LED灯具关键设计问题(精)
LED照明秘籍-抓住三个关键
LED照明秘籍抓住“三个关键”2012-02—08中心议题：LED照明秘籍抓住“三个关键"解决方案：掌握LED照明灯具散热抓住LED驱动电源掌握LED光源想做好一个LED照明产品最关键的几个部分不能不知，就是散热、驱动电源、光源,在此同时,散热显得尤为重要，散热效果直接影响到照明产品的寿命质量，而驱动电源本身的寿命及输出电流、电压的稳定性对产品的整体寿命质量也有很大影响，光源是整个产品的核心部分。
下面对散热、驱动电源、光源进行解析说明。
一，散热LED照明灯具散热的问题解答对目前常见的白炽灯泡或是荧光灯来说，即便产品本身运行可能产生热能,但组件的高热仍可以被有效隔离，使光源与电源接座不会因热而产生意外的问题。
但固态照明就不同，一来LED组件集中单点的运行高温,必须采取更多积极手段进行散热处理，同时搭配主动有效的热处理机制，才能避免灯具发生问题。
LED固态光源热处理问题较传统灯具复杂得多。
传统光源或灯具多有运行过程产生高热的问题,例如卤素灯泡或白炽灯泡，若是白炽灯形式，即在特殊处理的灯球内加热钨丝产生光亮。
实际上，高温产生在灯丝上而非灯座，即便灯座会因灯球玻璃或是金属受钨丝发光的辐射热、热传导间接产生高温,但产生的温度都在可接受的安全范围，再加上非直接接触传导，安全性也相对较高。
但换成LED固态光源形式的灯具，其热处理便可能成为新的应用安全问题。
多数人会认为LED具高能源转换效率、低驱动能源优势,自然使用安全性较高，但实际上LED固态光源为了达到日常照明的应用目的，必须透过加大单组组件的功率去强化单元件的输出流明，例如灯具厂会采取多LED组件整合形式加强输出效果，且多组件同时运行也能改善LED固态光源光型偏向点光源的问题，让LED固态光源技术的灯具可产生如灯泡般的面光源效果.如果要强化单元件的输出流明，必须更高的电流，以使LED芯片的PN接面产生更多流明，但更高电流也会让单点LED组件的温度升高、更难处理,甚至为了提高灯具的光型表现、发光效率而采取多组件并用形式，也会使LED灯具的高温问题加剧，让散热问题更难处理。
灯具设计改进建议
灯具设计改进建议随着科技进步和人们对生活品质要求的提高，灯具设计在家居装饰中扮演着愈发重要的角色。
优秀的灯具设计不仅可以提供良好的照明效果，还能为空间增添独特的氛围。
然而，在当前市场上，仍存在一些灯具设计上的不足，本文将针对这些问题提出改进建议。
一、照明效果方面好的照明效果是衡量灯具设计优劣的重要标准之一。
在灯具设计中，为了达到更好的照明效果，可以采取以下改进措施：1.灯光分布均匀：合理布置灯具，使其能够均匀地照亮整个空间，避免出现明暗差异过大的情况。
2.选择合适的灯光色温：不同的使用场景需要不同的灯光色温，因此，在灯具设计中，需要根据实际需要选择合适的灯光色温，使其更符合用户的需求。
3.使用调光灯具：在一些需要灯光调节的场景中，可以考虑使用调光灯具，让用户根据需要灵活地调节灯光亮度，提供更加舒适的环境。
二、美观性方面灯具设计的美观性是吸引消费者的关键因素之一。
为了提高灯具设计的美观性，可以采取以下改进措施：1.注重细节设计：在灯具的造型和材质选择上，注重细节设计，给人以精致和高级感，提升整体的美观性。
2.灯罩设计：灯罩作为灯具的重要组成部分，可以选择不同材质和形式的灯罩，来创造出独特的光影效果，增加灯具的观赏性。
3.多样化的款式选择：在市场上推出更多样化的灯具款式，满足不同消费者的审美需求，让他们能够根据自己的装修风格和喜好选择合适的灯具。
三、节能环保方面随着环保意识的提高，灯具设计也要趋向于节能环保。
为了实现节能环保的目标，可以采取以下改进措施：1.选择LED灯源：与传统照明灯具相比，LED灯具在亮度、寿命和能效等方面更为出色，因此，在灯具设计中，可以优先考虑使用LED 灯源，降低能源消耗。
