本文章最後由 thankb 於 2013-12-29 00:47 編輯
本日教學以 CREE 系列做為教學說明
首先設計 LED燈具有以下步驟
1.設定目標流明值
起先設定總發光效率要在多少,取代本來的燈具為何 ? 假使為 35W-HID 燈具 , 照正常設計效率下 LED
如果設計正確15W以上就會有其總流明相當或超越HID的總流明值 , 當然這也要有以下元件的配合 :
(1)LED : 每瓦流明值大於所設定瓦數目標的LED.
(2)光學元件 : 光學效率經配光測試效率高達 93%或以上的二次光學效率應用
(須經檢驗單位測試才能得出,或提供證明文件) 這點大陸光學大都無法提供居多
(3) 電子安定器 : 轉換效率高達 90%或更高之輸出電流 , 即為輸入輸出的效益比.
(4) 適當散熱器 : 設定散熱器的散熱方式(依安裝的環境做設計為最佳)
原始燈具 :
取代成LED 燈具
2.設定光學角度/投射光形
己設定所使用的LED之後 ,即為選用所搭配的 LED 光學元件 , 通常各光學廠商都會依照每一型的 LED去做配光
設計 , 經軟體分析後達成 90-30%以上的光學應用 , 及所設定要投射出的光形及角度 .
(通常軟體分析大都只有光學元件大廠才有這樣的能力設計) 故這點所有的光學元件並不一定能通用 , 不則會
出現其 LED 光斑 /中心聚光點 /或均勻度不佳等等 , 更跨張的是元件的光澤度或透光不佳或偏色 ,造成照射的
是白光 , 但投射的確是黃光或怪異色差都有 .
通常較好的光學廠商會提供完整性的配光曲線及DATASHEET
如下完整魯與履歷 :
角度及適用環境說明
各系列投射角度總表 :
尺寸及安裝說明 :
光學照度及角度:
3.電子效率轉換功耗及使用壽命
(1)為何電子效率很重要 , 其目地是所消耗的電力不是被安定器浪費掉的原因.
通常較佳的電子效率通常會有 90-93%以上的效率輸出 , 即如果輸入30W的功耗但在 DC 端
LED 只得到27W左右的電子效率輸出給LED , 故 27W/30W= 90% , 如果測得這樣的 90%效率
或更高即代表安定器效率算是不錯的等級.
(2) 安定器使用壽命 :
除了使用的MOS等級(日製或大廠設計) , 就是所使用的電容最為重要 ,因為電容會因為所使用的場所環境而
造成使用壽命的縮短 , 通常是以最高 105度居多 , 或是以廠商的設定規格書為依據 , 但不可否認的是電容的
好壞通常決定於價格及是否為日製或台製高規為較佳 .
PS :當然在安定器上使用矽散熱膠灌注 , 會使安定其具防水/散熱性 / 輸出電流 / 絕緣性 相對的都會提高及使用 壽命.
4.散熱器是否符合設計要求 ( OR LM80 DESIGN)
散熱器設計主要是讓LED壽命更長 ? 但其實這只是一部份 , 最重要的是維持流明值的穩定度
如果LED的溫度上升 , 相對的亮度也會下樣降 , 溫度越高下降也越多 .
所以在流明值上大家常都有一個盲點 , 就是原廠所寫的流明值通常是在 TJ=25 度C
這個值在正常環境下通常是不會有的 , 那都只是在實驗室的試驗, 讓LED TJ保持在 25度 (用散熱系統維持)
所測試出來的流明值 .
一般環境 30度C下 通常 TJ>50 為居多 , 如果要以散熱器為熱度依據 , 假使安裝正確並不代表散熱器=LED TJ或TC
但或計散熱器通常會跟 LED TC 差距 2-5度C左右 .
如上熱像圖 , 其散熱器拍攝為55.8度 , 其實LED TC量測為 57.9度故LED跟散熱器的安裝算較為正確 .
如果差距超過5度以上 , 則代表導熱有問題 , 需重新檢視是否安裝正確 .
再來是最重要的一環了
LED總流明數據 , 不代表燈具的總光通量數據
第一點 : LED 標示 1000流明 , 但在溫度TC/TJ 提升下流明值就不是 1000流明值了, 會相對較低 .
第二點 : 光學效率通經由光學輸出 , 絕對不會有 100%的投射效率輸出 , 通常為 93%就算是超高效率應用 .
第三點 : 電子損耗效率 , 30W電子功耗 , 不代表 LED是 30W時輸出流明值(取決安定器轉換效率而定)
PS : 使用多棵 LED使投射輸出 , 也並不代表總流明相加 .
最後經由 CREE PCT 所計算得出的公式如下
光學/電子效率都為 90% TSP=50度 (一般正常環境下普遍溫度)
Current 電流 , LED lm (單棵流明值) , LED lm/W (每瓦流明) , SYS lm tot 總流明值 , LED W (總瓦數)
以上為 XML2 T6 VS XML T3 VS CXA1507 (COB) 的流明比較表
看出來什麼問題了嗎?
以上經驗分享給想了解 LED的網友們 .
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