LED灯具设计程序
LED照明技术手册
LED照明技术手册引言：随着科技的不断发展，LED（发光二极管）照明技术也越来越成熟。
相比传统的光源，在能源消耗上更加节约，并且在发光效率上更加优异，还具有宽波长范围，长寿命等多种优点。
它不仅广泛应用于家居照明领域，也被用于制造商业和工业灯具，以及路灯等户外场合。
本技术手册将向您介绍基本的LED照明知识，以及如何设计，实现和维护LED照明系统。
一、LED的基本原理LED是一个基于半导体材料的光源。
在LED中，电子通过半导体材料，与固定的质子和电子结合，从而产生光。
这种半导体结构被称为p-n结。
当电流通过p-n结时，光子被激活并被释放出来，从而形成发光的现象。
与传统的光源不同，在LED中，电流的方向也决定了光线的方向，这是由于p-n结的结构和内部反射的性质引起的。
二、LED的优势1. 能效高：LED的电效率比传统的白炽灯高很多，这意味着它们可以在相同功率的情况下提供更亮的光。
2. 长寿命：传统的白炽灯约为1000个小时，LED的寿命可以达到50,000到100,000个小时以上，这远远超过了传统的光源。
3. 节能：LED能够以更低的功率提供相同的光照度。
相比于传统的光源，使用LED可以使能源消耗降低约50%以上。
4. 环保：LED不含有像汞这样的有毒物质，相比传统的荧光灯和白炽灯更加环保。
三、如何设计一个LED照明系统设计一个LED照明系统需要考虑很多因素，如亮度，场合，花费等等。
下面将详细介绍如何规划一个成功的LED照明系统：1. 照明需求分析：第一步是理解您的照明需求。
考虑照明的场合，例如房间，办公室，酒店，商店，路灯，广告牌等等。
需要考虑照明工作时间，照明强度要求，控制系统等因素的需求。
2. 照明设计：选择适合的LED光源根据场合选择适合的LED光源进行照明设计。
例如，白色LED以及RGB LED是最常用的光源。
应选择适当的LED颜色和亮度以满足您的需求。
3. 灯具设计：根据您的照明需求设计灯具。
基于STM32的LED智能学习型台灯系统的设计
基于STM32的LED智能学习型台灯系统的设计一、本文概述随着科技的不断进步和人们生活水平的提高，人们对于家居环境的智能化和舒适性的需求也日益增强。
LED智能学习型台灯系统作为一种结合照明与智能控制技术的创新产品，旨在为用户提供更加舒适、节能和个性化的照明体验。
本文旨在探讨基于STM32微控制器的LED 智能学习型台灯系统的设计与实现。
本文将首先介绍LED智能学习型台灯系统的整体架构和核心功能，包括LED照明模块、光感模块、人体红外传感器模块以及基于STM32微控制器的智能控制模块等。
随后，将详细阐述各模块的工作原理和设计要点，包括LED驱动电路的设计、光感传感器和人体红外传感器的选型与配置、以及STM32微控制器的编程与调试等。
在此基础上，本文将重点介绍LED智能学习型台灯系统的学习功能实现，包括环境光线自适应调节、人体活动感知与智能开关控制、以及用户习惯学习与记忆等。
通过深入分析和讨论相关算法和程序设计，展示如何实现台灯系统的智能化和自适应学习功能。
本文将总结LED智能学习型台灯系统的设计特点和创新之处，并展望其在智能家居和照明领域的应用前景。
通过本文的研究，旨在为相关领域的研发人员和爱好者提供有益的参考和启示，推动LED智能照明技术的进一步发展。
二、系统总体设计在STM32的LED智能学习型台灯系统的设计中，我们遵循了模块化、可扩展性和易于维护的原则。
整个系统由硬件和软件两部分组成，其中硬件部分主要包括LED灯组、STM32微控制器、环境光传感器、人体红外传感器、触摸屏幕以及电源模块等。
软件部分则主要包括系统初始化、传感器数据采集、LED亮度调节、环境光自适应、人体感应以及用户交互等功能模块。
硬件设计方面，我们选择STM32F103C8T6作为主控制器，该控制器拥有强大的处理能力和丰富的外设接口，能够满足系统的各种需求。
