Durch die Erforschung der Lichtverteilung und Wärmeabteilung von 1000 -W -LED -Leuchten, In diesem Artikel wird die Lebensdauer von 1000-W-LED-Leuchten erläutert, die Richtung der Lichtabgabe, die Lichtausbeute von 1000-W-LED-Lichtperlen, Wärmeableitungskoeffizient, und andere verwandte Parameter. Verbessert die Design der primären Lichtverteilung, Sekundärlichtverteilung, und Wärmeableitung von 1000-W-LED-Lichtperlen der bestehenden 1000-W-LED-Lichtprodukte des Unternehmens. 1000w LED-Lichtchips haben die Alterung beschleunigt und die Lebensdauer verkürzt. daher, Die Wärmeableitung ist ein entscheidender Faktor, der seine Entwicklung einschränkt.
In diesem Artikel werden die derzeit weit verbreiteten 1000 W vorgestellt LED-Licht-Wärmeableitungsdesign, Wärmeableitungstechnologie, Wärmeableitungsprodukte, und thermische Analysewerkzeuge. Verwendung der ANSYS-Software zur Durchführung einer thermischen Analyse an einer 1000-W-LED-Leuchte, Es wird die Temperaturfeldverteilung jedes Teils ermittelt, die die Sperrschichttemperatur überschritten hat. Maximal zulässiger Wert. Durch thermische Analyse, Die Wärmeableitungsstruktur der LED-Lampe wurde verbessert, und die maximale Temperatur des Chips wurde auf 51,1226°C reduziert. Die Ergebnisse der Simulationsanalyse zeigten, dass es innerhalb des zulässigen Bereichs lag, was die Machbarkeit des verbesserten Designs bestätigte.
Hintergrund
Grundsätzlich, Das Lumineszenzphänomen von Halbleiterbauelementen kann grob in drei Typen unterteilt werden: Photolumineszenz, Elektrolumineszenz, und Kathodolumineszenz. Bei der ersten Form der Lumineszenz wird der Halbleiter mit einer bestimmten Lichtmenge bestrahlt, der Halbleiter selbst Ein Phänomen, bei dem Elektronen und Löcher die Energie des Lichts absorbieren und Licht emittieren. Die zweite Form der Lumineszenz entsteht, wenn an ein Halbleiterbauelement eine Durchlassspannung angelegt wird, Elektronen und Löcher bewegen sich aufgrund der Energie, was wiederum das Lumineszenzphänomen stimuliert.
Kathodolumineszenz ist ein Phänomen, bei dem bestimmte Strahlen auf den Halbleiter eingestrahlt werden, Die Träger des Halbleiters absorbieren Energie, und dann zusammengesetzte Lumineszenz erzeugen.
Der LED selbst ist ebenfalls ein Halbleiterbauelement, und die spontane Lichtemission der LED wird durch die Rekombinationsbewegung zwischen Elektronen und Löchern verursacht. Sein Lichtemissionsprinzip basiert auf dem Lichtemissionsprinzip der Elektrolumineszenz und übernimmt nicht das Lichtemissionsprinzip ähnlich wie herkömmliche Lichtquellen wie Glühlampen und Energiesparlampen. Der wichtigste Teil der LED ist der PN-Übergang, der aus einem Halbleiter vom N-Typ und einem Halbleiter vom P-Typ besteht, und zwischen dem Halbleiter vom P-Typ und dem Halbleiter vom N-Typ wird eine dünne Vakuumverarmungsschicht gebildet. Der Lumineszenzprozess des P-N-Übergangs kann grob in drei Prozesse unterteilt werden: Trägerinjektion unter Durchlassspannung, zusammengesetzte Strahlung, und Lichtenergieübertragung. Die sehr kleinen Halbleiterkristalle sind allesamt Verpackung aus klarem Epoxidharz. Wenn die darin enthaltenen Elektronen den Wafer passieren, Die Elektronen dissoziieren zum Lochbereich und verbinden sich mit diesem wieder. Zu diesem Zeitpunkt, Gleichzeitig verschwinden die Löcher und Elektronen und es treten Photonen auf. . Die Energie des durch die Rekombinationsbewegung von Elektronen und Löchern erzeugten Photons ist proportional zu den Elektronen und Löchern selbst. Jedoch, Die durch die zusammengesetzte Bewegung erzeugte Energie des Photons entspricht gleichzeitig der Farbe des vom Photon erzeugten Lichts. Allgemein gesprochen, innerhalb des Spektrums des sichtbaren Lichts, Die im Spektrum verschiedener Frequenzen enthaltene Energie ist unterschiedlich. Violettes Licht und blaues Licht haben unter normalen Umständen die meiste Energie, während rotes Licht und oranges Licht tendenziell die geringste Energie haben. Aufgrund der unterschiedlichen Bandlücken zwischen verschiedenen Materialien ist es genau so, dass verschiedene Materialien unterschiedliche Lichtfarben emittieren können.
