側(cè)發(fā)光LED面板燈設(shè)計(精)

1、側(cè)發(fā)光LED面板燈項目設(shè)計(SideemittingLEDpanellightprojectdesign深圳市xx科技有限公司張寶林2012.07.10前敘:LED面板燈(也叫平板燈,下文中會同時出現(xiàn)這兩種叫法是隨著LED的發(fā)展，在原來的LED背光的基礎(chǔ)上衍生而來的，其基礎(chǔ)原理是把LED電光源或者線光源轉(zhuǎn)換成面光源，因此也稱LED面板燈，因其通體明亮，光線均勻柔和,無眩光，結(jié)構(gòu)精致,從而產(chǎn)品一推出，變得到市場的認可。是一款宜美高檔的室內(nèi)照明燈具，其外邊框由鋁合金經(jīng)陽極氧化而成，光源為LED，整個燈具設(shè)計美觀簡潔、大氣豪華，既有良好的照明效果，又能給人帶來美的感受。LED面板燈設(shè)計獨特,光經(jīng)過高

2、透光率的導(dǎo)光板后形成一種均勻的平面發(fā)光效果，照度均勻性好、光線柔和、舒適而不失明亮，可有效緩解眼疲勞。LED面板燈還能防輻射,不會刺激孕婦、老人、兒童的皮膚。其優(yōu)勢在于設(shè)計靈活LED是一種點狀發(fā)光體，設(shè)計人員通過點、線、面的靈活組合，可按客戶要求設(shè)計各種不同形狀、不同顆粒的LED光源，其設(shè)計非常靈活。照度高LED面板燈采用了發(fā)光均勻的反光面板及密封式設(shè)計,配合高效導(dǎo)光板，及鋁合金材料制成的外框，發(fā)光效果均勻，照度更高。燈發(fā)熱少LED面板燈外型輕薄,散熱功能完備,功率低，發(fā)熱少。壽命長LED理論壽命長達10萬小時。如按每天8小時計算,其理論壽命在27年以上。CPL燈杯的理論壽命甚至超過10萬小時

3、以上。變化方式多樣LED面板燈可以根據(jù)不同的需要和環(huán)境變化調(diào)節(jié)光色,不僅沒有輻射和炫光的產(chǎn)生，而且可以保護視力，光色更為溫和?？拐窳娫贚ED面板燈中,LED光源是一種高硬度樹月旨發(fā)光體而非鎢絲玻璃等,不容易損壞，因此其抗振力相對較高，環(huán)境溫度適應(yīng)力強?？刂颇芰奓ED面板燈可通過外接控制器進行各種動態(tài)程序的控制,能夠進行色溫的調(diào)控以及明暗程度的調(diào)節(jié)。LED面板燈耗電低同時,LED面板燈照明技術(shù)還是一項綠色照明技術(shù)，產(chǎn)品不含汞、廢棄物少、制造過程幾乎不存在污染;半導(dǎo)體照明具有可循環(huán)、可回收的特點,對經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要作用。面板燈在實際使用效果llfl面板燈實物其組成部分平板燈的結(jié)構(gòu)主

4、要包括:鋁框架、光擴散板、導(dǎo)光板、反光紙、LED光源、光源基板、電源驅(qū)動等，其中光擴散板、導(dǎo)光板是平板燈的核心：導(dǎo)光板:將側(cè)面LED光通過網(wǎng)點折射、反射改變光線角度射出,從而將線光源轉(zhuǎn)換成面光源。就就絲印LED導(dǎo)光板來說,導(dǎo)光板基材、網(wǎng)點設(shè)計和印刷油墨三者直接決定著導(dǎo)光板的質(zhì)量：1網(wǎng)點設(shè)計有一定的光學(xué)原理，如果網(wǎng)點設(shè)計不好,就會出現(xiàn)整體亮度不一致，局部暗區(qū)明顯，有云彩圖的感覺。2板材的選用板材的光學(xué)特性-透光率是個很重要的指標(biāo)。但是如果一味追求品牌板，也有欠妥當(dāng)，比如市場上流行的三菱板奇美板等，其大部分好的板材都已經(jīng)被廠家訂購好啦，很多市場上流出來的多為這些品牌板的邊角料，其實透光率未必一定比