LED灯组采用高亮度的白光LED，通过PWM（脉冲宽度调制）方式实现亮度的精细调节。
LED灯具生产流程单
LED灯具生产流程单一、原料采购：1.采购材料：购买所需的LED芯片、PCB板、散热器、电子元件等材料，并确保材料的质量和数量符合要求。
2.审核材料：对采购的材料进行验收，确认其质量是否合格，数量是否正确，并记录相关信息。
二、PCB板制作：1.设计电路图：根据产品要求和设计规格，使用电路设计软件绘制LED灯具的电路图。
2.制作PCB板：将电路图转化为PCB板的制作文件，通过电子线路板制作设备，将设计好的电路图印刷在PCB板上。
3.焊接元件：将采购的电子元件按照电路图要求焊接到PCB板上，确保元件的连接牢固。
4.测试PCB板：对制作好的PCB板进行测试，确认其电路连接是否正确，功能是否正常。
三、LED芯片制作：1.晶片前段制作：制备基板、生长晶片、制作蓝宝石基板。
2.芯片加工：切割、研磨、抛光、成型及表面涂层等工作。
3.芯片测试：对制作好的芯片进行测试，测试其电性能、亮度、颜色等参数，确保质量符合要求。
四、组装与包装：1.封装LED芯片：将测试合格的LED芯片固定在LED灯具的底座或支架上，通过焊接或粘合确保固定牢固，电路连接正确。
2.安装散热器：确保LED灯具的散热效果良好，使LED芯片能够正常工作。
3.安装其他零部件：如透镜、灯罩、驱动器等，确保LED灯具的外观和功能完整。
4.测试组装的LED灯具：测试组装完成的LED灯具，确认其亮度、色彩、发光效果等是否符合要求。
5.包装：对测试通过的LED灯具进行包装，使用适当的包装材料，保护产品免受损坏。
五、质量控制：1.工序检查：在每个生产工序完成后进行检查，确保每个工序的质量符合要求，并做好相关记录。
2.终检：对生产完成的LED灯具进行终检，确认其质量是否符合产品要求，并填写检验报告。
3.不合格品处理：对发现的不合格品进行处理，如修复、重新制作或废品处理，确保不合格品不进入市场。
六、成品入库：1.根据产品种类和规格，对生产完成的LED灯具进行分类和标识。
彩灯设计方案
彩灯设计方案引言彩灯设计是以灯光为媒介，通过控制灯光颜色、亮度和变化模式等，营造出多样化的光影效果，以增加环境的艺术感和氛围。
本文将介绍一种基于LED技术的彩灯设计方案，该方案具有节能、环保和灵活性强的特点。
设计目标彩灯设计的目标是创造出美观、舒适且具有独特效果的灯光环境。
本设计方案以以下几个方面为主要目标：1.多彩变化: 彩灯设计要能够实现多种颜色和灯光模式的切换，以营造出不同场景和心情所需的光影效果。
2.节能环保: 采用LED灯具作为光源，具有低功耗、高光效和长寿命的特点，能够减少能源的消耗和环境污染。
3.智能控制: 彩灯设计方案需要具备智能化的控制系统，通过手机、平板或遥控器等设备进行远程控制和定时设置。
4.安全可靠: 设计方案需要满足灯具的安全使用标准，保证在长时间运行中不出现过热、漏电等安全隐患。
硬件设备LED灯具彩灯设计方案使用LED灯具作为光源。
LED灯具具备高亮度、低能耗、长寿命和绿色环保的特点。
根据需求可选用不同形状和功率的LED灯具，如球泡灯、灯带等。
控制器彩灯设计需要搭配智能控制器。
控制器可以通过与LED灯具的连接，实现灯光颜色、亮度和模式的调节。
智能控制器可以使用WiFi、蓝牙或红外等技术进行远程控制和定时设置。
电源根据LED灯具的功率和数量，选择适当的电源供电。
电源需要稳定、低噪、高效，并符合相关安全标准。
实施步骤步骤一：设计灯光场景首先，根据实际需求设计不同的灯光场景。
可以考虑的因素包括空间大小、氛围要求和使用场景等。
可以参考一些灯光设计的原则，如重点照明、局部照明和整体照明的搭配运用。
步骤二：选择LED灯具根据设计的灯光场景选择适合的LED灯具。
LED灯具可以选择不同颜色和功率，以及不同形状和安装方式。
可以结合场景需求选择球泡灯、灯带等。
