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1、LED LED LED LED 灯具基础知识培训灯具基础知识培训主讲：张主讲：张 尚尚 超超 2009-05-07 2009-05-07 2009-05-07 2009-05-07目录目录(Catalog)(Catalog)(Catalog)(Catalog)LEDLEDLEDLED灯具相关技术名词解释灯具相关技术名词解释 光学部分光学部分 电学部分电学部分 传热学部分传热学部分 LEDLEDLEDLED灯具应用领域及实例分析灯具应用领域及实例分析 LEDLEDLEDLED灯具应用领域灯具应用领域 LEDLEDLEDLED路灯应用实例解析路灯应用实例解析 LEDLEDLEDLED路灯发展的问题
2、探讨路灯发展的问题探讨 高频无极灯荧光灯（低压汞灯）高压钠灯 疝气灯 金卤灯 LED紫外线可见光红外线射线射线电视、广播 图电磁波频谱图常用380780nm表示可见光的范围电磁波频谱图电磁波频谱图 光度学部分光度学部分光度学部分光度学部分光通量（光通量（luminous fluxluminous fluxluminous fluxluminous flux）1.1.1.1.定义：单位时间光源向空间发出的、定义：单位时间光源向空间发出的、使人产生光感觉使人产生光感觉的能量。的能量。2.2.2.2.详细说明：光通量是衡量光源发光多少的一个指标，以详细说明：光通量是衡量光源发光多少的一个指标，以表示
3、。表示。设光源在设光源在t t t t秒内总共辐射出的光能是秒内总共辐射出的光能是WWWW，我们就把辐射出来的光能，我们就把辐射出来的光能WWWW与辐与辐射所经过的时间射所经过的时间t t t t之比称为光通量；之比称为光通量；由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等相等时，其光通量并不相等，人眼对于波长人眼对于波长 555nm 555nm 555nm 555nm 的光线（黄光）最为敏的光线（黄光）最为敏感感。3.3.3.3.单位：流明（单位：流明（lm)-lm)-lm)-lm)-实用单
4、位实用单位 光瓦光瓦 1 1 1 1 光瓦光瓦=683=683=683=683流明流明4.4.4.4.例：例：国产白炽灯每消耗国产白炽灯每消耗1W1W1W1W的电能所产生的光通量约为的电能所产生的光通量约为12.5lm15lm12.5lm15lm12.5lm15lm12.5lm15lm；辐射能通量辐射能通量LEDLEDLEDLED电光转换效率电光转换效率发光效率发光效率(irradiance efficiency(irradiance efficiency(irradiance efficiency(irradiance efficiency)1.1.1.1.定义：简称光效，光源所发出的光通量
5、和它所消耗的电功率之比。定义：简称光效，光源所发出的光通量和它所消耗的电功率之比。2.2.2.2.单位：流明单位：流明/瓦瓦(lm/W)(lm/W)(lm/W)(lm/W)3.3.3.3.例：一般白炽灯的发光效率大约为例：一般白炽灯的发光效率大约为1215lm;1215lm;1215lm;1215lm;普通荧光灯的发光效率大约为普通荧光灯的发光效率大约为3060lm;3060lm;3060lm;3060lm;高频荧光灯的发光效率大约为高频荧光灯的发光效率大约为7090lm;7090lm;7090lm;7090lm;高压钠灯（高压钠灯（HIDHIDHIDHID）的发光效率大约为）的发光效率大约为
6、100120lm;100120lm;100120lm;100120lm;LED LED LED LED 灯具的发光效率大约为灯具的发光效率大约为6090lm.6090lm.6090lm.6090lm.光源发光效率光源发光效率整机发光效率整机发光效率发光强度（发光强度（irradianceirradianceirradianceirradiance intensity intensity intensity intensity）1.1.1.1.定义：光通量的空间密度，即单位立体角内的光通量。定义：光通量的空间密度，即单位立体角内的光通量。2.2.2.2.详细说明：衡量光源发光强弱程度的量详细说明