Abbildungsoptik für 1000w LED-Leuchten
Als neuartige Festkörper-Kaltlichtquelle, LED hat den Vorteil einer geringen Größe, langes Leben, hohe Lichtausbeute, energiesparend, und Umweltschutz. Die breiten Marktaussichten für 1000-W-LED-Leuchten haben einen Höhepunkt der Forschung zu LED-Anwendungen ausgelöst, vor allem in Hochleistungsbeleuchtung Anwendungen. Jedoch, weil das vom LED-Chip emittierte Licht eine Lambertsche Verteilung hat, Eine solche Lichtfeldverteilung unterliegt jedoch keinem sekundären optischen Design, wenn es direkt auf tatsächliche Hochleistungsbeleuchtungsanwendungen angewendet wird, es wird zu erheblicher Lichtverschwendung führen. Das sekundäre optische Design von LEDs ist zum Hauptproblem geworden, das die weitere Förderung von LEDs in Beleuchtungsanwendungen einschränkt. Die traditionelle Lichtplanungsmethode kann den Mangel der falschen Schätzung nicht beseitigen. Die Methode zur Kombination der Theorie der nichtabbildenden Optik, Lichtdesign-Software, und Computerprogrammierung wird verwendet, um das sekundäre optische Design von 1000-W-LED-Leuchten durchzuführen. Nach den Klassikern der nichtabbildenden Optik, der Erhaltung der optischen Ausdehnung und dem Prinzip des Kantenlichts, Man erhält die Gleichung für die gekrümmte Oberfläche der Linse, Anschließend werden die diskreten Punkte der Freiformflächenlinse durch Matlab-Programmierung berechnet, und die dreidimensionale Modellierung wird durchgeführt. Die Simulation wird in Tracepro durchgeführt, um die Richtigkeit des Designs zu überprüfen. Die grundlegende Verpackungsstruktur von LED besteht darin, ein Halbleitermodul mit einer elektrolumineszierenden Struktur in Epoxidharz einzukapseln, und verwenden Sie Stifte als positive und negative Elektroden, um die Struktur zu stützen. Die LED-Struktur besteht hauptsächlich aus Halterungen, Silberkleber, Waffeln, und Gold. Draht, Epoxidharz besteht aus fünf Materialien.
Die Abbildungsoptik von 1000-W-LED-Leuchten. Im abbildenden Optikdesign, Das optische System ist das wichtigste Bildgebungswerkzeug. Das Gesetz der Lichtausbreitung wird hauptsächlich anhand des Konzepts des geometrischen Lichts untersucht. Es fehlen entsprechende Untersuchungen zu den Veränderungen der Energieübertragung bei der Lichtausbreitung. Jedoch, Nichtabbildende Optiken unterscheiden sich von abbildenden Optiken. Aus der Sicht der Physik, Es wird angenommen, dass Licht bei der Ausbreitung entsprechende Strahlungsenergie mit sich führt, und die Richtung der Lichtausbreitung ist die entsprechende Ausbreitungsrichtung der Strahlungsenergie. daher, wenn man von der Perspektive der Untersuchung von Energieveränderungen ausgeht, Das optische System selbst ist auch ein Medium, das die entsprechende Strahlungsenergie überträgt. Der Ausbreitungsprozess des Lichts selbst ist der entsprechende Energieübertragungsprozess. Die Theorie der nichtabbildenden Optik folgt hauptsächlich dem Gesetz dieser Energieausbreitung. Der Winkel des gesamten optischen Systems wird untersucht. Der Hauptzweck der Anwendung der Theorie der nichtabbildenden Optik besteht darin, das gesamte Beleuchtungssystem zu untersuchen, Das Beleuchtungssystem selbst spielt jedoch eine steuernde Rolle bei der Übertragung von Lichtenergie im Prozess der Lichtausbreitung, anstatt eine bildgebende Rolle zu spielen, ähnlich der Theorie der bildgebenden Optik, Aber Abbildungsprobleme können bei nicht bildgebendem Design nicht ausgeschlossen werden. Die Theorie der nichtabbildenden Optik wird hauptsächlich entwickelt, um