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1、241Z864Hours On Per DayC8 Uj SJnoE 8s4-00Chart 1 - What 50,000 Hours Means in Practical Terms大功率LED照明表L大功率LED照明的一般设讨步骤。步骤说明1.确定照明需求设计目标应是基于现有灯具的性能，或者是基于应用的照明 需求。Z确定设计目标列出设计目标，这些目标应根据应用的照明需求而定。设计师应列出影响设计的所有其它目标，如特殊光要求或 者是要能耐受高温。3.估计光学、热和电气系 统的效率 设计目标会对光学、热和电气系统产生限制。 根据这些限制对各系统的效率进行估计，结果不错. 将照明目标和系统效率
2、结合起来，能驱动照明需要的LED 数量。4,计算需要的LED数量根据设计目标和估计的损失程度，设计师可以计算满足设 计目标需要的LED数量。5.对所有的设计可能都予 以考虑，从中选择最佳设 计所有设计都一样，有许多不同的方法达到最佳设计目标。 LED照明仍然是一个新兴领域，所以，对传统照明源所做 的假设可能无法用于LED照明设讨。6,完成最后步骤 完成电路板布扃。 构造原型机照明，测试设计选择。 确认设计达到了所有设计目标。 使用原型机设计进一步完善照明设计。 写出观察报告和改进意见，步骤一：确信照明需求LED照明必需知足或超过目标应用的照明要求。因此，在成立设计目标之前就必需确信照明 要求。
3、关于某些应用，存在现成的照明标准，能够直接确信要求。对其它应用，确信现有照 明的特性是一个好方式。表2列出了确信现有照明特性时要考虑的要紧特性。光输出和功率特性始终很关键，而依照 应用的不同，其它特性可能重要，也可能不重要。ImportanceCharacteristic1 . 一% ， * * . /UnitsLuminous fluxlumens (Im)CriticalIlluminance distributionfootcandle (fc)Electrical power consumptionwatts (W)Luminaire aestheticsPriceLifetimeho
4、ursOperating temperaturesPotentiallyOperating humidity% RHImportantColor temperaureKManufacturabilityEase of installationForm factorTable 2 - Important Characteristics of Target Luminaire所有照明公司都能够提供数据文件或文档，详细给出其各类灯具的关键特性。“潜在关键” 的特性要更主观一些，或在制造商文档里没有列出。在这种情形下，由设计师确信现有照明 的特性。图1说明了例中CFL嵌顶灯的关键特性。Figure 1
5、 Critical CharacterKtics for Example CFL Downlight表3给出了现有照明的全数特性。PartCharacteristicUnitValueTechnologyCFL1Light outputIm1,500I o rv cPowerW23LcITipEfficacyIm/W65Lifetimehrs10,000Average selling priceUS $61Coefficient of utilization (CU)%54Light outputIm810FixturePower (excluding ballast)W23EfficacyI
6、m/W35ASPUS 20Table 3 - Example CFL Downlight Cliaracterization步骤二：确信设计目标照明要求确信好了以后，就能够够确信LED照明的设计目标了。与概念照明要求时一样，关 键设计目标与光输出和功耗有关。确保包括了对目标应用也可能重要的其它设计目标，包括 工作环境、材料清单(B0M)本钱和利用寿命.表4以LED照明为例列出的设计目标。CharacteristicUnitGoalNotesLight outputIm610Illuminance distributionfc5ame shape as target; matchin-g or
7、better illuminancePower (excluding driver)W23Efficacylm/w35ufetimehours.50,000CCTK4,000! CRI75circular openingin6i Maximum amtiienit temp.55Commercial building with vented ceilingsHigh volume BOM cost_US$50Tabk 4 Design Goals for CFL Downlight Replaceinent Luminaire步骤三：估量光学系统、热系统和电气系统的效率设计进程中最重要的参数之
