高效大角度低熱阻LED天花燈的開發

鄭彥

摘 要 LED天花燈在商業照明領域使用較廣，高效大角度低熱阻LED天花燈產品節能、長壽、環保，符合國家產業政策發展的方向，具有很好的社會效益。隨著大功率白熾燈的停產，本項目也將取得良好的經濟效益。

關鍵詞 LED天花燈；節能

中圖分類號：TN948 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0030-01

LED天花燈采用導熱性極高的鋁合金及專利結構技術設計生產的新型天花燈。LED天花燈在商業照明領域使用較廣，家居照明領域還在慢慢滲透。LED天花燈在商業照明中使用較廣。各種規格適合使用的地方不一樣，主要取決于使用者要求的亮度、照射距離、安裝處的寬度等。

1 概述

高效大角度低熱阻LED天花燈利用LED發出的藍光，通過前蓋帶有熒光粉的光學透鏡，將藍光轉化成多波段的可見光，光線通過光學透鏡進行整合，將80%以上的光能按照明所需的方向進行投射，產品具有光轉換效率高、熱阻低、組裝簡單、方便更換等優點。采用實心太陽花形散熱器和COB封裝光源無縫配對的形式，在實現COB封裝光源散熱傳導需要的高熱容要求同時，滿足了LED散熱均衡，快速交換的要求；近距離無接觸熒光粉激發技術和熒光粉激發合成二次配光技術的應用，解決了熒光粉變質導致的光源變壞的問題，保證了光波變化要求，配合不同的透鏡可以滿足不同光能方向性的要求，在產品制造要求上增加了很大的靈活性；突型納米級反射材料的反射杯等新型結構的應用，保證燈具的反射效率高、反射角度大。

2 產品的結構及工作原理

本產品可分三個部分組成：電能變換（LED驅動）、主體部分、配光部分。

2.1 電能變換（LED驅動）

LED驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電源轉換器，通常情況下：LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。本天花燈接入100-240V 50/60Hz的市電，經LED驅動將100-240V 50/60Hz的電能通過荷載保護，濾波整流、電壓變換震蕩、極速開關調整，達到輸出橫流、區間電壓比的電能，這就是LED天花燈所需要的驅動電能。

2.2 主體部分

主體部分主要包括發光二極管，簡稱為LED。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）、硅（Si）等的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。砷化鎵二極管發紅光，磷化鎵二極管發綠光，碳化硅二極管發黃光，氮化鎵二極管發藍光。因化學性質又分有機發光二極管OLED和無機發光二極管LED。LED驅動電能接入到LED天花燈使用的COB光源上，將電能流過COB封裝的發光二極管，發光二級管將電能轉化成藍光，未能轉化的電能由于電子摩擦碰撞產生了熱能。

2.3 配光部分

單個LED模組采用軸對稱的全反射透鏡或反光杯進行配光，透鏡配光的輻射角寬度足以覆蓋道路的寬度；再將LED模組排列在一個弧面上，通過調整弧面的曲率在道路方向產生一個長方形的光型分布。LED發出的藍光通過前蓋帶有熒光粉的光學透鏡，將藍光轉化成多波段的可見光—白光，光線通過光學透鏡進行整合，將80%以上的光能按我們照明所需的方向進行投射，其余為能一次按要求投射的光能照射在天花燈的反射杯上，反射杯上涂有納米級高反射性的材料，將光能反射到我們照明所需的物體上。

3 產品性能特點

1）產品結構簡潔，驅動組件采用承插式接口，方便更換和產品組裝，主體由一個散熱器組件和三個支撐件組成，由兩個螺絲和一個鉚釘緊固連接；光學由兩個組建合成，光源采用一顆COB封裝光源。整燈裝配螺絲少，次序簡單，組裝效率高。

2）產品采用實心太陽花形散熱器和COB封裝光源進行無縫配對，既滿足了COB封裝光源散熱傳導需要的高熱容的要求，也滿足了LED散熱熱導均衡，快速交換的要求；本散熱器依據空氣動力系數，詳細計算了熱導接觸面和結構縱橫比，經過模擬和實踐確定材料的結構與用量，這樣節約了材料成本并減去不必要的材料重量。

