LED二次光学设计在道路照明的应用毕业论文
LED道路照明灯具的二次光学系统研究与设计的开题报告
LED道路照明灯具的二次光学系统研究与设计的开题报告一、研究背景及意义：随着城市化进程的不断加快，道路照明成为城市基础设施建设中不可缺少的环节。
LED技术的广泛应用使得道路照明灯具的能源效率、光学性能和可靠性得到了很大的提升，尤其是其发光效率高，寿命长，光色性能好等优点，使之成为了城市道路照明灯具的首选。
然而，LED灯具的光学效率并不高，光束输出方向不可控制，这就带来了LED灯具光污染、光照度不均匀等问题，导致照明效果不佳，同时也会浪费能源和资源。
因此，如何优化LED道路照明灯具的光学效率，提高光束输出方向的可控性，成为了当前研究的热点和难点。
二、研究内容和主要研究方法：本课题将从LED道路照明灯具的二次光学系统研究与设计入手，综合运用光学设计软件和实验手段，研究和解决LED灯具的光学效率和光束输出方向的问题。
具体研究内容和主要研究方法如下：1、LED灯具光学设计与建模：对LED灯具中的主要光学组件进行建模，包括LED光源、反射杯、透镜等，并运用现代光学设计软件（如Zemax、TracePro等）进行照明光学设计。
2、光学效率优化研究：针对LED灯具中存在的光学效率问题，运用优化设计方法，通过调整反射杯和透镜的结构形状和光学特性，提高光束输出效率和亮度，减少能量损失。
3、光束输出方向的可控制研究：将LED灯具设计为可调节方向、可旋转和可运动的灯具，以实现光束输出方向的即时调节和优化，避免因道路和建筑物等环境因素对照明效果的影响。
4、实验验证与性能评估：利用实验室设备对LED灯具的光学性能进行测试，以验证其设计和优化效果，并根据实验数据对灯具性能进行评估和分析。
三、预期成果和意义：1、基于LED道路照明灯具的二次光学系统研究与设计，实现LED 道路照明灯具的光束输出方向可控制，提高照明效果和经济效益。
2、为城市道路照明灯具的节能、环保和智能化发展提供科学依据和技术支持。
3、为提高我国LED道路照明灯具在世界市场的竞争力，促进国内LED照明产业的发展和壮大，具有重要的社会和经济意义。
LED路灯的二次配光
LED路灯的二次配光摘要随着LED灯的效率大大提高，LED迅速进入商业照明市场，逐渐取代传统光源，成为21世纪的主要光源。
LED强劲诱惑，主要厂商纷纷投资LED行业。
本文将使用TracePro软件设计具有二次分布的LED灯的窄光分布，并通过实验测试来说明LED照明设计应用中的仿真软件。
关键词：LED路灯、TracePro软件设计、二次配光、仿真软件AbstractWith the LED light efficiency greatly improved, LED quickly entered the commercial lighting market, and gradually replace the traditional light source, become the main light source of the 21st century. LED strong temptation, the major manufacturers have invested in LED industry. This article will use TracePro software to design a narrow light distribution of LED lights with the secondary distribution, and through experimental tests to illustrate the simulation software in LED lighting design applications.Keywords: LED street light, TracePro software design, secondary light distribution, simulation software目录摘要 (1)Abstract (1)引言 (3)1 LED 路灯配光的特点和要求 (3)1.1 LED 路灯配光形状特点 (3)1.2 道路照明标准配光要求 (4)1. 