2.智能化控制系统：在灯具设计中加入智能化的控制系统，使用户能够通过手机等设备远程控制灯具的开关、亮度和色温等参数，从而实现更加智能高效的照明系统。
3.注重环保材料选择：在灯具的生产过程中，选择环保材料，减少对环境的影响，保护生态环境。
LED灯具技术要求(精)
景观照明灯具技术要求一、LED 数码管1、全彩管：由集成电路和进口超高亮RGB 三色LED 光源组成, 是一种新型的高级装饰LED 照明产品。
在专用软件的支持下，LED 全彩管可以接收和识别计算机发出的信号和指令。
一条灯管就可以达到七彩动态效果, 并可以实现实时传输数据, 播放各种动态画面.LED 全彩管支持DMX512控制台控制花样变化, 支持声控和可视化音频, 支持实时播放动态效果.LED 全彩管已广泛应用花园, 舞台, 酒吧, 大楼轮廓, 桥梁, 景观灯照明，以及城市亮化照明工程等.2、每支管长度有1米；0.5米；也可以按客户要订做, 采用德国进口PC 管，透明高, 厚度为1.5mm.3、紧固件螺钉、螺栓、螺母均不锈钢件。
4、光源: 144颗进口超高亮RGB 三色LED 光源组成。
5、额定电压：DC24V ±10% ，防护等级:IP65，低压恒流供电, 产品寿命更长更稳定。
6、管内过底导线规格不小于0.75mm 2, 管间串接可达24条.7、专利堵头和公母插线, 不可渗水. 保证产品的户外使用.8、功率：14W产品图片:二、LED 地埋灯1. 颜色：单色，RGB 全彩动画、渐变、追逐、流水效果.2. 镜面：玻璃反光透镜，透光率为98-98%，不易雾化，能抗UV 辐射3. 尺寸规格：高60mm 直径250mm4. 面盖：不锈钢5. 额定功率：18W6. 光源：大功率LED, 白光达1560-1620LM7. 额定电压： AC12-24V,低压供电更安全.8. 芯片：采用美国晶元LED 大功率芯片9. 防护等级：IP65产品图片:三、LED 点光源1. LED 点光源采用超高亮度的进口芯片为光源, DC24V 电压，单色有红，绿，黄，蓝，紫，蓝，白，LED 点光源具有低功率，超长寿命等特点，广泛应用于建筑物轮廓，游乐园，广告牌，广场街道，舞台等场所的装饰。
LED全彩点光源： LED 全彩点光源内置微电脑芯片，可任意编程控制，多个同步变化，超低功率，超长寿命，可实现同步七色渐变，跳变，扫描，流水等。
LED灯具设计安全性能要点
LED灯具设计安全性能要点摘要：led灯具结构简单，加载供电线路上的负载较低，以及光指向等特性，使得led的灯具设计比其他光源的灯具更容易、更适合内置于其他器械与设备之内，或是自身丛集组合成大型装置。
新的内建可能性，可以让该装置或是设备使用起来更方便，或是具备以前没有过的照明性能。
led背光显示屏与小型冰箱、橱柜的led 照明就是好例子。
而丛集方式则是利用led创造了新的光环境与表现方式。
不用大幅度改变线路或缩减原有空间，只靠着增加了led 灯具就可以创造出奇幻的效果。
关键词：led 灯具散热安全光学电学结构led光源与传统光源存在差异，在套用传统光源的灯具中时，会产生许多缺点，如眩光、散热不佳、光型不美等问题。
在设计套用传统灯具时，要注意使用避开这些问题的方法；如条件许可，应根据led的优点，以及基本照明需求，做出全新的灯具设计。
1、光学部分led芯片：每种led芯片都会有不同设计，不同设计适用于不同用途，led灯具可靠性设计方面包含：电气安全、防火安全、适用环境安全、机械安全、健康安全、安全使用时间等因素。
从电气安全角度看，应符合相关的国际、国家标准。
由于led是新产品，中国国家标准相对滞后，但国家提供产品合格测试。
具有国际安全认证（如gs、ce、ul等）及国家产品品质合格证的led芯片价格要高，因为这些产品在安全设计上是可靠的。
现在有国际安全认证及国家产品合格证的厂家并不多。
另外还需注意，led灯具因尺寸关系，巨大功率产生的高温常集中在一个很小的区域中，如果不具备如传统高温灯具具有保护人体避免烫伤的设计，会有机会造成意外伤害。