步骤三：安装LED灯具按照设计规划将LED灯具安装在合适的位置。
根据实际情况，可以选择吸顶式安装、壁灯式安装或悬挂式安装等。
安装过程中要留意安全和美观问题。
LED绿色照明技术方案
LED绿色照明技术方案清晨的阳光透过窗帘，洒在键盘上，手指轻轻敲击，思绪如流水般涌出。
关于LED绿色照明技术方案，我脑海中浮现出一幅幅画面，下面是我的构思：一、方案背景我国照明市场长期以来以传统的白炽灯、节能灯为主，但随着科技的发展和环保意识的提升，LED绿色照明技术逐渐崭露头角。
LED 灯具具有节能、环保、寿命长等特点，已经成为照明行业的新宠。
在这个背景下，我们提出了LED绿色照明技术方案，旨在为我国照明市场提供更加优质、高效、环保的照明产品。
二、技术优势1.节能：LED灯具的能耗仅为传统白炽灯的1/10，节能效果显著。
2.环保：LED灯具不含有害物质，如汞等，对环境友好。
4.光效高：LED灯具的光效可以达到150lm/W，远高于传统白炽灯。
5.适应性强：LED灯具可适应各种环境，如高温、低温、潮湿等。
三、方案内容1.产品选型：根据不同场合和需求，选择合适的LED灯具。
如家居照明、商业照明、户外照明等。
2.设计方案：结合实际需求和照明环境，设计合理的照明方案。
包括灯具布置、照度计算、色温选择等。
3.施工安装：按照设计方案，进行灯具安装和调试，确保照明效果。
4.维护保养：定期对LED灯具进行检查和维护，确保其正常运行。
四、案例分享1.家居照明：在某家庭中，采用LED灯具替换传统白炽灯，照明效果显著提升，同时节能效果明显，每年可节省电费数百元。
2.商业照明：某商场采用LED灯具进行照明，提升了商场形象，吸引了更多顾客，同时降低了运营成本。
3.户外照明：某城市道路采用LED路灯，提高了道路照明效果，降低了能耗，提升了城市形象。
五、市场前景随着LED绿色照明技术的不断发展和普及，市场前景十分广阔。
在未来，LED灯具将逐步替代传统照明产品，成为照明市场的主流。
LED绿色照明技术方案具有节能、环保、高效等优点，符合我国能源发展战略和环保政策。
通过实施本方案，可以提高照明质量，降低能耗，改善环境，为实现我国绿色照明目标贡献力量。
led灯工艺流程五大步骤
led灯工艺流程五大步骤在现代照明行业中，LED（Light Emitting Diode）灯光技术的应用越来越广泛。
作为一种高效、节能的照明方式，LED灯具具有长寿命、高亮度和环保等优点，因此备受青睐。
但是，为了生产出高品质的LED灯具，需要经过一系列严格的工艺流程。
本文将介绍LED灯工艺流程的五大步骤。
步骤一：LED芯片制备LED灯具的核心是LED芯片，其制备是整个工艺流程的首要步骤。
LED芯片的制备过程包括晶片制备、封装和测试。
首先，通过半导体材料的特殊工艺，制备出微米尺寸的LED芯片晶圆。
然后，将这些晶圆进行分割和获得单个的LED芯片。
最后，对获得的芯片进行封装，即将芯片粘贴在载体上，并在其表面涂覆保护层。
完成封装后，还需要进行严格的测试，以确保芯片的质量和性能。
步骤二：PCB板制作PCB（Printed Circuit Board）即印刷电路板，是LED灯具中负责连接电子器件的重要组成部分。
为了制作高质量的PCB板，需要先行设计电路图，然后使用电子设计自动化软件进行布局与布线。
接下来，将设计好的电路图进行印刷，形成PCB板。
制作PCB板的关键步骤包括板面暴光、腐蚀、清洗和丝网印刷等。
这些步骤的目的是使电路图形成电导路径，并确保其稳定性和可靠性。
步骤三：LED灯具组装在LED灯具组装步骤中，各个组件将会被组合在一起，形成完整的灯具。
这些组件包括LED芯片、PCB板、散热器、透镜等。
首先，将LED芯片固定在PCB板上。
然后，将电路连接器安装在合适的位置，以便灯具与电源之间的连接。
接下来，通过螺丝或其他固定装置，将散热器和透镜等组件安装在一起。
最后，进行精细的调试和检验，以确保各个组件之间的连接和灯具的正常工作。
