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LED工矿灯研发案例分析

2017-4-27 13:01:14      点击:
1、引言:
      在工厂的能耗中,照明能耗占有一定的分量。工矿灯规格工矿灯生产厂家工矿灯制造商例如在一个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,为大功率 LED灯具设计奠定了坚实的基础 。由于同为 LED光源的应用产品差异性 较大,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、性能等方面互换性较差 。同时,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,和仕照明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
 
   功率选择
   光源选择 
   散热设计
   机构设计
      光学设计
 
 
  3.1 功率选择
      传统工矿灯以250W或400W高压钠灯和金卤灯居多,和新型的LED灯具的特性对比,有着较为明显的差别,
 
      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%。
  3.2 光源选择
      目前市面上大功率LED光源比较知名的品牌有:Lumileds(最早的LED)、CREE、OSRAM、NICHIA、,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。
  3.3 散热设计:
      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。
  3.3.1 基板选用
      在LED产品应用中﹐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)FR4导热系数约0.36W/m·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)MCPCB导热系数大于2.0W/m·K,价格适中、加工性强,技术成熟可批量生产。