7、：衡量光源发光强弱程度的量,以符号以符号 Iv Iv Iv Iv表示。表示。3.3.3.3.单位：坎德拉（单位：坎德拉（cd)cd)cd)cd)又称烛光又称烛光 一只蜡烛的发光强度约为一只蜡烛的发光强度约为1 cd1 cd1 cd1 cd 1cd=1000mcd 1cd=1000mcd 1cd=1000mcd 1cd=1000mcd 灯具配光曲线（光强分布图）灯具配光曲线（光强分布图）极坐标极坐标灯具配光曲线（光强分布图）灯具配光曲线（光强分布图）直角坐标直角坐标光照度（光照度（illuminance）1.1.1.1.定义：是受光表面上光通量的面密度，即单位面积的光通量。定义：是受光表面上光通
8、量的面密度，即单位面积的光通量。2.2.2.2.详细说明：是表示受光表面被照亮程度的一个量，以详细说明：是表示受光表面被照亮程度的一个量，以E E E E表示。表示。3.3.3.3.单位：勒克斯（单位：勒克斯（lx)lm/mlx)lm/mlx)lm/mlx)lm/m2 2 2 2 1 1 1 1 勒克斯等于勒克斯等于 1 1 1 1 流明流明(lumen,lm)(lumen,lm)(lumen,lm)(lumen,lm)的光通量均匀分布于的光通量均匀分布于 1m 1m 1m 1m2 2 2 2 面积上的光照面积上的光照度度.4.4.4.4.例：自然光的照度大约如下：例：自然光的照度大约如下：1
9、00000lx 100000lx 100000lx 100000lx 晴天的阳光直射下晴天的阳光直射下 10000lx 10000lx 10000lx 10000lx 晴天时背阴处晴天时背阴处 20lx 20lx 20lx 20lx 晴天时室内角落晴天时室内角落 0.2lx 0.2lx 0.2lx 0.2lx 月夜月夜 一般办公室和起居室要求的照度一般办公室和起居室要求的照度 150lx300lx 150lx300lx 150lx300lx 150lx300lx 阅读时所需之照明照度则为阅读时所需之照明照度则为500600Lx500600Lx500600Lx500600Lx 灯具平均照度图（照
10、度等级梯度图）灯具平均照度图（照度等级梯度图）利用系数利用系数(utilization coefficient)(utilization coefficient)(utilization coefficient)(utilization coefficient)1.1.1.1.定义：照明光源的利用系数是用投射到工作面上的光通量定义：照明光源的利用系数是用投射到工作面上的光通量(包括直射光通和包括直射光通和多方反射到工作面上的光通多方反射到工作面上的光通)与全部光源发出的光通量之比来表示，与全部光源发出的光通量之比来表示，2.2.2.2.详细说明：详细说明：u=u=u=u=e/ne/ne/ne/
11、n 利用系数利用系数u u u u与下列因数有关：与下列因数有关：1)1)1)1)、与灯具的型式、光效和配光曲线有关。、与灯具的型式、光效和配光曲线有关。2)2)2)2)、与灯具悬挂高度有关。、与灯具悬挂高度有关。3)3)3)3)、与房间的面积及形状有关。、与房间的面积及形状有关。4)4)4)4)、与墙壁、顶棚及地板的颜色和洁污情况有关。颜色越浅，表面越洁、与墙壁、顶棚及地板的颜色和洁污情况有关。颜色越浅，表面越洁净，反射的光通越多，因而利用系数也越高。净，反射的光通越多，因而利用系数也越高。3.3.3.3.例例 ：一个平均照度的计算：一个平均照度的计算：Eav=uKn Eav=uKn Eav
12、=uKn Eav=uKn/A/A/A/A 公式中：公式中：u u u u，代表利用系数；，代表利用系数；K K K K，代表减光系数，代表减光系数(维护系数）；维护系数）；n n n n，代表灯的盏数；，代表灯的盏数；，代表每盏灯发出的光通量；，代表每盏灯发出的光通量；A A A A，代表受照空间面积。，代表受照空间面积。光亮度光亮度(brightness)(brightness)(brightness)(brightness)1.1.1.1.定义：简称亮度，是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发定义：简称亮度，是表示发光面明亮程度的，指发光表面在指定方向的发光强度与垂直且指定方向的
13、发光面的面积之比光强度与垂直且指定方向的发光面的面积之比。2.2.2.2.详细说明：被视物体在视线方向单位投影面上的发光强度称为该物体表面详细说明：被视物体在视线方向单位投影面上的发光强度称为该物体表面的亮度，亮度往往是表示某个方向上的亮度，以的亮度，亮度往往是表示某个方向上的亮度，以L L L L表示。表示。3.3.3.3.单位：坎德拉每平方米（单位：坎德拉每平方米（cd/mcd/mcd/mcd/m2 2 2 2)尼特（尼特（nt)nt)nt)nt)熙提（熙提（sb)sb)sb)sb)1nt=1cd/m 1nt=1cd/m 1nt=1cd/m 1nt=1cd/m2 2 2 2 1sb=100