步骤四：整体测试与调试在灯具组装完成后，需要进行整体测试与调试，以验证灯具的品质和性能。
这一步骤可以通过专业的测试设备进行，例如光度计、电流计和温度计等。
在测试过程中，会对LED灯具进行亮度、电流、功率、发光效率等方面的测试。
基于单片机的智能LED台灯设计
基于单片机的智能LED台灯设计一、设计方案1.硬件部分单片机选用STM32F103C8T6，这款单片机具有丰富的外设资源，可以满足LED台灯的控制需求。
LED灯珠选用RGB三色灯珠，可实现丰富的光色变换。
电源部分采用稳压电源芯片，保证LED台灯的稳定工作。
控制部分采用红外接收模块，实现遥控功能。
还可以添加温湿度传感器、光敏传感器等传感器，实现台灯的智能化控制。
软件部分的设计主要包括单片机程序设计和手机APP开发。
单片机程序设计主要实现以下功能：控制LED灯珠的亮度、颜色和模式，接收红外遥控信号，接收传感器信号，并通过串口通信将数据传输到手机APP。
手机APP主要实现远程控制LED台灯，设置定时开关机，查看温湿度和光照强度等功能。
二、设计实现步骤首先进行硬件设计，按照功能模块划分，设计PCB板。
在设计PCB板时，要充分考虑电路的可靠性和稳定性，尽量减小电路的干扰和损耗。
2.软件设计单片机程序设计采用C语言进行编程，主要包括LED灯控制程序、红外遥控程序、传感器数据处理程序等。
手机APP开发采用Android或IOS平台进行开发，主要使用Java或Swift语言进行编程。
3.联调测试完成硬件设计和软件编程后，进行联调测试。
首先对硬件进行功能测试，确保各个模块能正常工作。
然后进行软件联调测试，确保单片机和手机APP之间能正常进行数据通信。
4.生产制造完成联调测试后，进行生产制造。
首先进行小规模生产，进行功能测试和质量检验。
然后进行大规模生产，生产成品LED台灯。
5.市场推广LED台灯生产完成后，进行市场推广。
通过线上线下渠道进行推广，让更多的消费者了解到智能LED台灯的优点，并购买使用。
三、设计特点1.节能环保LED灯具有节能环保的特点，与传统白炽灯相比，LED灯具有更高的光效，能有效节省能源，减少能源消耗，降低环境污染。
2.色彩丰富RGB LED灯珠能够发出红、绿、蓝三种颜色的光，通过不同比例的混合可以发出丰富的颜色，满足人们对灯光色彩的多样化需求。
LED照明设计手册完全
LED照明设计手册完全版(中文)本文详细讨论LED照明系统设计的六个设计步骤：(1)确定照明需求；(2)确定设计目标估计光学；(3)热和电气系统的效率；(4)计算需要的LED数量；(5)对所有的设计可能都予以考虑，从中选择最佳设计；(6)完成最后步骤。
虽然本文以一个室内照明设计为例，但所述的设计过程可以用于任何LED照明设计中。
现在的照明应用LED，具有普通照明所需的亮度、效率、使用寿命、色温以及白点稳定性。
因此，绝大多数普通照明应用设计中都采用这类LED，包括路面、停车区以及室内方向照明。
在这些应用中，由于无需维护(因为LED的使用寿命比传统灯泡的要长得多)且能耗降低，所以基于LED的照明降低了总体拥有成本(TCO)。
全世界有200亿以上的灯具使用白炽、卤素或荧光灯。
其中许多灯具用作方向照明，但都是采用在所有方向发光的灯。
美国能源部(DOE)称，在新住宅建筑里，嵌顶灯是安装最普遍的照明灯。
此外，DOE报告称，采用非反射灯的嵌顶灯一般效率只有50%，就是说，这类灯所产生光的一半都浪费到灯具内了。
相反，照明级LED具有至少50,000小时的高效、方向性照明。
利用照明级LED的所有优点设计的室内照明有以下优点：1 功效超过所有白炽灯和卤素灯具2 能与甚至最好的CFL(紧凑荧光)嵌顶灯的性能相媲美3 与这些灯具相比，需要维修前的寿命要长5到50倍4 降低光对环境的影响：不含汞、电站污染小、垃圾处理费用低。
照明还是灯？在普通照明中设计LED需要在两种方法间作出选择，是设计基于LED的完整的照明，还是设计安装到已有灯具上的基于LED的灯。
