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LED路燈反光碗式和透鏡式的二次光學研究(二)

星之球激光 來源:半導體照明網2012-03-21 我要評論(0 )   

若將PMMA材料制作成透鏡,則損耗更大,以下列舉市面上常見的PMMA材料透鏡為例(考慮到透鏡背部總有漏光現(xiàn)象,而實際上漏光是無法利用的,因此在系統(tǒng)背部設置了全吸收的...

       若將PMMA材料制作成透鏡,則損耗更大,以下列舉市面上常見的PMMA材料透鏡為例(考慮到透鏡背部總有漏光現(xiàn)象,而實際上漏光是無法利用的,因此在系統(tǒng)背部設置了全吸收的基板,以增強數(shù)據(jù)的嚴謹性):

LED

透鏡外形圖

LED

光線經過透鏡后的雜散光分析

 
該透鏡效率實際只有86%

  反光式光學系統(tǒng)相對分析比較容易,經過對光源的出光能量分布分析,通過再分配的方式設計道路照明適合的透鏡。

  光源Lambertian出光模式(即常見的Lumileds、CREE、Edison LED),結合設計的反光器,出光的兩個角度分別為50度和120度,即路燈放置于10米桿高可以在地面形成約12×30米的均勻光斑,根據(jù)照度需求增加/刪減單元個數(shù)。

  1、光線軌跡:

LED

LED

2、單顆1W照明效果圖(照度分布):

LED

  3、以下是模擬一段道路的照明效果:

  道路為15米寬,采用對稱式部燈,10米桿高,32米桿距,燈具安裝角度為5度,懸臂長1.5米。馬路表面照度均勻,90%光線集中于馬路上,路邊照度逐步遞減,沒有硬光邊,不會引起駕駛人員的視覺不適。

LED

  效率分析:

  經反光系統(tǒng)的照射光線分為“直接光線”和“反射光線”,即部分光線無需通過反光壁直接散射,而另外一部分光則經過反光壁照射到相應的位置。

  將反射壁設置為“Perfect Absorber”,然后根據(jù)出射效率即可以得到有多少光線不需要經過光學系統(tǒng)直接照射:

LED

  由此可見:該光學系統(tǒng)中有41.88%的光是直接照射,不需經過光學系統(tǒng),即能量損失為0,另有58.12%的光需要經過反射壁反射,反射效率取決于反射壁材料及加工工藝。通過鍍增強鋁膜或者銀模,反射效率可以達到90%以上,因此反光系統(tǒng)效率可以達到并超過以下數(shù)值:

41.88%+58.12%×90%=94.19%

  遠遠高于透鏡方式的86%的效率,即100lm的光我們可以利用到94.19~98.84lm。

  該反光碗最大優(yōu)點是效率高,使用光源是常見的Lambertian出光模式的LED,單顆光源達到這樣的效果而不是排列組合,因此可以根據(jù)路燈功率需要增減LED數(shù)量。

 

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