LED光源照明设计与模拟分析

1、LED光源照明设计与模拟分析(图)2008-9-8 11:29:39 来源：台湾科技大学电子系浏览量：665次 网友评论：0条作者：陈建安、廖显奎摘要：发光二极体(LED)从原本仅能应用於指示信号及景观装饰, 程、封装等整体技术提升，促成LED亮度增进。提升至照明领域，原因在於磊晶、製分页导航:发光二极体(LED)从原本仅能应用於指示信号及景观装饰， 封装等整体技术提升，促成 LED亮度增进。随之而来的问题是 多人在思考的问题，笔者以为仍须一段努力方可实现固态照明。提升至照明领域，原因在於磊晶、製程、LED真能取代其他光源吗？这是目前很一、LED照明设计长久以来大眾对於照明品质非常重视，不仅要

2、求空间照度充足，於造成眩光及配光均匀度差异太大，造成空间舒适度下降。所谓照明品质乃是改善眩光、空间照度、 相对色温、演色性、配光均匀度等。造成人眼感到不舒服之光线均称为眩光，眩光分为三种即直接眩 光、反射眩光与背景眩光。直接眩光因光源直接入射眼睛所造成，人眼的直接眩光区为自垂直面 4580，如图一所示。还要空间照度分配均匀，才不致SSSS图一、人眼的直接眩光区光线充足与否即是照明领域定义的空间照度问题，不同照明环境下空间照度亦有所不同，一般室 内空间照度要求需达 500750 Lux，而空间照度大於 500 Lux 为物体在不同光源下相较於太阳光底下的呈现比，其最佳值为时，人眼就不易產生疲劳现

3、象。演色性100，一般室内照明要求则需要高於85。空间光线分佈称为配光均匀度，常见配光均匀度定义方式为最低照度除以最高照度；(3)室内平均照度除以最高照度，一般评定空间配光均匀度之好坏，会以 一基准。色温定义为黑体辐射之光色，黑体在不同温度下所幅射出之光色，与光源之光色接近时，则 定义光源之相对色温为此黑体的温度。(1)室内最低照度除以平均照度；(2)室内0.8为1 100000000度(1(1吨 10001000閤需i i/ / / ffflRffflRy y色溫携(K)K)5000(15000(1lOOlOO10101750175025002500400040005000050000 K

4、K20002000 3WMI3WMI 30003000图二、光源色温与被照体照度比较图一般照明方式，可分为直接照明、半直接照明、全般扩散照明、半间接照明及间接照明。直接照明由於设 计容易及运用方便，是最常见的照明方式，其缺点是容易產生眩光及配光均匀度差。(a)直接照明(b)半直接照明卜IU%fiO-krtfiO-krt(c)全般扩散照明(d)半间接照明HXI*,HXI*,IW:X(e)间接照明图三、各种照明方式图四为不同灯具之配二、LED照明光学设计本节使用三种配光曲线之LED灯具，来说明不同灯具造成空间照明品质之差异,光曲线比较，它们分别是Narrow Angle、Parabolic、Bat

5、wing三种配光曲线之灯具。OuOO540B图四、三种配光曲线之 LED灯具而不同配光曲线对空间照度分佈的结果如图五所示，其中（c）Batwing的照度分佈较均匀，整体空间照度差异不会像Narrow Angle那么大。（a）Narrow Angle灯具之最大照度明显是优於其他两种灯具，可惜整体 之配光均匀度低於另外两种灯具，这就是所谓在追求照度提升同时，若没有设计好光线分佈即会產生问题, 造成光能量之浪费，这是设计时必须注意的事。表一、二、三所示为三种灯具运用於空间中之配光均匀度 数据整理，可使读者更了解其意涵。空nffSnffS 2 2删ffl一到附lala m伽细,蠢保KonKon WGL

6、W. ttPintttPint(a) Warro灾直ngte(cBatwinParabolicOJCXIIJ7IJ7 las J.413(a)Narrow Angle問揮爱2 SODrriSODrri =#?!? 口胡 孽亡SxSx ttP!ttP! 1 11S1S(b)P arabolicM0M0J J肉r r140140HiHii96127127 I I 矽* 阪；4Bk4Bkf f J JOlofOlof? t/t/1 1G G.3.3ocu聖昭 2WDE2WDE安廉度？ OOTE*億疏D D釦 wewe tuntun tlrR14tlrR14(c)Batwing图五、三种灯具之空间照度

7、分布图表一、Narrow Angle灯具配光均匀度黄哲平,表面p%平均照度InIn杲小噴度【1 1科最大祇加最小腻度/干均愿度工柞面/1021367i&go .3G地板20913环1512720*牛5701721402200,91赭壁爼)503251G4753/訪品匚壇具国眺均勻度血附平均照度IXIX量小厭度IX覆丈3S虞lx握小度/平均度工柞/35649310640,57地板20696696437856.&3天花板70197123227.53SO4631411036/S三 .日etwinq愷具配光均勻度表面p%平均照度lxlx虽小SR厦扣杲大照度lx壘小度/平均廉度工作面/708444444875.63地板20S463G&6450.71ccniH2091551222,74耀壁(4)504692271344/参考文献许招墉编译，照明设计，”全华科技图书，十一月.，1999.日本照明学会 Lighting Handbook室内照明设计应用，”淑馨出版社,十一月.,1997.照明与照明