LED照明應用技術

第1章  概論 1
1．1  LED照明發(fā)展歷程 1
1．2  LED照明產業(yè)鏈簡介 2
1．2．1  LED材料體系 2
1．2．2  襯底的選擇 3
1．2．3  LED芯片的制造 4
1．2．4  芯片的封裝 5
1．2．5  LED光源的散熱設計 5
1．2．6  LED光源的二次光學設計 6
1．2．7  LED光源的驅動和控制 6
1．3  LED照明國內外發(fā)展現狀和研究進展 6
1．3．1  LED照明國內外發(fā)展現狀 7
1．3．2  LED照明技術進展 8
參考文獻 10
第2章  LED照明光學設計技術 11
2．1  概述 11
2．1．1  LED照明光學設計 11
2．1．2  一些重要的光度學術語 12
2．1．3  非成像光學定義 14
2．1．4  LED照明光學材料簡介 15
2．2  LED照明光學設計 16
2．2．1  一次光學設計 16
2．2．2  透鏡封裝的光學系統具體分析 16
2．3  二次光學設計 18
2．3．1  概述 18
2．3．2  LED二次光學設計方法 18
2．3．3  二次光學設計的發(fā)展趨勢 19
2．3．4  設計流程 19
2．3．5  二次光學設計的準備 20
2．4  自由曲面光學元件設計 22
2．4．1  花生米透鏡 22
2．4．2  球型折射透鏡 25
2．5  菲涅爾透鏡設計 27
2．6  LED照明光學設計軟件 30
2．6．1  Tracepro簡介 30
2．6．2  Tracepro應用舉例 31
本章小結 33
習題 33
參考文獻 33
第3章  LED照明散熱設計技術 34
3．1  LED散熱基礎知識 34
3．1．1  LED散熱設計的必要性 34
3．1．2  熱量傳遞的三種基本方式 34
3．1．3  散熱設計術語 38
3．2  熱量對LED的危害分析 39
3．2．1  產生LED結溫的原因 39
3．2．2  LED結溫對性能的影響 40
3．2．3  降低LED結溫的途徑 43
3．2．4  LED結溫計算實例 44
3．3  LED散熱途徑分析 45
3．3．1  LED散熱途徑 45
3．3．2  封裝散熱 46
3．4  LED散熱分析模型 52
3．4．1  發(fā)光二極管的熱阻 52
3．4．2  基于統計的常用熱阻模型 58
3．4．3  基于熱傳導能量方程的熱阻模型的建立 62
3．4．4  測量、計算熱阻的意義 67
3．5  LED散熱仿真軟件 67
3．5．1  基于ANSYS有限元分析軟件的LED熱模擬 68
3．5．2  基于CFD仿真軟件的LED熱模擬 74
3．6  LED散熱材料的選擇 77
3．6．1  散熱材料的選擇 77
3．6．2  散熱材料基板類型的選擇 78
3．6．3  散熱片的選擇與設計 81
3．7  LED散熱設計過程 90
3．7．1  LED散熱設計流程 90
3．7．2  散熱器材料的影響 92
3．7．3  有效散熱面積的影響 93
3．7．4  生熱率的影響 94
3．7．5  金屬基板的影響 95
3．7．6  封裝填充材料的影響 97
3．7．7  對流條件的影響 98
3．7．8  輻射 98
3．8  LED新型散熱技術 103
3．8．1  新型散熱材料 103
3．8．2  散熱新技術 109
本章小結 116
習題 116
參考文獻 117
第4章  LED照明驅動設計技術 118
4．1  LED驅動電源概述 118
4．1．1  LED驅動電源的特點 118
4．1．2  開關電源的技術指標及術語 119
4．2  LED驅動電源分類 121
4．2．1  LED驅動電源按驅動方式分類 121
4．2．2  LED驅動電源按是否開關型分類 122
4．2．3  隔離型LED開關電源 125
4．3  LED恒流驅動電源單元電路設計 127
4．3．1  交流輸入LED恒流驅動電源的基本構成 128
4．3．2  EMI濾波器 128
4．3．3  整流橋的選擇方法 131
4．3．4  漏極鉗位保護電路 132
4．3．5  反激式LED電源的高頻變壓器設計 134
4．3．6  正激式變壓器設計 136
4．3．7  輸出整流管選擇方法 138
4．4  帶功率因數校正（PFC）的LED照明驅動電源 138
4．4．1  功率因數基本定義及分類 139
4．4．2  無源功率因數校正 140
4．4．3  有源功率因數校正 144
4．5  LED照明驅動電源設計舉例 147
4．5．1  設計目標 147
4．5．2  設計背景 147
4．5．3  主要設計內容 148
參考文獻 154
第5章  LED智能照明控制技術 155
5．1  概述 155
5．1．1  智能照明控制的基本概念 155
5．1．2  LED智能照明控制技術 156
5．2  LED調光技術 156
5．2．1  LED調光工作原理及特點 157
5．2．2  模擬調光 159
5．2．3  相控調光 160
5．2．4  PWM調光 163
5．3  LED智能照明控制系統 165
5．3．1  照明控制的發(fā)展 165
5．3．2  LED智能照明控制系統的基本特征 166
5．3．3  LED智能照明控制系統的組成 167
5．3．4  LED智能照明控制策略 171
