高光效側(cè)入式無導(dǎo)光板LED平板燈的研究.pdf

1、能源緊張問題已成為新時期人們關(guān)注的重點,在照明方面,節(jié)能和綠色環(huán)保的LED產(chǎn)品在室內(nèi)照明市場越來越活躍。然而現(xiàn)有的導(dǎo)光板側(cè)入式LED平板燈在帶給人們?nèi)岷凸庹?、高亮度大面積照明的同時,也存在著出光效率不高、造價成本過高等不足。本學(xué)位論文針對LED平板燈存在的問題,研究了一種側(cè)面背投式無導(dǎo)光板LED平板燈,對平板燈的結(jié)構(gòu)、背光源、散熱、出光面擴散板及驅(qū)動電路進行了優(yōu)化設(shè)計,以提高無導(dǎo)光板LED平板燈的整燈光效。
　　論文基于建筑設(shè)計的

2、理念及人們?nèi)粘２晒饬?xí)慣,提出一種側(cè)面背投式無導(dǎo)光板窗式結(jié)構(gòu)的LED平板燈。采用多窗格組合以實現(xiàn)大面積照明,LED燈珠發(fā)出的發(fā)散光束,通過柱面透鏡會聚并掠射在出光面板上,出光面板為透射型擴散板。由于光線沒有經(jīng)過多次反射損失,所以無導(dǎo)光板LED平板燈比一般導(dǎo)光板式LED平板燈的出光效率高,具有光效高,成本低,厚度薄、重量輕等優(yōu)點。文中優(yōu)化設(shè)計了背光源的結(jié)構(gòu)。采用柱面透鏡將側(cè)面入射的LED發(fā)散光束會聚在出光面板上,并通過掠射和疊加方法實現(xiàn)出光

3、面板的照度均勻性?；诠舛葘W(xué)和幾何光學(xué)的基本原理,討論了LED陣列之間的距離,LED燈珠的投射角,以及LED陣列中LED的間距對平板燈光照度分布均勻性的影響,利用九宮格取值法和TracePro軟件對所設(shè)計的LED平板燈進行參數(shù)優(yōu)化。并基于“煙囪效應(yīng)”設(shè)計了壁掛式LED平板燈散熱裝置。利用平板燈框架內(nèi)的空腔形成“煙囪”結(jié)構(gòu),根據(jù)熱空氣密度小,易上浮的原理,使 LED燈條后方管道內(nèi)的空氣快速上升流動進行散熱,并且設(shè)計波浪條紋的凸起部位,可顯

4、著加快LED燈珠背面的空氣流速,有助于散熱效率的提高。還設(shè)計了一種用于LED平板燈的低功耗LED點陣式驅(qū)動電路。采用新型連線結(jié)構(gòu)和驅(qū)動方式,使LED驅(qū)動電路中盡量不含耗能元件,如:電阻及功率管等,運用電容可在交流下產(chǎn)生的容抗特性,限制電路中工作電流,從而降低LED驅(qū)動電源的功耗。
　　研究了一種適用于無導(dǎo)光板側(cè)入掠射式LED平板燈的雙面三棱柱陣列微結(jié)構(gòu)擴散板。通過菲涅爾公式理論分析雙面三棱柱陣列增透原理,利用光線追跡軟件 Trac

5、ePro模擬仿真了三棱柱陣列深寬比和三棱柱底邊寬度對擴散板透射比的影響。模擬結(jié)果表明,入射面的透射比隨深寬比的增大而增大,對于 PMMA和PC光學(xué)材料,當(dāng)深寬比為0.5左右時透射比達到最大,并基本保持不變。出射面三棱柱陣列微結(jié)構(gòu)深寬比在0.5附近由于兩次全內(nèi)反射導(dǎo)致透射比出現(xiàn)一個下降區(qū)域,而三棱柱陣列間距對擴散板的透射比影響很小,模擬結(jié)果表明優(yōu)化后的三棱柱微結(jié)構(gòu)陣列擴散板對掠射光線的透光率可達93％。根據(jù)優(yōu)化后的雙面三棱柱陣列微結(jié)構(gòu)擴散