一般来说，一个完整的照明设计，其光学、热和电气性能要好于式样翻新的灯，因为现有灯具不会约束设计。
对目标应用，到底是新照明的总体系统性能重要还是式样翻新的灯的方便性更重要，这要由设计师来决定。
针对已有照明的设计方法如果目标应用采用构造新型LED照明更好，那么就设计照明的光输出，使其相当于或者超过现有照明匹配具有多种优点。
LED汽车灯具的制作流程
本技术新型涉及一种LED汽车灯具，其光源采用带驱动的LED灯泡，LED灯泡直接与行车电脑电气连接，LED灯泡的电气接口结构设有2个pin脚，分别是接地pin脚和电源pin脚，两pin 脚间依次串接二极管、限流电阻单元和LED串，限流电阻单元中的限流电阻为一个或相并联的多个，或者，LED灯泡的电气接口结构设有3个pin脚，分别是接地pin脚、第一电源pin脚和第二电源pin脚，第一、第二电源pin脚分别经第一、第二二极管分别连接第一、第二限流电阻单元的一端，第一、第二限流电阻单元的另一端经LED串连接接地pin脚。
本技术新型光源可自行更换，整灯寿命更长，维护成本更低。
权利要求书1.一种LED汽车灯具，设有灯体和光源，其特征在于：所述光源采用带驱动电路的LED灯泡，所述LED灯泡的灯座固定在所述灯体上，LED位于灯体围成的灯腔内，驱动电路集成于灯座内，所述LED灯泡直接与行车电脑电气连接。
2.如权利要求1所述的LED汽车灯具，其特征在于：所述LED灯泡的灯座与灯体之间采用螺纹连接，连接处采用密封圈密封。
3.如权利要求2所述的LED汽车灯具，其特征在于：所述LED灯泡以2-3个pin脚的连接结构为电气接口结构。
4.如权利要求3所述的LED汽车灯具，其特征在于：所述LED灯泡的电气接口结构设有2个pin 脚，分别是接地pin脚和电源pin脚，电源pin脚和接地pin脚之间依次串接有防反接二极管(D3)、限流电阻单元和LED串，所述限流电阻单元中的限流电阻为一个或多个，当有多个时相互间并联，所述LED串包括一颗或多颗LED，当为多颗时相互间串联。
5.如权利要求3所述的LED汽车灯具，其特征在于：所述LED灯泡的电气接口结构设有3个pin 脚，分别是接地pin脚、第一电源pin脚和第二电源pin脚，第一电源pin脚经第四二极管(D4)连接第一限流电阻单元的一端，第二电源pin脚经第五二极管(D5)连接第二限流电阻单元的一端，所述第一限流电阻单元的另一端与所述第二限流电阻单元的另一端连接，并经LED串连接所述接地pin脚，所述第一限流电阻单元的电阻大于第二限流电阻单元，所述第一限流电阻单元中的第一限流电阻为一个或多个，当有多个时相互间并联，所述第二限流电阻单元中的第二限流电阻为一个或多个，当有多个时相互间并联，所述LED串包括一颗或多颗LED，当为多颗时相互间串联。
LED灯具设计和开发管制程序
1.目的：对产品设计和开发全过程进行控制，确保设计和开发的产品满足顾客及相关法律、法规的要求。
2.范围：本程序适用于新产品的设计开发和定型产品的改进活动。
3.职责：3.1 研发工程部：负责编制并且监督执行产品设计开发计划，负责设计和开发全过程的组织，协调和管理工作，组织设计评审、设计验证、设计确认工作。
负责处理车间生产制造过程中发生的产品设计问题，负责在外购件发生困难时，协助采购部选择代用品；负责工艺文件的编制，工装夹具、模具的设计与制造工作，负责处理车间生产制造过程中发生的工艺问题；3.2 总经理：负责产品立项及项目建议的批准；3.4 品质部：协助进行设计过程中所需的检验、测量和试验工作；3.5 生产部：负责小批量试产阶段的生产组织落实及计划进程的控制；3.6 采购部：负责试制过程中的配套采购；3.7 业务部：负责市场调研并参与相关的设计评审，负责送样及封样工作。
4.定义：无5.程序内容5.1设计和开发管制流程图（附件一）5.2设计和开发策划5.2.1设计项目的来源A．公司内外反馈的信息研发工程部根据公司内外反馈的信息，编制“项目开发建议书”，提出产品开发或技术改造的建议报总经理批准。