14、00nt 1sb=10000nt 1sb=10000nt 1sb=10000nt L=R L=R L=R L=R E E E E 式中式中L L L L为亮度为亮度,R,R,R,R为反射系数为反射系数,E,E,E,E为照度为照度.显色指数（显色指数（Ra)Ra)Ra)Ra)1.1.1.1.定义：定义：表征光源对物体演色真实性的一个量。规定日光表征光源对物体演色真实性的一个量。规定日光(白炽灯）的显色指白炽灯）的显色指数为数为100.100.100.100.显色性（演色性）：光源对物体的显色能力称为显色性显色性（演色性）：光源对物体的显色能力称为显色性。2.2.2.2.详细说明：详细说明：当光源
15、光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色产生明显的色差色差(color shift)(color shift)(color shift)(color shift)。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。色差程度愈大，光源对该色的显色性愈差。显色分两种显色分两种 忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数忠实显色：能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)(Ra)(Ra)(Ra)高的光源，高的光源，其数值接近其数值接近100100100100，显色性最好。，显色性最好。效果显色：要鲜明地强调特定色彩
16、，表现美的生活可以利用加色的方法效果显色：要鲜明地强调特定色彩，表现美的生活可以利用加色的方法来加强显色效果。采用低色温光源照射，能使红色更加鲜艳；采用中等色温来加强显色效果。采用低色温光源照射，能使红色更加鲜艳；采用中等色温光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。光源照射，使蓝色具有清凉感；采用高色温光源照射，使物体有冷的感觉。3.3.3.3.常见光源常见光源 显色指数显色指数RaRaRaRa：白炽灯白炽灯 97 97 97 97 日光色荧光灯日光色荧光灯 80-94 80-94 80-94 80-94 白色荧光灯白色荧光灯 75-85 75-85 75-85 75
17、-85 暖白色荧光灯暖白色荧光灯 80-90 80-90 80-90 80-90 卤钨灯卤钨灯 95-99 95-99 95-99 95-99 高压汞灯高压汞灯 22-51 22-51 22-51 22-51 高压钠灯高压钠灯 20-30 20-30 20-30 20-30 金属卤化物灯金属卤化物灯 60-65 60-65 60-65 60-65 高频无极灯高频无极灯80-8580-8580-8580-85 LED LED LED LED 灯具灯具 70-90 70-90 70-90 70-904.4.4.4.显色指数（显色指数（RaRaRaRa）等级：等级：90-100 1A 90-100
18、1A 90-100 1A 90-100 1A 优良优良 需要色彩精确对比的场所需要色彩精确对比的场所 80-89 1B 80-89 1B 80-89 1B 80-89 1B 需要色彩正确判断的场所需要色彩正确判断的场所 60-79 2 60-79 2 60-79 2 60-79 2 普通普通 需要中等显色性的场所需要中等显色性的场所 40-59 3 40-59 3 40-59 3 40-59 3 对显色性的要求较低，色差较小的场所对显色性的要求较低，色差较小的场所 20-39 4 20-39 4 20-39 4 20-39 4 较差较差 对显色性无具体要求的场所对显色性无具体要求的场所色温（色
19、温（color temperaturecolor temperaturecolor temperaturecolor temperature）1.1.1.1.定义：英文简称定义：英文简称CTCTCTCT，色温是按绝对黑体来定义的，光源辐射在可见区和绝，色温是按绝对黑体来定义的，光源辐射在可见区和绝对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。对黑体的辐射完全相同时，此时黑体的温度就称此光源的色温。2.2.2.2.详细说明：详细说明：表示光源光谱质量最通用的指标表示光源光谱质量最通用的指标;色温就是专门用来量度和计算光线的颜色成分的方法色温就是专门用来量度和计算光线的颜色成分的方法;低
