Diseño de lámparas LED Principios y factores clave del diseño de lámparas LED
Ante la escasez de energía, el mundo está haciendo hincapié en la protección del medio ambiente, y la conservación de la energía es un problema importante que afrontaremos en el futuro. El campo de la iluminación desempeña un papel clave en la industria energética, por lo que la aplicación de productos de diseño de iluminación LED está atrayendo la atención del mundo. Como nuevo tipo de producto de fuente de luz verde, el siglo XXI entrará en la era de las nuevas fuentes de iluminación representadas por los LED. El diseño de las lámparas LED ha atraído cada vez más atención en nuestra vida hogareña. Todo el mundo busca un estilo de vida moderno y respetuoso con el medio ambiente. ¿Sabes entonces cuáles son los principios de diseño de las lámparas LED? ¿Cuáles son los factores clave en el diseño de lámparas LED? El editor se lo presentará en detalle a continuación.
1. Principios del diseño de lámparas LED
La reducción de corriente y voltaje constantes son la corriente y el voltaje utilizados por el LED cuando funciona. Al diseñar, se debe prestar atención al entorno de trabajo, la selección de los materiales de las lámparas y los métodos de disipación de calor, el embalaje de los chips LED y el diseño del radiador. Estos aspectos deben considerarse de manera integral.
2. Concepto de diseño de lámparas LED
Hay dos conceptos de diseño para lámparas LED: uno es diseñar lámparas basadas en las necesidades ambientales propuestas por Philips en 2008, que se denomina escenario. La iluminación, el otro tipo, la propuso Casio en 2009 para diseñar lámparas basadas en las necesidades humanas, llamada iluminación ambiental.
3. Factores clave en el diseño de lámparas LED
1. La disipación de calor es la clave para el diseño de lámparas LED
A los LED se les suele llamar luz fría. fuentes debido a su El principio de luminiscencia es que los electrones emiten fotones directamente mediante recombinación sin necesidad de calor. Sin embargo, debido a la existencia de calor Joule, los LED también van acompañados de calor cuando emiten luz. A diferencia de las fuentes de luz tradicionales, las fuentes de luz tradicionales, como las lámparas de filamento de tungsteno, concentran el calor en el filamento, pero el calor de las fuentes de luz LED se concentra en la unión PN del diodo emisor de luz. En comparación con los dos, el área de disipación de calor de. Las lámparas de filamento de tungsteno siguen siendo mucho más grandes que el área de la interfaz de unión PN, e incluso la interfaz de unión PN puede considerarse como un punto, y toda la energía térmica generada por la luz LED se concentra en un solo punto. En términos de diseño de ingeniería, el calor generado en forma "superficial" se puede manejar mediante disipadores de calor o aumentando el espacio de convección de calor. Sin embargo, el tratamiento de disipación de calor de las fuentes de calor "puntuales" es más complicado y difícil. Causa fácilmente PN. La superficie de la unión sufrirá daños por rotura debido al alto calor y la alta corriente, y el componente estará expuesto a altas temperaturas durante mucho tiempo, lo que también afectará la vida útil del producto.
Por otro lado, para mejorar el rendimiento de brillo del chip LED, se debe aplicar más potencia a la unidad LED. Al mismo tiempo, el diseño de la lámpara también utilizará una mayor cantidad de LED. funcionar al mismo tiempo, lo que hará que la lámpara produzca mucho calor. A medida que aumenta el brillo de un solo chip LED, el consumo de energía también aumenta de 0,1 W a 1, 3 o incluso 5 W. Según los resultados reales de medición y análisis del modelo de fuente de luz LED, el módulo del paquete también tendrá el problema. de impedancia térmica creciente debido al aumento de la eficiencia luminosa.
El LED es diferente de las fuentes de iluminación tradicionales, como las lámparas incandescentes y las lámparas fluorescentes. Una temperatura excesiva acortará o incluso terminará su vida útil. Originalmente, un solo componente LED tiene una vida útil de 20.000 a 40.000 horas. deberse a una potencia insuficiente y a una disipación de calor óptima hasta solo 2000 horas. Además, el LED es un dispositivo sensible a la temperatura. Cuando ésta aumenta, su eficiencia luminosa disminuye drásticamente. Por lo tanto, el diseño de la estructura del sistema y el desarrollo de tecnología de disipación de calor son cuestiones urgentes que el diseño de iluminación LED debe afrontar.
