LED光學設計的一些基礎知識點

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-02-06

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一、光學設計的重要性

　　LED是點光源，不同于目前市場上的節能燈或白熾燈。點光源 顧名思義也就是一個點發出的光亮，而這個點發出光還同時具有另一個重要特征，那就是只有一方向上有光(所有傳統的背面反光罩對于LED本身來說是沒有任何意義的)。如果我們想要用這種特殊的光來做照明使用，就必須對這個光進行一定的處理，才可以達到我們的要求和目的，所以我們要加上光學設計，把這個相對集中的點光源變成具有一定角度的散光，這也就是大家所熟悉的草帽LED，草帽LED是專業用于照明設計的一種封裝形式，一方面它可以讓光線從一個集中的點光源變成具有一定角度的散光源，另一方面，它具有更少的光衰效果，而讓更多的光透射出來為我們所用。

　　雖然草帽LED在光學角度上有了質的飛躍，但相對我們所熟悉的面光源來講，它依舊是一個點光源，因其亮度過于集中，如果人眼直接看向光源，還是會對我們的眼睛造成一定的傷害。所以在LED照明應用于家庭照明燈中，我們還要進一步進其光線進行處理，再增加一定的光學設計，而達到人眼可以直接觀測的目的，同時柔和光線，另一方面還要再次放大其照射角度，雖然草帽LED本身已經做到120度范圍，但如果直接應用于家庭照明，給我們的感覺是屋頂上表現出來是一片漆黑，我們要利用燈具最外面的透明罩把光線再次分散開來，從而適應正常的家庭照明。

　　二、大功率與小功率LED的區別

　　隨著LED技術的不斷發展，人們為適應大面積照明而研發出功率越來越大的單顆LED芯片，目前全球最前沿已經可以做到單顆LED功率為 200W以上，雖然功率可以做到很大，但其性價比并不佳。下面以我們以常見的幾種LED為例做一個分析。

　　目前業內大量使用的都是單顆0.06W功率，其亮度最大可以做到7LM，我們暫按普通的做到6LM計算，如果要讓功率達到1W，我們需要用17個同樣的LED，其總亮度為 17*6=102LM，也就是說可以做到 100LM/W，如果我們采用單顆芯片為1W的功率，其輸出的亮度最高做到80LM，常用的一般在60LM左右，這是亮度上的一個主要區別，由此可見，對于家庭使用來講，我們還是要選擇小功率的LED比較合適。

　　從產品成本角度講，大功率的LED成本要高于小功率的成本，這來自于兩個方面，一是LED本身的造價，二是大功率的LED要加鋁散熱片，小功率只要用普通電路板，加上自然散熱就可以達到要求。

　　從產品日后維護成本來看，如果我們的燈具在使用中出現故障，可以找任何一家電器修理店去更換損壞的LED，一顆0.06W的LED成本最多1元錢，加上維修費也不超過5元，如果是更換1顆1W的LED，LED成本就要8元，加上維修費用就要15元左右。而相對來講，小功率的LED市場上隨便一個電子市場都可以采購到，大功率的則不一定哪里都可以買到。

LED走向大功率是一個市場趨勢，也是未來發展的主流，但目前由于技術上還未能達到我們所期望的結果，從技術角度講，目前還不太適合用于家庭照明。

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