20、色温光源的特征是：能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称为低色温光源的特征是：能量分布中，红辐射相对说要多些，通常称为“暖光暖光”，在低色温下看红色物体比较真实、清晰；高色温能量分布中，蓝辐，在低色温下看红色物体比较真实、清晰；高色温能量分布中，蓝辐射的比例增加，通常称为射的比例增加，通常称为“冷光冷光”，看蓝色物体或清淡颜色的物体比较清晰，看蓝色物体或清淡颜色的物体比较清晰，给人的感觉偏冷。给人的感觉偏冷。3.3.3.3.单位：开尔文单位：开尔文(K)(K)(K)(K)4.4.4.4.例：在接近赤道的人，日常看到的平均色温是在，所以比较喜欢高色温例：在接近赤道的人，日常看到的平均色温是在，所
21、以比较喜欢高色温(看看起来比较真实起来比较真实)，相反的，在纬度较高的地区，相反的，在纬度较高的地区(平均色温约平均色温约6000K)6000K)6000K)6000K)的人就比较的人就比较喜色温喜色温(5600K(5600K(5600K(5600K或或6500K)6500K)6500K)6500K)，也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极，也就是说如果您用一台高色温的电视去表现北极的风景，看起来就感觉偏青；相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风的风景，看起来就感觉偏青；相反的若您用低色温的电视去看亚热带的风情，您会感觉有点偏红情，您会感觉有点偏红 眩光眩光(glare)(glare)(g
22、lare)(glare)1.1.1.1.定义：视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对定义：视野中由于不适宜亮度分布，或在空间或时间上存在极端的亮度对比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。比，以致引起视觉不舒适和降低物体可见度的视觉条件。2.2.2.2.详细说明：详细说明：种类种类:直接眩光直接眩光 间接眩光间接眩光 眩光指数眩光指数是预测和评定室内工作环境不舒适眩光状况的指标。国际是预测和评定室内工作环境不舒适眩光状况的指标。国际照明委员会不舒适眩光技术委员会照明委员会不舒适眩光技术委员会(TC-3.4)(TC-3.4)(TC-3.4)(TC-3.4)推荐的国际
23、通用眩光指数推荐的国际通用眩光指数CGICGICGICGI，作，作为评价不舒适眩光的尺度。为评价不舒适眩光的尺度。3.例：在第二次世界大战中对于英国有重要战略意义的苏伊士运河，面临着例：在第二次世界大战中对于英国有重要战略意义的苏伊士运河，面临着德国战机的轰炸破坏，运河建筑庞大，也很繁忙，传统的伪装方法显然很德国战机的轰炸破坏，运河建筑庞大，也很繁忙，传统的伪装方法显然很难使运河不被德军发现，于是有人提出了一个很好的建议：难使运河不被德军发现，于是有人提出了一个很好的建议：“如果你想使某如果你想使某一样东西不被人看见，魔术师可以帮到你一样东西不被人看见，魔术师可以帮到你”，因此英国人找到一位著
24、名的魔，因此英国人找到一位著名的魔术师。魔术师沿着运河设置了许多旋转的探照灯，对于夜里光顾的敌军轰术师。魔术师沿着运河设置了许多旋转的探照灯，对于夜里光顾的敌军轰炸机驾驶员产生了大量眩光，令其很难发现运河的确切位置；同时敌机的炸机驾驶员产生了大量眩光，令其很难发现运河的确切位置；同时敌机的挡风玻璃上常附着的灰尘、水珠及一些划痕对强烈的光束照射发生散射，挡风玻璃上常附着的灰尘、水珠及一些划痕对强烈的光束照射发生散射，进一步干扰了敌军的视线，就这样英国人在二战中成功的保住了苏伊士运进一步干扰了敌军的视线，就这样英国人在二战中成功的保住了苏伊士运河。河。直接眩光限制质量等级直接眩光限制质量等级 无眩