大量强度的光机种到比传统光源更小的一个光点上，这样光线可以造成的视觉伤害、产生炫目、使人头晕。
所以在led灯具的设计上面，还是存在着许多需要注意的事项。
二次光学：led光源与传统光源相比有许多优点，这已成为人们共识，但led芯片体积小，结构紧凑，其发光面积相对更小，它是一种180°出光的朗伯光源，其光强分布与出光角的余弦成正比，即led光源发出的光线在被照表面上所形成的照度随出射角的增大而迅速衰减。
LED道路灯具设计中的光色问题
：擀
∽
１．０５ ＇．２Ｓ １．●５ １．６５
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眦
＇５％ ２＇Ｉｊ‘ ２７％ ３２％
魄
＇３％ ＇７％ ２１％
ＭＥＳｌ
３和表４说明如下。
同的表式，而系数来自不同的视觉功能衡量办法得 到，全过程中有几个关键的内容如下：
甜ｐ
厶，ｃｄｍ４
Ｏ．们 ．７５’． ．ＳＳ％ ．３Ｓ％ ．＇５％ ５ｋ Ｏ．０３ Ｏ．１ ．３●％ ．２３％ ．１●％ ４％ ２％ Ｏ．３ ．＇矗Ｉ． ．＇３％ －ｅ％ ．３％ １％ ＇ ．７％ ．拿％ ．３％ －＇％ ０％ ２％ ４％ ５％ ２ －２％ －２％ ．１％ ０％ ０％ １％ ＇％ ３ Ｏ％
大，而这些差异在晚上使用白光为主的道路照明时就 比较小。为此ＣＩＥ推荐的两个来自ｕＳＰ系统和ＭＯＶＥ
度依赖于视力的视觉作业，低亮度情况下，光源光谱
影响就显而易见了。高的Ｓ／Ｐ的光源可以改进视觉 功能。
４．３
系统中间的系统，一个从０．０３—３ｃｄ，ｍ２的ＭＥＳｌ系统
和一个从０．００５—５ｃｄ，ｍ２的ＭＥＳ２系统，并有在不同明 视觉适应亮度下，不同Ｓ，Ｐ光源产生的折换系数列表
（２）对需要全视场观测（离视轴观察）或进行不高
着ｐ＝１６％的灰色衣服的人。
目标大小和离轴程度——表示目标出现在视网
膜上的位置：中心视觉（＜２０）就是椎状细胞和偏轴视
觉（＜１０。）就是杆体细胞光线的光谱一用光源的Ｓ／Ｐ
来表征。 （３）中间视觉原来有两个系统：ＵＳＰ系统和ＭＯＶＥ
系统，它们在高色彩和低亮度水平下的结果差异较
LED半导体照明技术存在的问题及优化策略分析
LED半导体照明技术存在的问题及优化策略分析1. 引言1.1 LED半导体照明技术的发展背景LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，具有发光功能。
LED照明技术是通过LED作为光源，将电能转化为光能的一种照明方式。
随着节能环保理念的普及和科技水平的提升，LED照明技术逐渐成为照明行业的主流。
LED照明技术的发展始于20世纪60年代，当时LED只能发出红色光。
随后，随着科技的进步，LED发出的颜色逐渐增多，包括绿色、蓝色等。
2000年代初期，白光LED问世，使LED照明技术在家庭和商业照明领域得到广泛应用。
LED照明技术具有能耗低、寿命长、无汞污染等优点，逐渐替代传统照明设备成为主流。
随着LED关键技术的不断突破和市场需求的不断增长，LED照明技术的应用前景更加广阔。
在未来，LED照明技术将不断完善，为人们提供更加节能环保、舒适的照明环境。
1.2 LED半导体照明技术的应用前景随着节能环保意识的不断提高和科技的迅猛发展，LED半导体照明技术在照明领域的应用前景愈发广阔。
LED照明灯具具有节能高效的特点，相较传统照明产品，LED照明的能效更高，能够有效降低能耗。
LED灯具寿命长，使用寿命一般可达数万小时，长期使用不需要频繁更换灯具，减少了对环境的污染。
LED照明还具有色彩丰富、调光调色性强等特点，可以满足不同场景下的照明需求，广泛应用于家庭、商业、办公等各个领域。
随着技术的不断进步和成本的不断降低，LED照明产品在市场上的竞争力不断增强，LED照明技术也在不断创新和完善中。
