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    分析led工矿灯的设计与技术应用

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    时间:2019/11/9 3:29:15

    近几年,随着我国工业化脚步加快,能源和资源的供需平衡日趋紧张,我国部分地区的电力供应出现短缺现象。许多工厂厂房由于生产需求,都需要进行24小时照明.并且工厂房一般都比较高大.照明空间大,照明灯具悬挂高,灯具数量多。同时对照明质量、节能环保等方面也提出了更高的要求。因此本文首先分析了LED光源的光原理和特性,并通过实例从照明质量、节能效果和节能收益等角度对比分析金卤灯与LED灯。

    分析led工矿灯的设计与技术应用

    在工厂的用电量消耗中,照明用电在耗能中占有一定份量。比如在三万平方米的厂房里,照明用电为300KW,所以在工厂灯的选择上,如何实现节能环保是工厂设计师的重中之重。采用新型LED光源为基础照明灯具,既能实现节能环保,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。


    一.led工矿灯照明关键技术

    随着新技术、新工艺、新材料不断应用到大功率LED光源中,为大功率LED灯具打下了基础。由于led光源应用的产品相差很大,它们的测试设计标准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。


    二.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,

    功率选择

    光源选择

    散热设计

    机构设计

    光学设计

    1.功率选择

    传统工厂灯是以250W或400W高压钠灯和金卤灯居多,这样一来比较费电而且性能寿命也不理想,现在我们用100Wled工矿灯就可取代,和新型的LED灯具的特性对比,有着较为明显的差别。


    2.光源选择

    目前市面上大功率LED光源知名品牌有:三星、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,美之伦灯饰选用三星公司的灯珠作为光源。


    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。

    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。


    散热器设计

    散热器的作用就是吸收基板或芯片传递过来的热量,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。

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