在这里，可以将LED芯片初始的朗伯光学分布同我们在各种不同环境中的不同的需求视为矛盾的普遍性和矛盾的特殊性[8]。普遍性在于其一次光学设计优化LED发光芯片的配光质量，使其符合标准。而它的特殊性在于由于不同的需求和特殊的设置要求，对于不同的灯具的使用有它不同的条件范围，故其外部的二次光学的设计亦有不同要求。

图 1.1.1.1 朗伯分布示意图

1.1.2 LED灯产热原理

分析其产热原因，首先讨论直接带隙半导体和间接带隙半导体

图 1.1.2.1 直接带隙半导体和简介带隙半导体

（1） 直接带隙半导体发光过程

从上图1.1.2.1（a）中，导带底部的电子跃迁到价带顶。和空穴发生复合。其过程满足能量守恒定律和动量守恒定律。其复合过程，光子动量远远小于电子的动量。其光子能量 。

（2） 间接带隙半导体发光过程

由于最初的复合状态的动量差。无法引起电子跃迁而得到的光辐射。这时由于晶格的振动，则声子保持动量。这时，电子、空穴和声子三者碰撞，辐射光的频率。 其中 为声子的能量，即晶格振动的热量。能量分成声子和光子两者的能量，由于这个原因辐射的能量相对降低了。此时热和光形成了另一组矛盾，这是一种对立而统一的存在。热强则光弱，光强则热弱，当然不可以直接简单的说，可以由上图1.1.2.1（b）中可知，导带底到价带顶能量、光子能量和声子能量三者形成直角三角形，三者关系可以由勾股定理得到。

（3）芯片PN结处发出的光子在通过芯片表面的时候，由于芯片的折射率远大于空气和封装用的硅胶，存在全反射的现象，导致到达表面的光子被反射回芯片内部，最终转换成了热量。[9] 受封装材料和其他对手的限制，只有10％-20％的输入功率可以转移到有用的光能，其余的消散到环境 [10]。

1.2课题的主要研究内容

当前LED照明电器种类丰富多样，而LED线性（洗墙）灯的种类亦是如此。LED洗墙灯可以让灯光如同水一样洗过墙面，让墙面更显得亮丽活泼。洗墙灯主要是用来做建筑的照明装饰之用。另外的有些还有用来勾勒大型建筑的轮廓。基于此本次实验所用的LED洗墙灯是18W和36W的两种灯为样品的。同时通过LED灯具的散热系统进行散热分析、建立模型、和热模拟，进而做出进一步的探究。本文主要进行研究和探究的问题入下：

1.2.1 对两款LED线性（洗墙）灯的小角度配光的测量和分析

第2部分，就从LED线性（洗墙）灯的小角度配光进行分析。先分析灯光二次配光的原理，从光能的利用率方面和光强分布均匀性角度分析。由于能量守恒定律，总有部分光线会被吸收，而且如果是透镜作用，还有部分光线通过折射、反射、散射作用逃离所需要的约束区域。为提高光强分布均匀情况，利用全反射原理进行设计。查询LED线性（洗墙）灯的小角度配光要求。然后结合两款不同的线性洗墙灯，通过定义法进行测试分析，测试其出射角度大小。

1.2.2 对两款LED线性（洗墙）灯的散热进行测试与分析并比较热学模拟情况

第3部分，就18W和36W两款LED洗墙灯的热学分布进行测试。测试时注意环境温度的影响，实验时需要将LED洗墙灯拆卸处理，其目的是为了从多层面测试其温度的空间分布情况。将热电偶与洗墙灯粘连，以此分析在开启洗墙灯后，其温度从初始态到稳态情况的比较。分析LED热问题中结温和热阻两个问题。构建洗墙灯热阻网络图，进行合理分析。研究温度对于LED结温的影响，分析结温对LED芯片寿命的影响。在测试过程中，发现在洗墙灯中的电源对于LED芯片温度的影响。并通过计算机热模拟进行对比检验。