3 LED 路灯的配光曲线 (4)2 LED 二次配光透镜 (5)2.1 LED 二次配光透镜的分类 (6)2.2 LED 透镜材料的种类及其优缺点 (6)2.3 二次透镜使用环境及要求 (6)2.4 二次配光透镜的设计、加工与生产 (7)2.5 小结 (7)3 LED 路灯配光方案及分析 (8)3.1 LED 路灯的二次配光 (8)3.2 二次配光设计 (9)3.2.1 TracePro (9)3.2.2 仿真设计 (10)3.2.3 实验测试 (15)3.2.4 结果分析 (16)总结 (16)参考文献 (18)致谢 (18)引言LED（发光二极管）是21世纪竞争激烈的新型固体光源。
LED路灯光学设计及优化专业技术论文
1.ＬED路灯的现状
虽然LED技术近几年飞速发展,但LED应用于道路照明领域仍然尚未成为主流,但在各国及地区政府的资助下已开始进行颇具规模的测试与应用。此外,由于节能环保趋势及相关法令相继出台,亦加速推动了LED路灯进入市场的进程。
由于道路照明的潜在市场庞大,所以大量企业争相加入这个领域，但是真实藉由市场行为获利的企业却很少，总结其原因在于目前不论是产品、市场还是标准都处于过渡时期，因各国及地区标准差异性大且变动迅速,此亦促使企业、产业链及社会成本提升，进而压缩了企业的获利空间。
归纳过往发展历程及未来LＥD于道路照明的趋势,将可区分为三个阶段，如下:
准备阶段（２0０4－2008年）
本阶段中一些重要技术已得到发展及突破，其中200７－２０08年路灯小规模示范工程出现,客户开始学习和了解这一技术，同时相关标准及规范草案陆续出台。
发展阶段(2０08－201２年）
此一阶段为过渡时期且发展迅速的阶段,以政府及系统整合业者为主的市场推动者开始推动ＬED路灯市场化，LED照明系统将安装在公园和公共区域，同时大量不同领域的发展商于此时加入并争夺市场。于此阶段，由于来自市场需求的牵动,致使针对室外照明不同应用标准化的需求亦显紧迫。
全反射式二次光学透镜可以收集从ＬED芯片发出的全部１80ｏ的光,并重新分配到指定的区域，是个很好的解决方案。自由曲面的配光可以使ＬEＤ路灯光强的远场角度分布呈蝙蝠翼分布,使光斑成长方形，并且光斑的中间和边缘比较均匀，利用边缘光线原理,透镜还可以实现截光设计，消除眩光。以下为一种全反射式二次光学透镜的设计方法。
完全成熟阶段(20１２年以后）
企业亦会被自然淘汰[７］。
ＬED照明的特点及问题
与传统路灯系统相比,ＬED路灯具以下特点:
LED调光技术及其在道路照明中的应用
LED调光技术及其在道路照明中的应用发布时间：2023-02-15T07:07:42.492Z 来源：《科技新时代》2022年9月18期作者：钱承红[导读] 道路照明与社会经济发展和人民群众生活息息相关，科学、节能、高效的道路照明是保障经济建设稳步开展的关键。
钱承红安徽三安光电有限公司安徽省芜湖市 241008摘要：道路照明与社会经济发展和人民群众生活息息相关，科学、节能、高效的道路照明是保障经济建设稳步开展的关键。
LED调光技术的应用能有效促进道路照明发展，提升交通运输效率。
通过对LED调光技术和道路照明系统发展的分析，提出科学的LED调光技术应用规划，为社会发展作出积极贡献。
关键词：LED调光技术；道路照明；应用1LED调光技术LED(Light Emitting Diode)即发光二极管，是一种常用的半导体发光器件。
LED内部主要包含P-N结和正负电极引线。
LED可以通过调节脉冲宽度进行调光，且电路的频繁通断基本不会对半导体器件造成损害。
同时，LED可以通过调整电流大小进行调光。