25、光感无眩光感 有特殊要有特殊要求高质量照明房间求高质量照明房间,如计如计算机房算机房,制图室等制图室等 有轻微眩光有轻微眩光 照明质照明质量要求一般的房量要求一般的房,如办公如办公室和候车、船室等室和候车、船室等 有眩光感有眩光感 照明质量照明质量要求不高的房间要求不高的房间,如仓库如仓库,厨房等厨房等直接眩光的产生直接眩光的产生配光曲线配光曲线1.1.1.1.定义：表示一个灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况。定义：表示一个灯具或光源发射出的光在空间中的分布情况。2.2.2.2.详细说明：记录了灯具在各个方向上的光强详细说明：记录了灯具在各个方向上的光强。配光曲线的分类：配光曲线的分类：配
26、光曲线按照其对称性质通常可分为：轴向对称、对称和非对称配光。配光曲线按照其对称性质通常可分为：轴向对称、对称和非对称配光。轴向对称：又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称轴向对称：又被称为旋转对称，指各个方向上的配光曲线都是基本对称的，一般的筒灯、工矿灯都是这样的配光。的，一般的筒灯、工矿灯都是这样的配光。对对 称：当灯具称：当灯具C0C0C0C0 和和C180C180C180C180 剖面配光对称，同时剖面配光对称，同时C90C90C90C90 和和C270C270C270C270 剖面配光剖面配光对称时，这样的配光曲线称为对称配光对称时，这样的配光曲线称为对称配光 非非 对对
27、 称：就是指称：就是指C0C0C0C0 -180-180-180-180 和和C90C90C90C90 -270-270-270-270 任意一个剖面配光不对称的情任意一个剖面配光不对称的情况。况。配光曲线按照其光束角度通常可分为：配光曲线按照其光束角度通常可分为：窄窄 光光 束：光束角束：光束角20202040404040 3.3.3.3.例：管形荧光灯的配光曲线例：管形荧光灯的配光曲线(两剖面形成的曲线两剖面形成的曲线)T T T T（0 0 0 0 -180-180-180-180 ）水平面配光）水平面配光 A A A A（90909090 -270-270-270-270 ）水平面配光
28、）水平面配光相关图片如下：等照度线（相关图片如下：等照度线（lux/1000lmlux/1000lmlux/1000lmlux/1000lm）(极坐标图极坐标图)“0-1800-1800-1800-180”这种表示方法不是指这种表示方法不是指“0 0 0 0到到180180180180度度”，而是，而是“0 0 0 0度和度和180180180180度组成的这个面度组成的这个面”LEDLEDLEDLED白光的三种发光原理白光的三种发光原理电学部分电学部分电学部分电学部分LEDLEDLEDLED电源驱动分类电源驱动分类1.1.1.1.按照供电方式按照供电方式(输入电压）分为：输入电压）分为：（1
29、 1 1 1）.AC/DC (.AC/DC (.AC/DC (.AC/DC (交流转直流）交流转直流）Input V:220VAC Input V:220VAC Input V:220VAC Input V:220VAC（50Hz)110VAC 50Hz)110VAC 50Hz)110VAC 50Hz)110VAC（60Hz)60Hz)60Hz)60Hz)(85265)VAC(5060Hz)(85265)VAC(5060Hz)(85265)VAC(5060Hz)(85265)VAC(5060Hz)（2 2 2 2）.DC/DC(.DC/DC(.DC/DC(.DC/DC(直流转直流）直流转直流）
30、(中低频率）中低频率）Input V:5VDC 12VDC 24VDC 36VDC Input V:5VDC 12VDC 24VDC 36VDC Input V:5VDC 12VDC 24VDC 36VDC Input V:5VDC 12VDC 24VDC 36VDC2.2.2.2.按照驱动方式分为：按照驱动方式分为：（1 1 1 1）高压恒流驱动控制方式）高压恒流驱动控制方式 （2 2 2 2）单片式恒流开关电源控制方式）单片式恒流开关电源控制方式 （3 3 3 3）单片式恒压开关电源）单片式恒压开关电源+低压恒流驱动低压恒流驱动 控制方式控制方式 结点温度对白光结点温度对白光LEDLED寿
31、命的影响寿命的影响EMI整流电路整流电路PFC单片控制变压单片控制变压整流滤波整流滤波恒流控制恒流控制开关电源拓扑结构开关电源拓扑结构电源效率电源效率1.1.1.1.效率效率=输出功率输出功率/输入功率输入功率 2.2.2.2.详细说明详细说明:输出功率就是直接把输出电压输出功率就是直接把输出电压*输出电流输出电流 输入功率是需要一个功率计才能显示出来（有效值）输入功率是需要一个功率计才能显示出来（有效值）一般衡量一个开关电源的效率是看平均功率一般衡量一个开关电源的效率是看平均功率 即即25%.50%.75%100%.25%.50%.75%100%.25%.50%.75%100%.25%.50
