LED卤素灯设计及光电性能分析(2)
4.2.11 LED的使用寿命 17
4.2.12 LED发光角度 17
4.3 具体实验思路和安排 18
4.4 具体实验方法及步骤 26
4.4 实验数据处理和分析 26
4.5 实验结论 31
结 论 33
致 谢 34
参考文献 36
附 录 1 38
第1章 绪 论
1.1 项目背景
如今，特点为高效节能、长寿命、绿色环保的LED照明技术正加速的发展着，LED照明的应用、LED照明的新技术、以及LED照明发展的新方案也不断涌现。LED 照明设计可结合光源特性，如光源指向性、冷光源及色彩变化等，必将将成为照明市场主流。近年来，随着 LED 在材料选取、晶粒制程、封装架构设计技术等方面的研究不断进步，一种新的交流发光二极管（ AC LED ）技术应运而生，通过一种新的思路，更加推广了 LED照明技术的实际应用[1]。而传统卤素灯由于其技术的限制，其本身还存在着诸多的缺点和不足。于是，本项目便由此切入，引发思考。即构思运用新型AC LED替代传统的卤素灯，观察体会并研究其成功替代后的诸多优势以及未克服的技术不足。
1.2 项目的研究方法与步骤
本学院已经成功与LED产业上中下游的一些优秀企业取得校企联合。本项目通过校企联合，综合学院已有的硬件设施，在“LED封装与检测实验室”、“光电综合实验室”以及“LED设计与应用实验室”等相关实验室中，用光学及电学测试和检测设备，完成所构想的LED代卤素灯实物的制作，并取得本论文分析所需要的各类检测数据。
同时，本项目的研究步骤基本如下：
首先，查阅资料等，构建整个论文的思路和框架，为研究奠定一定的理论基础，提供和积攒足够的理论指导；
然后初步利用计算机辅助软件进行LED代卤素灯的整体设计和模拟；根据设计结果通过校企联合完成LED代卤素灯实物的制备；
紧接着对LED代卤素灯组装工艺进行研究，探索其最佳的热通道和光学性能；
对LED代卤素灯进行光电类相关的参数进行综合的测试分析，并将设计出的几种不同的LED代卤素灯的参数各自进行对比；
对实物用光强测试仪测量制备出的LED代卤素灯产品的瞬态及稳态的的光强分布等参数，并将两种灯片的参数进行对比；对实物各部分进行各种可靠性的测试及分析；
最后做出总结。
1.3 项目的研究目的和意义
通过技术探索，制备出LED代卤素灯产品。并借此熟悉企业中LED灯具的生产、测试和分析等技术。成功的设计制备出光效大于70lm/W，色温3000K左右的LED卤素灯，对照国际标准，进行优化。深入的探索LED代卤素灯的优势，及其可靠性的测试方法，并且对LED卤素灯组装工艺进行研究，探索其最佳的热通道和光学性能，以期用以来指导产业化生产。
与白炽灯、传统卤素灯、荧光灯、直流LED灯相比，LED卤素灯的灯具有性能更稳定、更节能、更省电、寿命更长、能效更高等的优势。LED卤素灯发光可直接使用交流电网中的交流电，不需要另外配置变压器、整流器或用于驱动的电路。这成功避免了电源变换过程中的损失能耗，也大大降低了电路加工的成本，简化了生产工艺。
第2章 传统卤素灯概述
2.1 传统卤素灯的原理
传统卤素灯的工作原理与白炽灯的工作原理一样，皆为热辐射光源。相比较普通的白炽灯，传统卤素灯的不同在于灯管中充满着特殊的工作气体，以致灯具中用来发光的钨丝可以再生。传统卤素灯中的卤素即是化学元素周期表里的卤族元素。传统卤素灯的灯泡外形为细小的石英玻璃质地的透明玻璃管，其原理为：在灯具中，即灯的灯丝和玻璃外壳管之间，填充着一些卤族元素如碘和溴的气态物质，当灯丝通过发热来发出光时，钨原子被蒸发出来后会向着温度相对比较低的位置移动，所以即会向着玻璃壁的方向移动，当他们接近快玻璃壁时，钨蒸汽的温度已经冷却到800℃上下，并在此移动的过程中已和充斥其间的一些卤素原子结合，结合后形成卤化钨（溴化钨、碘化钨），卤化钨则通过相反的方向向玻璃中央移动，最后又回落到之前被腐蚀了一部分的灯丝上。而卤化钨化合物很容易受热分解，灯丝点亮发热的过程使得卤化物分解还原，钨原子物质即又从卤化钨的状态分离了出来，重新附着到灯丝上，抵消了一部分之前被蒸发的钨原子，在这种特殊的循环系统作用下，较之白炽灯的灯丝，卤素灯灯丝的使用寿命及稳定性就都得到了很大幅度的提高。