照明方式与配光曲线对隧道照明质量的影响分析

为评估不同照明方式与配光曲线对隧道照明质量的影响,文章运用DIALux照明仿真软件建立隧道模型,分析了3种配光类型灯具在不同照明方式下的照明指标。研究结果表明:不同配光曲线照明灯具对路面亮度差异较小,对总体均匀度影响较大。逆光照明会产生严重的眩光,不利于隧道行车安全;顺光照明时亮度最低,有较高均匀度。研究结论可为高速公路隧道照明设计提供理论参考。     

面向绿色照明的大功率LED面板灯的光学设计与性能分析

针对现有LED室内照明灯具近场平面照度分布不均匀,眩光及散热问题,提出一种面向绿色照明的大功率LED面板灯结构。该结构灯具的配光设计基于非成像光学理论,通过对LED阵列排布方式的选择和排布距离的计算,来达到照度的均匀性。根据排布距离计算每颗LED坐标,导入光学仿真软件建模仿真,结果表明该面板灯的照度均匀度达到86.6%。最后对实际灯具的光学性能进行检测,证明其各项性能参数均满足室内照明要求,为今后大功率LED照明光学设计提供了有价值的数据。     

一种面向LED扩展光源的道路配光设计

在多车道的道路照明中,需要非对称矩形配光。本文根据非成像光学理论,建立点光源空间与目标照明面之间的拓扑关系,采用合适的反馈优化方法,获得面向扩展光源且在路面上形成均匀非对称矩形光斑的反射器,仿真结果表明,配光后光源的能量基本上被限制在20m×12m的矩形区域内,且实现了非对称的配光,横向照度均匀度达到了85%,纵向照度均匀度达到了80%,满足道路照明要求;并且通过开模实际测试出整体的照度均匀度为80.13%,验证仿真结果以及证明了设计方案的可行性和反射器在路灯灯具中的实用性。     

LED路灯的光学系统研究与设计

随着大功率LED光源和照明技术的发展,LED已经广泛的应用于照明领域,这也给灯具的配光设计带来了新的挑战.本文从LED光源应用于道路照明的实际要求出发,对LED路灯的光学系统和灯具的配光要求进行了研究,设计出了一种混合型反射罩光学结构,同时调整每列光源的偏转角度,并通过光学仿真软件进行了仿真,从而达到路灯照叫所要求的均匀矩形配光.     

基于DIALux仿真分析的两阶段道路照明优化设计

照明设施是道路的重要组成部分,但是在道路照明的设计过程中,往往由于灯具的配光类型与路况不匹配、节能模式控制方案的不合理,导致道路照明质量低、浪费大量的电力能源。文章以扬州市翠岗路为例,根据《城市道路照明设计标准》,研究灯具的选型依据、布灯方式确定方法、路灯的配光类型对道路照明质量和利用率的影响,并以非对称式LED灯为照明灯具,对智能控制的全亮模式和调光模式进行照明仿真设计,获得一套与传统照明方案相比,照明质量更佳、节能效果好的道路照明设计方案。     

大功率LED照明灯具的配光与散热的研究

本文通过对大功率LED照明灯具的配光与散热的研究,了解大功率LED照明灯具的使用寿命、光输出定向性、大功率LED灯珠的发光效率、散热系数等相关参数。对本公司现有的大功率LEDN明灯具产品的一次配光、二次配光、大功率LED灯珠散热进行了改进设计。大功率LED照明灯芯片加速老化、工作寿命减短等问题,因此散热是制约其发展的一个至关重要的因素。本文介绍了目前广泛运用的大功率LED灯散热技术、散热产品以及热分析工具,应用ANSYS软件针对一款大功率LED进行了热分析,求得各个部分的温度场分布,巴超出了结温的最大允许值。通过热分析,对该LED灯散热结构进行改进,将芯片最高温降为51．1226℃,仿真分析结果表明在允许范围之内,验证了改进方案的可行性。     

一种基于配光曲线的LED天幕灯矢量设计方法

针对发光二极管(LED)天幕灯使用中的非对称大面积照明特点,提出了一种基于配光曲线的LED天幕灯矢量设计方法。根据目标面的能量分布要求计算天幕灯总配光曲线,依据其中的反射配光曲线设计反射面。设计中应用光度学、几何光学、边缘光线原理及Matlab软件中的龙格-库塔法,得出反射面各点坐标。通过Solidworks软件构建反射面模型,应用Zemax软件对其进行照明仿真,结果表明,照明均匀度达到设计要求,能量利用率超过80%,表明该设计方法具有实用价值。     

