1、1LED 光源与灯具设计设计报告作品名称：教室 LED 灯管设计2目录1、前言 .32、教室照明设计标准 .33、学校教室用 LED 日光灯与传统日光灯比较说明 33.1、LED 日光灯与传统日光灯光效比较 33.2、LED 日光灯与传统日光灯照度比较 33.3、教室 .43.4、教室用日光灯管量 .43.5、1 个教室用灯电费比较 43.6、1 个教室十年用灯成本比较 43.7.43.8、各种光源光谱比对。 .44、灯珠参数 .65 设计过程及截图 96 光线追迹及结果分析 1131、前言当前随着全球能源危机一次次的示警，节能成为我们势在必行的事情。在照明领域，LED 发光产品的应用正吸引着
2、世人的目光，LED 作为一种新型的绿色光源产品，必然成为未来发展的趋势，我们提倡低碳生活、绿色照明！绿色照明是通过科学的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明电器产品，充分利用天然光，提高人们工作、学习、生活条件和质量，从而创造一个高效、舒适、安全、经济、有益的环境并充分体现现代文明的照明！LED 灯管采用发光二极管作为光源，光效更高、更为节能、使用寿命更长，而且更为环保。成为目前阶段代替荧光灯管的最理想产品。广泛应用于地铁超市学校工厂医院、停车场等长时间照明场所。2、教室照明设计标准3、学校教室用 LED 日光灯与传统日光灯比较说明3.1、LED 日光灯与传统日光灯光效比较光源类
3、型功率（W）光通量（LM） 光效 LM/WLED 18 1500 83 传统 36 2000 56 LED 的光效是传统日光灯光效的 1.5倍3.2、LED 日光灯与传统日光灯照度比较4光源类型功率（W） 灯下 1.5 米照度（LX）发光角度LED 18 180 120传统 36 160 360传统日光灯为 360发光,导致 30%以上光在灯具上损耗。实际上，LED18W 日光灯的照度略高传统 40W 日光灯照度。3.3、教室3.3.1 教室平面积=长 9 米宽 7 米=63 平方米。3.3.2 教室(阅览室)照明功率密度值=9-11W/,对应照度值 300LX3.4、教室用日光灯管量日光灯管
4、功率 36W，计算用灯数量：用灯数量=平面积功率密度值单支日光灯管功率=631136=19 支3.5、1 个教室用灯电费比较以 LED18W 日光灯（19 支）与传统 36W 日光灯（19 支）照度 1 年点灯 4380 小时的用电电费（以使用时间 365 日，每天点灯 12 小时，电费单价：0.65 元/1 度电）19 盏灯年点灯 4380 小时耗电费比较（元）灯类型 年用电电费（元）功率（W）灯盏数每天点灯时间年天数传统 36W 日光灯 1946 36LED18W 日光灯 973 1819 12 3651 个教室用 19 盏灯，一年可节省电费：973 元3.6、1 个教室十年用灯成本比较年
5、使用时间 4380 小时，LED18W 日光灯单价 260 元，传统 36W 日光灯 10 元。1 个教室十年用灯成本比较灯类型 总成本 光源单价 理论寿命 10 年使用时间盏数 换灯数量传统 36W 日光灯 2090 10 4000 209.00 LED18W 日光灯 4940 260 50000 43800 19 19.00 3.7、按以上数据计算可在 4 年半内收回使用 LED 日光灯的成本费。计算如下4.5 年换灯数量计算4.5 年换灯数量=43804.540001993 支4.5 年节省费用计算4.5 年节省费用=4.5 年换灯数量光源单价年省电费4.5年4.5 年节省费用=9310
6、9734.5=5308.53.8、各种光源光谱比对。5可见光的波长范围在 360-830NM，LED 发光的波长全部在可见光范围内，如图。白光 LED 光谱图荧光灯管发出的光有 360NM 以下紫外光，如图荧光日光灯光谱图白炽灯发出的光有 360-830NM 以外的紫外光和红外光，如图6白炽灯光谱图4、灯珠参数名称：XLamp MT-G EasyWhiteLED产品说明XLamp MT-G EasyWhiteLED 实现了流明密度的最大化，淘汰了色度分档，使灯具和灯泡制造商能够以紧凑的多晶粒新型封装，提供一致的颜色和高效的光输出。XLamp MT-G EasyWhite LED 可以将 LED
7、 与 LED 之间的色彩差异降至 2 阶麦克亚当椭圆内，这比相应的ANSI C78.377 色彩区域的总面积要小 94%。说明书：Size (mm x mm) 8.9 x 8.9Product options 6 V, 36 VMaximum drive current (A) 4 (6 V), 0.7 (36 V)Maximum power (W) 25Light output Up to 1950 lm 25 W, 85CTypical forward voltage (V) 85C5.6 1.1 A (6 V), 33.5 V 0.185 A (36 V)Viewing angle (d
8、egrees) 120Binning 85C, 2- and 4-step EasyWhite7Thermal resistance (C/W) 1.5Reflow-solderable Yes - JEDEC J-STD-020C-compatibleRoHS and REACH-compliant YesUL-recognized-component Yes - Level 4 Enclosure Consideration特点 Cree EasyWhite 色温：2700 K - 5000 K CCT 宽广的运行功率范围，最高可达 25 W 提供 85 C 时的分档和特征 两种电压可供选
9、择：6 V、36 V 低效热阻：1.5 C/W 高流明密度 宽视角：120 2700 K 和 3000 K CCT 的最小显色指数（CRI）为 80 2700 K 和 3000 K CCT 下有最小显色指数 85 和 90 可供选择 热电分离 符合 RoHS 和 REACh 规范 通过 UL 认证的元件（E349212）相对光谱功率分布相对光谱功率分布（6 V，1100 mA；36 V，185 mA；TJ= 85 C）8典型光强空间分布机械尺寸95 设计过程及截图5.1、打开 TracePro70（CHS）软件5.2、制作灯管外壳插入 2 个方块进行布尔运算差集得到如图所示：5.3、插入圆柱和方块进行布尔运算差集并改变颜色，得到半灯管图，如图：5.4、插入两个圆柱进行布尔运算差集，得到另外半灯管图：5.5、设计反光罩，效果如图：105.6、灯具模型整体图5.7、打开下载好的 LED 模型5.8、添加档案光源115.9、排列 LED5.10、设置光屏，完成。6 光线追迹及结果分析6.1、追迹后直观图126.2、辐照度分析图6.3、CIE 图像136.4、极坐标配光曲线