32、%.75%100%.这四种负载状态下的效率的平均值这四种负载状态下的效率的平均值 功率因数校正功率因数校正1.1.1.1.定义：在交流电路中，电压与电流之间的相位差定义：在交流电路中，电压与电流之间的相位差()的余弦叫做功率因数，用符的余弦叫做功率因数，用符号号coscoscoscos表示表示。2.2.2.2.详细说明详细说明:功率因数与本设备的效率并没有必然的、直接的联系，但是，功率因数功率因数与本设备的效率并没有必然的、直接的联系，但是，功率因数低了的话，会大量占用供电设备的容量，增加电路损耗，提高供电成本。比如，同低了的话，会大量占用供电设备的容量，增加电路损耗，提高供电成本。比如，同样
33、是样是1KW1KW1KW1KW的电器，如果功率因数是的电器，如果功率因数是0.90.90.90.9，那么占用供电系统的容量是，那么占用供电系统的容量是1/0.9=1.1KvA1/0.9=1.1KvA1/0.9=1.1KvA1/0.9=1.1KvA，如果功率因数是，如果功率因数是0.50.50.50.5，那么占用供电系统的容量是，那么占用供电系统的容量是1/0.5=2KVA1/0.5=2KVA1/0.5=2KVA1/0.5=2KVA。因。因为后者的线路电流较前者大了近一倍，所以线路损耗增加了近三倍。所以使用高功为后者的线路电流较前者大了近一倍，所以线路损耗增加了近三倍。所以使用高功率因数设备的意
34、义在于节约供电设备容量和减少线路损耗。率因数设备的意义在于节约供电设备容量和减少线路损耗。3.3.3.3.好处：好处：通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，通过改善功率因数，减少了线路中总电流和供电系统中的电气元件，如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身如变压器、电器设备、导线等的容量，因此不但减少了投资费用，而且降低了本身电能的损耗。电能的损耗。藉由良好功因值的确保，从而减少供电系统中的电压损失，可以使负载电藉由良好功因值的确保，从而减少供电系统中的电压损失，可以使负载电压更稳定，改善电能的质量。压更稳定，改善电能的质量。可以增加系统的
35、裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数可以增加系统的裕度，挖掘出了发供电设备的潜力。如果系统的功率因数低，那么在既有设备容量不变的情况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加低，那么在既有设备容量不变的情况下，装设电容器后，可以提高功率因数，增加负载的容量。负载的容量。减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费减少了用户的电费支出；透过上述各元件损失的减少及功率因数提高的电费优惠。优惠。传热学部分传热学部分传热学部分传热学部分 传热学传热学-研究热量传递的一门科学研究热量传递的一门科学热量传递的基本方式：热量传递的基本方式：导热导热 对流对流 辐射辐射1.1
36、.1.1.导热：又称热传导，指温度不同的物体各部分无相对位移或不同温度的物导热：又称热传导，指温度不同的物体各部分无相对位移或不同温度的物体直接紧密接触时，依靠物质内部分子、原子、及自由电子等微观粒子的体直接紧密接触时，依靠物质内部分子、原子、及自由电子等微观粒子的热运动而进行热量传递的现象。热运动而进行热量传递的现象。单纯的导热现象仅发生在密实的固体材料中。单纯的导热现象仅发生在密实的固体材料中。2.2.2.2.热对流：依靠流体的运动，把热量从一处传递到另一处的现象称为热对流。热对流：依靠流体的运动，把热量从一处传递到另一处的现象称为热对流。热对流仅发生在流体中，由于流体在运动的同时存在温差
37、，流体微团热对流仅发生在流体中，由于流体在运动的同时存在温差，流体微团之间或质点之间因直接接触而存在导热，因此热对流也同时伴随着导热。之间或质点之间因直接接触而存在导热，因此热对流也同时伴随着导热。LED LED LED LED 灯具与外围空气（流体）接触所发生的传热过程，属于灯具与外围空气（流体）接触所发生的传热过程，属于对流换热对流换热。3.3.3.3.热辐射：物体表面通过电磁波（或光子）来传递热量的过程称为热辐射。热辐射：物体表面通过电磁波（或光子）来传递热量的过程称为热辐射。任何物体均具有发射辐射能和吸收辐射能的能力。任何物体均具有发射辐射能和吸收辐射能的能力。导热机理导热机理 气体依