5．3．5  LED智能照明控制方式 174
5．4  LED智能照明控制系統中的網絡技術 176
5．4．1  LED照明控制系統網絡概述 176
5．4．2  LED照明控制系統中的有線網絡 180
5．4．3  照明控制系統中的無線網絡 191
5．5  LED智能照明控制系統的設計 197
5．5．1  相關設計規(guī)范 198
5．5．2  設計過程和步驟 200
5．5．3  系統的選擇 204
5．5．4  動靜傳感器的選擇 205
5．6  LED智能照明控制系統的工程應用 208
5．6．1  LED室內情景照明系統設計 208
5．6．2  LED路燈遠程監(jiān)控系統設計實例 211
5．7  LED照明控制的發(fā)展 216
5．7．1  對未來LED智能照明的設想 216
5．7．2  LED智能照明控制的發(fā)展趨勢 217
參考文獻 220
第6章  LED照明設計技術 221
6．1  LED照明應用要求 221
6．1．1  功能照明與藝術照明 221
6．1．2  照明應用場所的要求 228
6．2  綠色照明技術 233
6．2．1  照明環(huán)保 233
6．2．2  照明節(jié)能 236
6．3  照明設計程序 241
6．3．1  概念設計 241
6．3．2  方案設計 242
6．3．3  施工圖設計 247
6．3．4  設計實施 248
6．3．5  現場調試 250
6．4  照明計算分析 251
6．4．1  平均照度的計算 252
6．4．2  點光源照度的計算 258
6．4．3  線光源照度的計算 261
6．4．4  面光源照度的計算 268
6．4．5  亮度的計算 272
6．5  成本分析 276
參考文獻 284
第7章  LED燈具測試技術 285
7．1  概述 285
7．2  電氣特性標準與測試 286
7．2．1  電氣特性相關標準介紹 286
7．2．2  電氣特性測試原理與方法 288
7．3  光色特性標準與測試 290
7．3．1  光色特性相關標準介紹 290
7．3．2  利用積分球測量光通量的原理及方法 290
7．3．3  光譜儀工作原理與顏色測試方法 293
7．3．4  分布式光度計工作原理與配光測試方法 300
7．4  熱特性標準與測試 304
7．4．1  熱特性相關標準介紹 304
7．4．2  熱特性測試原理與方法 305
7．5  壽命特性標準與測試 307
7．5．1  壽命特性相關標準介紹 307
7．5．2  壽命特性測試原理與方法 311
7．6 安全性特性標準與測試 321
7．6．1  安全性特性相關標準介紹 321
7．6．2  安全性特性測試原理與方法 325
7．7  光生物安全標準與測試 327
7．7．1  光生物安全相關標準介紹 327
7．7．2  光生物安全測試原理與方法 329
7．8  耐候性特性標準與測試 329
7．8．1  耐候性特性相關標準介紹 329
7．8．2  耐候性特性測試原理與方法 332
本章小結 336
習題 337
參考文獻 337
第8章  LED照明其他技術 338
8．1  白光LED照明通信網絡技術 338
8．1．1  LED照明通信網絡技術原理 339
8．1．2  LED照明通信技術的發(fā)展趨勢 341
8．1．3  LED照明通信的應用前景 342
8．2  LED動植物生長照明技術 344
8．2．1  LED植物生長光源 344
8．2．2  LED植物生產光源技術 346
8．2．3  LED動植物生長照明技術原理 346
8．3  LED生物安全照明技術 350
8．3．1  藍光照明的生物危害性 350
8．3．2  LED生物安全照明技術原理 351
8．3．3  LED生物安全照明系統設計 352
8．4  LED物聯網照明技術 352
8．5  LED海洋漁業(yè)照明技術 354
8．5．1  LED照明與海洋漁業(yè) 355
8．5．2  海洋漁業(yè)的LED照明技術與設計 356
8．6  LED工礦、港口、碼頭、廣場照明技術 356
8．6．1  超大功率LED照明技術 357
8．6．2  超大功率LED照明設計 358
8．6．3  超大功率LED在工礦、港口、碼頭及廣場的應用 360
本章小結 360
本章習題 361
參考文獻 361
第9章  LED照明的應用 363
9．1  LED路燈 363
9．1．1  道路照明對LED燈具要求 363
9．1．2  道路照明效果 365
9．1．3  太陽能LED路燈 366
9．2  LED交通信號燈 367
9．3  LED背光源 369
9．3．1  LED背光源 369
9．3．2  LED顯示屏 370
9．4  LED汽車燈 371
9．4．1  車燈分類與基本要求 372
9．4．2  汽車燈具的國家標準 374
9．5  LED室內照明 374
9．5．1  LED室內照明應用的原則和方向 374
9．5．2  LED室內照明適宜應用的場所 375
9．5．3  目前LED室內照明不具備條件應用的場所 376
9．6  LED景觀照明 376
9．7  LED照明其他應用 380
本章小結 381
習題 382
參考文獻 382
附錄A  半導體照明術語 383
附錄B  LED照明主要機構與公司簡介 391