LED燈珠光學(xué)設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)
草帽LED燈珠是點(diǎn)光源，不同於目前市場(chǎng)上的節(jié)能燈和白熾燈。點(diǎn)光源就是一個(gè)點(diǎn)發(fā)出的亮光，這個(gè)點(diǎn)發(fā)出的光只有一個(gè)方向上有光。如果我們想要用這種特殊的光來做照明的話，就必須對(duì)這個(gè)光進(jìn)行一定的處理，這樣纔可以達(dá)到我們的要求和目的，所以我們要加上光學(xué)設(shè)計(jì)，把這個(gè)相對(duì)集中的點(diǎn)光源變成具有一定角度的散光，這也就是大家所熟悉的草帽LED燈珠，草帽LED燈珠是專業(yè)用於照明設(shè)計(jì)的一種封裝形式，一方面它可以讓光線從一個(gè)集中的點(diǎn)光源變成具有一定角度的散光源，另一方面，它的光衰效果很小，可以讓更多的光透射出來為我們所用。
雖然
草帽LED燈珠在光學(xué)角度上有了質(zhì)的飛躍，但是相對(duì)我們所熟悉的面光源來講，它還是一個(gè)點(diǎn)光源，因?yàn)樗牧炼冗^於集中，如果人眼直接看向光源，還是會(huì)對(duì)我們的眼睛造成一定的傷害。所以在
LED燈珠的照明應(yīng)用於家庭照明燈中，我們還要進(jìn)一步對(duì)其光線進(jìn)行處理，再增加一定的光學(xué)設(shè)計(jì)，來達(dá)到人眼可以直接觀測(cè)的目的，同時(shí)柔和光線，另一方面還要放大照射角度，雖然
草帽LED燈珠本身已經(jīng)做到120度的范圍，但如果直接應(yīng)用於家庭照明，給我們的感覺是屋頂上表現(xiàn)出來一片漆黑，我們要采用燈具最外面的透明罩把光線再次分散開來，從而適應(yīng)正常的家庭照明。
大功率LED燈珠與小功率
LED燈珠的區(qū)別
隨著
LED燈珠技術(shù)的不斷發(fā)展，人們?yōu)檫m應(yīng)大面積照明而研發(fā)出功率越來越大的單顆
LED燈珠芯片，目前全球最前沿已經(jīng)可以做到單顆
LED燈珠功率為200W以上，雖然功率可以做到很大，但其性價(jià)比不是很好。下面以我們以常見的幾種
LED燈珠為例來做一個(gè)分析。
目前行業(yè)內(nèi)大量采用的都是單顆0.06W功率，其亮度最大可以做到7LM，我們暫時(shí)按普通的做到6LM計(jì)算，如果要讓功率達(dá)到1W，我們需要用17個(gè)同樣的
LED燈珠，其總亮度為17*6=102LM，也就是說可以做到100LM/W，如果我們采用單顆芯片為1W的功率，其輸出的亮度最高做到80LM，常用的一般在60LM左右，這是亮度上的一個(gè)主要區(qū)別，由此可見，對(duì)於家庭使用來講，我們還是要選擇小功率的
LED燈珠比較合適。
從產(chǎn)品成本角度講，
大功率LED燈珠成本要高於小功率的成本，這來自於兩個(gè)方面，一、
LED燈珠本身的造價(jià)，二、
大功率LED燈珠要加鋁散熱片，小功率只要用普通電路板，加上自然散熱就可以達(dá)到要求。
LED燈珠走向大功率是一個(gè)市場(chǎng)趨勢(shì)，也是未來發(fā)展的主流，但目前由於技術(shù)上還不能達(dá)到我們所期望的結(jié)果，從技術(shù)角度來講，目前還不太適合用於家庭照明。
散熱設(shè)計(jì)的重要性
LED燈珠本身是半導(dǎo)體器件，所有半導(dǎo)體器件正常工作都會(huì)有一定的溫度要求，包括環(huán)境溫度和工作溫度。一般半導(dǎo)體器件正常工作的環(huán)境溫度都要低於80度，當(dāng)
LED燈珠內(nèi)部的PN結(jié)溫度到達(dá)140度的時(shí)候，就會(huì)失效。正常工作時(shí)其自身的溫度會(huì)通過引腳或?qū)Ｓ玫鬃l(fā)出來，再通過連接在引腳上的電路板或鋁基板向四周的空氣中散發(fā)出去，以保證
LED燈珠的正常工作。一般來講單顆功率大於0.2W以上，都要采用鋁基板做為散熱，大功率還要增加鋁殼和鋁散熱片。當(dāng)然這與整個(gè)燈內(nèi)
LED燈珠的數(shù)量和密度有關(guān)，過於集中的小功率
LED燈珠同樣要考慮散熱設(shè)計(jì)。不正確的散熱設(shè)計(jì)會(huì)直接導(dǎo)致
LED燈珠壽命縮短和加快光衰速度。
一、如今大部分的結(jié)溫上限都能做到120度左右，目前CREE的結(jié)溫上限算是最高的，為150度。
二、燈珠熱阻根據(jù)封裝材料結(jié)構(gòu)不同而不同，當(dāng)然這直接關(guān)系到結(jié)溫，也關(guān)系到
LED燈珠壽命，光效等重要參數(shù)。
三、目前大部分
LED燈珠的燈具設(shè)計(jì)壽命都是兩萬至五萬小時(shí)，這由許多因素決定，首先IC等因素就限制了整個(gè)燈的壽命。
四、結(jié)構(gòu)布局上從散熱方面來說其實(shí)就是接觸熱阻與導(dǎo)熱瓶頸的問題。總的來說就是結(jié)構(gòu)一體化，大面積良好接觸。PCB的
LED燈珠盡量平均分布，避免熱源集中於一點(diǎn)。
五、驅(qū)動(dòng)效率越高越好，布局上原理盡量最大熱源，也就是
LED燈珠�？刹捎霉嗄z等方式，達(dá)到散熱固定絕緣的效果。
綜合考慮：良好的散熱設(shè)計(jì)昇溫最好控制在35度以下。結(jié)溫80度以下。理論壽命為五萬小時(shí)以上。
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