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LED觀察：LED路燈需綜合考慮光電熱特性

2012-06-14 09:26:11 來源：賽迪網(wǎng)-中國電子報

摘要：為了更好地推進白光LED在道路照明上的應(yīng)用，必須從理論的高度和實踐的深度上對其二次光學設(shè)計、散熱管理和驅(qū)動電源等關(guān)鍵技術(shù)進行全面的研究和綜合的平衡，以使其節(jié)能的優(yōu)勢得到充分的體現(xiàn)，才能使LED路燈得到普及應(yīng)用。

關(guān)鍵字： LED， 道路照明， 驅(qū)動電源

LED應(yīng)用于道路照明是涉及材料器件研制、光學結(jié)構(gòu)設(shè)計、封裝材料、驅(qū)動電路、燈具開發(fā)、照明效果與視覺匹配、檢測方法等多學科交叉的高新科技領(lǐng)域。隨著LED生產(chǎn)工藝的日趨成熟，LED與傳統(tǒng)光源相比壽命長、顯色性好、光效高、發(fā)光方向性強、近似點光源等種種特點決定了LED具備進軍道路照明領(lǐng)域的潛力。為了更好地推進白光LED在道路照明上的應(yīng)用，必須從理論的高度和實踐的深度上對其二次光學設(shè)計、散熱管理和驅(qū)動電源等關(guān)鍵技術(shù)進行全面的研究和綜合的平衡，以使其節(jié)能的優(yōu)勢得到充分的體現(xiàn)，才能使LED路燈得到普及應(yīng)用。

相對于室內(nèi)LED照明產(chǎn)品應(yīng)用，LED路燈要復雜得多。LED路燈應(yīng)用的設(shè)計方案包括確定照明需求、確定設(shè)計目標、估計光-電-熱綜合特性、計算需要的LED數(shù)量、選擇最佳設(shè)計方案等諸多方面，而其中LED路燈系統(tǒng)的光-電-熱特性設(shè)計研究則是目前國內(nèi)外科研單位和企業(yè)的最關(guān)注的焦點。

飛利浦和歐司朗等國際企業(yè)、香港應(yīng)用科技研究院、香港大學和英國帝國理工學院許樹源教授課題組、清華大學羅毅教授課題組、華中科技大學劉勝教授課題組、廈門大學陳忠教授課題組分別從LED路燈系統(tǒng)的配光、散熱、驅(qū)動電路、檢測方法等角度發(fā)布了獨創(chuàng)性研究成果。

在二次配光方面，采用分離變量映射法，基于邊緣光線原理及光源的擴展度守恒定律求解LED路燈的自由曲面配光結(jié)構(gòu)參數(shù)。在散熱方面，采用微型陣列冷卻系統(tǒng)或熱管系統(tǒng)，結(jié)合采用數(shù)值模擬方法計算不同功率類型LED路燈熱場，獲得路燈系統(tǒng)最佳的工作溫度。在驅(qū)動方面，通過LED光-電-熱一體化理論指導LED驅(qū)動電路設(shè)計，突破傳統(tǒng)有源驅(qū)動電路系統(tǒng)的設(shè)計原則，讓新型無源LED驅(qū)動電路系統(tǒng)在路燈照明領(lǐng)域嘗試開創(chuàng)性的應(yīng)用，使電路系統(tǒng)具有壽命更長、更環(huán)保等特性。在檢測方面，通過瞬態(tài)熱學響應(yīng)特性結(jié)合結(jié)構(gòu)函數(shù)理論，分析系統(tǒng)內(nèi)部各層材料的熱阻-熱容特性。

雖然目前在LED路燈系統(tǒng)方面已經(jīng)開展了一定的研究工作，但如何從整體上綜合考慮LED路燈系統(tǒng)的配光效果、散熱方案及電氣特性，從而達到最佳的光學、熱學、電學性能的協(xié)調(diào)優(yōu)化，仍需要大量的研究分析工作。

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