38、靠分子热运动和相互碰撞来传递热量；气体依靠分子热运动和相互碰撞来传递热量；非导电固体通过晶格结构的震动来传递热量；非导电固体通过晶格结构的震动来传递热量；液体依靠不规格的弹性振动传递热量；液体依靠不规格的弹性振动传递热量；金属主要靠自由电子运动传递热量。金属主要靠自由电子运动传递热量。同一种物质由于状态发生变化，必将引起分子或原子间的距离变化，导同一种物质由于状态发生变化，必将引起分子或原子间的距离变化，导热机理也随之发生变化，导热系数将发生变化。热机理也随之发生变化，导热系数将发生变化。同一种物质固态时导热系数最大，液态时次之，气态时最小。同一种物质固态时导热系数最大，液态时次之，气态时最小
39、。例：标准大气压下零度时的冰、水、水蒸气的导热系数分别为例：标准大气压下零度时的冰、水、水蒸气的导热系数分别为2.222.222.222.22，0.550.550.550.55，0.0183W/(m.K)0.0183W/(m.K)0.0183W/(m.K)0.0183W/(m.K)对于金属固体，传递能量的微观粒子主要是自由电子，类似于金属的对于金属固体，传递能量的微观粒子主要是自由电子，类似于金属的导电机理，晶格随温度升高而震动加剧，干扰了自由电子的运动，使导热系导电机理，晶格随温度升高而震动加剧，干扰了自由电子的运动，使导热系数下降；对于非金属固体，其导热主要是依靠晶格的振动来实现，它的导热
40、数下降；对于非金属固体，其导热主要是依靠晶格的振动来实现，它的导热系数随温度的升高而增大。系数随温度的升高而增大。导热系数导热系数(thermal conductivity(thermal conductivity(thermal conductivity(thermal conductivity)1.1.1.1.定义：导热系数是指在稳定传热条件下，定义：导热系数是指在稳定传热条件下，1m1m1m1m厚的材料，两侧表面的温差厚的材料，两侧表面的温差为为1 1 1 1度（度（K,K,K,K,C C C C）,在在1 1 1 1小时内，通过小时内，通过1 1 1 1平方米面积传递的热量平方米面积传
41、递的热量,单位为单位为W/m.KW/m.KW/m.KW/m.K。2.2.2.2.详细说明详细说明:是物体导热能力的量度，数值上等于单位梯度作用下的热流密度。是物体导热能力的量度，数值上等于单位梯度作用下的热流密度。热阻热阻(thermal resistance)(thermal resistance)(thermal resistance)(thermal resistance)1.1.1.1.定义定义:单位时间内温度的变化量与功率的比值单位时间内温度的变化量与功率的比值.单位为单位为/W/W/W/W。2.2.2.2.详细说明：反映阻止热量传递的能力的综合参量。详细说明：反映阻止热量传递的能力
42、的综合参量。对流换热对流换热1.1.1.1.定义：流体与不同温度的固体壁面直接接触时，因相对运动而发生的热定义：流体与不同温度的固体壁面直接接触时，因相对运动而发生的热量传递过程。量传递过程。2.2.2.2.分类：分类：(1)(1)(1)(1)无相变换热无相变换热 受迫对流换热（强制对流换热）：流体的运动是由水泵、风机等作受迫对流换热（强制对流换热）：流体的运动是由水泵、风机等作用引起产生的热量传递。用引起产生的热量传递。自然对流换热：流体的运动是由流体内部的温差产生的密度差所引自然对流换热：流体的运动是由流体内部的温差产生的密度差所引起而产生热量传递过程。起而产生热量传递过程。(2)(2)(
43、2)(2)相变换热相变换热影响对流换热的主要因素影响对流换热的主要因素导热系数导热系数 流体的导热系数大，流体内部和流体与固体壁面之间的导热流体的导热系数大，流体内部和流体与固体壁面之间的导热热阻就小，因此对流换热强。热阻就小，因此对流换热强。比热容量比热容量c c c cp p p p 密度与比定压热容的乘积称作比热容量，单位是密度与比定压热容的乘积称作比热容量，单位是J/J/J/J/（mmmm3.3.3.3.K K K K）,表示单位体积的流体容纳热量的能力。表示单位体积的流体容纳热量的能力。独特的热管冷却技术独特的热管冷却技术LEDLEDLEDLED灯具应灯具应灯具应灯具应用领域用领域用
