毕业论文--LED路灯照明系统散热设计及模拟仿真.docVIP

目 录 1.绪论 1 1.1绿色光源LED的现状 1 1.2论文主要研究的内容 3 2.国家“十城万盏”LED半导体照明工程实施进展情况 4 3.光的照明基础知识 6 3.1光度学基础知识 6 3.1.1光的基本概念和理论 6 3.1.2光的传播特性 7 3.1.3光的基本度量 9 3.2色度学基础知识 11 3.2.1颜色 11 3.2.2与颜色有关的照明参量 13 4. LED在各个领域中的应用 15 4.1 LED汽车照明 15 4.2 LED道理隧道照明 17 4.3 LED在其它方面的应用 20 5. LED的发光原理及主要参数、特性 22 5.1 LED的发光原理及结构 22 5.2 LED主要参数及特性 24 5.2.1 LED的电学特性 24 5.2.2 LED的光学特性 25 5.2.3 LED的热学特性 25 6.大功率LED灯散热设计 27 6.1 LED散热的必要性 27 6.2 LED的散热技术 27 7. LED路灯设计 29 7.1《城市道路照明设计标准》 29 7.2设计目标为校园路灯 30 7.3计算所需要LED的个数 30 7.4路灯灯头设计 32 7.5 LED路灯的散热 33 8. LED路灯散热设计（软件仿真） 34 8.1 IcePak软件介绍 34 8.2用Icepak进行热仿真及分析 34 8.2.1建模 34 8.2.1对模型进行热分析 35 9.校园LED路灯应用 41 结论 43 致谢 44 参考文献 45 1. 绪论 1.1 绿色光源LED的现状 当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下，节约能源是我们未来面临的重要的问题，在照明领域，LED发光产品的应用正吸引着世人的目光，LED作为一种新型的绿色光源产品，必然是未来发展的趋势，二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。 随着低碳经济的全面推动，绿色照明备受各国政府的重视。低碳经济就是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，其实质是能源效率和清洁能源结构问题，核心是能源技术创新和制度创新，目标是减缓气候变化和促进人类的可持续发展。根据美国能源信息局的报告，发电（大部分为照明应用提供电源）制造了37的温室气体。在我国，照明用电的电消耗约2000亿千瓦时，占年发电量的12%左右。实行绿色照明将减少用电量，从而降低碳排放。所以，实现绿色照明符合低碳经济的发展。 LED是发光二极管的简称，具有节能、环保、耗电量少、寿命长、色彩丰富、耐震动、可控性强等特点，发光效率高且达到同样照明效果的功率低。在同等照明亮度的状况下，LED灯比普通灯平均节电40％~50％。为了在照明领域实现低碳经济，各国政府都提出和实施绿色照明工程。美国、日本、欧盟等国家和地区纷纷制定政策扶持LED照明产业的发展。 　　我国政府从1996年开始组织实施绿色照明工程，并将其列入“九五”、“十五”节能重点领域和“十一五”十大重点节能工程。2009年10月，又发布了《半导体照明节能产业发展意见》，旨在推动我国半导体照明节能产业健康有序发展，培育新的经济增长点及促进节能减排，提出将开发和推广替代白炽灯、卤钨灯等节能效果显著、性价比高的半导体照明定型产品；开发和推广停车场、隧道、道路等性能要求高、照明时间长的功能性半导体照明定型产品；发展中大尺寸液晶显示背光源、汽车照明等增长潜力大的半导体照明产品；发展医疗、农业等特殊用途的半导体照明产品。许多城市已经利用LED光源照明技术在城市灯光环境建设中,产生了良好的效果,像护栏照明、广场照明、庭院照明、投光照明、水下照明等系列。由于LED光源的显著优点和白光LED技术的日臻成熟,LED光源城市道路照明系统有着广阔的应用前景。对节省建设资金,缓减用电矛盾,构建节约型社会具有重大意义。 LED灯具性能上的优势： （1）节能，安全性高:LED光源如果设计合理,很大程度上可以直接解决传统球状光源必须依靠光发射来解决的二次取光及光损耗问题。所以灯具反射损失低,灯具整体光效高,如果采用PWM数字调光系统,更省电;目前白光LED的发光效率约为80 lm/W,较传统高压钠灯可以节电50%~60%。如果和太阳能系统直接配套,无需额外的逆变、转换过程,能达到最大的能源利用率。 （2）低维护成本,安装维护简便:如果灯具整体设计合理,大功率LED光源理论上可以正常使用10年不用更换,而传统高压钠灯平均1年半就要更换一次,所以可以大大降低维护成本。同时采用LED路灯除了在单灯成本及最初安装的造价比高压钠灯高外,在铺设成本、耗电成本及寿命方面均大大优于高压钠灯。由于驱动电流小、电缆、变压器和工程费用也相应的减少。 （3）显色性佳,配光容易:LED的显色指数高(75~90),基本上接近自然光。光色可以人为控制,可以通过配光满足不同照明