5、國產(chǎn)光學(xué)級板材好。所以板材的選用只測試透光率高光效就Ok.3油墨的光學(xué)特性直接影響著光的吸收、折射和反射性能。光擴散板:起著將導(dǎo)光板射出的光更進一層的均勻散出，形成光線均勻的面光源,同時起著遮擋網(wǎng)點的作用。擴散板裝上以后不能看見網(wǎng)點，同時透光率要在90%以上，這就要權(quán)衡擴散板透光率和霧度這兩個矛盾的統(tǒng)一體。市場上常見的擴散板材料有PMMA和PC兩種料,當(dāng)然還有檔次更加低端的PS擴散板。不同材質(zhì)的擴散板，有著不同的光學(xué)和物理、化學(xué)特性。單就透光率這個角度而言,亞克力擴散板遠較PC擴散板有優(yōu)勢，因而其作為LED平板燈的面板，是盡可能降低光損的理想材料選擇。（對應(yīng)其詳細的材質(zhì)之類可見本人另外撰寫的面

6、板燈擴散板材質(zhì)介紹燈具整體圖整體和電源驅(qū)動擴散板導(dǎo)光板（其中就可看到網(wǎng)點外框（兼做散熱LED面板燈設(shè)計:接下來介紹一下在LED面板燈實際開發(fā)過程中的各環(huán)節(jié)中的責(zé)任人和注意的細節(jié)項目分為:立項、外觀設(shè)計、散熱設(shè)計、安裝設(shè)計、電氣設(shè)計、光學(xué)設(shè)計、產(chǎn)品驗證、包裝設(shè)計、成本控制其各個步驟的設(shè)計都會分散到各個工程師手上（呵呵,小公司就一兩個工程師搞定了如:立項:項目經(jīng)理或項目工程師；外觀設(shè)計、散熱設(shè)計、安裝設(shè)計和包裝設(shè)計:結(jié)構(gòu)工程師；電氣設(shè)計：電氣電子工程師（實際上電氣環(huán)節(jié)不多主要在電子設(shè)計光學(xué)設(shè)計:光學(xué)工程師（結(jié)構(gòu)工程師兼任產(chǎn)品驗證:測試工程師（一般由公司第三方測試部門出的結(jié)果公正成本控制:采購工程師

7、（小公司由項目經(jīng)理在立項前已經(jīng)預(yù)算出大概成本后交由采購操作1立項-項目經(jīng)理立項需求:來源公司發(fā)展和市場需求燈具適用場合適用于家庭室內(nèi)照明、商場超市、商業(yè)寫字樓、辦公場所、學(xué)校、醫(yī)院、樓宇公共場所、家具、酒店、櫥窗、商店櫥柜、娛樂場所;適用于車站出入口通道、公共區(qū)、設(shè)備區(qū)、管理用房。（呵呵這都是些客套話燈具功能要求和參數(shù):光線均勻柔和、無眩光顯指在80以上,整燈光效在70Lm/W以上（適光源而定功率要求在4555W，光通量在3500Lm以上可實現(xiàn)智能化控制尺寸:1200 x300mm、300 x300mm、300 x600mm、600 x600mm、600 x1200mm（根據(jù)天花板單元塊大小材

8、質(zhì):鋁合金+（光學(xué)級亞克力防護等級:IP40輸入電壓:AC85-265V/50-60Hz可行性根據(jù)公司現(xiàn)有和市場需求對項目進行評估包括產(chǎn)品性能、公司資源分配、市場競爭力等外框材料外框是led散熱的主要通道,外觀簡單大方，可以采用AL6063,采用模具沖壓開模費用低,加工費用也低;壓鑄的鋁框架IP等級可以高一點,表面質(zhì)感好,整體美觀,但是前期投入模具費用較高,波浪型結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)過度平滑美觀卡槽位可實現(xiàn)法蘭邊外加安裝;且可實現(xiàn)多樣化模組拼接;（參考方式見下圖散熱體后蓋為壓條鎖壓，壓條上有沉孔，整體美觀，可提高燈具防護燈具（IP等級背面板壓條邊框進行倒角，防止劃傷倒角可以更圓滑點利用擠型材AL6063

9、,高效導(dǎo)熱系數(shù)201-218W/m.K,配合導(dǎo)熱硅膠將鋁基板緊密的貼合散熱體,單邊12W燈條,4面發(fā)光，單顆LED散熱面積達98.33cm/w4包裝設(shè)計-結(jié)構(gòu)工程師包裝方案：可采方案,如下:采用雙坑瓦楞盒方式，其中為保護燈具，燈具四周安放有包邊珍珠棉上下也墊有保護珍珠棉,確保燈具固定牢固不會前后、左右及上下竄動，以確保成品能通過跌落測試5）安裝設(shè)計-結(jié)構(gòu)工程師面板燈安裝可分為：嵌入式、吸頂式、吊掛式、掛裝式（如下圖）吸頂式效果圖現(xiàn)在主要講解下吸頂式：懸掛式效果圖現(xiàn)在主要講解下吸頂式：PDF文件使用pdfFactoryPro試用版本創(chuàng)建 HYPERLINK 6）光學(xué)設(shè)計獨特設(shè)計的斜角，配合高反射