8、一是，需要多少个LED才能知足设计目标。其他的设计决策都 是围绕LED数量展开，因为LED数量直接阻碍光输出、功耗和照明本钱。查看LED数据手册列出的典型光通量，用该数除设计目标流明，这种方式很诱人。但是， 此方式太简化了，依此设计将知足不了应用的照明要求。LED的光通量依托于多种因素，包括驱动电流和结温。要准确计算所需要的数量，必需第 一估量光学、热和电气系统的效率。光学系统效率通过考察光损失估量光学系统的功效。要估量的两种要紧的光损失源为：1 .次级光学器件次级光学器件是不属于LED本身的所有光学系统，如LED上的透镜或扩散片。与次级光学 器件相关的损失依照利用的特定元件的不同而转变c通过
9、各次级光元件的典型光学效率在8 5%和90%之间。2 .灯具内的光损失当光线在抵达目标物之前，打到灯具罩上时，就产生了灯具光损失。某些光被灯具罩吸收, 有些那么反射回灯具。固定物的效率由照明的布局、灯具壳的形状及灯具罩的材料决定。如 图2所示，LED光具有方向性，可达到的效率比全方向照明可能达到的要高得多。Figure 2 - Comparison of CFL & LED Coefficient of UtilizationXLarvp XR-ECFL FixtureChart 2 - Light Ou put vs. Angle for CFL Fixture & XLamp XR-E L
10、ED对例如中的照明，若是照明需要次级光学器件，那么只存在次级光损失。次级光学器件的要 紧目的是改变LED的光输出图像。曲线2将Cree XLamp XR-E LED的光束角度与目标 灯具的光输出图像进行了比较。裸LED的光束角度与目标灯具的超级相似，因此不需要次 级光学器件。因此，对本例如照明，不存在次级光学器件引发的光损失。要计算本例如的灯具损失，咱们假定灯具反射杯的反射率为85%, 60%的光将打到反射杯 上。因此，光学效率为：Optical Efficiency = (100% x 40%) + (85% x 60%)Optical Efficiency = 91%热损失LED的相对通量
11、输出随着结温的上升而降低。大多数LED数据手册都列出了 25c下的典型 光通量值，而大多数LED应用都采纳较高的结温。当结温Tj25时，光通量确信比LE D数据手册给出的值差。LED数据手册中有一个曲线，给出了相对光输出与结温的关系，例如如曲线3所示的XLa mp XR-E白色LED。该曲线通过选择特定相对光输出或特定结温，给出了其它特性值。对本CFL例如，其照明只是为屋顶通风的商业建筑设计的。本设计基于所列的设计目标， 对光输出、功效和利用寿命的优先顺序进行了划分。XLamp XR-E LED额定为5万小时后提供平均70%的流明维持率，结温维持在80C或以 下。因此，CFL例如的最高适合结温
12、为80。对应的最小相对光通量为85%,如曲线3所 示。这一 85%相对光通量是对本例照明热功效估量的值。100%XJndlJn。ouuajunoqdaJArEaJa:90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%255075100125150Junction Temperature ()Chart 3 - Example Relative Intensity vs Junction Tempera-ture Graph for XLamp XR-E White LED电气损失LED驱动电子设备将可用功率源（如墙体插座交流电或电池）转换成稳固的电流源。这一进程 与所有电源一样，效率可
13、不能达到100%。驱动器中的电气损失降低了整体照明效能，因为 把输入功率浪费在发烧上了，而没有效在发光上。在开始设计LED系统时，就应考虑到电 气损失。典型的效率在80%到90%之间。效率高于90%的驱动器的本钱要高得多。要注意，驱动器 效率可能随输出负载而转变，如曲线4所示。应指定驱动器工作在大于50%输出负载下， 以使效率最大，并使本钱最低。曲线4例如的LED驱动器效率与负载的关系关于室内应用，驱动器效率87%的估值专门好。室外用或超级长的利用寿命的驱动器，效 率可能要低一些。表5归纳了例如照明的光、热和电气系统的效率。SystemEfficiencyTypeOptical91%Light
14、Thermal85%!LightElectrical87%Power|Fable 5 - Summary of Example CFL Replacement Efficiencies步骤四：计算需要的LED数量实际需要的流明量所有系统效率估算好以后，就可计算要达到设计目标需要的实际LED流明数。对本计算， 只利用光效率（光学和热）。电气效率只阻碍总功耗和灯具效能，而不阻碍照明的光输出量。 例如照明需要的实际流明的计算如下：所需的实际流明=目标流明/（光学效率x热效率）=810/（91 %x85%）=1,0501m工作电流另一个需要确信的是LED的工作电流。工作电流在确信LED照明的效能和利用寿命时很重 要。增加工作电流，那么各LED的光输出会变大，因此减少了所需的LED数量。只是，增 加工作电流同时也带来多个缺点，如表6所示。依照应用的不同，考虑到每一个LED流明 输出值更高，这些缺点或许能够同意。对例如照明，利用寿命和功效是最应优先考虑的设计目标，本照明以XLamp XR-E数据手 册所列的最小工作电流(350 mA)工作，以最大限度提高LE
