大功率集成模塊化LED路燈講義

大功率集成模塊化LED路燈內(nèi)容提要LED路燈發(fā)展概述大功率集成LED模組大功率集成封裝LED高效散熱系統(tǒng)二次光學(xué)的應(yīng)用和反光罩的設(shè)計二.LED路燈發(fā)展概述LED路燈是半導(dǎo)體照明發(fā)展到一定階段的必然產(chǎn)物，它應(yīng)全球節(jié)能、環(huán)保、低碳的概念以及政府的號召而誕生。LED照明技術(shù)是我國與世界同步的技術(shù)領(lǐng)域之一，目前國內(nèi)的LED照明技術(shù)都應(yīng)用比較成熟，在小功率照明、背光、LED廣告牌、汽車照明等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。但是在國內(nèi)甚至國外的大功率LED道路照明還是剛剛起步，目前大功率LED路燈均采用分立矩陣結(jié)構(gòu)的技術(shù)，還存在比較多的缺陷，如散熱、光衰、炫光、光照均勻度（配光）等存在不足。欲解決上述問題又遇到成本高，結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜等問題。未來幾年集成大功率LED模組燈具將是大功率LED路燈未來發(fā)展的方向，直接提高LED使用性能和壽命是近年來的研究熱點，但是都沒有大的突破，我司此次立項的研究課題是以解決數(shù)年尚未能解決的幾大難題。三.大功率集成LED模組集成LED模組封裝結(jié)構(gòu)圖三.大功率集成LED模組關(guān)鍵技術(shù)大功率LED照明目前工藝都是用1-3W的發(fā)光晶體組合，通過串并聯(lián)的方式聯(lián)接。如外部連接成矩陣百瓦以上的功率有二百多個接點且各分立元件的壓降均流等電參數(shù)差異較大，造成電路的不平衡，引發(fā)故障的機率高集成封裝的LED模組采用的發(fā)光晶體是在相鄰的芯片材料上切割，電參數(shù)一致性好。把百個發(fā)光晶體集中排布在400mm2的面積上，用全自動焊接設(shè)備將晶片和金線或銀線按設(shè)計要求完成內(nèi)部串并聯(lián)的電氣聯(lián)接（如上圖所示）；三.大功率集成LED模組關(guān)鍵技術(shù)實際封裝時，選用面積大，光效高的芯片，倒裝工藝由導(dǎo)電型錫漿粘貼并嚴(yán)格控制錫漿的厚度，取得最佳的熱傳導(dǎo)性，使晶體的熱量傳到銅質(zhì)鍍銀的基板上作熱冗。為取得較高的發(fā)光效率，在倒裝晶體的表面涂一層折射率介于空氣和LED芯片之間的形成反射層的硅類透明樹脂，使發(fā)光線能有效照射出來。色溫的控制通過高質(zhì)量的熒光粉及配方和涂敷工藝實現(xiàn)正白光、暖白光、琥珀光等的色溫差別。這是集成封裝LED芯片著重解決光效、散熱、色溫等要求。四.大功率集成封裝LED高效散熱系統(tǒng)散熱系統(tǒng)大功率LED模組智能恒流驅(qū)動器二次配光燈杯對流腔頂蓋燈桿安裝孔及固定四.高效散熱系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)目前國內(nèi)LED照明燈具生產(chǎn)企業(yè)解決大功率LED照明的散熱方式一般有：自然對流散熱使用銅板把熱源均溫掉；再加裝散熱片（鋁型材）來散熱，這樣的散熱面積很有限，重量也重（100W約10-15公斤）。而且這種散熱方式一般只適合矩陣式LED燈具，因為矩陣的LED光源分布廣，發(fā)熱比較分散。加裝風(fēng)扇強制散熱加裝風(fēng)扇強制散熱方式系統(tǒng)復(fù)雜、可靠性低，一般使用在室內(nèi)大功率照明，一般戶外照明都不采用該散熱方式。熱管和回路熱管散熱等熱管和回路熱管散熱方式成本高，不利于全面的推廣。四.高效散熱系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)根據(jù)熱交換的原理采用一種叫水基無機化合物的介質(zhì)，導(dǎo)入熱管形成管狀導(dǎo)熱器，我們叫無壓真空超導(dǎo)換熱器。