批准后的“项目开发建议书”发回研发部。
B．业务部的市场调查业务部通过对市场调查结果的分析。
提出“项目开发建议书”，报总经理批准后，连同有关资料转交研发工程部。
C．合同评审的结果有技术开发成分的合同或订单（包括技术协议），必须由研发工程等部门参与评审。
评审通过后，业务部将“合同评审单”连同客户的有关资料转交研发部。
5.2.2研发部经理根据以上确定的开发项目，编制“产品设计开发计划”，“产品设计开发计划”包括以下内容：A．设计和开发的输入、输出、评审、验证、确认等阶段的划分。
B．适合各阶段的设计评审、验证和确认活动。
C．每个阶段的任务、责任人、进度要求。
D．需要增加或调整的资源。
E．其他必要的内容，如在本程序文件中没有确定的职责和权限以及接口管理的要求，都应在计划中确定下来。
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一个典型的LED灯具设计范例，其中包括了电学、热学以及光学的模拟计算。
大功率LED光源决定了大功率LED灯具的最终光通量，因此，选择高质量的适配光源是灯具的基础。
LED芯片的研发固然重要，但灯具的设计和研发同样不容忽视。
大型照明灯主体照明光学系统的结构设计包括以下三种设计：①芯片外加光学系统得到适宜应用的一次光学设计，它由LED器件的生产商完成。
②将一次光学设计的单只LED装入一个量身定做的透镜中，得到需要的定向光束，这就是所谓的二次光学设计，得到满足单只光学需求的LED组件。
③将若干个二次设计完成的LED组件合并成一个有相当规模、满足照明要求配光曲的灯具，这就是LED的三次光学设计。
在LED光源的产品中，大多数产品，例如路灯、光柱、草坪灯、地埋灯、装饰灯等，均是用市电供电，这就要求在这些灯具中设置AC／DC转换电路，以适应LED电流驱动的特征。
以光柱为例，为了便于建筑上的安装与设置，需要在数十米长的光柱间相互对接而只能用一个电源接人点，因此每根光柱内要设置一个既能独立工作又能相互对接的独立电源。
这个电源既要有一定的供LED所需的恒流的正向电流输出，又要有较高的变换效率，否则就会失去LED节能的优点。
另外，成本低也十分重要，可选择开关电源、高频电源、电容降压后整流电源等多种，根据电流稳定性，对瞬态过冲以及安全性、可靠性的不同要求作不同选择。
制作可以放置在E - 27标准灯头内的高频电源和开关电源，使LED的供电十分安全可靠，电源效率达90％，内置这类电源的LED灯具，可以适应交流85～240V的工作电压范围，而灯内LED的电流基本不变。
电源是影响LED光源可靠性和适应性的一个重要组成部分，必须慎重考虑。
LED光源产品另一个重要考虑因素是LED器件的可靠性，作为半导体器件，LED的失效模式研究对评估LED光源的寿命十分重要。
LED器件同样符合“浴盆曲线”这一失效规律，因此如何筛选早期失效器件——即“加速”寿命试验方法的研究显得尤为重要。
提高LED发光效率，改善散热特性，是LED光源发展中必须解决的问题之一，与此同时，在行业协同下开展LED可靠性研究，规范器件老化筛选标准，是解决LED光源在应用中遇到的一些问题的有效途径之一。
1．确定照明需求和设计目标设计目标是基于现有灯具的性能，或是基于应用的照明需求。
LED照明必须满足或超过目标应用的照明要求。
因此，在建立设计目标之前就必须确定照明要求。
对于某些应用，存在现成的照明标准，可以直接确定要求。
对于没有照明标准的应用，可先确定现有照明特性后，在确定应用的照明需求。
照明灯具的光输出和功率特性是确定现有照明特性关键，根据照明灯具提供的技术参数，可获得各种灯具的关键特性，由此确定现有照明的特性。
照明要求确定好了之后，就可以确定LED照明的设计目标了。
设计目标应根据应用照明需求而定。
