LED混光優(yōu)化TracePro軟件模擬照明設(shè)計(jì)

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TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、LED三基色混光原理 3\o"CurrentDocument"1、三基色波長 3\o"CurrentDocument"2、混光比例 33、LED芯片封裝 3\o"CurrentDocument"4、散熱對(duì)混光的影響 4\o"CurrentDocument"二、TracePro軟件模擬 5\o"CurrentDocument"1、設(shè)置“格點(diǎn)光源” 5\o"CurrentDocument"2、設(shè)置觀察屏 53、光線追跡 64、照度分析圖 6\o"CurrentDocument"三、LED混光優(yōu)化設(shè)計(jì) 71、打開Options 7\o"CurrentDocument"2、相關(guān)參數(shù)設(shè)置 7\o"CurrentDocument"3、開始優(yōu)化 8\o"CurrentDocument"4、優(yōu)化結(jié)束 8一、LED三基色混光原理1、三基色波長三種LED芯片發(fā)出的光的主波長一般是：紅光為615?620mm,綠光為530?540mm,藍(lán)光為460?470nm。要達(dá)到最佳光效，可在這三種光的主波長范圍內(nèi)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)選擇最佳的主波長配比。如果為了提高顯色指數(shù)，可采用藍(lán)光（460nm）、綠光（525nm）、黃光（580nm）、紅光（635nm）組合，這種光的主波長配比可得到最佳的顯色指數(shù)（達(dá)95以上），光效可達(dá)35?40lm/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、LED芯片封裝如果將三種LED芯片簡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，也就是說中心區(qū)域以外的區(qū)域仍然沒有混合,并且發(fā)散角度比較大的光線在經(jīng)過傳播后遠(yuǎn)離中心,繼而造成發(fā)光效率降低。圖1RGB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)量三基色白光LED的關(guān)鍵所在。只有通過特殊的封裝設(shè)計(jì),才能解決這個(gè)問題,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.看景LEDT-笠光LED十巨投究淺物二蠡且相也LE口機(jī)臺(tái)置與出用IB芯片出公白光LEDB片定小軍最懺一曜「枇野-?包地定性■舜籽一脫-ftLm爆鴻率漢奧上申強(qiáng)a等修變光制一戴罩 班時(shí)r融應(yīng)典白把打宵北H杵棒現(xiàn)*as-■E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，波長分別為:0.6328um、0。5461、0。45um。格點(diǎn)設(shè)貪I光束設(shè)貪1幅振 波大紅光的參數(shù)設(shè)置|波長[um]格點(diǎn)設(shè)貪I光束設(shè)貪1幅振 波大紅光的參數(shù)設(shè)置|波長[um]隋I0.6328130000200003000030000匚比O|冊(cè)除綠光和藍(lán)光的參數(shù)設(shè)置2、設(shè)置觀察屏3、光線追跡觀察屏的參數(shù)設(shè)置4、照度分析圖Total-CIEColorMm口房才干A鼾光涌里Screen1Surface1[10,10,19.9) (-1LL10.19.9](101.-1LL13.9)millimeters (-10.-10.13.9〕u'v'匚口sdimatE與總洸通里:300口口W90口口口入射Raus三、LED混光優(yōu)化設(shè)計(jì)1、打開Options.Utilities|MarirDs(M)?□(W)種的川)PLBitmapSourcePLBSDFConverter?口?口TInteractiveOptimizerforTracePro(x86version)IE￡ImportTextureDpEimizeirFileExportOptimizeOptions TooI HelpSurface5-ourcePropertyGeneratorTextureDpEimizeirFileExportOptimizeOptions TooI Help2、相關(guān)參數(shù)設(shè)置OperandsOpt.Wgt.SurfaceLocationTarget?CIEuVtAverage▼1.0Screen1(-0.230...CO.1990244...RfigicnsdectarL0L4lM4-762,■0.^^0417￡2j浙融詞rupfiIQI3蟀制.工"及"出HO24s2的3.4尤日靂Cligkir:ffl.1?3E4*.O47：MKIii「」一匚二口」口口川一口.口門二二匚匚口一lit_r'口比gctmDraoanj3、開始優(yōu)化D nr '01期0現(xiàn)5怕i溺由a前充防1S10(C.51陰溺白知期"I訪例又112n(C.51B13W,0.7^M7.C.7'}K5a1930K.51EI1溺息煙陶公苒近531裳04.5191速口值加7K.百品5目班nP：.51EI13W.0.727M7j：j'：6555119B0心.5忸13W總72gfl?工.用粥習(xí)0fC.5igi3M.4j.727W7.C.70BSE1國0N.5t9n湖總茂瑞麗里？憎0(O.5191M￡0沏隨工也對(duì)655?2000(0.5l9l3fl￡。切版CTiD&EHITxiDfCi.GiaiM^6普楠勤；皖,由Opti