基于LED的特性，在道路照明中应用LED调光技术可促进道路照明优化发展，降低能源消耗，保障道路照明适应不同的情境需求，为交通体系建设作出积极贡献。
2市政道路照明中路灯的发展现状路灯是城市照明不可或缺的一部分。
在过去，高压钠灯在路灯照明系统中很常见。
其核心由路灯、灯具、光源和镇流器组成，其中镇流器是高压钠灯的最重要组成部分。
除去路灯自身光照的耗能，高压钠灯的镇流器的耗能量也较高；在去除路灯本身的太阳能消耗之后，高压钠灯的镇流器的能耗也很高。
因此，随着市场需求的变化，传统的高压钠灯逐渐被淘汰。
根据节能、绿色、环保的考虑，要解决高压钠灯和镇流器能耗严重的问题，不断提高其综合效率；同时，必须开发高效节能、使用寿命长、显色性高、环保的新型路灯，这对城市照明节能具有重要意义。
LED路灯是照明市场上的新型节能照明灯具，深受室外照明设计师的欢迎。
LED城市道路照明灯具二次光学系统的光效分析
明的场是一矩形区域。表 1 为根据国家公路照明标
2 二次光学系统与光能的利用
准，主干道的平均照度是 15 lx，均匀性为 30% ； 次
干道的平均照度是 8 lx，均匀性为 30% ，其中均匀
LED 灯具的二次光学系统是灯具结构一个重要 性为照射路面的最低照度 / 平均照度。由此可见，有
组成部分，是实现灯具照明功能最直接的、也是最 效的照明区域为一 10 × 40 平米左右的长方形区域。
24
40
240
400
能量利用率 （这正是常规光源所遇到的配光难题）。 可见如果 LED 光源不加合适的配光系统，作为
道路照明根本不合适。 （2） 圆形均匀光斑 如果加上较简单的匀光光学系统，可以使朗伯
光源发出的光均匀分布在一个圆形的区域内［4］，如 图 2 和图 3 所示。
图 1 单纯朗伯光源路面照度分布图
( ) R = n1 － 1 2 n1 + 1
图 4 矩形均匀光斑照度示意图
当灯杆高度为 H = 10m，照在 10 × 35m2 区域内 的光为 33% 。均匀度 = 0. 65。由此可见，此类设计 方法使得照度均匀度大为好转，但光源的利用率则 大为下降。
（3） 矩形均匀光斑 当灯杆高度为 H = 10m，照在 10 × 35m2 区域内 的光为 80% ，均匀度 = 0. 7 ，照在 15 × 40m2 区域内 的光大于 90% 。 这是光源利用率和照度均匀度最优的方法，但 对光学系统的设计也是最为复杂的方案。
图 5 反射式配光系统示意图
目前大功率 LED 都采用高折射率硅胶封装，材 料折射率 n1 = 1. 54，界面 S1 引起的损耗为 4. 52% 。
反射面 S2 的损耗则完全取决于反射面的加工质
LED照明系统二次配光设计方法研究
LED照明系统二次配光设计方法研究摘要在人们生活质量不断提高的过程中，照明质量与技能的要求也不断提高。
作为第四代光源的半导体照明，以其长寿命、节能、环保以及色温可调的优点被广泛的应用于人们的生活中。
但是固体照明光源的特性和外形等与传统的光源具有一定差异性，导致其不能直接应用在传统光源照明系统中。
此特点在LED照明系统中表现得更为明显。
因而针对此种情况需要对LED光源进行配光设计，使其能够满足各种照明需求。
本文就简单研究LED照明系统二次配光的设计方法。
【关键词】LED照明系统二次配光设计方法引言在科学技术快速发展的过程中，白炽灯的发明将人们带入了一个持久光明的世界，进而开启了照明技术的新纪元。
自那以后，各种光源层出不穷。
但是各种光源物质的发明都或多或少的存在一定的缺陷。
如白炽灯发热较为严重、寿命短、容易碎等缺陷；荧光灯则容易对人的视觉造成不良影响，荧光灯中的汞的环境污染较大。
在此种情况下，LED随之诞生。
LED的出现给照明光源的发展提供了新的发展方向。
LED （Light-Emitting-Diode）从物理的角度上而言，属于一种半导体器件。
该器件能够利用PN结或者类似结构的电能转化为光能。
