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大功率LED照明灯具设计经验分享

发布时间:2020-07-21 18:01:35 阅读: 来源:建筑清水模板厂家

1、定位

我们在开发一款路灯的时候,得先要有个定位(开发灯具条件表,如对灯具的大致结构,功率,电性能指标,发光效率,防护性能,期望重量等),目前,很多人对LED及LED灯具系统了解得不够深入,知其然不知其所以然的。

目前国内LED道路照明标准尚正式出台,由东莞QS公司起草的地方标准也未进入正式实施阶段,所以本文仍以CJ45-2006出发,希望能对大家起到一个抛砖引玉的作用,共同进步。

标准里面,对各种道路的路面的照度值,及均匀度等都有明确要求,以主干道为例,要求平均照度为20-30LUX,根据你的灯杆高度,间距,可以大致得到一个光通量的数据。需要被雪困住充说明的是,这是灯具的光通量,光源的光通量还依你的结构。也即是灯具的效率。

2、散热处理

依据光通可以求出我们LED的颗数和热源的大致功率,就可以进行散热系统的设计了,目前有可寻标准的都是严禁使用被动式散热(如加风戽)的,所以只能依靠本身的散热结构。(方向:更大的散热表面积,更高的散传导率,散热器利用效率,保温层的解决)散热系统的设计,我们设计一个温升限值,比如环境温度25度时,不大于25度,然后计算系统热阻。

在散热器的材质上,有条件可以选用好的,一般来讲6063的热传导为205W/M。K,6061T5为180W/M。K,压铸一般ADC12为40-60W/M。K,传说压铸1017也可以到两百以上,但没有用过,也没有外协厂家证实过。好的传导率在改善散热方面是很明显的对散热片的设计上,一般采用翅片式散热结构,以求得最大的表面积。

需要注意的是,散热片的方向一般选择平行于路轴,(有的声称散热片平行于路轴的时候,路上的车辆带的风有利于散热,其实是不科学的,流体影响力的问题,也可以实测就知道了),散热器的翅片设计较好的方式应当为上小下大的结构,而且翅片厚度下段最好在5mm(取决于热功率)以上,深度最好不超过翅片最处的三到四倍,原因很简单越密,热回流越严重,散热效果越差。散热器底部厚度可以设计得薄一些,比如不超过3mm,以减轻产品重量。好的灯具设计会将LED部置于翅片的上方,就是为了这个目的。采用钢玻璃结构和其它实际应用中,为了防水,产品往往会有封闭的保温层,导致温度持续上升,热空气是向上的,可以视情况出具体的方案解决。

LED产生的热总是越快传出去越好的,所以,在铝基板下方通常我们会加纳米管或是其他东西,以更好的起到均热和导热效果,比较性价比的方式为加石墨片,可以询一下供应商,相关信息。另外,散热器的翅膀片总是最上段利用率最低,为了改善此问题,有的公司推出了热管散热,其实,导热和散热是两个不同的概念,这里我要讲的是热管,能快速导热,并能增加部分散热翅片利用率。所以,在性价比评估上,可以考量,按实际方案取舍。。也可以借助于软件模拟结合实验数据。

3、光学考量

更大的光利用率,配光,等光学设计上,可以借助于相关软件达成,比如TRACEPRO,不同厂牌光型的LED,以及配不同折透镜,对LED间距,铝基板厚度都是有相当要求的,光学效果部分可以借助于软体来实现更为合理的配光线。这里我们只讲出光效率。

灯具的设计最好为让你LED最靠近灯体壁的LED发出的光线不会被挡住,灯具内壁,有条件可以做成一定角度的,当然也可以做如电镀铬处理,以得到较好的光输出。比较常见还就是加反光片,反射片的角度可以由软件计算出,反射片能增加杂散光的利用率,约能增加15%以上(有的人讲LED一般光束角如为120度等等,其实我们要知道的是,120定义为最大光强的一般,另外,光线遇到玻璃等物体的时候,一部分会透射,一部分会被反射回来。可以参考一下光学基础)

4、结构

一般来讲我比较推荐钢化玻璃方案,因为相对PC透镜外露方案来讲,性能更稳定。PC材质在耐候性方面会并很多,再加上承受到应力,防水很难解决。为了适合不同的安装条件比较合适折做法为,安装便利,角度可调式,外观上,散热器外露的会较好。

5、电气方面

一般1W的LED最合适方案仍然为350mA驱动。(热,电,稳定性方面,现在有很多LED为薄膜化芯片电流越高,可靠性越差)较好的方式为把恒流部他单独开,每一路单独恒流,值得一提的是现在的LED都有封装齐纳的,所以不需要另加个齐纳。

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