大功率集成模块化LED路灯讲义

大功率集成模块化LED路灯内容提要LED路灯发展概述大功率集成LED模组大功率集成封装LED高效散热系统二次光学的应用和反光罩的设计二.LED路灯发展概述LED路灯是半导体照明发展到一定阶段的必然产物，它应全球节能、环保、低碳的概念以及政府的号召而诞生。LED照明技术是我国与世界同步的技术领域之一，目前国内的LED照明技术都应用比较成熟，在小功率照明、背光、LED广告牌、汽车照明等领域得到广泛的应用。但是在国内甚至国外的大功率LED道路照明还是刚刚起步，目前大功率LED路灯均采用分立矩阵结构的技术，还存在比较多的缺陷，如散热、光衰、炫光、光照均匀度（配光）等存在不足。欲解决上述问题又遇到成本高，结构和工艺复杂等问题。未来几年集成大功率LED模组灯具将是大功率LED路灯未来发展的方向，直接提高LED使用性能和寿命是近年来的研究热点，但是都没有大的突破，我司此次立项的研究课题是以解决数年尚未能解决的几大难题。三.大功率集成LED模组集成LED模组封装结构图三.大功率集成LED模组关键技术大功率LED照明目前工艺都是用1-3W的发光晶体组合，通过串并联的方式联接。如外部连接成矩阵百瓦以上的功率有二百多个接点且各分立元件的压降均流等电参数差异较大，造成电路的不平衡，引发故障的机率高集成封装的LED模组采用的发光晶体是在相邻的芯片材料上切割，电参数一致性好。把百个发光晶体集中排布在400mm2的面积上，用全自动焊接设备将晶片和金线或银线按设计要求完成内部串并联的电气联接（如上图所示）；三.大功率集成LED模组关键技术实际封装时，选用面积大，光效高的芯片，倒装工艺由导电型锡浆粘贴并严格控制锡浆的厚度，取得最佳的热传导性，使晶体的热量传到铜质镀银的基板上作热冗。为取得较高的发光效率，在倒装晶体的表面涂一层折射率介于空气和LED芯片之间的形成反射层的硅类透明树脂，使发光线能有效照射出来。色温的控制通过高质量的荧光粉及配方和涂敷工艺实现正白光、暖白光、琥珀光等的色温差别。这是集成封装LED芯片着重解决光效、散热、色温等要求。四.大功率集成封装LED高效散热系统散热系统大功率LED模组智能恒流驱动器二次配光灯杯对流腔顶盖灯杆安装孔及固定四.高效散热系统关键技术目前国内LED照明灯具生产企业解决大功率LED照明的散热方式一般有：自然对流散热使用铜板把热源均温掉；再加装散热片（铝型材）来散热，这样的散热面积很有限，重量也重（100W约10-15公斤）。而且这种散热方式一般只适合矩阵式LED灯具，因为矩阵的LED光源分布广，发热比较分散。加装风扇强制散热加装风扇强制散热方式系统复杂、可靠性低，一般使用在室内大功率照明，一般户外照明都不采用该散热方式。热管和回路热管散热等热管和回路热管散热方式成本高，不利于全面的推广。四.高效散热系统关键技术根据热交换的原理采用一种叫水基无机化合物的介质，导入热管形成管状导热器，我们叫无压真空超导换热器。热载体的设计，热载体的要求是重量要轻，散热面积要大，成本又不能太高，符合这种材质暂时只有铝材料，做成0.3-0.5厚的铝片有序的紧穿到导换热器上，片数的多少决定与空气的接触面积，面积越大散热就越快，100W的散热面积可达1.84平方米，如果外壳设计成紧贴换热器的话，其散热面积可达2平方米，这表明散热面达到2平方米与空气进行热交换，这是其他散热器没办法比拟的。四.高效散热系统关键技术散热机理集成LED模组的点热源通过无压真空超导换热器将热量迅速（40cm/s）传导到热载体（翅片）上，然后大面积的翅片将热量散发到空气中，这样有效防止导热速度和散热不够产生的热积聚使芯片温度急剧上升而损坏光源。根据热空气循环原理在“对流腔顶盖”中形成冷空气从侧面气孔进入，热空气从顶端气孔排除的自动循环效果，从而有效带走翅片上的热量。四.高效散热系统关键技术实验样品图五.二次光学的应用和反光罩的设计

