照明LED的陣列研究與仿真
面排列方式又分為平面排列與曲面排列。平面排列配光就是將多顆LED以均勻布置,軸線方向的夾角為零,安裝在平面的基板上,形成具有一定面積的面發光光源。其特點是:光照面積小、光輸出集中、發光均勻、光照度高。根據使用的功能要求,具體所形成的發光面形狀包含矩形、圓形、橢圓等;曲面排列主要包括柱面排列、球面排列、不規則排列等。本文引用地址:http://www.104case.com/article/169445.htm
立體排列方式主要包括球體和柱體。
本文鑒于篇幅,只分析平面排列中的矩形與曲面排列中的內半圓柱面排列,立體排列其實是曲面排列的特例(不只分析底面光照,而是各個面的光照),不再作具體分析。
3.1矩形平面的仿真結果及分析
圖2為7×17矩形陣列仿真結果。本次仿真取陣列距離照射面為6米(根據具體燈具應變換仿真距離)。
從圖2的仿真結果,我們可以看出,7×17矩形陣列的中心最大照度約為40Lux,在過最大照度的一半即20Lux的區域為距中心約0.75m的范圍內。通過以上數據可知,矩形陣列的照射范圍比較集中,此類陣列分布的燈具適用于照射面較小且比較集中的照射領域。
3.2內半圓柱表面的仿真結果及分析
圖3為7×17內半圓柱陣列仿真結果。同上,本次仿真取陣列距離照射面為6米。
從圖3的仿真結果,我們可以看出,7×17內半圓柱陣列的中心最大照度約為3.3Lux,在過最大照度的一半即1.65Lux的區域x軸為距中心約7m的范圍內,y軸為距中心0.8m的范圍內。通過以上數據可知,內半圓柱陣列的照射范圍分布成長條狀,此類陣列分布的燈具適用于一方向上照射區域較大且與其垂直方向上照射區域較小的照射領域。
3.3陣列分布在平面與曲面上的比較
對于以上分析的兩種陣列,所用LED及數目均相同,但是根據仿真結果我們可以看出,在照度大小、照射區域等方面存在很大的區別。代表平面的矩形分布的陣列中心照度比較大,達到了40Lux,但是其照射區域比較小,20Lux內僅有約0.75m的范圍內,而代表曲面的內半圓柱表面分布的陣列中心照度比較小,僅為3.3Lux,但照射區域比較大,最大照度值一半的區域在一方向上達到了 7m。
比較仿真結果可以得出,平面分布陣列的光照面積小、光輸出集中、發光均勻、光照度高,可以應用于模塊照明、照相制版、化妝鏡燈、聚光(投光)燈等;曲面分布陣列照射面積較大,具有發散的照明效果,可獲得特殊的裝飾照明效果,適用于廣場燈、路燈等。
4. 結語
總之,針對LED照明燈具中LED陣列的照度計算和分布問題,文章著重就LED陣列在具體設計、分布上作了仿真及較為詳細的分析,對于設計出更完美的LED燈具具有一定的參考價值??梢韵嘈?,隨著LED技術的不斷發展以及LED照明燈具設計制造的不斷完善,更新更好的技術方案及產品將會層出不窮。
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