LED光源照明设计与模拟分析.doc

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,提升至照明领域,原因在於磊晶、製程、封装等整体技术提升,促成 LED 亮度增进。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,提升至照明领域,原因在於磊晶、製程、封装等整体技术提升,促成 LED 亮度增进。随之而来的问题是 LED 真能取代其他光源吗?这是目前很多人在思考的问题,笔者以为仍须一段努力方可实现固态照明。一、 LED 照明设计长久以来大眾对於照明品质非常重视,不仅要求空间照度充足,还要空间照度分配均匀,才不致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 45 ° ~80 °,如图一所示。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 500~750 Lux ,而空间照度大於 500 Lux 时,人眼就不易產生疲劳现象。演色性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 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(1) 室内最低照度除以平均照度;(2) 室内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 为一基准。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。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(c) 全般扩散照明(d) 半间接照明(e) 间接照明图三、各种照明方式二、 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,图四为不同灯具之配光曲线比较,它们分别是 Narrow Angle 、 Parabolic 、 Batwing 三种配光曲线之灯具。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