LED光学设计.ppt

LED灯具的二次光学设计
2012-9-20
光源效率
灯具效率
电
源
光学
结构
区域外的光
照明利用系数
要求照明区域
一、灯具系统的效率
二、几种主要光源的性能
光源种类
辐射光谱效率K (lm/W)
镇流器效率
光辐射效率
可见辐射百分比
光效(lm/W)
光效的理论/技术极限(lm/W)
光效很难提高的原因
白炽灯
154
100%
48%
20%
15
辐射中红外光谱太多,反射红外线的方法可略增加
荧光灯
289
90%(电子镇流器)
45%
85%
100
荧光粉能量转换效率原理性低
高压钠灯
338
90%(电子镇流器)
47%
75%
120
热损耗大,辐射光谱中含较大非可见光谱
金卤灯
288
90%
51%
70%
100
热损耗大,辐射光谱中含较大非可见光谱
LED
355
当前光效约60~140 lm/W
355
(假定外量子效率=100%)
发展潜力大
1、各种光源的光效比较
光源种类
发光面积
发光立体角
价格
备注
白炽灯
较大
4π
不适合道路照明
荧光灯
很大
4π
不适合道路照明
高压钠灯
大
4π
低
目前道路照明
的主流光源
金卤灯
较小
4π
略高
小批量用于道路照明
LED
很小
2π
略高
小批量用于道路
2、各种光源的配光比较
测试项目
白炽灯
荧光灯
高压汞灯
高压钠灯
LED
发光效率lm/w
15
100
50
120
90-120
寿命Kh
2
8-10
6-20
20
≥20
显色指数
99
80
45
23
70~80
驱动电路
简单
中
复杂
复杂
中
安全性
一般
一般
差
差
高
可靠性
差
差
一般
一般
高
调光性能
好
差
差
差
很好
方向性
差
很差
差
差
好
环保性
一般
汞污染
汞污染
汞污染
好
价格
很低
一般
一般
一般
很高
3、几种主要光源的其它性能比较
4、LED的优势-光学方面的优势
发光立体角小;(传统路灯发光的立体角为4π)
近似点光源,近似朗伯光源,便于二次光学系统的设计;
均匀度有望大大提高;
总的光效高;
LED灯具光学设计
LED的二次光学设计
二次光学设计用来改变LED的光线输出,设计出符合国家标准和客户需求的灯具。
二次光学基本作用:分散或者聚集(会聚)
LED的二次光学设计
扩散:把光线扩散到更广的角度
LED的二次光学设计
聚集:把宽的光线聚合成更窄的光线(Total Internal Reflection quanneifanshe TRI:全内反射)