并应列出影响设计的所有其他目标，如特殊光要求、耐高温要求等。
与定义照明要求时一样，关键设计目标与光输出和功耗有关。
设计目标应包括工作环境、材料清单(BOM)成本和使用寿命。
2．估计光学系统、热系统和电气系统的效率设计目标会对光学、热和电气系统产生限制，根据这些限制对各系统的效率进行估计，将照明目标和系统效率结合起来，能确定照明需要的LED数量。
设计过程中最重要的参数之一是需要多少只LED才能满足设计目标。
其他的设计决策都是围绕LED数量展开的，因为LED数量直接影响到光输出、功耗以及照明成本。
查看LED数据手册列出的典型光通量，用该参数除以设计目标所需的流明值，依据此设计方法将满足不了应用的照明要求。
因为LED的光通量依赖于多种因素，包括驱动电流和结温。
要准确计算所需要的数量，必须首先估计光学、热和电气系统的效率。
(1)光学系统效率通过分析光损失估计光学系统的效率。
要分析的两种主要光损失为：①次级光学器件光损失。
次级光学器件是不属于LED本身的所有光学系统，如LED上的透镜或扩散片。
与次级光学器件相关的损失根据使用的特定元件的不同而变化。
各次级光元件的典型光学效率在85％～90％之间。
如果照明需要次级光学器件，则存在次级光损失。
②灯具内的光损失。
当光线在到达目标物之前，打到灯具罩上时，就产生了灯具光损失。
某些光被灯具罩吸收，有些则反射回灯具。
固定物的效率由照明光源的布局、灯具壳的形状及灯具罩的材料决定。
LED光具有方向性，可达到的效率比全方向照明光源可能达到的要高得多。
次级光学器件的主要目的是改变LED的光输出图像。
图4—20将CreeXIampXR—E LED 的光束角度与目标灯具的光输出图像进行了比较。
裸LED的光束角度与目标灯具的非常相似，所以不需要次级光学器件，因此，不存在次级光学器件引起的光损失。
只需计算灯具损失，假定灯具反射杯的反射率为85％，60％的光将打到反射杯上。
因此，光学效率为：η=(100％×40％)+(85％×60％)=91％(2)热损失LED的相对光通量输出随着结温的上升而降低，大多数I,ED数据手册都列出了25℃下的典型光通量值，而大多数LED应用都采用较高的结温。
当结温Tj>25℃时，光通量肯定比LED数据手册给出的值低。
LED数据手册中有一个曲线，给出了相对光输出与结温的关系，XLampXR—E白色LED 结温对应光通量减少曲线，如图4—21所示。
该曲线通过选择特定相对光输出或特定结温，给出了其他特性值。
XLampXR—E LED在额定工作了50000h后提供了平均70％的流明维持率，结温保持在80℃以下，因此，最高合适结温为80℃。
对应的最小相对光通量为85％，如图4—21所示。
这一85％相对光通量是对照明热功效的估计值。
(3)电气损失LED驱动器将可用功率源(如墙体插座交流电或电池)转换成稳定的电流源。
这一过程与所有电源一样，效率不会达到100％。
驱动器中的电气损失降低了总体照明效率，因为有部分输入功率浪费在发热上了，而没有用在发光上。
在开始设计LED系统时，就应考虑到电气损失。
典型LED驱动器的效率在80％～90％之间。
效率高于90％的驱动器的成本要高得多。
驱动器效率可能随输出负载而变化，如图4—22所示。
应指定驱动器工作在大于50％输出负载下，以使其效率最大、成本最低。
对于室内应用，驱动器效率为87％的估值较好。
室外用或非常长的使用寿命的驱动器，效率可能要低一些。
3．计算需要的LED数量(1)实际需要的流明量根据设计目标和估计的损失程度，可以计算满足设计目标的LED数量。
所有系统效率估算好之后，就可计算要达到设计目标需要的实际LED流明数。
因电气效率只影响总功耗和灯具效率，而不影响照明的光输出量。
实际流明B s的计算如下：Bs=BM/(ηG x ηR) (4—6)式中，Bs为实际流明；BM为目标流明；ηG为光学效率；ηR为热效率。
