LED球泡灯设计培训V1ppt课件

讲师：MillerQQ：1850593991MP间：2012.08.08,LED球泡灯设计培训,内容概要,测试标准光效老化,光源史,全球白炽灯禁止时间,LED球泡灯设计目标,Co2仅为1/8,14600Vs1825,40000Vs3000Hrs600Vs1825,安规认证和标准,灯身：铝,工作环境温度：-4545,行业规则,1W,3W不过是习惯性称法350mA还是280mA?标称功率是输出功率？冷流明和热流明?初始光通量：10minutes?100Hrs?1000Hrs.,LED球泡灯设计规范,1、灯座（E26/E27/E17/E11等）2、灯珠指定品牌（大功率：Seoul/Cree/Nicha/Edison/Everlight/国产；小功率灯珠：进口/国产）3、初始光效：大于90LM/W（不带面罩）4、显示指数（可以采用红光+白光的方法来提高显示指数）；5、CCT色温及误差；5、光通量维持率（2000H，95%以上；5000H，90%以上）；6、寿命（光通量维持率在70%时的有效时间）；7、性价比（成本与性能）8、LED灯泡材料组成：灯头+散热片+（塑胶连接件）+PCB+LED+LED驱动9、电源效率、功率因数、输入电压、输出电压电流10、用户所在国家或地区,设计要素,封装结构,GaN基芯片封装正装：p、n电极在LED的同一侧，电流须横向流过n-GaN层，导致电流拥挤，局部发热量高，限制了驱动电流；其次，由于蓝宝石衬底的导热性差，严重的阻碍了热量的散失。Flipchip:仍然是横向结构，电流拥挤的现象还是存在。垂直结构：可以有效解决正装结构LED的两个问题，垂直结构GaN基LED采用高热导率的衬底（Si、Ge、Cu、DLC等衬底）取代蓝宝石衬底。,COB设计和制作,SMT选型,外壳设计,根据各层热阻，可以大体估计结构是否合理。,外壳设计,铝挤压技术一般常用的铝挤型材料为AL6063，其具有良好热传导率(约200W/m.K)与加工性。优缺点：易加工，成本低，技术成熟。缺点是安装受限较多，易变形。注：未经氧化处理的铝易自然腐蚀，导致导热率下降。,铝压铸技术一般常用的压铸型铝合金为ADC12，适用于做薄铸件，但热传导率较差(约96W/m.K)。优缺点：可进行一体化无隙设计，防水效果较好。缺点是模具费用较高，散热效果一般，灯体较笨重。,外壳设计,總體散热表面积（P/h*(Ti-Tj),基本60平方厘米/W）材料（铝挤AL6063，压铸ADC12,finAA1050)底板厚度(一般需4mm，T=7xlogW-6(min2mm)）鰭片形狀鰭片厚度（铝挤0.52mm,压铸14mm,fin0.20.5mm)鰭片間距(38mm)鰭片長度(铝挤100mm,理论上散热鳍片的厚度t和长度h之比不能超过1：18）鰭片底板之結合材料（焊接，铆合,小测试哪种结构设计合理？,Mcpcb设计,增加散热基板覆铜面积，可以使热量分布均匀，有利于散热,将LED产生的热量快速传递给铝基板,将导热绝缘材料导出来的热量进一步传递给散热器（导热层）,即是：T结温=THS+P热功率*（Rjs+R导热硅脂+RPCB)=T焊盘+P热功率*Rjs=T焊盘+P功率*Rjs*a(a为LED发热率）,电源设计,SMART开关驱动技术,3%恒流精度PSR技术83%效率,全电压1%恒流精度,专利的线电压补偿技术,BOMCost4RMB,四种因素协调考虑,光学软件,Tracepro，lighttools，Fred，zemax等,散热设计软件,Icepak,Flotherm,CFDesian,EFD,ANSYS,QLED等。推荐使用MentorGraphics公司的EFD。EFD基于当前主流三维设计软件PROE与UG,可进行精确的散热模拟分析，并进行优化。,结构设计软件,AutoCad,ProE,Solidworks,电路设计软件,Protel99,DXP,Powerpcb,AD10,牛刀小试-SMT球泡灯,这是一个10W的LED球泡灯，全长11cm，散热器长7cm，直径9cm，泡壳长5.2cm，直径10cm，重量150克。它大约可以取代75W的白炽灯。其结构主要包括一个是灯头，二是恒流驱动电源，三是散热器，四是LED灯板，五是灯泡罩。,小测试,光、热、机、电先考虑哪个？,灯珠选择,灯珠选择,反激式隔离电源,电源设计,这个电路还可以自动检测墙上有无可控硅调光器，如果有的话就可以调光，其调光范围可以从2%调到100%。而且最后采用了PWM调光，调光频率高达900Hz，因此避免了闪烁。另外由于采用了准谐振控制使其总效率高达85%。它还有一个特点是采用变压器初级反馈从而取消了光耦合器件。,外壳设计,散热器的材料目前大多数采用铝合金，因为成本低廉，加工容易，而且导热性好。但是最近出现了很多绝缘的塑料散热器和陶瓷散热器，其散热效果也不差。因为最后的散热主要靠对流和辐射。而对流完全由其形状和面积决定。辐射则和材料的辐射性有关。各种材料的热辐射系数如下表所示：,八种方案,以市面上通用10W球泡灯为基准，参考其结构设计八种方案，通过CFD模拟。,散热模拟,求解域条件200mmX200mmX200下，方案八温度最低,LED阵列分布光学仿真,由于是多颗灯珠，导入单颗灯珠的光照曲线，模拟光照度和光均匀度。,别忘了-泡壳,塑料外壳的最大问题是透光率的问题。因为LED存在眩光的问题，所以尽可能采用乳白色的泡壳，以免看到里面的LED灯珠。而乳白色的泡壳。其透光率就更成问题了。所以对于用于LED球泡灯泡壳的塑料有以下要求：1.具有高透光、高扩散、无眩光、无光影；2.光源隐蔽性要好（尽可能看不到LED灯珠）；3.透光率达到90以上；4.具有高阻燃性；5.具有高抗冲击强度；,右图是一款可以实现94%的透光率，而