这种光源的利用其实就是将传统的照明光源彻底的改变，进而采用电致发光的原理。
LED的体积较小、寿命长、发光率高，使用直流电压，电压低，具有环保安全等多项特点。
因而，LED的发展前景较为广阔。
1 LED基本机构与发光原理LED的工作原理就是将电能转化为光能。
LED在工作的过程中，通常都会外加两个电极，使得LED具有单向导电性。
通过的电流可以对加载的电压大小来进行控制。
在LED的内部结构中存在P区和N区。
这两个区域相交的界面就会形成P-N结。
在外加电压的作用下就会促使电子向P-N结运动与空穴复合最终发出光。
制造LED器件的主要目的就是得到光能。
因而LED的结构与普通的半导体结构有一定的不同之处。
常见的LED结构由LED芯片、透明环氧树脂、阴极杆与阳极杆、引脚架以及反光碗等结构组成。
LED路灯二次光学设计
LED路灯二次光学设计随着科技的发展，LED（Light Emitting Diode）路灯已经逐渐取代了传统的照明设备，成为照明行业的主力产品。
然而，由于LED的点光源特点，使得LED路灯在光学设计方面仍然存在一些问题。
为了进一步提高LED路灯的照明效果，研究者们进行了大量的工作，提出了许多的二次光学设计方案。
LED路灯的二次光学设计主要包括反射器和聚光器两个方面。
反射器的作用是将LED产生的光线反射到需要照明的区域，而聚光器的作用则是将光线集中到一个小的区域内。
这两个部分的光学设计都对LED路灯的照明效果有着重要的影响。
在反射器的设计中，通常使用的方法是将LED发出的光线通过折射、反射等方式来改变其传播方向和角度。
例如，可以使用三棱镜形状的反射器来实现光线的聚焦和分散，以达到光斑均匀分布的目的。
此外，还可以利用反射率较高的材料来增加光线的反射效果，从而提高光线的利用率。
在聚光器的设计中，主要考虑的是如何将LED产生的光线集中到一个小的区域内。
常用的方法是使用凸透镜或反射镜来实现光线的聚焦。
凸透镜可以通过改变其曲面形状来改变光线路径，从而实现光线的聚焦。
反射镜则是利用镜面的反射原理来实现光线的聚焦。
同时，还可以使用自适应光学技术，通过改变聚光器的形状或位置来调整光线的聚焦效果，以适应不同的照明需求。
除了反射器和聚光器的设计，LED路灯的二次光学设计还需考虑光线的色温和色彩还原指数等因素。
色温是指光源的色调，常用的单位是开尔文(Kelvin)。
一般来说，较高的色温会让人感到冷色调，较低的色温则会让人感到暖色调。
色温的选择要结合照明环境和使用需求来决定。
色彩还原指数是指光源对物体颜色的还原能力。
通常取值范围为 0-100，值越大表示还原能力越好。
在LED路灯的二次光学设计中，还需要考虑能源利用效率和使用寿命等因素。
LED的能源利用效率较高，可以达到较高的光电转换效率，从而实现节能的目的。
此外，LED的使用寿命较长，可以达到几万小时以上，减少了灯具更换的频率和维修的成本。
LED光源在道路照明中的发展和应用
LED光源在道路照明中的发展和应用摘要近年来，很多厂家相继推出了大功率LED照明灯具，并作为节能产品越来越多的应用于道路照明中。
本文就LED路灯在发展应用中的几个问题做粗略探讨。
分析了LED 光源在城市道路照明中的发展历程，以及实际应用中“光学设计、散热等主要技术、国家标准的制定、产品的标准化和通用性以及应用功效”等问题。
关键词道路照明LED光源目前，通过各种渠道，大家对LED光源的优良特性都有了普遍的、概念性的认识，如节能、环保（无汞）、使用寿命长、抗震性好、体积小近似点光源、驱动简单、光束集中、响应速度快等诸多优点，LED点光源在景观照明中已有了广泛应用，这是大家有目共睹，毋庸置疑的事实；在道路照明领域，LED路灯应用发展迅速，正在逐步取代一直在道路照明中起着主导地位的高压钠灯与金属卤化物灯。
由于LED发光机理上是冷光源，且辐射中光谱全在可见光范围内，因而实际效率有望更接近理论值。