10、效率的古河電工MCPET，反射效率高達98%，再裝上霧度低高透光的擴散板，整燈出光效率高達70%左右（光學(xué)簡易效果圖如下）光學(xué)設(shè)計時候需要注意:1.光源選擇，依市場要求，采用大功率OSRAMXP353580角LED即可滿足。（這只是這個案例，一般的會選擇3528（發(fā)光效率高）3014（可以做得更?。?630（傳說這是“萬能光源”）2.反光膜的選擇，古河電工MCPET，可實現(xiàn)模型沖壓，與PCBA貼合可減少LED余光的損失。3.內(nèi)部除燈帽處，都需貼上反射膜，將余光大量的反射回去以達到更高的利用，且使出光面更加均勻PDF文件使用pdfFactoryPro試用版本創(chuàng)建 HYPERLINK 7電氣電子設(shè)

11、計針對于面板燈的電氣電子設(shè)計分為：產(chǎn)品電子設(shè)計和安裝使用電氣設(shè)計產(chǎn)品電子設(shè)計包括光源PCB的設(shè)計和驅(qū)動電源的設(shè)計光源PCB一保證其散熱和耐高壓，驅(qū)動電源的設(shè)計就保證如下1短路保護要求供應(yīng)商添加短路保護，以防電源短路對LED燈具造成損壞2空載保護要求供應(yīng)商添加空載保護，確保電源的使用壽命3高效電源效率必須達到85%，使LED燈具更節(jié)能，光效更高4.PF大于等于0.9電源PF值需達到0.9以上，讓電網(wǎng)負荷減小，防止電路負荷過大起火5.電源品質(zhì)質(zhì)保3年在外購的情況下與供應(yīng)商簽署協(xié)議質(zhì)保3年，以保證燈具的壽命，自己設(shè)計電源的話那就在方案的選定設(shè)計論證、原材料選用（MOS管、輸出電容和變壓器等功率元器件

12、）、破壞性試驗和高低沖溫測試等上著重考量（由于電源技術(shù)和壽命話題很大，在此不過多篇幅說明）由于后期做產(chǎn)品認證（CE、UL、3C、FCC等）所有在產(chǎn)品設(shè)計時就需要考量。其這些認證的測試部分不外乎EMC（電磁干擾和LVD（耐壓測試）（可以看我另外撰寫收集的CE認證測試項目對于面板燈這種燈具與電源分離的產(chǎn)品很好做，只要在燈具設(shè)計上保證足夠的耐壓（把燈具設(shè)計成超低壓輸入（小于等于36V/DC）認證對燈具就不嚴格）再選購和設(shè)計開發(fā)一款可以單獨過UL和CE的電源，所以整套產(chǎn)品過認證就沒問題安裝使用電氣設(shè)計這種屬于強電即電氣設(shè)計，在使用或者在撰寫使用說明書時要考量1）輸入電流燈具功率大小和輸入電壓多少這直接

13、影響到輸入電流的大小，因為用戶在使用時，特別是商業(yè)照明改造過程中數(shù)量是很大的所以照明電氣總線也是要著重考量的2）電源應(yīng)該與易燃易爆的物體相隔0.2m對于安裝電氣這塊就描述到這PDF文件使用pdfFactoryPro試用版本創(chuàng)建 HYPERLINK 8）產(chǎn)品驗證對于任何一款產(chǎn)品從研發(fā)到最后還是以產(chǎn)品驗證的數(shù)據(jù)來說明一切初步確定，需作以下可靠性測試：1.包裝整體跌落測試（3米以上）；2.防護等級（室內(nèi)產(chǎn)品IP44測試；）3.電路板恒溫恒濕及低溫測試；4.電源開關(guān)沖擊（也即壽命,1000次循環(huán)以上）；5.高低溫測試（這個主要是用來測試電源）；6.表面最高溫度以及壽命估算（測試LED和電路板某些關(guān)鍵位置（LED通過表面溫度估算結(jié)溫，電源測試其功率元器件）的溫度，按MTBF來估算其燈具壽命，這里主要考量電源和光源以便保證其壽命）；7.燈具老化（這個是成品要做的，也即投產(chǎn)后需要做的）；8.照度及光色電數(shù)據(jù)（使用積分球和照度計，但由于面板燈不不宜在積分球內(nèi)測試光通量，所以積分球的數(shù)據(jù)只能參考看其光色等）9.配光曲線和表面均勻度（用于專業(yè)用戶的室內(nèi)照明設(shè)計，小公司由于沒暗房可以在產(chǎn)品設(shè)計時用TP仿真一個或是到外面花錢測試一個）9）成本控制這里由于職業(yè)道德和操守，不能把公司的數(shù)據(jù)外泄只提供一個在論壇中找到的可供讀者參考燈