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            光學設計趨向LED 發展前景良好

            2019-01-23

              光學是直接決定LED路燈的輸出效率、配光曲線、光斑均勻性的最主要的因素。光學設計的好壞決定了LED路燈能不能符合城市道路照明設計標準、是不是造成光能浪費、安全性能與眩光指數是否達標。

              

              LED照明市場商機巨大,發展空間廣闊,LED照明燈具應用已經從過去室外景觀照明LED發展向室內照明應用。據分析未來五年內LED室內照明的發展將有指數型增長趨勢。高功率LED照明燈具的發展取決于兩大元素:一是芯片本身;二是燈具技術,包含散熱、光學、驅動。首先是芯片,目前,LED芯片技術發展的關鍵在于基底材料和外延生長技術?;撞牧嫌蓚鹘y的藍寶石材料、硅和碳化硅,發展到氧化鋅、氮化鎵等新材料。

              

              在短短數年內,借助于包括芯片結構、表面粗化處理和多量子阱結構設計在內的一系列技術改進,LED在光效方面實現了巨大突破。薄膜芯片技術是超亮LED芯片生產中的核心技術,能夠減少各側面的光輸出損耗,并能借助底部的反射面使97%以上的光線從正面輸出。這不僅顯著提高LED的光效,還為透鏡設計創造了優越的便利條件。

              

              其實從LED照明燈具的發展以來人們一直關注它的使用壽命,若僅僅依靠使用低熱阻的LED元件是未能為燈具裝置構建良好的散熱系統,而必須有效地減小從PN節點到周圍環境的熱阻,才能大大降低LED的PN節點溫度,而成功實踐延長LED燈具的使用壽命并提高實際光通量的目標。別于一般傳統燈具,印刷電路板既是LED的供電載體,也是LED的散熱載體,所以散熱片和印刷電路板的散熱設計十分重要。除此之外,燈具制造商還須考慮散熱材料的質量、厚度和尺寸以及散熱界面的處理和連接等因素。

              

              LED照明燈具的光學設計方面,與傳統燈具比較,定向性和點光源是LED最典型的特點也是燈具光學設計的關鍵之處。通過LED的二元光學設計,LED燈具能達到更好的配光曲線。正如目前LED照明燈具發展應用市場最大的室內照明的光線需要十分的明亮,則可使用高透光率燈罩提高光提取效率?;蚴菍Ч獍寮夹g應用到燈具中,從而將LED點光源更改為面光源,不但能提高燈具的配光均勻度,還可以防止眩光。也可以配合一些聚光透鏡或反射器使用來突出照亮的物體的聚光效果實現實理想的光學效果。

              

              高功率LED照明的技術挑戰,即使LED在室內重點照明和裝飾照明應用中已有令人滿意的表現,但是在普通照明和氛圍照明應用中仍然面臨許多挑戰,包括初置成本、色溫較低時的光效、顯色指數和系統可靠性等。

              

              隨著LED技術的快速發展以及LED光效的逐步提高,LED的應用將越來越廣泛。特別是隨著全球性能源短缺問題的日益嚴重,人們越來越關注LED在照明市場的發展前景,LED將是取代白熾燈、鎢絲燈和熒光燈的潛力光源。此外,在室內燈具設計方面,LED將趨向節能化、人性化和藝術化。


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