2. El diseño de la distribución de la luz secundaria de las lámparas LED es muy importante.
La distribución de la intensidad de la luz de la fuente de luz en todas las direcciones del espacio es la distribución de la luz. la luz emitida por el chip LED es más eficiente Para lograr un buen rendimiento, maximizar la utilización y cumplir con los requisitos de diseño dentro del área de iluminación, es necesario diseñar el sistema óptico LED. Entre ellos, el diseño durante el proceso de embalaje se denomina diseño óptico primario. Cuando se utilizan dispositivos emisores de luz LED, el efecto de emisión de luz de todo el sistema y el diseño de distribución de la intensidad de la luz y la temperatura del color se denominan diseño óptico secundario, también llamado secundario. distribución de luz.
El diseño de la distribución de luz secundaria de las lámparas LED juega un papel vital en el rendimiento del dispositivo y proyecto de iluminación final. En primer lugar, parte de la luz no alcanza el rango de iluminación efectivo, lo que genera una pérdida de energía, lo que requiere una distribución de luz secundaria para mejorar la utilización de la energía luminosa. En segundo lugar, después del empaquetado, la uniformidad de la distribución de la iluminación en el plano de la imagen no cumple con los requisitos de diseño; , lo que dificulta su uso en todo momento. El valor de iluminación en cualquier punto es mayor que el valor de iluminación mínimo requerido, lo que requiere un diseño de distribución de luz secundaria de las lámparas LED.
3. La confiabilidad del sistema de iluminación LED es la base.
Fuente de luz LED, algunas personas la llaman lámpara de longevidad, como dispositivo emisor de luz sólido, su vida teórica debería. ser más de 100.000 horas La vida útil es mucho más larga que la de las fuentes de luz tradicionales, por lo que cuando se utilizan en algunas situaciones donde el reemplazo y el mantenimiento son difíciles, los costos de mantenimiento se pueden reducir considerablemente. Sin embargo, esta ventaja no se puede ver en muchas aplicaciones prácticas. En cambio, los usuarios ven una severa atenuación de la luz y una vida útil corta. Algunos se estropean después de menos de 10.000 horas de uso.
4. Problemas de reproducción cromática y deslumbramiento de las lámparas LED de interior
Algunos expertos de la industria han evaluado que los LED realmente prosperarán cuando alrededor del 30% de las personas utilicen tubos y casquillos de lámparas LED. sus hogares. En otras palabras, la aplicación generalizada del LED en la iluminación interior es el verdadero impulso de la industria del LED. No hace falta decir que la calidad del diseño de iluminación interior afecta directamente a la vida diaria y al trabajo de las personas. Además del alto costo de las lámparas LED que son difíciles de aceptar por el público, la salud y la comodidad del cuerpo humano que trabaja y vive bajo fuentes de luz LED son los problemas centrales de las lámparas LED de interior. Esto incluye principalmente cuestiones como la reproducción cromática y el deslumbramiento de las lámparas LED.
El ojo humano es mucho más sensible a la aberración cromática que a la intensidad de la luz, por lo que, para la iluminación, la reproducción cromática de la fuente de luz suele ser más importante que la eficiencia luminosa. En la actualidad, los LED de luz blanca generalmente utilizan LED de emisión azul superpuestos con fósforos de granate de itrio y aluminio (YAG) de emisión amarilla excitados por luz azul para sintetizar luz blanca. Dado que su espectro de luminiscencia sólo contiene dos espectros: azul y amarillo, tiene los problemas de una temperatura de color alta y un índice de reproducción cromática bajo, y no cumple con los requisitos de iluminación general. Por lo tanto, agregar una cantidad adecuada de fósforo emisor de rojo y mantener una alta eficiencia luminosa es una cuestión importante en la iluminación con luz blanca LED. Además, el resplandor de la iluminación LED es demasiado fuerte y solo una parte brilla hacia los ojos desde la distancia, lo que resulta demasiado deslumbrante. Éste también es un problema técnico que debe resolverse urgentemente.
Además, para las lámparas LED, la fuente de alimentación, la fuente de luz y el circuito de accionamiento son componentes muy importantes y también tecnologías muy críticas. Pero el autor prefiere separarlos y no contarlos como tecnologías clave de las lámparas LED.