LED照明應(yīng)用技術(shù)

第1章  概論 1
1．1  LED照明發(fā)展歷程 1
1．2  LED照明產(chǎn)業(yè)鏈簡(jiǎn)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(shè)計(jì) 5
1．2．6  LED光源的二次光學(xué)設(shè)計(jì) 6
1．2．7  LED光源的驅(qū)動(dòng)和控制 6
1．3  LED照明國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀和研究進(jìn)展 6
1．3．1  LED照明國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 7
1．3．2  LED照明技術(shù)進(jìn)展 8
參考文獻(xiàn) 10
第2章  LED照明光學(xué)設(shè)計(jì)技術(shù) 11
2．1  概述 11
2．1．1  LED照明光學(xué)設(shè)計(jì) 11
2．1．2  一些重要的光度學(xué)術(shù)語(yǔ) 12
2．1．3  非成像光學(xué)定義 14
2．1．4  LED照明光學(xué)材料簡(jiǎn)介 15
2．2  LED照明光學(xué)設(shè)計(jì) 16
2．2．1  一次光學(xué)設(shè)計(jì) 16
2．2．2  透鏡封裝的光學(xué)系統(tǒng)具體分析 16
2．3  二次光學(xué)設(shè)計(jì) 18
2．3．1  概述 18
2．3．2  LED二次光學(xué)設(shè)計(jì)方法 18
2．3．3  二次光學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì) 19
2．3．4  設(shè)計(jì)流程 19
2．3．5  二次光學(xué)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備 20
2．4  自由曲面光學(xué)元件設(shè)計(jì) 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(shè)計(jì) 27
2．6  LED照明光學(xué)設(shè)計(jì)軟件 30
2．6．1  Tracepro簡(jiǎn)介 30
2．6．2  Tracepro應(yīng)用舉例 31
本章小結(jié) 33
習(xí)題 33
參考文獻(xiàn) 33
第3章  LED照明散熱設(shè)計(jì)技術(shù) 34
3．1  LED散熱基礎(chǔ)知識(shí) 34
3．1．1  LED散熱設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)術(shù)語(yǔ) 38
3．2  熱量對(duì)LED的危害分析 39
3．2．1  產(chǎn)生LED結(jié)溫的原因 39
3．2．2  LED結(jié)溫對(duì)性能的影響 40
3．2．3  降低LED結(jié)溫的途徑 43
3．2．4  LED結(jié)溫計(jì)算實(shí)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(tǒng)計(jì)的常用熱阻模型 58
3．4．3  基于熱傳導(dǎo)能量方程的熱阻模型的建立 62
3．4．4  測(cè)量、計(jì)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(lèi)型的選擇 78
3．6．3  散熱片的選擇與設(shè)計(jì) 81
3．7  LED散熱設(shè)計(jì)過(guò)程 90
3．7．1  LED散熱設(shè)計(jì)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(duì)流條件的影響 98
3．7．8  輻射 98
3．8  LED新型散熱技術(shù) 103
3．8．1  新型散熱材料 103
3．8．2  散熱新技術(shù) 109
本章小結(jié) 116
習(xí)題 116
參考文獻(xiàn) 117
第4章  LED照明驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù) 118
4．1  LED驅(qū)動(dòng)電源概述 118
4．1．1  LED驅(qū)動(dòng)電源的特點(diǎn) 118
4．1．2  開(kāi)關(guān)電源的技術(shù)指標(biāo)及術(shù)語(yǔ) 119
4．2  LED驅(qū)動(dòng)電源分類(lèi) 121
4．2．1  LED驅(qū)動(dòng)電源按驅(qū)動(dòng)方式分類(lèi) 121
4．2．2  LED驅(qū)動(dòng)電源按是否開(kāi)關(guān)型分類(lèi) 122
4．2．3  隔離型LED開(kāi)關(guān)電源 125
4．3  LED恒流驅(qū)動(dòng)電源單元電路設(shè)計(jì) 127
4．3．1  交流輸入LED恒流驅(qū)動(dòng)電源的基本構(gòu)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(hù)電路 132
4．3．5  反激式LED電源的高頻變壓器設(shè)計(jì) 134
4．3．6  正激式變壓器設(shè)計(jì) 136
4．3．7  輸出整流管選擇方法 138
4．4  帶功率因數(shù)校正（PFC）的LED照明驅(qū)動(dòng)電源 138
4．4．1  功率因數(shù)基本定義及分類(lèi) 139
4．4．2  無(wú)源功率因數(shù)校正 140
4．4．3  有源功率因數(shù)校正 144
4．5  LED照明驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)舉例 147
4．5．1  設(shè)計(jì)目標(biāo) 147
4．5．2  設(shè)計(jì)背景 147
4．5．3  主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 148
參考文獻(xiàn) 154
第5章  LED智能照明控制技術(shù) 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(shù) 156
5．2  LED調(diào)光技術(shù) 156
5．2．1  LED調(diào)光工作原理及特點(diǎn) 157
5．2．2  模擬調(diào)光 159
5．2．3  相控調(diào)光 160
5．2．4  PWM調(diào)光 163
5．3  LED智能照明控制系統(tǒng) 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(tǒng)的基本特征 166
5．3．3  LED智能照明控制系統(tǒng)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(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 176
5．4．1  LED照明控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)概述 176
5．4．2  LED照明控制系統(tǒng)中的有線網(wǎng)絡(luò) 180
5．4．3  照明控制系統(tǒng)中的無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 191
5．5  LED智能照明控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 197
5．5．1  相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范 198
5．5．2  設(shè)計(jì)過(guò)程和步驟 200
5．5．3  系統(tǒng)的選擇 204
