LED混光優(yōu)化(TracePro軟件模擬)照明設(shè)計(jì)

1、LED光源與燈具設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)報(bào)告作品名稱：LED混光優(yōu)化目錄一、LED三基色混光原理31、三基色波長(zhǎng)32、混光比例33、LED芯片封裝34、散熱對(duì)混光的影響4二、TracePro軟件模擬51、設(shè)置“格點(diǎn)光源”52、設(shè)置觀察屏53、光線追跡64、照度分析圖6三、LED混光優(yōu)化設(shè)計(jì)71、打開(kāi)Options.72、相關(guān)參數(shù)設(shè)置73、開(kāi)始優(yōu)化84、優(yōu)化結(jié)束8一、LED三基色混光原理1、三基色波長(zhǎng)三種LED芯片發(fā)出的光的主波長(zhǎng)一般是：紅光為615620mm，綠光為 530540mm，藍(lán)光為460470nm。要達(dá)到最佳光效，可在這三種光的主波長(zhǎng)范圍內(nèi)經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)選擇最佳的主波長(zhǎng)配比。如果為了提高顯色指數(shù)，可采用藍(lán)

2、光(460nm)、綠光(525nm)、黃光(580nm)、紅光(635nm)組合，這種光的主波長(zhǎng)配比可得到最佳的顯色指數(shù)(達(dá)95以上)，光效可達(dá)3540lm/W，最低色溫可做到2700K。為了兼顧出光效率和顯色指數(shù)，三種LED芯片發(fā)出的光的主波長(zhǎng)和發(fā)光強(qiáng)度需要進(jìn)行優(yōu)化組合。根據(jù)所用的模式和材料多做幾次實(shí)驗(yàn)，可得到最佳效果。2、混光比例 對(duì)于三種LED紅、綠、藍(lán)芯片的發(fā)光強(qiáng)度的比例，一般選擇為3(紅)：6(綠)：1(藍(lán))，但是要考慮到不同芯片光衰不一樣;而且當(dāng)點(diǎn)亮發(fā)熱后，三基色光的主波長(zhǎng)漂移也不同。同時(shí)考慮這幾個(gè)因素，進(jìn)行綜合的實(shí)驗(yàn)來(lái)得到最好的效果，所以上述的只作為參考的比例，而不是固定的結(jié)論。

3、3、LED芯片封裝如果將三種LED芯片簡(jiǎn)單地排列封裝在一起，那么這樣不能使三種LED的顏色光很好地混合成白光。圖1給出了RGB三色混合的示意圖，只有A區(qū)是三種顏色都有的區(qū)域，所以只有A區(qū)才是白光，其他區(qū)域都不是白光。RGB三種芯片發(fā)出的光能量主要分布在以光源光軸為中心的一定角度之內(nèi)，因此不同位置上由不同芯片發(fā)出的光要傳播一定距離后，才可能發(fā)生交疊進(jìn)而混色。然而即使在傳播一定距離后，仍然只有中心區(qū)域才出現(xiàn)白光，也就是說(shuō)中心區(qū)域以外的區(qū)域仍然沒(méi)有混合，并且發(fā)散角度比較大的光線在經(jīng)過(guò)傳播后遠(yuǎn)離中心，繼而造成發(fā)光效率降低。圖1 RGB三基色的混合因此，如何在較短傳播距離內(nèi)高效地混光，是封裝高質(zhì)量三基色

4、白光LED的關(guān)鍵所在。只有通過(guò)特殊的封裝設(shè)計(jì)，才能解決這個(gè)問(wèn)題，如圖2所示。采用這種結(jié)構(gòu)后，三種光基本集中在一個(gè)區(qū)域進(jìn)行混光，所以在制作三基色合成白光LED時(shí)，應(yīng)該在熱沉上和模粒上實(shí)現(xiàn)一些特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，從而使三種基色光能在集中的區(qū)域混合產(chǎn)生有效的白光。圖2 三基色光混合的特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4、散熱對(duì)混光的影響多芯片集中封裝在一個(gè)器件中，熱量的散發(fā)會(huì)更加困難。因此在制作RGB三基色光混合成白光時(shí)，特別要注意散熱的問(wèn)題。這三種芯片其溫度特性不一樣，溫度變化會(huì)引起色溫偏差。表1對(duì)幾種主要的白光LED制作效果進(jìn)行了比較。 表1 幾種主要的白光LED制作效果二、TracePro軟件模擬1、設(shè)置“格點(diǎn)光源”如圖設(shè)置紅、黃、藍(lán)光，波長(zhǎng)分別為：0.6328um、0.5461、0.45um.紅光的參數(shù)設(shè)置綠光和藍(lán)光的參數(shù)設(shè)置2、設(shè)置觀察