大功率LED燈具的光學(xué)特性檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳人:胡山/李春華/任淑艷/段海龍 上傳時(shí)間: 2012-03-14 瀏覽次數(shù): 179 |
作者 | 胡山/李春華/任淑艷/段海龍 |
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單位 | 天津市信息傳感與智能控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) |
分類號(hào) | TP391 |
發(fā)表刊物 | 《Machine Tool & Hydraulics》 |
發(fā)布時(shí)間 | 2011年 |
隨著LED 技術(shù)突飛猛進(jìn)地發(fā)展,以LED 為核心的科研、生產(chǎn)、應(yīng)用已經(jīng)具備了相當(dāng)?shù)囊?guī)模,但LED的低功耗、長(zhǎng)壽命、高可靠、抗沖擊、快響應(yīng)等諸多優(yōu)點(diǎn)仍會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。LED 應(yīng)用范圍日益廣泛、應(yīng)用規(guī)模日益擴(kuò)大、應(yīng)用前景十分誘人,面臨的困難也逐步明朗。LED 產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極大地緣于技術(shù)的進(jìn)步,而技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力則是來(lái)自于應(yīng)用的需求,亮度的提高、基色的豐富、功率的增加等等無(wú)不如此??梢酝葡?,未來(lái)的LED 產(chǎn)業(yè),一定會(huì)根據(jù)應(yīng)用的要求,在亮度、功率、基色等技術(shù)方面進(jìn)一步突破,使不同類型的LED 更加廣泛地應(yīng)用于城市景觀照明、室內(nèi)照明等領(lǐng)域。繼半導(dǎo)體技術(shù)引發(fā)微電子革命之后,又在孕育一場(chǎng)新的產(chǎn)業(yè)革命———照明革命。此外,LED 的發(fā)光效率也屢創(chuàng)新高,LED 已經(jīng)可以在很多場(chǎng)所代替?zhèn)鹘y(tǒng)光源使用,特別是大功率LED 的出現(xiàn),加速了LED 取代傳統(tǒng)照明光源的速度。
作為半導(dǎo)體固體“冷光源”,其環(huán)保、高效、節(jié)能的特點(diǎn)使其成為傳統(tǒng)的白熾燈和充氣光源的理想替代品,因此,在未來(lái),超高亮度、大功率是LED 重要發(fā)展方向[1 - 2]。相應(yīng)地,對(duì)LED 的光電特性、色度特性、安全性、產(chǎn)品可靠度等的要求也更加嚴(yán)格,然而LED 的光電及熱學(xué)特性與傳統(tǒng)光源差異甚大,如何準(zhǔn)確測(cè)量LED 的各項(xiàng)性能參數(shù)成為半導(dǎo)體照明領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。作者在分析LED 性能的基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究由LED 陣列構(gòu)成的LED 燈的性能指標(biāo)及檢測(cè)方法,并建立系統(tǒng)檢測(cè)平臺(tái),通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該檢測(cè)方法的可靠性。
1 、LED 的主要特性
LED 的特性主要包括電學(xué)、光學(xué)及熱學(xué)特性。電學(xué)特性是LED 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)所要考慮的核心問(wèn)題,光學(xué)特性主要涉及到光譜、光度和色度等方面的性能要求。根據(jù)新制定的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“半導(dǎo)體發(fā)光二極管測(cè)試方法”,主要有發(fā)光峰值波長(zhǎng)、光譜輻射帶寬、軸向發(fā)光強(qiáng)度、光束半強(qiáng)度角、光通量、輻射通量、發(fā)光效率、色品坐標(biāo)、相關(guān)色溫、色純度和主波長(zhǎng)、顯色指數(shù)等參數(shù),目前,這些參數(shù)的檢測(cè)方法已經(jīng)成為照明領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
LED 器件的熱學(xué)性能[3 - 4]會(huì)直接影響到器件發(fā)光效率、強(qiáng)度、照度、發(fā)光均勻性、光譜特性、工作穩(wěn)定性和使用壽命,因此必須對(duì)LED 器件的熱學(xué)參數(shù)進(jìn)行分析和檢測(cè),這樣,不同類型的LED 的上述光學(xué)參數(shù)才具有可比較性。
LED 燈具是多個(gè)LED 的組合設(shè)計(jì),除了在每個(gè)LED 的選擇上要考慮以上性能外,整體的特性也必須符合應(yīng)用的要求。作為照明用的燈具光源一般要求小型化,即密集排列以提高單位面積上的光強(qiáng),因此必須注意散熱,以確保LED 燈具能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作。目前,關(guān)于LED 燈具性能檢測(cè)的研究還很少,因此,作者針對(duì)大功率LED 燈具,提出光學(xué)特性檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,為L(zhǎng)ED 燈具在照明領(lǐng)域尤其是室內(nèi)照明中的應(yīng)用提供檢測(cè)手段和技術(shù)支持。
……
圖、LED 燈光學(xué)性能參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖、光照特性曲線圖
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