談LED照明燈具的結構設計

吳惠國 孟源

摘 要：近些年我國在LED照明燈具技術上實現了快速的發展，無論是照明燈具的結構還是其性能都實現了長足的進步，而由于技術的不斷普及與完善，LED照明燈具的產量也不斷上升，價格更加親民。本文針對LED照明燈具的優勢以及現狀進行研究，并且針對LED燈具的結構設計予以有效的見解，希望為相關工作者的研究提供理論支持。

關鍵詞：LED照明燈具;結構;設計

LED相關技術具有非常獨特的優勢，這也為當下照明領域帶來了很大的變化。LED照明燈具在給我們生活帶來便利的同時，自身也會存在一定的因素影響到其質量，因此需要對LED燈具的結構進行有效的設計。本文根據當下LED照明燈具的使用現狀進行闡述，并且結合其中的技術問題來給出結構設計理念。

1 LED照明燈具的現狀

從技術上來說，LED照明燈具是第四代新光源，而之前人類歷史上經歷了白熾燈、熒光燈以及高強度氣體放電燈三個時代，較之于前三者LED照明燈具具有非常明顯的優勢，比如耗電量很少，使用壽命很長，發光效率很高并且能夠響應當下綠色環保的理念，因此越來越多的城市燈光環境建設中都會使用LED作為照明燈具。并且在各種環境中LED照明燈具都可以取得良好的效果，正是由于其具有非常顯著的優勢，因此在當下以及未來城市的發展與建設中其應用都是非常廣泛的。

LED具有節能、安全性較高等特點，由于發光效率高，并且在燈具反射時損失低，因此更加節能，并且安裝維護更加簡單便捷、成本也比較低，因此在當下也被廣泛的使用。LED光源非常接近自然光并且其中的光色可以進行人為控制，結合照明領域的需求來進行有效的搭配，進而避免傳統光源單調的現象，其方便管理、安全環保，因此也成為當下廣泛應用的燈具之一。

2 LED照明燈具技術問題

當前對LED照明燈具結構進行設計時依然存在一些技術上的問題。首先就是LED燈具在設計中散熱結構還需要優化，LED發光效率與溫度是成反比的，因此其溫度越高那么發光效率越低，這也是LED照明燈具在當下需要解決的主要難題。如果燈具出現散熱不良等狀況，就會加快整個燈具的老化，同時也會使其不穩定。其次就是在LED照明燈具設計時驅動電源設計難度較大，需要對相關燈具進行恒流供電。當前對LED照明燈具驅動電源的主要設計方案是線性或者開關型穩壓器結合特定的反饋電路。最后就是在LED燈具進行設計時，其外觀以及相應的材料工藝還需要進一步改善，有效的選擇材料可以優化燈具的散熱系統，由于LED照明燈具的光源是單向性的，因此在選用材料時應當保證其功能，在此基礎之上來確保LED照明燈具的外觀。同時要在其中進行二次光學設計，需要結合光源模組所散發出的光度、光通量大小、光強大小、光強分布等狀況來選擇合適的材料，要有效的將二次光學設計理念融入其中，進而實現LED照明燈具結構設計上的創新。

3 LED照明燈具結構設計

對于LED照明燈具來說，需要有效的對其結構進行設計，采用芯片封裝制造技術來更好的提升LED燈具照明質量。對于一些大功率的LED燈具來說，需要做好散熱結構設計。從整個LED燈的能量傳播來看，LED燈在傳播光能的同時也會散發熱量，而熱只是能量的傳遞形式，并非能量本身。LED燈具所傳輸的熱量有輻射對流和熱傳導。因此需要從不同的方面來解決散熱的設計，首先可以根據大功率LED燈具來優化散熱器，選擇合適的散熱方案。按照實際外輪廓圖來進行設計。其中散熱器的基板厚度、散熱齒間距、散熱齒形狀都應當結合LED燈具的實際功率以及需求來進行優化設計，并且進行自然冷卻散熱器設計。對于LED燈具來說可以加裝散熱片在PCB板上。

對于整個LED燈具來說，可以采用模塊化的結構設計思想，這樣可以保證其功能的正常運行，并且在結構上相互獨立。通過合適的接口將其中連接標準化并且具有兼容性的結構，這也適合進行規模化的應用。通過模塊化的設計可以方便維修降低成本，比如對于路燈燈具來說，其采用傳統的設計方式維修成本較高，而使用模塊化的設計就可以有效的降低燈具的制造與維修成本，并且通過相關模塊的可靠性與標準化來使得LED燈具之間模塊的通用與匹配，這也會大幅降低備料風險，不同廠家之間也可以進行模塊的互換。而如果采用模塊化的結構設計，就可以針對燈具進行不同功能的設計。首先光源模組是燈具的核心內容，且需要具備配光散熱以及防護功能，其次要具備驅動器模塊，其主要為LED燈具提供能量，并且驅動器所放置的位置應當結合用戶的需求來進行具體安裝。針對光源模組和燈具基座需要有一個連接口，這也是整個模塊的結構接口，這樣在LED燈具出現故障時就可以方便維修。其中光源模組是整個模塊化設計的核心，并且在對其結構進行設計時要遵循相應的原則，如安裝維修便利化、制造成本更低以及可靠性更高、標準化更強等。對于不同功率的LED照明燈具可以選擇不同的模塊化設計方案。比如針對LED照明燈具的光源模組來說，其實是整個模塊化設計的重難點。針對不同LED燈具的需求來選擇芯片，并且進行熱傳導設計。而如果有的燈具需要防水需求，還需要進行防水接線。因此對于一個大型的LED燈具來說，其中的光源模組就是一個完整的小型燈具。

4 結束語

LED照明燈具在當下的照明領域有著非常廣闊的發展空間，其具有較高的發光效率以及較低的能源消耗，因此在對其結構進行設計時要針對其中的不足予以完善，比如在散熱外觀等方面突破陳舊的設計理念，在LED晶片以及封裝技術上來進行創新，進而使得相關行業實現健康發展。

參考文獻：

[1]陳東.LED家用照明燈具的改裝及應用[J].電子技術與軟件工程， 2016（12）.

[2]倪平達.LED照明燈具的可靠性及安全標準探討[J].科技創新與應用，2017（05）.

[3]戴強欽.照明燈具若干技術問題分析[J].硅谷，2014（08）.

[4]馮永斌.LED照明燈具在三峽博物館的運用[J].燈與照明， 2015（03）.

[5]李曄曄.基于LED照明燈具散熱片的設計與分析[J].技術與市場，2012（03）.