(2)工作电流另一个需要确定的是LED的工作电流，LED的工作电流对确定LED照明的效率和使用寿命很关键。
因增加工作电流，则各LED的光输出会变大，因而减少了所需要的LED数量。
而增加工作电流同时也带来了多个缺点：①工作电流提高，LED在寿命期内的光输出会下降，一般电源尺寸大小将随着工作电流的提高而增大，因为产生相同的流明数需要的功率更大。
②最高环境温度降低或使用寿命缩短。
电流的提高将增大LED结和LED热通道的温差，实际上，由于已经确定了最高结温，因此这样可以降低照明的最高环境温度，反之，如果最高环境温度不是降低而是升高，则在LED的使用寿命期内，光输出下降会更快。
根据应用的不同，考虑到每个LED流明输出值会更高，这些缺点是可以接受的。
使用寿命和功效是应优先考虑的设计目标，XLampXR-E数据手册所列的1w的LED最小工作电流为350mA，采用该值可最大限度提高LED功效并延长使用寿命。
(3)LED数量工作电流确定之后，就可以计算各LED的流明输出数了。
由于LED的热损失已经在实际需要的流明数计算中考虑到了，故可以直接使用LED供应商提供的技术参数。
在设计中应使用LED技术参数中的最小光通量，而不是LED技术参数中给出的典型值。
根据此最小光通量来设计，可确保设计能满足目标要求。
若使用4000K CC T的XLampXR-E LED，350mA时的最小光通量为67.2lm。
LED的数量SLED计算如下：SLED=Bs／B D=10501m／67.2lm = 16 只式中，SLED为LED的数量；Bs为实际流明；B D每只LED的流明数。
4．选择最佳设计LED数量计算好之后，应考虑满足设计目标的所有设计可能。
由于每只LED都是一个照明光源，比传统照明的使用寿命要长许多，因此LED可以与新型和非常规设计元件一起集成到照明系统中。
设计中可以充分利用I,ED光的方向性和大量可用的次级光学器件来完善初步设计。
(1)光学系统选项LED灯具的光学二次设计在整个灯具设计的过程中扮演了非常重要的角色，在整个灯具的整体设计流程中应该是优先考虑的一环节。
常用反射式LED二次光学设计有：①LED二次光学器件的主要优点是能保证高的灯具效率，结构相对简单、安装方便。
反射器的设计主要是利用各种二次曲线独立或组合成反射器母线，并在反射面镀上反射率高的银，铝或铬等材料。
这种结构中有接近50％的光线是直接射出，而经过反射面反射的光线也能通过膜层反射率的控制减小吸收损失，因此反射式器件能实现较高的灯具效率。
但LED是向半空间发光的光源，一般结构反射器对光源包络角有限，不易实现宽角度的“蝙蝠翼”配光，需要多列反射器依一定角度来排列配合，或者改变反射器和光源的相对位置增大反射器包络角。
前一种解决办法需要优化灯具底座结构和LED发光阵列的配合，而后一种方式要求反射器曲面形状的设计趋于精细，有时应考虑采用自由曲面反射器，以满足配光要求。
②折射式的二次光学设计。
在对路面均匀度有较高要求的场合，可考虑采用基于配光透镜的二次光学设计。
配光透镜的功能是在路面产生矩形的亮度均匀的照明光斑。
现有LED 的光强分布多是关于主光轴旋转对称的朗伯分布。
要将旋转对称的光分布重新分配，形成最终的矩形光斑就决定了配光透镜必须是自由曲面的光学透镜。
在二次光学设计时需要准确建立光源的发光模型，同时确定目标照明区域的光线分布，以此为依据列出光线出入配光透镜前后的变换方程，并求解得到配光透镜出光面的具体形式。
③反射和折射相结合的二次光学设计。
单纯用非球面反射器的结构由于包络角有限的原因，有一部分光线将从透镜四周漏出，不能得到有效的利用。
因此有必要在透镜的结构上再增加反射器，以对LED光通量进行充分有效的收集和利用。
另外，一种非球面的复眼透镜也是产生均匀光斑的有效结构。
采用复眼透镜的二次光学器件也是由反光杯和透镜组合而成的，反光杯收集光线并将其调制为相对平行的光束后再由复眼透镜将光以一定角度发散出去，这种结构机理明确，能达到均匀舒适的照明效果。