zwei Haupttypen von Problemen zu lösen. Eine Möglichkeit besteht darin, die übertragene Energie zu maximieren, und das andere ist, wie man das macht Beleuchtungsstärkeverteilung Auf der Zielebene wird ein Licht erhalten, das den Beleuchtungsanforderungen entspricht. Diese beiden Probleme werden im Bereich der Allgemeinbeleuchtung üblicherweise als Lichtsammlung und Beleuchtung bezeichnet. Konzentratoren können normalerweise in zwei Kategorien unterteilt werden, Einer davon wird als dreidimensionaler Konzentrator bezeichnet, das andere sind zweidimensionale Konzentratoren, Zweidimensionale Konzentratoren können auch als lineare Konzentratoren bezeichnet werden, Das Konvergenzverhältnis linearer Konzentratoren wird normalerweise durch das Verhältnis der Eingangs- und Ausgangsabmessungen am Querschnitt ausgedrückt. Für den zweidimensionalen Kondensator und den dreidimensionalen Kondensator (mit achsensymmetrischen Eigenschaften), Der maximale Wert von c kann erhalten werden. Es wird davon ausgegangen, dass das Eingabe- und Ausgabemedium den gleichen Brechungsindex haben, wenn sich die kreisförmige Lichtquelle im Unendlichen befindet, der Wert von iθ Der Divergenzwinkel emittiert Licht. Beim Durchgang durch das optische System, das maximale Konzentrationsverhältnis max erreicht 21/siniθ. Wenn der Winkel des austretenden Lichts und die austretende Oberfläche zusammenlaufen, um eine sekundäre Lichtverteilung zu bilden. Die optische Ausdehnung hat eine gewisse physikalische Bedeutung: Mithilfe der optischen Ausdehnung lässt sich der Einfluss des optischen Elements auf den Energienutzungsgrad des gesamten optischen Systems bewerten, und es kann auch verwendet werden, um die Eigenschaften des Lichtstrahls selbst zu beschreiben. Für bestimmte optische Elemente, Die optische Ausdehnung stellt die Fähigkeit des optischen Elements dar, den Strahl zu bündeln. Verwendung des Konzepts der optischen Erweiterung, Der Grad der Übereinstimmung zwischen dem Beleuchtungssystem und dem Bildgebungssystem kann beurteilt werden.
Linsenmodell von 1000w LED-Leuchten
Für ein ideales optisches System, beim Nachdenken, Brechung, Streuung, und andere Verluste werden nicht berücksichtigt, Die optische Ausdehnung des Lichtstrahls bleibt nach dem Durchgang durch das optische System erhalten. In nicht abbildender optischer Ausführung, Dies ist im Entwurfsprozess erforderlich. Ein sehr wichtiger zu berücksichtigender Faktor besteht aus zwei Aspekten. Für die Lichtquelle, desto kleiner ist die optische Ausdehnung, desto besser. Jedoch, für das optische Element, Die Situation ist genau umgekehrt. Die optische Ausdehnung sollte für das optische Element umgekehrt sein. Je größer desto besser. Natürlich, Je größer die optische Erweiterung ist, desto besser, denn die Erhöhung der optischen Ausdehnung bringt nicht zwangsläufig die gleiche Verbesserung der Energieeffizienz des gesamten optischen Systems mit sich, Dies führt jedoch dazu, dass das Design des optischen Systems kompliziert wird. daher, beim Entwurf nicht abbildender optischer Systeme, Das Konzept der optischen Ausdehnung sollte sinnvoll genutzt werden, um den Lichttrend zu steuern und die Erhaltung der optischen Ausdehnung zu realisieren, um die ideale Lichtenergienutzungsrate zu erhalten. Und um die Anforderungen des Beleuchtungsgleichmäßigkeitsindex zu erfüllen, Das Volumenmodell der Linse kann durch einmaliges Drehen der Kurve erhalten werden, und die Außenfläche des Linsenmodells der 1000-W-LED-Leuchte ist die gewünschte Freiformfläche.