3）產品采用近距離無接觸熒光粉激發技術，熒光粉激發合成二次配光技術，在同行產品中同時使用這兩個技術的屬國內空白現象。光源變壞的主要原因是熒光粉變質，熒光粉變質的主要原因是銀粉和LED芯片接觸的高溫所致，在大功率集成封裝和COB封裝上尤為明顯；無接觸銀光粉激發可大大降低熒光粉的工作溫度，而近距離激發可保證藍光外量子效應能耗的損失，同時也比遠程激發更省材料和成本。在二次配光的透鏡上進行噴粉（熒光粉激發合成二次配光技術），保證了光波變化要求，同時可采用不同的透鏡以滿足不同光能方向性的要求，在產品制造要求上增加了很大的靈活性。

4）產品采用突型納米級反射材料的反射杯，反射效率高、反射角度大，在同類產品中屬新型結構設計，效果優良，具有明顯的先進性。

4 產品主要技術指標

1）額定功率：5W。

2）光通量：>300LM。

3）光效：>60LM/W。

4）色溫：2800-6000K。

5）顯色性：70-85。

6）工作壽命：>30000小時。

本產品已申請國家專利并獲授權。

參考文獻

[1]徐文洪，莊美琳，楊永才，曹民.LED路燈相關色溫分布均勻性研究[J].中國照明電器，2012（01）.

[2]曾祥耀.LED及其應用產品檢測技術標準進展[J].現代顯示，2011（Z1）.

[3]王駿凱，李俊源，姜獻峰.基于單曲面迭代計算的曲面透鏡設計方法[J].光學技術，2010（06）.endprint

摘 要 LED天花燈在商業照明領域使用較廣，高效大角度低熱阻LED天花燈產品節能、長壽、環保，符合國家產業政策發展的方向，具有很好的社會效益。隨著大功率白熾燈的停產，本項目也將取得良好的經濟效益。

關鍵詞 LED天花燈；節能

中圖分類號：TN948 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0030-01

LED天花燈采用導熱性極高的鋁合金及專利結構技術設計生產的新型天花燈。LED天花燈在商業照明領域使用較廣，家居照明領域還在慢慢滲透。LED天花燈在商業照明中使用較廣。各種規格適合使用的地方不一樣，主要取決于使用者要求的亮度、照射距離、安裝處的寬度等。

1 概述

高效大角度低熱阻LED天花燈利用LED發出的藍光，通過前蓋帶有熒光粉的光學透鏡，將藍光轉化成多波段的可見光，光線通過光學透鏡進行整合，將80%以上的光能按照明所需的方向進行投射，產品具有光轉換效率高、熱阻低、組裝簡單、方便更換等優點。采用實心太陽花形散熱器和COB封裝光源無縫配對的形式，在實現COB封裝光源散熱傳導需要的高熱容要求同時，滿足了LED散熱均衡，快速交換的要求；近距離無接觸熒光粉激發技術和熒光粉激發合成二次配光技術的應用，解決了熒光粉變質導致的光源變壞的問題，保證了光波變化要求，配合不同的透鏡可以滿足不同光能方向性的要求，在產品制造要求上增加了很大的靈活性；突型納米級反射材料的反射杯等新型結構的應用，保證燈具的反射效率高、反射角度大。

2 產品的結構及工作原理

本產品可分三個部分組成：電能變換（LED驅動）、主體部分、配光部分。

2.1 電能變換（LED驅動）

LED驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電源轉換器，通常情況下：LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。本天花燈接入100-240V 50/60Hz的市電，經LED驅動將100-240V 50/60Hz的電能通過荷載保護，濾波整流、電壓變換震蕩、極速開關調整，達到輸出橫流、區間電壓比的電能，這就是LED天花燈所需要的驅動電能。

2.2 主體部分

主體部分主要包括發光二極管，簡稱為LED。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）、硅（Si）等的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。砷化鎵二極管發紅光，磷化鎵二極管發綠光，碳化硅二極管發黃光，氮化鎵二極管發藍光。因化學性質又分有機發光二極管OLED和無機發光二極管LED。LED驅動電能接入到LED天花燈使用的COB光源上，將電能流過COB封裝的發光二極管，發光二級管將電能轉化成藍光，未能轉化的電能由于電子摩擦碰撞產生了熱能。

