料正常的電阻在通電產(chǎn)生的焦耳熱， PN結(jié)產(chǎn)生的熱，還有工藝中帶來(lái)的寄生電阻產(chǎn)生的焦耳熱，還有光被吸引后產(chǎn)生的熱。 LED芯片本身的熱阻、銀膠的影響、基板的散熱效果，以及膠體和金線方面也都與光衰有關(guān)系。 ? ? 驅(qū)動(dòng)電流大于額定驅(qū)動(dòng)條件。生產(chǎn)工藝存在缺陷， LED芯片散熱不能良好的從 PIN腳導(dǎo)出，導(dǎo)致 LED芯片溫度過(guò)高使芯片衰減加劇。目前，市場(chǎng)上的白光 LED其光衰可能是向民用照明進(jìn)軍的首要問(wèn)題之一。當(dāng)環(huán)境溫度不變，電流增大足以引起 pn結(jié)結(jié)溫升高，溫升后，亮度呈飽和狀態(tài)。 ? LED亮度與外加電流密度有關(guān)，電流密度增加發(fā)光亮度也近似增大。 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! LED光特性 ? 發(fā)光亮度 ? 亮度是 LED發(fā)光性能又一重要參數(shù)，具有很強(qiáng)方向性。 ? 理論計(jì)算中，最大的流明效率為 628lm/W。內(nèi)部效率只用來(lái)分析和評(píng)價(jià)芯片優(yōu)劣的特性 外部效率 ： 輻射到外部的效率。 LED向外輻射的功率 —— 光通量與芯片材料、封裝工藝水平及外加恒流源大小有關(guān)。 隨著電流增加， LED光通量隨之增大。我們把發(fā)出某顏色光時(shí)物 體的溫度稱為該顏色的色溫 . 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 辦公室、閱覽室、教室、 冷的氣氛 爽快的氣 氛 穩(wěn)重的氣 氛 清 涼 (帶藍(lán)的白色 ) 中 間 (白 ) 溫 暖 (帶紅的白色 ) 5700K 3500 5700K 3500K 氣氛效果 光 色 色 溫 高照度場(chǎng)所，加熱車間， 或白天需補(bǔ)充自然光的房 間 診所、機(jī)加工車間、儀表 裝配 臥室、客房、病房、酒 吧、餐廳 應(yīng)用場(chǎng)所舉例 D N D 常用字母 低色溫的是暖色，高色溫的是冷色 不同色溫的應(yīng)用場(chǎng)所 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 10000 K 早晨的陽(yáng)光（偏藍(lán)的光） 6000 K 5000 K 2022 K 中午的陽(yáng)光 下午的陽(yáng)光 黃昏的陽(yáng)光（偏紅的光） 自 然 光 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 三、影響照明質(zhì)量的要素 : 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 照明源 被照物 人眼 電源 光源 燈具 控制器 吸收 反射 透射 光澤度 生理效應(yīng) 視見(jiàn)函數(shù) 大腦 心理效應(yīng) 光潔度 能源管理 光譜特性 生物效應(yīng) 四、照明設(shè)計(jì)的三大要素 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 全球科技吊頂創(chuàng)領(lǐng)者 Technology for life! 五、 LED光特性 ? 發(fā)光峰值波長(zhǎng)及其光譜分布 ? 如圖 ? 1藍(lán)光 InGaN/GaN 發(fā)光譜峰 λ p = 460～ 465nm ? 2 綠光 GaP:N 發(fā)光譜峰 λ p = 550nm ? 3 紅光 GaP:ZnO 發(fā)光譜峰 λ p = 680～ 700nm ? 4 紅外 GaAs 發(fā)光譜峰 λ p = 910nm ? 5 Si光敏光電管 通常作光電接收用 ? 6