Gestaltung von 1000w LED Licht Kühlkörper
Die Wärmeübertragung von 1000-W-LED-Leuchten ist der Wärmeübertragungsprozess von Materie unter Einwirkung von Temperaturunterschieden. Egal innerhalb eines Objekts oder zwischen einigen Objekten, solange es einen Temperaturunterschied gibt, Die Wärme wird auf eine oder mehrere Arten spontan erzeugt. Der Boden breitet sich von hoher Temperatur zu niedriger Temperatur aus. Es gibt drei grundlegende Arten der Wärmeübertragung: Wärmeleitung (Wärmeleitung), Wärmekonvektion, und Wärmestrahlung. Im Vergleich zu herkömmlichen Lichtquellen, LEDs zeichnen sich durch ihre geringe Größe aus, kompakte Struktur, und einfaches Einsetzen in verschiedene Lampen. Als Träger der Lichtquelle, Das Wärmeableitungsdesign der Lampe ist sehr wichtig, damit die LED ihre Vorteile ausspielen kann. Wenn die Wärmeableitungseffizienz der Lampe hoch ausgelegt ist, nicht nur die Lebensdauer der LED verlängert werden, sondern auch das Gewicht der Lampe kann reduziert werden, und sein Anwendungsbereich kann erweitert werden. Im Gegenteil, Dies wirkt sich auf die Vorteile der LED-Nutzung aus, und sogar zu einem Engpass bei der Anwendung werden.
daher, Dieses Kapitel konzentriert sich auf die Gestaltung des Kühlers. Wir wissen, dass es normalerweise zwei Methoden zur Wärmeableitung gibt: Die erste ist die aktive Wärmeableitung, das heißt, Die Wärmeableitung erfolgt durch Zwangskühlungsmethoden wie externe Lüfter, Wasserkühlung oder Heatpipe-Schleifen, Mikrokanalkühlung, Halbleiterkühlung, usw., das sich durch Wärmeableitung mit hohem Wirkungsgrad auszeichnet, kleiner Heizkörper, und kompakte Struktur. Der Nachteil besteht darin, dass dadurch der zusätzliche Stromverbrauch steigt, und unter Berücksichtigung der Anforderungen an den Schutzgrad der Lampe, es wird auch die Schwierigkeit des Lampendesigns erhöhen; die zweite ist die passive Wärmeableitung, die hauptsächlich auf der natürlichen Konvektion der Luft beruht, und die von der Wärmequelle erzeugte Wärme wird auf natürliche Weise durch den Kühlkörper übertragen. In die Luft zerstreut, Der Wärmeableitungseffekt hängt von der Größe des Kühlkörpers ab. Diese Methode hat eine einfache Struktur, aber die Wärmeableitungseffizienz ist relativ gering. Für das Beleuchtungssystem, denn die Wärmeableitungsmethode lässt sich leicht mit der Struktur der Lampe kombinieren, Der Aufbau ist relativ einfach, und es ist kein zusätzlicher Stromverbrauch erforderlich. Gleichzeitig, für die umfassende Betrachtung der Verarbeitung, Materialkosten, Wartungsfaktor, usw., Es wird eine passive Wärmeableitung verwendet. Die Gesamtkosten sind relativ niedrig. Derzeit, Die Hauptrichtung besteht darin, die zweite Methode anzuwenden, Dies kann die Wärmeableitungsanforderungen des Beleuchtungssystems durch rationelle Gestaltung des Heizkörpers weitestgehend erfüllen, und gleichzeitig die Kosten im größtmöglichen Umfang einsparen. Ein von unserem Unternehmen verkaufter Hochleistungs-LED-Straßenlaternenstrahler ist speziell optimiert. Der Strahler besteht aus zwei identischen Modulen.
Zusammenfassung
1000w LED-Licht ist einer der Hotspots der Forschung und Anwendung der letzten Jahre, insbesondere nach dem Aufkommen von Hochleistungs-LED-Chips, Der Einsatz von 1000-W-LED-Licht im Beleuchtungsbereich hat den Trend, herkömmliche Beleuchtung zu ersetzen. Momentan, LEDs haben immer noch Probleme Antriebsstromversorgung Design, Lichtverteilungsdesign, und Wärmeableitungsdesign. In diesem Papier, Das sekundäre optische Design der Lambertschen Hochleistungs-Weißlicht-LED wird durchgeführt, und die Freiformlinse, die den gleichmäßigen runden Fleck und den gleichmäßigen rechteckigen Fleck realisiert, wird jeweils entworfen. Gleichzeitig, In diesem Artikel wird auch die Wärmeableitung von Hochleistungs-LEDs untersucht, erläutert den Optimierungsprozess von Hochleistungs-LED-Flachkühlkörpern mithilfe der ANSYS-Optimierungsfunktion zum Schreiben von Programmen, und gibt einen spezifischen Produktdesignprozess vor.