未来，随着智能化和物联网技术的发展，LED照明产品将更加智能化和集成化，为用户提供更加便捷、舒适的照明体验。
可以预见的是，LED半导体照明技术将成为未来照明领域的主流技术，为人们提供更加环保、高效的照明解决方案。
2. 正文2.1 LED半导体照明技术存在的问题LED半导体照明技术存在的问题主要包括能效问题、光色和均匀性问题、以及散热问题。
LED设计的几个核心问题110322
LED 设计的几个核心问题衬底、结温、热电分离LED的散热现在越来越为人们所重视，这是因为LED的光衰或其寿命是直接和其结温有关，散热不好结温就高，寿命就短，依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃寿命会延长2倍。
从Cree公司发布的光衰和结温的关系图（图1）中可以看出，结温假如能够控制在65°C，那么其光衰至70％的寿命可以高达10万小时！这是人们梦寐以求的寿命，可是真的可以实现吗？是的，只要能够认真地处理它的散热问题就有可能做到！遗憾的是，现在实际的LED灯的散热和这个要求相去甚远！以致LED灯具的寿命变成了一个影响其性能的主要问题，所以必须要认真对待！图1. 光衰和结温的关系而且，结温不但影响长时间寿命，也还直接影响短时间的发光效率，例如Cree公司的XLamp7090XR-E 的发光量和结温的关系如图2所示。
图2. 结温和发光量的关系假如以结温为25度时的发光为100%，那么结温上升至60度时，其发光量就只有90%；结温为100度时就下降到80%；140度就只有70%。
可见改善散热，控制结温是十分重要的事。
除此以外LED的发热还会使得其光谱移动；色温升高；正向电流增大（恒压供电时）；反向电流也增大；热应力增高；荧光粉环氧树脂老化加速等等种种问题，所以说，LED的散热是LED灯具的设计中最为重要的一个问题。
第一部分LED芯片的散热一. 结温是怎么产生的LED发热的原因是因为所加入的电能并没有全部转化为光能，而是一部分转化成为热能。
LED的光效目前只有100lm/W，其电光转换效率大约只有20~30%左右。
也就是说大约70%的电能都变成了热能。
具体来说，LED结温的产生是由于两个因素所引起的。
1．内部量子效率不高，也就是在电子和空穴复合时，并不能100％都产生光子，通常称为由“电流泄漏”而使PN区载流子的复合率降低。
泄漏电流乘以电压就是这部分的功率，也就是转化为热能，但这部分不占主要成分，因为现在内部光子效率已经接近90％。
LED照明灯存在的问题和解决办法
LED照明灯存在的问题和解决办法一、LED做照明灯具目前存在的问题称为希望之光的LED,从1964年发明至今，已发展到普及化照明的时代，其节能、环保、亮度高、功耗小、寿命长、耐冲击等优点，前景极为广阔；在室内照明的起步阶段，还有其固有的缺点，主要表现在以下几方面：1、不一致性带来的问题：理论上LED都是能发光的二极管，而实际上所有LED的电性能都是有差异的，每个厂家的生产工艺是不一致的，甚至相差很大，就是同一厂家的不同时间的工艺都是有差异的；不同厂家使用的半导体原材料的纯度是有差异的，这就使LED的发光强度与驱动电流是不完全相同、耐过电流能力和发热的差异也就自然而然的不同了；封装工艺和封装材料的不同，使得整体的散热能力是不一样的，还有组合材料的热彭胀与散热的问题等。
由此不难看出,LED发光二极管在短期内仍存在个体之间的很大的差异，如果每个灯只用一个LE D，好控制。
例如电视机、DVD上的电源指示灯；而当我们用L ED制作照明灯具时，就不是用单个的LED，而是用多个、上百上千个L ED成阵列接入电路，因LED的差异总有一个最先损坏，当有几个坏掉时(通常是短路)，会使电流增大而损坏其他的LED。
这就是不一致性带的结果，也是制约其发展的因素之一。
2、驱动电路复杂的问题：a.在电压匹配方面，LED不象普通的白炽灯泡，可以直接连接220V的交流市电。