熱載體的設(shè)計，熱載體的要求是重量要輕，散熱面積要大，成本又不能太高，符合這種材質(zhì)暫時只有鋁材料，做成0.3-0.5厚的鋁片有序的緊穿到導(dǎo)換熱器上，片數(shù)的多少決定與空氣的接觸面積，面積越大散熱就越快，100W的散熱面積可達1.84平方米，如果外殼設(shè)計成緊貼換熱器的話，其散熱面積可達2平方米，這表明散熱面達到2平方米與空氣進行熱交換，這是其他散熱器沒辦法比擬的。四.高效散熱系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)散熱機理集成LED模組的點熱源通過無壓真空超導(dǎo)換熱器將熱量迅速（40cm/s）傳導(dǎo)到熱載體（翅片）上，然后大面積的翅片將熱量散發(fā)到空氣中，這樣有效防止導(dǎo)熱速度和散熱不夠產(chǎn)生的熱積聚使芯片溫度急劇上升而損壞光源。根據(jù)熱空氣循環(huán)原理在“對流腔頂蓋”中形成冷空氣從側(cè)面氣孔進入，熱空氣從頂端氣孔排除的自動循環(huán)效果，從而有效帶走翅片上的熱量。四.高效散熱系統(tǒng)關(guān)關(guān)鍵技術(shù)實驗樣品圖五.二次光學(xué)的應(yīng)用用和反光罩的設(shè)設(shè)計實驗樣品圖反光罩五.二次光學(xué)的應(yīng)用用和反光罩的設(shè)設(shè)計LED照明發(fā)光晶體發(fā)發(fā)出的光線，如如何照射到應(yīng)照照的部位控制截截光性能，影響響到光線的利用用率和光污染兩兩個方面的作用用目前大功率矩陣陣LED路燈通常采用單單體獨立二次配配光或透鏡配光光，無論何種配配光方式都不能能完全解決矩陣陣路燈光照均勻勻度差、存在光光斑和光利用率率低的問題。為解決上述問題題，有些生產(chǎn)企企業(yè)已經(jīng)引入三三次和四次配光光技術(shù)，該技術(shù)術(shù)不但工藝復(fù)雜雜，成本高，而而且還有可能影影響光亮度。矩陣LED路燈極難控制好好截光性，基本本不能將光線控控制在一個單位位面積內(nèi)。五.二次光學(xué)的應(yīng)用用和反光罩的設(shè)設(shè)計實際試驗和使用用中，僅光罩的的使用和好的設(shè)設(shè)計可以有效提提高光效20%以上。大功率LED集成集成封裝的的照明芯片，發(fā)發(fā)光角度達160°，燈具在設(shè)定燈燈桿的高度下，，適當(dāng)?shù)姆垂庹终纸嵌群托螤钚涡纬捎行Ы毓庑孕?，能把光線控控制在應(yīng)照射的的范圍，如馬路路縱向120°橫向30°形狀采用直邊矩矩形漸開線，發(fā)發(fā)射面采用電鍍鍍鏡面。試驗中可以測試試到直射以外的的光線任反光罩罩折射投向遠(yuǎn)燈燈具位置，提高高照度光效和均均勻度。靠發(fā)光光晶體的燈罩面面上設(shè)置分光板板把最強的折射射光投向馬路縱縱向位置，避免免發(fā)光罩上出現(xiàn)現(xiàn)多個反光晶體體的亮面。又能能增強遠(yuǎn)燈位的的照度。集成封裝大功率率LED照明發(fā)光罩的合合適應(yīng)用是提高高光效改善照度度均勻度的重要要方式，請參考考上面示意圖。。五.二次光學(xué)的應(yīng)用用和反光罩的設(shè)設(shè)計透鏡光斑和配光光曲線五.二次光學(xué)的應(yīng)用用和反光罩的設(shè)設(shè)計集成封裝LED反光罩光斑和配配光曲線五.二次光學(xué)的應(yīng)用用和反光罩的設(shè)設(shè)計透鏡配光和模塊塊化LED反光罩配光道路路照明對比道路兩側(cè)對稱排排列路燈透鏡反光罩五.二次光學(xué)的應(yīng)用用和反光罩的設(shè)設(shè)計透鏡配光和模塊塊化LED反光罩配光道路路照明對比道路單邊排列路路燈透鏡反光罩六、技術(shù)參數(shù)輸入電壓：AC85~265V47~63HZ；功率因數(shù)（PF）：>0.95；電源效率：>88%；工作電壓：DC33-35V；LED功耗：100W；LED光效：≥85Lm/W；初始光通量：8500Lm；照度（E）：≥40lux（8米桿）；相關(guān)色溫（C