与传统光源相比，LED光源体积小，是一个具有一定光分布的微型灯具。
白光LED显色性好，色温高，用于道路照明有利于提高人们对物体的辨别能力。
LED与传统光源在发光形态上最大的区别在于LED发出的光线是定向的，从LED发出的大部分光线就能直接射向被照面，利用的比例远要高于传统的光源。
我们相信，在逐步解决了散热、光衰等一系列关键技术难题，并实现造价大幅度降低后，LED光源在道路照明领域同样有着良好的发展前景。
2009年中国科技部组织实施了“十城万盏”计划，得到了21个城市的积极响应，创造出庞大的LED路灯市场，应用试点示范正在如火如荼的展开。
一、为LED道路照明灯具提供平台为了落实国务院节能减排的决定及建设部绿色照明规划纲要，确保武汉市道路照明标准化、系列化、通用化的要求，针对LED道路照明产品质量与现状，对其进行性能测试与评估，为道路照明建设提供合格的LED路灯制造供应商，以保证武汉市道路照明设施高水平建设、高效能运行。
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LED二次光学设计在道路照明的应用毕业论文目录引言 (1)第一章 LED在道路照明的应用1.1 城市道路照明标准 (1)1.2 目前我国LED在道路照明的应用情况 (3)第二章 LED的基本原理2.1 发光原理 (4)2.2 LED结构 (4)2.3 大功率LED的结构 (5)第三章大功率LED的散热问题3.1 大功率LED散热问题的产生 (9)3.2 大功率LED散热问题的解决方法 (9)3.3 大功率LED散热问题目前的情况 (14)第四章 LED二次光学设计4.1 二次光学设计叙述 (15)4.2 多向基板的设计 (17)4.3 配套反光镜、透镜设计论述 (25)结论 (28)致谢语 (29)参考文献 (29)引言：随着半导体技术的发展，LED的光效越来越高。
LED以其环保、寿命长、节能、光线方向集中等诸多无可比拟的优势，逐渐走入照明领域。
随着大功率白光LED兴起，掀起照明领域的一场新的革命。
LED在照明领域的发展速度呈指数上升趋势，前景一片光明，必将取代传统灯具。
然而大功率LED的兴起才经历了短短几年时间，目前市场上的LED灯具的封装特别是二次光学设计还是继续沿用了传统的灯具直接加上LED芯片，没有充分发挥LED自身的优【1。
势】在《中国半导体照明》杂志第12期中，“LED路灯”继“十城万盏”之后，排行2009年LED年度最热词第二。
随着LED路灯产品性能的不断完善，未来在主干道路，隧道方面【2。
然而LED作为一种新型光源，在路灯应用的许多方面还需要不断完善。
应用极有竞争力】第一章 LED在道路照明中的应用1.1 城市道路照明标准本节引用中华人民国行业标准CJJ 45-2006号文件，《城市道路照明设计标准》，解释道路照明中的关键术语，以及相关数据标准。
【31.1.1 关键术语】1、灯具效率：在相同的使用条件下，灯具发出的总光通量与灯具所有光源发出的总光通量之比。
2、灯具的安装高度：灯具的光中心至路面的垂直距离。
3、灯具的安装间距：沿道路的中心线测得的相邻两个灯具之间的距离。
4、灯臂长度：从灯杆的垂直中心线值灯臂插入灯具那一点之间的水平距离。
5、路面平均亮度：按照国际照明委员会(简称CIE)有关规定在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点亮度的平均值。
6、路面亮度总均匀度：路面上最小亮度与平均亮度的比值。
7、路面亮度纵向均匀度：同一条车道中心线上最小亮度与最大亮度的比值。
8、路面平均照度：按照CIE有关规定在路面上预先设定的点上测得的或计算得到的各点照度的平均值。
9、路面照度均匀度：路面上最小照度与平均照度的比值。
10、眩光：由于视野中的亮度分布或者亮度围的不适宜，或存在极端的对比，以致引起不舒适感觉或降低观察目标或细部的能力的视觉现象。
