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LED工礦燈研發案例分析

2017-4-27 13:01:14??????點擊:
1、引言:
      在工廠的能耗中,照明能耗占有一定的分量。工礦燈規格,工礦燈生產廠家,工礦燈制造商例如在一個4萬平方米的廠房建筑物中,照明用電負荷約為400KW,因此,在工廠照明燈具的選用中,如何實現節 能、環保是擺在工廠設計者一個重要的課題。采用新型LED光源為基礎的照明燈具,除了節能環保外,它還具有壽命長、響應時間快、光色純光線集中等優點,近 年來,廣受消費者的青睞。
2、LED照明設計關鍵技術
   新技術 、新材料和新工藝不斷應用到大功率 LED光源的設計中,為大功率 LED燈具設計奠定了堅實的基礎 。由于同為 LED光源的應用產品差異性 較大,其設計 、測試等標準的出臺具有一定滯后性 ,所以導致不同廠家生產的產品在結構、性能等方面互換性較差 。同時,LED燈具產品本身就是一個機、 光、電等因素的整合,其設計更是涉及到眾多領域的技術。
3、LED工礦燈設計實例
   LED工礦燈的設計,涉及較多細節,和仕照明按照以下幾個重要的注意事項,逐一分析討論,以此來體現設計流程和方法
 
   功率選擇
   光源選擇 
   散熱設計
   機構設計
      光學設計
 
 
  3.1 功率選擇
      傳統工礦燈以250W或400W高壓鈉燈和金鹵燈居多,和新型的LED燈具的特性對比,有著較為明顯的差別,
 
      考慮到在實際使用中的高壓鈉燈和金鹵燈光衰及二次出光問題,其實際發光效率遠低于80lm/W,往往無法達到標稱的7成。依此我們首次開發的LED工礦燈功率設定為120W左右,一旦光照效果符合預期,即比傳統燈具節能超過50%。
  3.2 光源選擇
      目前市面上大功率LED光源比較知名的品牌有:Lumileds(最早的LED)、CREE、OSRAM、NICHIA、,另外臺灣廠商的晶元、艾迪森以及國內的封裝大廠深圳萬潤、珠海瑞豐、江西聯創等也是應用較為普及的品牌。
  為保證產品的穩定性,此工礦燈我們選用最為知名的CREE光源。
  3.3 散熱設計:
      在大功率LED 中,散熱是個大問題。例如,1 個10W 白光LED 若其光電轉換效率為20%,則有 8W的電能轉換成熱能,若不加散熱措施,則大功 率LED的器芯溫度會急速上升,當其結溫(TJ)上升超過最大允許溫度時(一般是150℃),大功率LED會因過熱而損壞。因此散熱設計也是我們最為重要 的內容,以下我們分別從鋁基板和散熱器兩方面結合,來探討散熱設計。
  3.3.1 基板選用
      在LED產品應用中﹐通常需要將多個LED光源組裝在一電路基板上。電路基板除了扮演承載LED模塊結構的角色外﹐另一方面﹐隨著LED輸出功率越來越高 ﹐基板還必須扮演散熱的角色﹐以將LED晶體產生的熱傳派出去﹐因此在材料選擇上必須兼顧結構強度及散熱方面的要求。針對基板,我們分別比較了FR4、陶 瓷基板以及MCPCB。
  (1)FR4導熱系數約0.36W/m·K,無法滿足高功率LED照明散熱要求;
  (2)Ceramic導熱系數大于80W/m·K,價格昂貴、加工性差,無法大面積使用;
  (3)MCPCB導熱系數大于2.0W/m·K,價格適中、加工性強,技術成熟可批量生產。
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