实验样品图反光罩五.二次套光学赢的应姐用和埋反光皮罩的肤设计LE缸D照夹明发葛光晶烈体发哈出的喊光线午，如秩何照览射到埋应照逼的部分位控史制截葡光性疤能，仔影响发到光问线的盘利用弃率和恋光污列染两班个方帜面的耕作用目前钞大功蔑率矩肃阵L辆ED尚路灯在通常懂采用佳单体岭独立伟二次删配光忌或透呢镜配脱光，撒无论剑何种结配光迈方式耀都不第能完坑全解逗决矩糟阵路仔灯光扑照均退匀度尝差、委存在巡寿光斑泉和光犹利用娘率低侧的问盘题。为解钉决上愤述问亲题，枣有些劳生产碰企业旱已经窜引入丑三次主和四娱次配截光技术术，膏该技支术不盗但工割艺复联杂，占成本锅高，米而且摸还有浪可能值影响盐光亮响度。矩阵降LE和D路杰灯极兄难控习制好叔截光梨性，伯基本活不能候将光征线控态制在奇一个锤单位血面积犬内。五.二次躬光学盈的应阵用和侄反光云罩的举设计实际未试验受和使怨用中恢，仅混光罩臣的使眨用和策好的供设计鸟可以寻有效暂提高喷光效甘20栽%以蛙上。大功劣率L傅ED脊集成舌集成虽封装火的照佣明芯涨片，榜发光兄角度精达1痒60聚°，貌灯具薪在设倚定灯戒杆的拐高度闭下，壳适当抵的反盈光罩砌角度猎和形揭状形她成有飞效截胖光性店，能丝式把光扔线控勺制在身应照拣射的哥范围饮，如机马路年纵向盖12狠0°料横向秋30刺°形脾状采驶用直职边矩难形渐嫂开线速，发盈射面胃采用哀电镀犯镜面字。试验孤中可件以测轻试到己直射净以外泼的光枣线任散反光肚罩折沟射投动向远寻灯具堵位置党，提通高照羡度光喷效和楼均匀垫度。宴靠发车光晶搜体的护灯罩秩面上钞设置要分光筹板把狸最强级的折秧射光点投向眯马路氧纵向刊位置铺，避斧免发矿光罩卸上出储现多课个反全光晶发体的晶亮面匠。又焦能增更强远膏灯位雀的照梦度。集成洽封装唱大功舅率L桑ED缎照明丑发光亩罩的怖合适矿应用煮是提秀高光塌效改棕善照王度均决匀度呼的重疲要方编式，魔请参非考上血面示恋意图仁。五.二次课光学陪的应羽用和节反光医罩的析设计透镜与光斑百和配秃光曲才线五.二次缴光学潜的应讯用和良反光焰罩的钥设计集成砍封装机LE烂D反粗光罩喝光斑悔和配限光曲立线五.二次死光学拖的应递用和云反光亲罩的寒设计透镜享配光悦和模负块化娇LE耳D反寇光罩摸配光纸道路敢照明勒对比道路君两侧乓对称碍排列唯路灯透镜反光替罩五.二次末光学镰的应豪用和怜反光反罩的楼设计透镜仗配光劲和模荐块化准LE杏D反语光罩部配光犁道路拨照明妙对比道路覆单边槐排列浴路灯透镜反光骗罩六、政技术僵参数输入枣电压园：AC办85耽~2喊65饲V泥4厘7~晕63购HZ今；功率脏因数约（P渠F）槐：>0.独95脂；电源份效率局：>88遍%；工作汇电压迟：DC寇33高-3得5V副；LE皆D功汗耗：1屑00梁W；LE树D光该效：≥8挡5L蚀m/饶W；初始救光通舰量：8哗50悉0L层m；照度领（E岁）：≥挡40瞎l汇ux限（槽8米路杆）蹄；相关弓色温娱（C传CT羡）：纯白雕：5侵00裂0-膛65胖00伤K翠暖白却：冻35毙00锯-4话50嚼0K席；显色防指数警（C华RI依）:Ra控>7况5；LE