一种带有曲面底板的直下式LED平板灯设计

针对直下式LED平板灯均匀度低且厚度大的缺点,提出了一种带有曲面底板的直下式LED平板灯,采用Taguchi方法设计,并通过TracePro软件进行仿真模拟,对影响直下式LED平板灯照度均匀度和平均照度的参数因子进行分析,并运用ANOVA理论分析出各因子对品质的影响程度,优化各项结构参数,以设计出符合要求的产品,并通过实验对模拟结果进行验证。结果表明:LED芯片排布方式对照度均匀度和平均照度的影响程度都最大,分别有47.4%和50.2%的贡献度。当芯片选择正六边形排布,倾斜角度为30,平板灯无微结构,混光距离为25 mm,得到最优化照明效果。扩散板照度均匀度达到88.3%,与实验结果基本一致,厚度相对于目前直下式平板灯减少37.5%以上。模拟得到的会议室照明效果满足国家建筑照明设计标准,所得结果为设计直下式平板灯提供理论依据。     

照明系统中配光元件反射-吸收损耗的计算

在照明光学设计中,光通量利用率是配光元件的一个重要评价指标。基于菲涅尔公式,建立了配光元件反射-吸收损耗的理论模型,并探讨了其适用范围。利用该模型分别计算了自由曲面平凸透镜和全内反射透镜的反射-吸收损耗,并与软件仿真和实验实测的光通量损耗数值进行了对比。研究发现,该理论模型的计算数值与光学软件的仿真结果高度相符,点光源60°平凸准直配光透镜和全内反射透镜的透射率绝对误差分别为0.7%和0.14%,考虑装配误差影响之后,此数值与实验测量结果也基本匹配。利用本研究所建的反射-吸收损耗模型,在照明光学设计中,无需进行软件仿真和实验测试,即能快速而精确地预测出各类配光元件在各个光学表面上的反射损耗和材料吸收损耗,为配光元件的性能评价、结构选择和优化定型提供参考依据。     

高空间照明均匀度植物光源系统的设计

传统的植物照明设计只针对单一参考面均匀度进行评价，难以满足植物在整个生长过程中对均匀光照环境的需求。针对这一问题，首先提出了空间照明均匀度评价体系，并基于该体系设计了一种复合光源模块的立体化照明系统，以期构建照明均匀的植物生长空间。进一步利用Taguchi方法优化实验过程，在结合ANOVA分析的基础上，获得了最优结构参数。最后对所得最优解进行灯珠形状分析和植物生长过程中的照明效果测试。实验结果表明:最优结构可提供一个水平参考面照度均匀度为87.22%，混色均匀度为90.11%；竖直参考面照度均匀度93.02%，混色均匀度91.43%的均匀照明空间。该植物光源系统可满足植物生长过程中对均匀空间照明环境的需求。     

LED照明的设计及应用

本文主要就LED照明在城市道路设计中的应用进行阐述,通过对LED照明的实际设计与应用过程中的实例,对LED照明的发光效率、配光曲线、灯具系统寿命等方面进行客观地分析,提出了对LED照明应用过程中的质量控制方式,为LED在城市道路照明中的发展起到推动。     

基于车辆行为信息感知的隧道照明亮度自动调节系统

基于模糊神经网络的隧道照明亮度调节系统无法实现隧道亮度信号的反馈调控,调节效果和节能效果均较差。因此设计基于车辆行为信息感知的隧道照明亮度自动调节系统。通过车辆行为感知设备感知隧道洞内和洞外的车速、车流量以及车辆通过情况,采用的主控制芯片是STM32F103RCT6的主控模块,采集车辆行为感知设备和USREGAL LUX CS 201亮度检测器获取的车辆相关信号和调光信号,并将这些信号传输给监控中心,确保总体调光控制通过隧道现场的照明单元进行调控;系统通过无线监控终端基于主控模块反馈的信号,实现隧道照明亮度的自主调控。系统软件采用PID闭环反馈调节原理实现隧道内亮度的准确调节。实验结果表明,所设计系统可对有无车辆通过以及各车速情况下的隧道亮度进行有效调节,采用所设计系统比不使用所提系统最高可节省日能耗电量244 kW·h,节能效果显著。     