11、环境比：车行道外边5m宽区域的平均水平照度与相邻的5m宽车行道上平均水平照度之比。
12、截光型灯具：灯具的最大光强方向与灯具向下垂直轴夹角在0°～65°之间，90°角和80°角方向上的光强最大允许值分别为10cd/1000lm和30cd/1000lm的灯具。
且不管光源光通量的大小，其在90°角方向上的光强最大值不得超过1000cd。
1.1.2 机动车交通道路照明标准值机动车交通道路照明应以路面平均亮度（或路面平均照度）、路面亮度均匀度和纵向均匀度（或路面照度均匀度）、眩光、环境比等为评价指标。
【3表1.1.1 机动车交通道路照明标准值】1.2 目前我国LED在道路照明的应用情况2009年初科技部经过多次会议研究，开始全国21个城市开展半导体照明应用工程（简称“十城万盏”）试点工作。
“十城万盏”的开展为有效引导我国半导体照明应用的健康快速发展，扩大半导体照明市场规模，拉动消费需求，促进产业核心技术研发与创新能力的提高，迅速提升我国半导体照明产业的整体竞争力奠定良好的基础。
伴随政策东风，2009年国半导体照明产业取得了长足的发展. LED照明应用产品在国应用最广泛的莫过于LED路灯，LED路灯的长寿命使得路灯的更换次数将大大减少，有力吸引城市路灯管理部门。
但是节能、散热、光衰、成本、技术等一系列问题拷问着路灯企业神经，拷问着半导体照明产业的上下游企业。
随着LED路灯产品性能的不断完善，未来在主干道路，隧道方面应用极有竞争力。
LED路灯应用“南热北冷”，珠三角区域的应用数量明显高于长江以北的区域。
LED路灯俨然成为2009LED照明产品的先锋，为国人所了解。
我国存在着全球最大的户外LED照明市场，发展前景毋庸置疑。
伴随着机遇的同时，面临的挑战也不容忽视。
外延材料和芯片制造众多核心技术有待完善；重大装备国产化步伐还应加快；LED照明标准制定迫在眉睫。
大功率LED的散热以及【2。
高效率等考验着企业，业界更应该冷静地思考那些被繁荣表面所掩盖的根本性问题】第二章 LED的基本原理2.1 发光原理LED是发光二极管(Light Emitting Diode)的简称。
是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
其工作原理是利用发光二体的材料，由外部施加Vcc电压，使电子与空穴结合达到热平衡时，过剩的能量会以光的形式直接释出，得到所需光谱。
发光二极管的电流一旦由P侧流入N侧时,P侧电极注入空穴,N侧电极即注入电子,空穴在P层移动(扩散),电子在N层移动(扩散),达到P-N接合。
若空穴与电子的能量达到某定值以上,则空穴即跨越P-N接合进入N层,而与大量电子再结合、发光。
【4。
电子也一样,会跨越P-N接合进入P层,而与大量空穴再结合、发光】根据不同的结构和材料，LED发出的颜色也是不同的。
LED发光颜色由半导体材料决定。
根据不同光谱波长，发出不同颜色混合可形成照明所需的白光。
或者用蓝光通过荧光粉形【5。
成照明用的白光】也正是由于LED发光的波长是单一的，由材料决定，因此人为地将波长控制在可见光围，将大大减少紫外及红外光带来的环境污染，能源浪费等。
【42.2 LED结构】LED芯片只是一块很小的固体，它的两个电极要在显微镜下才能看见。
在制作工艺上除了要对芯片进行焊接外，还要对芯片和两个电极进行保护。
如图2.2.1所示，环氧树脂不仅可以对芯片以及黄金导线进行保护，还能起到透镜作用，它可以优化光线，控制光线的发射角。
芯片的图2.2.1折射率与空气的相差很大，致使芯片部的全反射临界角很小，因此芯片发光层产生的光只有小部分被取出，大部分在芯片部经过多次反射而被吸收，选用相应折射率的环氧树脂过渡，可以提高芯片的出光效率。
芯片的反射帽也可改变LED光线的出光方向分布。
光线经过环氧树脂会有部分光线被反射回来，经过反射帽的再反射，再经过环氧树脂层射出，则可提高光线利用率，同时也起到优化光线发射角度的作用。