LED是2--3.伏的低电压驱动，必须要设计复杂的变换电路，不同用途的L ED灯，要配备不同的电源。
b.在电流供应方面，LED 的正常工作电流在18mA-20mA，供电电流小于15mA时LED的发光强度不够，而大于20m A时，发生光衰而导致LED老化，同时发热大增，老化加快、寿命缩短，当超过50m A时会很快损坏，为了延长LE D 照明灯的使用寿命，常用集成电路电源、电子变压器、分离元件电源等，大电流驱动时，要配大功率管或可控硅器件，另加保护电路，要恒流、恒压电路供电，这样电源电路复杂，故障率、元件成本、生产成本、服务成本都将升高。
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LED 灯具关键设计问题全面分析
2011-08-06 08:08:08
关键字:LED 灯具
要设计产品, 首先要确定用谁的 LED 封装结构; 接下来考虑怎样适应这些封装形式;由我们选择的机会不多,光学结构是建立在这些封装之上的;我们很多创意不能很好的发挥。
一、半导体照明应用中存在的问题
1、散热
2、缺乏标准,产品良莠不齐
3、存在价格与设计品质问题,最终消费者选择 LED 照明,缺乏信心
4、半导体照明在电气设计方面与传统照明有很大差别,传统灯具企业需要经验/技能积累过程
5、大家都看好该市场,但是还没有规模上量
特点:
1、通过调整高精度恒流芯片,保证 LED 亮度、色度的一致性,在模块一级为下游客户提供标准的、定制的、可靠的高品质产品;
2、新老灯具设计厂家,不要过于复杂的电气设计,只需在外部加上传统的恒压电源即可工作的简洁线路设计,是最快也是最可靠方式;
3、解决 LED 照明市场大规模上量的技术和品质问题。
二、散热设计
1、最短的热传导路径,减小热传导阻力;
2、增大相互热传导面积,增加热传导速度;
3、合理的计算设计散热面积;
4、有效的利用热容量效应。
输出驱动电压选择:
20W 以内市电驱动时 48V 左右比较合适;
较大的功率市电驱动输出电压 36V 左右最合适;
离线式照明大部分是 12V 和 24V 电压。
特点:
基于串并联安全考虑出负载合适的驱动电压值,尽量统一电压值减小电源设计规格成本;
基于安规规定,产品设计要符合认证要求,流峰值不超过 42.4Vac 或直流超过60Vdc 的电压 ;
从解决 LED 照明市场大规模上量的技术和品质问题考虑。
三、最高效率后端驱动方式
当输出电压在 48V 左右时,低压差线性恒流器件恒流效率高达 99%,恒流精度±3%以内,不受任何外围器件影响;当输出电压在 36V 左右时,低压差线性恒流器件恒流效率高达 98.6%,恒流精度±3%以内, 不受任何外围器件影响; 就算在离线式照明部分, 较低的电压 12V 和 24V, 也分别有 96%和 98%的效率; 功率大小效率是相等的。
特点:最高效的驱动恒流架构;最高精度的恒流方式,受外围器件影响最小 ;简洁、方便、实用。
四、恒流消耗的功耗已达到可以忽略的程度
在深圳 CYT 公司实验室,我们已经验证到后端恒流效率达到 99.99375 %,到了
可以完全忽略的地步;
未来我们用 1年时间完成这一设计成就,十多人的 IC 设计团队和强有力的电源厂家合作,会尽快完成这一目标。
五、 AC-DC 设计
开关电源发展到今天是多年积累的结果,短期内 AC-DC 直接恒流不可突破; 恒压和恒流是矛和盾的关系,必须要分开考虑;恒流源负载调整率是 1%(mA /V,达不到恒流效果;想法越多成本越高,与风险成正比。
特点:
要合理的利用现有的开关电源资源,是最经济的;
恒压和恒流技术结合是必然的 ;
在稳定的产品技术上创意才是有效的。
六、 LED 组合化封装是未来发展趋势
模组的组合设计能有效的降低一次性封装成本;分散的封装形式有利于减低散热设计成本;选择国产的铝基 PCB 板材;便于光学设计;电源设计简化; 封装形式多样;有利增强国产 LED 竞争力!