基于朗伯型反射微结构的LED室内照明光源设计

提出了一种基于朗伯型反射面的LED间接照明系统,即LED光源出射的光全部通过朗伯型反射面反射后再照射目标区域,该系统具有光源亮度均匀、灯具效率高等优点,很好地解决了高亮度LED点光源给室内照明带来的眩光问题。首先提出了一种能够很好逼近朗伯反射面的复合型微结构表面,并通过Lighttools光学仿真对其分布参数进行了优化,使最终结果在不同光线入射角的情况下,都具有较理想的余弦反射特性。在此基础上,设计了整体光学系统,使其实现了近180°范围的角度亮度的均匀性和高达84.7%的灯具效率,验证了间接照明方法的可行性。     

结合日光和占用的动态办公室照明系统设计

一个舒适健康的办公室照明环境，不仅可以提高工作效率，还可以避免不舒适的光环境对身体造成伤害。但是大多数办公室在照明节能和照明舒适度方面仍然存在一些问题。为了解决这些问题，本文提出了一个将日光照度和占用情况作为输入、灯具的调光系数K(0≤K≤1)作为输出的照明控制系统。该系统通过算法得出日光照度、占用情况、相邻灯具的照度分量与调光系数K之间的线性数学模型，采用Matlab最小二乘法求得每个灯具的最佳调光系数。采用DIAlux软件验证照明系统下的办公室光环境，结果表明，在该系统控制下被占用的工作面照度均达到500 lx，未占用的工作面照度均达到300 lx，照度均匀度大于0.7，解决了白天照度均匀度低的问题。在满足办公室光环境的基础上，该照明系统在白天和夜间的节能效率分别达到了66%和14%。     

一种实现LED均匀圆斑照明透镜的自由曲面设计

由于大多数LED的发光特性表现为朗伯光源,文中提出一种实现LED均匀照明的透镜设计方法。建立了能产生均匀光斑的自由曲面透镜方程,通过Matlab编程得到数值解,并通过建模软件Pro/E建立了透镜模型,最终采用Tracepro进行模拟验证。实验结果表明,利用此方法给LED进行配光,可使照明目标面获得均匀的照度。     

传输-散射理论设计LED照明导光板的研究

基于传输-散射理论设计了用于LED照明的导光板网点结构。导光板网点具有直径40 μm,高度10 μm的微凹透镜结构,依据传输-散射理论对导光板分区并获得各分区域中的微透镜排布参数。为了验证所提出的网点排布能够实现导出光的高均匀性,建立了尺寸为70.0 mm×41.5 mm的微透镜结构的LED导光板模型,并利用光线追迹的获得了90%的均匀度。本文所提出的方法可用于高均匀度LED照明的导光板设计。     

基于方位角调制的LED道路照明灯具的配光设计研究

提出了一种基于方位角调制的LED道路照明灯具的配光设计方法。选择型号为OSLON SX的大功率LED作为光源,利用16颗LED建立了4×4阵列LED灯具的光学模型。通过改变每一排LED的方位角控制了接收面上的光照度分布。研究表明,当LED阵列上下部分分别倾斜±30°时,接收面的光照度最均匀。     

高品质LED照明驱动电路优化设计

随着LED器件的技术发展,LED照明在家居照明中逐渐得到广泛应用,LED需要恒流电源驱动,恒流电源驱动设计已经成为一项关键技术。文中阐述了一种改良的单端反激电路,通过PFC和Flyback一体化的拓扑结构,配以DC/DC转换器设计,结果使得LED照明灯具的输入电流总谐波含量为16.1%,亮度波动为3%,提升了LED照明灯具的光学品质。     

基于LED光色动态可调的隧道照明控制系统研究

亮度调节是目前隧道照明控制系统兼顾安全性与节能性的主要应用方式。针对隧道照明控制系统光源调节方式单一、难以满足人眼视觉效应需求的问题,设计了一套基于LED光色动态可调的隧道照明控制系统。首先以暖白光、绿光、冷白光为三基色,推导出三通道PWM调光的光色动态调节模型;其次根据系统总体架构,对硬件电路进行具体设计与选型,同时完成上位机控制平台和下位机色温调节程序的开发;最后搭建控制系统实验平台对LED光色动态调节效果进行模拟验证。实验结果表明:上位机能准确输出控制指令控制LED光源实现隧道不同路段光色动态调节。     

LED路灯产品质量的提升对策探讨

我国的LED产业在最近几年发展得很迅速,得到越来越广泛的应用,而将LED光源应用于道路照明中却是一项新兴产业。文中主要探讨台湾颁布的CNS15233标准的要求对国内目前生产的LED路灯在耐久性、配光特性、光效、环境适应性等方面的影响,并总结了LED路灯在设计时需注意的方面,急切呼吁国内有关道路照明灯具性能要求的标准尽快出台。