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解析LED照明设计知识

  器件光效是指正在规矩的结温(比方Tj=25℃)时,每瓦电功率转换成输出(可睹光)辐射光能两者的比。可用下式流露

  平常LED坐褥企业给出的器件光通量公共是Tj=25℃时的数值。给出的光效也同样这样。现实行使时,Tj平常不等于25℃。

  LED灯具是指用LED作光源的照明灯具。任何灯具平常包括:光源(灯胆或模组);镇流器或驱动电源模组;光管配光透镜(或反射腔等);散热装配或灯外壳等四个部门构成,对待LED灯具,这四个部门除光源外均对灯具的光效有功勋,且都是负功勋!下面诀别加以讲明:

  LED平常以LED器件厂给出的光效为准,比方一个LED的光效正在Tj=25℃时,假设为100lm/w,则若用100个云云的LED器件构成的光源模块的光通量依照光的叠加律可得为100lm/w×100=10000lm,但光效仍为100lm/w;但它并不等于灯具的光效。

  (这里假设100个100lm/w的光源加上100w电功率,它发出的总光通量应为10000lm)。

  当需要LED光源模块上的电功率为100w时,因为驱动LED的开合电源或是AC/DC电流源等,本身要泯灭电功率,也即是输入电功率较用于LED光源模块的电功率要高。它们两者的比值称为电源效力。假设此效力E=85%,则灯具输入电功率为:

  将此时的光效计入驱动电源转换效力时,光效从100lm/w消浸为10000lm/117.65w85lm/w。消浸:15%,这消浸是电源驱动电道作的负功勋。

  平常的照明灯具,极端是LED这类窄光束光源,须要二次光学打算,以抵达所需求的光分拨的配光哀求。比方LED射灯哀求截光型蝙蝠翼型配光,时时正在每个LED上加置卵形透镜,云云就会带来因透镜牺牲光能,于是就有一灯具的光学效力Light的题目,时时光学级透镜的透光率不越过0.9,即Light0.9.

  也即是说一个不加透镜的10000lm的光源,加透镜后就成为输出9000lm的光源,牺牲约10%的光能,此时,光源电源、二次光学透镜二个构成部门的光效为(3)=0.85×0.9=0.765

  也即是说100lm/w的光源,现正在仅为76.5lm/w。二者负功勋达:23.5%。

  不光电源效力,光学透镜效力的负功勋,LED灯具再有对LED光源弗成或缺的热束缚的效力,也即是散热器效力,时时LED灯具将PCB板、灯壳均用来作散热通道,告竣热失散,对灯具有一体系热阻的打算题目。也即是好的散热体系,LED PN结上温度Tj与灯具情况温度Ta之间的温度梯度越小越好。灯具的体系热阻界说为:灯具外壳(或内部)均匀温度与情况温度差与灯具功率之比。可流露为:Rthsystem=(Tscase-Ta)/Pin (单元:℃/w)

  假设LED的热阻为8℃/w,则一个LED上加1w电功率后,LED PN结上的温度Tj与LED底座散热底板之间温差为8℃,而LED基板与PCB(平常是铝PCB板)间热阻平常小于1.2℃/w,则Tj与PCB板之间温差为8℃+1.2℃=9.2℃,若灯光也为散热资料压铸(如铝合金),则铝合金的热阻平常仅0.2℃/w,为此灯壳到LED PN结的温差约为:(8+1.2+0.2)℃=9.4℃

  现正在的题目是灯壳Tscase与灯周边情况温度Ta的温度差众少度?这就由灯具的体系热阻断定。假定用于热失散的灯壳接触情况空间的面积为A,此面积的巨细断定两者的温差,仅当A时,灯壳面积与情况等温,但这是做不到的。韩邦三星LED电子等公司,对他们的分歧功率的LED器件,作光源时,给出散热器面积与Tj的相合弧线w功率的LED,要使Tj从100℃消浸到80℃,散热器与气氛接触面积要扩大60cm2以上,由此可估算得,每扩大60cm2/3.5w17cm2/w,即是说一个1w电功率的LED若用60cm2以上散热器时其结温将消浸20℃。或者用灯的确系热阻Rthsystem来流露时,本例117.65w总功率按每w17.2cm2计,灯具散热器与气氛接触面的面积大于等于17.2cm2/w×117.65w=2024cm2(约0.2m2)时,灯壳与情况温差20℃。灯的确系热阻Rthsystem即为:Rthsystem20℃/117.65w0.17℃/w 于是正在对灯具施加电功率为117.65w时,正在Ta=25℃时,灯壳上的温度应为: Tcase=Ta+Rthsystem×Pin

  与Tj=25℃比拟,PN结温度高了19.4℃,也即是一个100lm的LED此韶光通量

  此时灯具的光效为:72.6lm/w。仅为LED的光效的72.6%,况且也要打算无误才抵达。

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