2.3 配光部分

單個LED模組采用軸對稱的全反射透鏡或反光杯進行配光，透鏡配光的輻射角寬度足以覆蓋道路的寬度；再將LED模組排列在一個弧面上，通過調整弧面的曲率在道路方向產生一個長方形的光型分布。LED發出的藍光通過前蓋帶有熒光粉的光學透鏡，將藍光轉化成多波段的可見光—白光，光線通過光學透鏡進行整合，將80%以上的光能按我們照明所需的方向進行投射，其余為能一次按要求投射的光能照射在天花燈的反射杯上，反射杯上涂有納米級高反射性的材料，將光能反射到我們照明所需的物體上。

3 產品性能特點

1）產品結構簡潔，驅動組件采用承插式接口，方便更換和產品組裝，主體由一個散熱器組件和三個支撐件組成，由兩個螺絲和一個鉚釘緊固連接；光學由兩個組建合成，光源采用一顆COB封裝光源。整燈裝配螺絲少，次序簡單，組裝效率高。

2）產品采用實心太陽花形散熱器和COB封裝光源進行無縫配對，既滿足了COB封裝光源散熱傳導需要的高熱容的要求，也滿足了LED散熱熱導均衡，快速交換的要求；本散熱器依據空氣動力系數，詳細計算了熱導接觸面和結構縱橫比，經過模擬和實踐確定材料的結構與用量，這樣節約了材料成本并減去不必要的材料重量。

3）產品采用近距離無接觸熒光粉激發技術，熒光粉激發合成二次配光技術，在同行產品中同時使用這兩個技術的屬國內空白現象。光源變壞的主要原因是熒光粉變質，熒光粉變質的主要原因是銀粉和LED芯片接觸的高溫所致，在大功率集成封裝和COB封裝上尤為明顯；無接觸銀光粉激發可大大降低熒光粉的工作溫度，而近距離激發可保證藍光外量子效應能耗的損失，同時也比遠程激發更省材料和成本。在二次配光的透鏡上進行噴粉（熒光粉激發合成二次配光技術），保證了光波變化要求，同時可采用不同的透鏡以滿足不同光能方向性的要求，在產品制造要求上增加了很大的靈活性。

4）產品采用突型納米級反射材料的反射杯，反射效率高、反射角度大，在同類產品中屬新型結構設計，效果優良，具有明顯的先進性。

4 產品主要技術指標

1）額定功率：5W。

2）光通量：>300LM。

3）光效：>60LM/W。

4）色溫：2800-6000K。

5）顯色性：70-85。

6）工作壽命：>30000小時。

本產品已申請國家專利并獲授權。

參考文獻

[1]徐文洪，莊美琳，楊永才，曹民.LED路燈相關色溫分布均勻性研究[J].中國照明電器，2012（01）.

[2]曾祥耀.LED及其應用產品檢測技術標準進展[J].現代顯示，2011（Z1）.

[3]王駿凱，李俊源，姜獻峰.基于單曲面迭代計算的曲面透鏡設計方法[J].光學技術，2010（06）.endprint

摘 要 LED天花燈在商業照明領域使用較廣，高效大角度低熱阻LED天花燈產品節能、長壽、環保，符合國家產業政策發展的方向，具有很好的社會效益。隨著大功率白熾燈的停產，本項目也將取得良好的經濟效益。

關鍵詞 LED天花燈；節能

中圖分類號：TN948 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）14-0030-01

LED天花燈采用導熱性極高的鋁合金及專利結構技術設計生產的新型天花燈。LED天花燈在商業照明領域使用較廣，家居照明領域還在慢慢滲透。LED天花燈在商業照明中使用較廣。各種規格適合使用的地方不一樣，主要取決于使用者要求的亮度、照射距離、安裝處的寬度等。

1 概述

高效大角度低熱阻LED天花燈利用LED發出的藍光，通過前蓋帶有熒光粉的光學透鏡，將藍光轉化成多波段的可見光，光線通過光學透鏡進行整合，將80%以上的光能按照明所需的方向進行投射，產品具有光轉換效率高、熱阻低、組裝簡單、方便更換等優點。采用實心太陽花形散熱器和COB封裝光源無縫配對的形式，在實現COB封裝光源散熱傳導需要的高熱容要求同時，滿足了LED散熱均衡，快速交換的要求；近距離無接觸熒光粉激發技術和熒光粉激發合成二次配光技術的應用，解決了熒光粉變質導致的光源變壞的問題，保證了光波變化要求，配合不同的透鏡可以滿足不同光能方向性的要求，在產品制造要求上增加了很大的靈活性；突型納米級反射材料的反射杯等新型結構的應用，保證燈具的反射效率高、反射角度大。

