【2017年整理】LED仿古灯设计.doc

四．LED灯具设计分析 6.1 仿古灯设计 6.1.1 光源选择 因为使用在户外场所，使用条件相对于室内场所较为恶劣，这里推荐两款LED灯珠的测试报告： CREE LED (lamp XP-E Q4) 光源热性能测试 光源测试简介 本测试主要针对 CREE 提供之1W 大功率LED (XP-E Q4) emitter 光源进行热性能测试, 主要测试有: IV曲线测试与电功率测试 结点温度(以下简称为结温)量测 LED热阻量测 不同操作温度下光参数性能测试 相关测试以验证其提供之相关规格, 作为光源应用设计依据。 测试样品测试设备 测试样品介绍﹕ Electro-Optical characteristics Electro-Optical characteristics at If=350mA, Ta=25oC 测试设备组成说明 (一) 测试仪主体 输出恒电流源，采样设定，信号转换，数据处理等； (二) 可温控铜热沉平台 作为温度系数Kj 值量测及不同操作温度下LED热性能测试； (三) 静态空气测试积分球 根据EIA/JESD51-1﹐制造恒定体积的测试环境测量LED的光通量； (四) 电脑 安装测试软件﹐操作并控制整个测试过程； LED emitter 热阻参数测试路径﹕ Rj-slug = (Tj – Tslug)/Pd , emitter结点至heat slug 底部之热阻量测, Pd 为输入电功率 样品测试参数条件﹕ 顺向测试电流 If﹕350mA ~ 1000mA 铜热沉温控范围 Tsink : 20 ~ 80°C LED输入之电功率 Pd : If′Vf 其中 Vf 为顺向电压, 本报告之Pd 假设依据一般LED light source 供应商(Lumileds, OSRAM, CREE etc.) Pd假设定义 相同条件下, 进行热阻计算(不考虑光功率因子参数)。 LED emitter与铜热沉采用Dow Corning TC-5026 Thermal grease 压合测试。 温度系数Kj值采用本测试设备量出之值 Kj= -1.82 mV/ °C (测试感应电流为5mA) 进行结温热阻测试； Temperature sensitive parameter (TSP) calibration. Kj = -1.8204mV/OC, Im=7mA. 样品IV曲线测试 IV曲线测试图 (铜热沉温度Tsink=20oC) 电功率曲线测试 输入电功率与结温变化关系曲线 在一定测试电流下, 电功率随着结温上升而成趋于线性下降； 结温与测试电流关系 在不同热沉温度下, 结温Tj 随着测试电流 If 增加而线性增加； 结点至铜热沉温差测试结果 ΔTj-sink (=Tj-Tsink) 随着测试电流 If 增加而呈趋于线性增加； 热阻与测试电流之关系 热阻Rj-slug随电流增加而呈微量增加，范围在 9.5~11.8oC/W ； 光通量与结点温度关系曲线 不同电流下, 光通量随着结温Tj上升而呈微量下降, 在If=350 mA, Tj =34.5 °C 时 (Tsink=20.0 °C), 光通量为90.5lm ；在 If=500mA, Tj =36.8 °C 时 (Tsink=20.0 °C), 光通量为100.6m ； 光效与结点温度关系曲线 不同测试电流下, 光效随着结点温度Tj上升而呈微量下降, 在 If=350mA, Tj = 34.5°C 时 (Tsink=25.0°C), 光效为80.8lm/W ；在 If=500mA, Tj = 38.6°C 时 (Tsink=20.0 °C), 光效为89.8lm/W ； 测试结论 1.本次测试主要针对CREE 大功率1 W LED emitter (Lamp XP-E Q4) 进行热性能测试, 主要进行结温、热阻、光通量及光效等测试。 2.本次测试的emitter 结点至 heat slug 基材底部之量测热阻结果显示, 在If= 350~ 500 mA 及铜热沉Tsin25°C時,Rj-slug结果范围9~11.3 oC/W (CREE 资料提供之额定最大热阻 9oC/W, Ta= 25 oC )。 3.该样品在If =350mA, Tj = 34.5 °C 时 (Tsink=20.0 °C), 光通量为90.5lm, 光效为 80.8lm/W ；在 If = 500 mA, Tj =36.8°C 时 (Tsink=25.0 °C), 光通量为 100.6lm, 光效为89.8lm/W 。 透镜选择 仿古灯对光型没有路灯和隧道灯的要求高，所以可以不采用加透镜的方式。