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LED道路照明光源的散熱與配光應(yīng)用

來(lái)源:  發(fā)布時(shí)間:2020-12-09   點(diǎn)擊量:754

LED(Light Emitting Diode,稱發(fā)光二極管),屬于固態(tài)光源。LED的應(yīng)用已有較悠久的歷史,以前主要應(yīng)用在各種電子設(shè)備的指示燈、大屏幕顯示器、信號(hào)燈和液晶屏幕背光源等領(lǐng)域。近些年來(lái),隨著GaP、GaN系Ⅲ-V族化合物半導(dǎo)體的結(jié)晶成長(zhǎng)工藝技術(shù)及納米技術(shù)的進(jìn)步,LED的光效和大功率集成技術(shù)都有了很大的提高,LED已經(jīng)開始在照明領(lǐng)域里初步應(yīng)用,出現(xiàn)了LED路燈、LED礦燈、LED應(yīng)急燈、LED車燈、LED景觀燈等多種以大功率LED為光源的照明燈具。

本燈具設(shè)計(jì)思路和方法

光源的選擇

光源比較:傳統(tǒng)照明光源主要有3大類:白熾燈、熒光燈和稀有氣體放電燈。與這些光源相比,LED光源光效比較高,使用壽命長(zhǎng),采用安全電壓供電,不含有毒重金屬,使用壽命長(zhǎng),采用安全電壓供電,不含有毒重金屬,顯色指數(shù)高,而且屬于新型光源,發(fā)展?jié)摿薮?,是未?lái)傳統(tǒng)光源理想的替代品。

散熱是LED路燈要重點(diǎn)解決的問題。LED是冷光源,不象白熾燈那樣產(chǎn)生灼熱的高溫,但是,LED本身耐溫能力比較差,所以必須將發(fā)光管工作時(shí)產(chǎn)生的熱量有效地散發(fā)到空氣中去,保證芯片工作在安全的溫度環(huán)境下,這樣LED燈才能真正的體現(xiàn)出長(zhǎng)壽命的優(yōu)勢(shì)。

由于發(fā)光管生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步,大功率發(fā)光管內(nèi)部的熱阻越來(lái)越低,目前1W的發(fā)光管的熱阻普遍在15℃/W以下,也就是說(shuō),給1W的發(fā)光管加1W的電功率,管芯比管殼的溫度只高15℃。按照目前發(fā)光管管芯材料的耐溫水平,管芯溫度不超過150℃就能長(zhǎng)期安全的工作。

這樣推算,外殼溫度135℃時(shí)可以安全使用。但是,由于外殼封裝材料的限制,實(shí)際使用中的管殼溫度最好不超過70℃,這樣管芯溫度只有85℃,發(fā)光管的透明封裝材料也不會(huì)快速老化。因此,沒有必要將半導(dǎo)體燈工作時(shí)的溫度降得很低,但必須減小發(fā)光管外殼和燈體外殼之間的熱阻,這樣就可以以比較小的體積和比較低的成本生產(chǎn)穩(wěn)定工作的半導(dǎo)體燈。

要有效地散熱,減小燈的體積和生產(chǎn)成本,燈體必須有合理的散熱結(jié)構(gòu)。如何合理地把發(fā)光管產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)到外殼,有效地增大外殼與空氣的接觸面,并利于空氣在外殼表面上的流動(dòng),就是本燈體熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要解決的問題。

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