【62.3 大功率LED的结构】LED封装技术由最早用玻璃管封装发展至支架式环氧封装和表面贴装式封装,使得小功率LED 获得广泛的应用。
从二十世纪90 年代开始,由于LED 外延、芯片技术上的突破,四元系Al2GaInP 和GaN 基的LED 相继问世,实现了LED 全色化,发光亮度大大提高,并可组合各种颜色和白光。
器件输入功率上有很大提高。
目前单芯片1W大功率LED已产业化并推向市场,这使得超高亮度LED的应用面不断扩大,由特种照明的市场领域,逐步向普通照明市场迈进。
由于LED 芯片输入功率的不断提高,对其封装技术提出了更高的要求。
大功率LED封装主要涉及光、热、电、结构与工艺等方面，如图2.3.2所示。
这些因素彼此既相互独立，又相互影响。
其中，光是LED封装的目的，热是关键，电、结构与工艺是手段，而性能是封装水平的具体体现。
从工艺兼容性及降低生产成本而言，LED封装设计应与芯片设计同时进图2.3.2装的需要对芯片结构进行调整，从而延长了产品研发周期和工艺成本，有时甚至不可能。
大功率LED封装的关键技术包括：一、低热阻封装工艺LED封装热阻主要包括材料（散热基板和热沉结构）部热阻和界面热阻。
散热基板的作用就是吸收芯片产生的热量，并传导到热沉上，实现与外界的热交换。
常用的散热基板包括硅、金属（如铝，铜）、陶瓷（如Al2O3， AlN，SiC）和复合材料等。
Lamina Ceramics 公司则研制了低温共烧陶瓷金属基板，如图2.3.3（a）。
德国Curmilk公司研制的高导热性覆铜陶瓷板，由陶瓷基板（AlN或Al2O3）和导电层（Cu）在高温高压下烧结而成，没有使用黏结剂，因此导热性能好、强度高、绝缘性强，如图2.3.3（b）所示。
封装界面对热阻影响也很大，如果不能正确处理界，就难以获得良好的散热效果。
例如，室温下接触良好的界面在高温下可能存在界面间隙，基板的翘曲也可能会影响键合和局部的散热。
改善LED封装的关键在于减少界面和界面接触热阻，增强散热。
因此，芯片和散热基板间的热界面材料（TIM）选择十分重要。
LED封装常用的TIM为导电胶和导热胶，由于热导率较低，一般为0.5-2.5W/mK，致使界面热阻很高。
而采用低温或共晶焊料、焊膏或者掺纳米颗粒的导电胶作为热界面材料，可大大降低界面热阻。
图2.3.3（a）低温共烧陶瓷金属基板图2.3.3（b）覆铜陶瓷基板截面示意图二、高取光率封装结构与工艺在LED使用过程中，辐射复合产生的光子在向外发射时产生的损失，主要包括三个方面：芯片部结构缺陷以及材料的吸收；光子在出射界面由于折射率差引起的反射损失；以及由于入射角大于全反射临界角而引起的全反射损失。
因此，很多光线无法从芯片中出射到外部。
该部分设计理念同小功率LED类同。
荧光粉的作用在于光色复合，形成白光。
荧光粉涂层是由环氧或硅胶与荧光粉调配而成，散热性能较差，当受到紫光或紫外光的辐射时，易发生温度猝灭和老化，使发光效率降低。
此外，高温下灌封胶和荧光粉的热稳定性也存在问题。
由于常用荧光粉尺寸在1um 以上，折射率大于或等于1.85，而硅胶折射率一般在1.5左右。
由于两者间折射率的不匹配，以及荧光粉颗粒尺寸远大于光散射极限（30nm），因而在荧光粉颗粒表面存在光散射，降低了出光效率。
Lumileds公司开发的保形涂层（Conformal coating）技术可实现荧光粉的均匀涂覆，保障了光色的均匀性，如图2.3.4（b）。
美国Rensselaer 理工学院提出了一种光子散射萃取工艺（SPE)，通过在芯片表面布置一个聚焦透镜，并将含荧光粉的玻璃片置于距芯片一定位置，不仅提高了器件可靠性，而且大大提高了光效（60％），如图2.3.4(c)所示。
图2.3.4三、电学设计LED 封装的电学设计是指通过电路来实现对LED 的控制,包括电源驱动,色彩和亮度等性能的变化,以及使用过程中的电流、温度、光学特性的自动反馈,甚至根据时序的变化,实现周期性控制。