厂房照明用LED工矿灯开发案.doc

1、引言: 在工厂的能耗中,照明能耗占有一定的分量。例如在一个4万平方米的厂房建筑物中,照明用电负荷约为400KW,因此,在工厂照明灯具的选用中,如何实现节能、环保是摆在工厂设计者一个重要的课题。采用新型LED光源为基础的照明灯具,除了节能环保外,它还具有寿命长、响应时间快、光色纯光线集中等优点,近年来,广受消费者的青睐。 2、LED照明设计关键技术新技术、新材料和新工艺不断应用到大功率LED光源的设计中,,其设计、测试等标准的出台具有一定滞后性,所以导致不同厂家生产的产品在结构、,LED灯具产品本身就是一个机、光、电等因素的整合,其设计更是涉及到众多领域的技术。 3、LED工矿灯设计实例 LED工矿灯的设计,涉及较多细节,我们按照以下几个重要的注意事项,逐一分析讨论,以此来体现设计流程和方法,如图所示: 功率选择光源选择散热设计机构设计光学设计 ,和新型的LED灯具的特性对比,有着较为明显的差别,见下表: 考虑到在实际使用中的高压钠灯和金卤灯光衰及二次出光问题,其实际发光效率远低于80lm/W,往往无法达到标称的7成。依此我们首次开发的LED工矿灯功率设定为120W左右,一旦光照效果符合预期,即比传统灯具节能超过50%. :CREE、OSRAM、NICHIA、Lumileds(最早的LED),另外台湾厂商的晶元、艾迪森以及国内的封装大厂深圳万润、珠海瑞丰、江西联创等也是应用较为普及的品牌。为保证产品的稳定性,此工矿灯我们选用最为知名的CREE光源。 : 在大功率LED中,散热是个大问题。例如,1个10W白光LED若其光电转换效率为20%,则有8W的电能转换成热能,若不加散热措施,则大功率LED的器芯温度会急速上升,当其结温(TJ)上升超过最大允许温度时(一般是150℃),大功率LED会因过热而损坏。因此散热设计也是我们最为重要的内容,以下我们分别从铝基板和散热器两方面结合,来探讨散热设计。 ﹐通常需要将多个LED光源组装在一电路基板上。电路基板除了扮演承载LED模块结构的角色外﹐另一方面﹐随着LED输出功率越来越高﹐基板还必须扮演散热的角色﹐以将LED晶体产生的热传派出去﹐因此在材料选择上必须兼顾结构强度及散热方面的要求。针对基板,我们分别比较了FR4、陶瓷基板以及MCPCB. (1)·K,无法满足高功率LED照明散热要求; (2)Ceramic导热系数大于80W/m·K,价格昂贵、加工性差,无法大面积使用; (3)·K,价格适中、加工性强,技术成熟可批量生产。 ,然后发散到外界环境,保证LED芯片的温度正常。绝大多数散热器均经过精心设计,可适用于自然对流和强制对流的情况。即主动式散热器和被动式散热器。其各自的性能特点见下表: 考虑到成本及稳定性,我们选用被动散热方式。而被动散热器,根据材料,又分为铝挤型(AlExtrusion)散热器和铝压铸型(AlD