2 產品的結構及工作原理

本產品可分三個部分組成：電能變換（LED驅動）、主體部分、配光部分。

2.1 電能變換（LED驅動）

LED驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電源轉換器，通常情況下：LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。本天花燈接入100-240V 50/60Hz的市電，經LED驅動將100-240V 50/60Hz的電能通過荷載保護，濾波整流、電壓變換震蕩、極速開關調整，達到輸出橫流、區間電壓比的電能，這就是LED天花燈所需要的驅動電能。

2.2 主體部分

主體部分主要包括發光二極管，簡稱為LED。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）、硅（Si）等的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。砷化鎵二極管發紅光，磷化鎵二極管發綠光，碳化硅二極管發黃光，氮化鎵二極管發藍光。因化學性質又分有機發光二極管OLED和無機發光二極管LED。LED驅動電能接入到LED天花燈使用的COB光源上，將電能流過COB封裝的發光二極管，發光二級管將電能轉化成藍光，未能轉化的電能由于電子摩擦碰撞產生了熱能。

2.3 配光部分

單個LED模組采用軸對稱的全反射透鏡或反光杯進行配光，透鏡配光的輻射角寬度足以覆蓋道路的寬度；再將LED模組排列在一個弧面上，通過調整弧面的曲率在道路方向產生一個長方形的光型分布。LED發出的藍光通過前蓋帶有熒光粉的光學透鏡，將藍光轉化成多波段的可見光—白光，光線通過光學透鏡進行整合，將80%以上的光能按我們照明所需的方向進行投射，其余為能一次按要求投射的光能照射在天花燈的反射杯上，反射杯上涂有納米級高反射性的材料，將光能反射到我們照明所需的物體上。

3 產品性能特點

1）產品結構簡潔，驅動組件采用承插式接口，方便更換和產品組裝，主體由一個散熱器組件和三個支撐件組成，由兩個螺絲和一個鉚釘緊固連接；光學由兩個組建合成，光源采用一顆COB封裝光源。整燈裝配螺絲少，次序簡單，組裝效率高。

2）產品采用實心太陽花形散熱器和COB封裝光源進行無縫配對，既滿足了COB封裝光源散熱傳導需要的高熱容的要求，也滿足了LED散熱熱導均衡，快速交換的要求；本散熱器依據空氣動力系數，詳細計算了熱導接觸面和結構縱橫比，經過模擬和實踐確定材料的結構與用量，這樣節約了材料成本并減去不必要的材料重量。

3）產品采用近距離無接觸熒光粉激發技術，熒光粉激發合成二次配光技術，在同行產品中同時使用這兩個技術的屬國內空白現象。光源變壞的主要原因是熒光粉變質，熒光粉變質的主要原因是銀粉和LED芯片接觸的高溫所致，在大功率集成封裝和COB封裝上尤為明顯；無接觸銀光粉激發可大大降低熒光粉的工作溫度，而近距離激發可保證藍光外量子效應能耗的損失，同時也比遠程激發更省材料和成本。在二次配光的透鏡上進行噴粉（熒光粉激發合成二次配光技術），保證了光波變化要求，同時可采用不同的透鏡以滿足不同光能方向性的要求，在產品制造要求上增加了很大的靈活性。

4）產品采用突型納米級反射材料的反射杯，反射效率高、反射角度大，在同類產品中屬新型結構設計，效果優良，具有明顯的先進性。

4 產品主要技術指標

1）額定功率：5W。

2）光通量：>300LM。

3）光效：>60LM/W。

4）色溫：2800-6000K。

5）顯色性：70-85。

6）工作壽命：>30000小時。

本產品已申請國家專利并獲授權。

參考文獻

[1]徐文洪，莊美琳，楊永才，曹民.LED路燈相關色溫分布均勻性研究[J].中國照明電器，2012（01）.

[2]曾祥耀.LED及其應用產品檢測技術標準進展[J].現代顯示，2011（Z1）.

[3]王駿凱，李俊源，姜獻峰.基于單曲面迭代計算的曲面透鏡設計方法[J].光學技術，2010（06）.endprint