七、封装结构‘绑架’了我们光学效果设计
这是 Cree 、 Nichia 、 Lumileds 、 OSRAM 具有代表性的几款封装。
要设计产品,首先要确定用谁的 LED 封装结构;接下来考虑怎样适应这些封装形式;由于我们选择的机会不多,光学结构是建立在这些封装之上的;我们很多创意不能很好的发挥。
灯具设计是千变万化的,怎样才可以摆脱这一局面?
八、模组化封装与恒流技术结合
在 PCB 板及设计 LED 封装,实现容易成本低廉;大家集思广益,都能开发出不同类型的封装形式;整合恒流技术与配光参数后的功率 LED 基础上设计产品;有效的应对日新月异、千变万化的 LED 灯具需要;电源部分,只采用现有传统开关恒压电源供电;提高产品投放速度,灯具设计简便实用,成本大幅度的降低;还可以避开前沿LED 封装专利围堵。
九、按电压标称值封装
LED 恒流驱动革新技术在深圳 CYT 诞生, 我将它命名为《功率 LED 恒流集成封装》技术,简称《模组封装》 ;此技术是 LED 封装技术的基础上直接整合低压差线性高精度恒流技术; 以后 LED 可以直接标称电压值规格出现, 比如:12V/1W、
24V/1W、 36V/1W、 48V/1W、 12V/3W、24V/2W…… 36V/10W 等等。
以后,客户使用 CYT 技术的产品设计,不再需要考虑任何关于 LED 恒流问题,使用现有的标准恒压电源供电即可。
此技术将宣告‚ LED 恒流电源‛一说终结!
十、按产品设计发光源
打破原来按光源设计产品,反过来按产品定制 LED 光源封装形式;最大限度配合产品创意展现;因产品设计光学封装结构;成本低;与产品结合设计散热结构,热阻降低;恒流精度高;保护功能具一体。
深圳 CYT 公司 LED 实验室可以快速帮助你完成产品设计。
十一、模组化光源优点
①有效的降低成本:
减少封装次数,节省封装费用;
同环境、条件生产提高一致性,提高良品率;
减少光学设计成本;
降低散热设计成本;
批次混合封装,降低分档成本;
产品设计简化,降低整体成本;
低廉的封装架构。
这一技术,将指引 LED 照明行业沿着健康的方向发展。
②热阻降低:
光源与外壳散热器直接结合;
避开 PCB 作为热媒介;
减少芯片到外壳散热路径;
采用新的热传导技术;最有效的降低散热热阻,解决散热设计难题。
③恒流精度高:
模组内统一考虑 Vf 值;
恒流源受外界影响小;
线性技术成熟高,没有外围器件影响精度;
没有 EMI 干扰问题影响精度;
多路并联相互独立不影响精度;
不受电源波动影响负载恒流精度。
最高的恒流精度架构,对 LED 亮度一致性及寿命最优化的设计架构。
④保护一体化设计:
内置温度保护;
内部电源及保护技术;
内置高灰阶接口;
短路和断路保护;
可设置联动保护功能;
ESD 保护。
其它任何内置功能、保护需求均可以探讨。
⑤走传统电源道路:
这是稳健的第一步;可选择性强;成本是最优惠的;开关电源都实现不了的指标, LED 电源也能实现, 解决实际困难, 少走弯路; 就算有实力的公司设计, LED 部分也需要时间验证;完全没有电磁兼容性问题。
电源的成熟需要时间,有些关于 LED 电源的宣传你赶相信吗?先恒压,再线性恒流,一定是 LED 照明驱动方式未来市场主流!。