玩轉LED設計的四大法則
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一、光學(xué)規劃的重要性
LED是點(diǎn)光源,不一樣于當前市場(chǎng)上的節能燈或白熾燈。點(diǎn)光源 望文生義也即是一個(gè)點(diǎn)宣布的亮光,而這個(gè)點(diǎn)宣布光還一起具有另一個(gè)重要特征,那即是只要一方向上有光(所有傳統的反面反光罩關(guān)于LED自身來(lái)說(shuō)是沒(méi)有任何含義的)。
假如咱們想要用這種特別的光來(lái)做照明運用,就必須對這個(gè)光進(jìn)行必定的處置,才能夠抵達咱們的需求和意圖,所以咱們要加上光學(xué)規劃,把這個(gè)相對會(huì )集的點(diǎn)光源成為具有必定視點(diǎn)的散光,這也即是大家所了解的草帽LED,草帽LED是專(zhuān)業(yè)用于照明規劃的一種封裝方法,一方面它能夠讓光線(xiàn)從一個(gè)會(huì )集的點(diǎn)光源成為具有必定視點(diǎn)的散光源,另一方面,它具有更少的光衰作用,而讓更多的光透射出來(lái)為咱們所用。
盡管草帽LED在光學(xué)視點(diǎn)上有了質(zhì)的騰躍,但相對咱們所了解的面光源來(lái)講,它依舊是一個(gè)點(diǎn)光源,因其亮度過(guò)于會(huì )集,假如人眼直接看向光源,仍是會(huì )對咱們的雙眼形成必定的損傷。
所以在LED照明應用于家庭照明燈中,咱們還要進(jìn)一步進(jìn)其光線(xiàn)進(jìn)行處置,再添加必定的光學(xué)規劃,而抵達人眼能夠直接觀(guān)測的意圖,一起柔軟光線(xiàn),另一方面還要再次放大其照射視點(diǎn),盡管草帽LED自身現已做到120度規模,但假如直接應用于家庭照明,給咱們的感受是屋頂上表現出來(lái)是一片烏黑,咱們要運用燈具最外面的通明罩把光線(xiàn)再次分散開(kāi)來(lái),然后習慣正常的家庭照明。
二、大功率與小功率LED的差異
跟著(zhù)LED技能的不斷開(kāi)展,大家為習慣大面積照明而研宣布功率越來(lái)越大的單顆LED芯片,當前全球最前沿現已能夠做到單顆LED功率為 200W以上,盡管功率能夠做到很大,但其性?xún)r(jià)比并欠安。下面以咱們以常見(jiàn)的幾種LED為例做一個(gè)剖析。
? ? ? 當前業(yè)界很多運用的都是單顆0.06W功率,其亮度最大能夠做到7LM,咱們暫按通常的做到6LM核算,假如要讓功率抵達1W,咱們需要用17個(gè)相同的LED,其總亮度為17*6=102LM,也即是說(shuō)能夠做到 100LM/W,假如咱們選用單顆芯片為1W的功率,其輸出的亮度最高做到80LM,常用的通常在60LM擺布,這是亮度上的一個(gè)首要差異,由此可見(jiàn),關(guān)于家庭運用來(lái)講,咱們仍是要挑選小功率的LED對比適宜。
從商品本錢(qián)視點(diǎn)講,大功率的LED本錢(qián)要高于小功率的本錢(qián),這來(lái)自于兩個(gè)方面,一是LED自身的造價(jià),二是大功率的LED要加鋁散熱片,小功率只要用通常電路板,加上天然散熱就能夠抵達需求。
從商品日后保護本錢(qián)來(lái)看,假如咱們的燈具在運用中呈現毛病,能夠找任何一家電器修理店去替換損壞的LED,一顆0.06W的LED本錢(qián)最多1元錢(qián),加上修理費也不超越5元,假如是替換1顆1W的LED,LED本錢(qián)就要8元,加上修理費用就要15元擺布。而相對來(lái)講,小功率的LED市場(chǎng)上隨意一個(gè)電子市場(chǎng)都能夠采購到,大功率的則不必定哪里都能夠買(mǎi)到。
LED走向大功率是一個(gè)市場(chǎng)趨勢,也是未來(lái)開(kāi)展的干流,但當前因為技能上還未能抵達咱們所希望的結果,從技能視點(diǎn)講,當前還不太合適用于家庭照明。
三、散熱規劃的重要性
LED自身是半導體器材,所有半導體器材正常作業(yè)都有必定的溫度需求,包含環(huán)境溫度和作業(yè)溫度。通常半導體器材正常作業(yè)的環(huán)境溫度都要低于80度,當LED內部的PN結溫度抵達140度的時(shí)分,就會(huì )失效。正常作業(yè)時(shí)其自身的溫度會(huì )經(jīng)過(guò)引腳或專(zhuān)用底座散宣布來(lái),進(jìn)而再經(jīng)過(guò)連接在引腳上的電路板或鋁基板向附近的空氣中散宣布去,以確保LED的正常作業(yè)。
? ? ? 通常來(lái)講單顆功率大于0.2W以上,都要選用鋁基板做散熱,再大功率還要添加鋁殼和鋁散熱片。當然這與整個(gè)燈內LED的數量和密度有關(guān),過(guò)于會(huì )集的小功率LED相同要思考散熱規劃。這如同于各位身邊的每一件電子商品,如:電視機、顯示器、核算機主機等。不正確的散熱規劃會(huì )直接致使 LED壽數縮短和加速光衰速度。
如今大多數的結溫上限都能做到120度擺布,當前cree的應該算是較高的,為150度。
燈珠熱阻根據封裝資料構造不一樣而不一樣,有些多芯片的高達幾十,單芯片的通常都是個(gè)位數,頂多十幾,當然這直接關(guān)系到結溫,算是關(guān)系到LED壽數,光效等的重要參數了。
當前大多數LED燈具規劃壽數都是20000~50000H,這由許多要素決議,首要IC等的壽數就約束了整燈的壽數。
構造規劃上從散熱方面來(lái)說(shuō)本來(lái)即是觸摸熱阻與導熱瓶頸的疑問(wèn),這觸及較多,不好列出??偟膩?lái)說(shuō)即是構造一體,大面積杰出觸摸。PCB上面燈珠盡量均勻分布即是了,防止熱源會(huì )集。
驅動(dòng)功率當然越高越好,規劃上盡量原理最大熱源,也即是LED燈珠??蛇x用灌膠等方法,抵達散熱固定絕緣的作用。
歸納思考:杰出的散熱規劃溫升最佳控制在35以下。結溫80以下。理論壽數50000以上。
四、當前的散熱規劃難題
1.天然散熱受空間約束太大(輻射散熱自身影響較小,且受空間尺度約束)。
2.天然散熱面積改進(jìn)空間有限(對流散熱有限)。
3.當前都選用金屬部件做散熱器,較小空間內熱傳導現已滿(mǎn)足。(散熱器溫差較小,導熱系數影響較小)。
4.大多數的散熱規劃都只能會(huì )集在燈珠挑選,散熱面積,界面觸摸熱阻,輻射散熱上面。幾乎走投無(wú)路。
5.當前情況,散熱規劃的打破點(diǎn)在燈具體系的散熱規劃,是一個(gè)實(shí)踐出產(chǎn)制作,資料配件,構造外型與散熱規劃各種經(jīng)歷相結合的效果。
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