5．5．4  動(dòng)靜傳感器的選擇 205
5．6  LED智能照明控制系統(tǒng)的工程應(yīng)用 208
5．6．1  LED室內(nèi)情景照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 208
5．6．2  LED路燈遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)例 211
5．7  LED照明控制的發(fā)展 216
5．7．1  對(duì)未來(lái)LED智能照明的設(shè)想 216
5．7．2  LED智能照明控制的發(fā)展趨勢(shì) 217
參考文獻(xiàn) 220
第6章  LED照明設(shè)計(jì)技術(shù) 221
6．1  LED照明應(yīng)用要求 221
6．1．1  功能照明與藝術(shù)照明 221
6．1．2  照明應(yīng)用場(chǎng)所的要求 228
6．2  綠色照明技術(shù) 233
6．2．1  照明環(huán)保 233
6．2．2  照明節(jié)能 236
6．3  照明設(shè)計(jì)程序 241
6．3．1  概念設(shè)計(jì) 241
6．3．2  方案設(shè)計(jì) 242
6．3．3  施工圖設(shè)計(jì) 247
6．3．4  設(shè)計(jì)實(shí)施 248
6．3．5  現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試 250
6．4  照明計(jì)算分析 251
6．4．1  平均照度的計(jì)算 252
6．4．2  點(diǎn)光源照度的計(jì)算 258
6．4．3  線光源照度的計(jì)算 261
6．4．4  面光源照度的計(jì)算 268
6．4．5  亮度的計(jì)算 272
6．5  成本分析 276
參考文獻(xiàn) 284
第7章  LED燈具測(cè)試技術(shù) 285
7．1  概述 285
7．2  電氣特性標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試 286
7．2．1  電氣特性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹 286
7．2．2  電氣特性測(cè)試原理與方法 288
7．3  光色特性標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試 290
7．3．1  光色特性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹 290
7．3．2  利用積分球測(cè)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(cè)試方法 293
7．3．4  分布式光度計(jì)工作原理與配光測(cè)試方法 300
7．4  熱特性標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試 304
7．4．1  熱特性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹 304
7．4．2  熱特性測(cè)試原理與方法 305
7．5  壽命特性標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試 307
7．5．1  壽命特性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹 307
7．5．2  壽命特性測(cè)試原理與方法 311
7．6 安全性特性標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試 321
7．6．1  安全性特性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹 321
7．6．2  安全性特性測(cè)試原理與方法 325
7．7  光生物安全標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試 327
7．7．1  光生物安全相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹 327
7．7．2  光生物安全測(cè)試原理與方法 329
7．8  耐候性特性標(biāo)準(zhǔn)與測(cè)試 329
7．8．1  耐候性特性相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)介紹 329
7．8．2  耐候性特性測(cè)試原理與方法 332
本章小結(jié) 336
習(xí)題 337
參考文獻(xiàn) 337
第8章  LED照明其他技術(shù) 338
8．1  白光LED照明通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 338
8．1．1  LED照明通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)原理 339
8．1．2  LED照明通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 341
8．1．3  LED照明通信的應(yīng)用前景 342
8．2  LED動(dòng)植物生長(zhǎng)照明技術(shù) 344
8．2．1  LED植物生長(zhǎng)光源 344
8．2．2  LED植物生產(chǎn)光源技術(shù) 346
8．2．3  LED動(dòng)植物生長(zhǎng)照明技術(shù)原理 346
8．3  LED生物安全照明技術(shù) 350
8．3．1  藍(lán)光照明的生物危害性 350
8．3．2  LED生物安全照明技術(shù)原理 351
8．3．3  LED生物安全照明系統(tǒng)設(shè)計(jì) 352
8．4  LED物聯(lián)網(wǎng)照明技術(shù) 352
8．5  LED海洋漁業(yè)照明技術(shù) 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(shù)與設(shè)計(jì) 356
8．6  LED工礦、港口、碼頭、廣場(chǎng)照明技術(shù) 356
8．6．1  超大功率LED照明技術(shù) 357
8．6．2  超大功率LED照明設(shè)計(jì) 358
8．6．3  超大功率LED在工礦、港口、碼頭及廣場(chǎng)的應(yīng)用 360
本章小結(jié) 360
本章習(xí)題 361
參考文獻(xiàn) 361
第9章  LED照明的應(yīng)用 363
9．1  LED路燈 363
9．1．1  道路照明對(duì)LED燈具要求 363
9．1．2  道路照明效果 365
9．1．3  太陽(yáng)能LED路燈 366
9．2  LED交通信號(hào)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(chē)燈 371
9．4．1  車(chē)燈分類(lèi)與基本要求 372
9．4．2  汽車(chē)燈具的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 374
9．5  LED室內(nèi)照明 374
9．5．1  LED室內(nèi)照明應(yīng)用的原則和方向 374
9．5．2  LED室內(nèi)照明適宜應(yīng)用的場(chǎng)所 375
9．5．3  目前LED室內(nèi)照明不具備條件應(yīng)用的場(chǎng)所 376
9．6  LED景觀照明 376
9．7  LED照明其他應(yīng)用 380
本章小結(jié) 381
習(xí)題 382
參考文獻(xiàn) 382
附錄A  半導(dǎo)體照明術(shù)語(yǔ) 383
附錄B  LED照明主要機(jī)構(gòu)與公司簡(jiǎn)介 391