44、领域用领域LEDLEDLEDLED目前主要应用于广告和装饰照明，道路交通信目前主要应用于广告和装饰照明，道路交通信号光源，汽车的指示灯和刹车灯，庭园灯以及飞机号光源，汽车的指示灯和刹车灯，庭园灯以及飞机和车厢内的阅读灯。和车厢内的阅读灯。现现LEDLEDLEDLED正在道路照明上、楼宇、广场照明上积极拓正在道路照明上、楼宇、广场照明上积极拓宽应用。宽应用。但但LEDLEDLEDLED在一般建筑照明中及汽车领域的应用尚在努在一般建筑照明中及汽车领域的应用尚在努力之中。力之中。北京奥运会开幕式地屏北京奥运会开幕式地屏北京水立方北京水立方北京水立方北京水立方上海东方明珠上海东方明珠LEDLEDLED
45、LED应用应用LEDLEDLEDLED灯具户外照明应用灯具户外照明应用LEDLEDLEDLED灯具建筑照明应用灯具建筑照明应用LEDLEDLEDLED灯具建筑照明应用灯具建筑照明应用LEDLEDLEDLED灯具户外道路照明应用灯具户外道路照明应用LEDLED在汽车高位刹车灯的应用在汽车高位刹车灯的应用汽车前照灯探索汽车前照灯探索LEDLED在汽车前照灯的应用在汽车前照灯的应用LEDLEDLEDLED路灯应路灯应路灯应路灯应用实例解析用实例解析用实例解析用实例解析规格书（规格书（SPEC)SPEC)SPEC)SPEC)12121212米高米高LEDLEDLEDLED路灯与高压钠灯对比表路灯与高压
46、钠灯对比表平均无故障时间（平均无故障时间（MTMTMTMTB B B BF)F)F)F)1.1.1.1.定义：定义：全称是全称是Mean Time Between FailureMean Time Between FailureMean Time Between FailureMean Time Between Failure，即平均失效间隔。就是从新的，即平均失效间隔。就是从新的产品在规定的工作环境条件下开始工作到出现第一个故障的时间的平均值。产品在规定的工作环境条件下开始工作到出现第一个故障的时间的平均值。MTBFMTBFMTBFMTBF越长表示可靠性越高正确工作能力越强越长表示可靠性越高
47、正确工作能力越强 。2.2.2.2.详细说明：详细说明：MTBFMTBFMTBFMTBF计算中主要考虑的是产品中每个元器件的失效率。由于器计算中主要考虑的是产品中每个元器件的失效率。由于器件在不同的环境、不同的使用条件下其失效率会有很大的区别，所以在计算可件在不同的环境、不同的使用条件下其失效率会有很大的区别，所以在计算可靠性指标时，必须考虑这些因素。靠性指标时，必须考虑这些因素。MTTR MTTR MTTR MTTR全称是全称是Mean Time To RepairMean Time To RepairMean Time To RepairMean Time To Repair，即平均恢复时
48、间。就是从出现，即平均恢复时间。就是从出现故障到恢复中间的这段时间。故障到恢复中间的这段时间。MTTRMTTRMTTRMTTR越短表示易恢复性越好。越短表示易恢复性越好。MTTF MTTF MTTF MTTF全称是全称是Mean Time To FailureMean Time To FailureMean Time To FailureMean Time To Failure，即平均无故障时间。系统平均，即平均无故障时间。系统平均能够正常运行多长时间，才发生一次故障。系统的可靠性越高，平均无故障时能够正常运行多长时间，才发生一次故障。系统的可靠性越高，平均无故障时间越长。间越长。(MTTF=
49、MTBF+MTTR)(MTTF=MTBF+MTTR)(MTTF=MTBF+MTTR)(MTTF=MTBF+MTTR)防护等级防护等级（IP)IP)IP)IP)1.1.1.1.定义：定义：IPIPIPIP防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表示灯具防尘、防止外防护等级是由两个数字所组成，第一个数字表示灯具防尘、防止外物侵入的等级；第二个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越物侵入的等级；第二个数字表示灯具防湿气、防水侵入的密闭程度。数字越大，表示其防护等级越高大，表示其防护等级越高。表示方法表示方法 IP XX IP XX IP XX IP XX第一个标示数字第一个标示数字 ：0 0
50、0 0 无防护无防护 对外界的人或物无特殊之防护对外界的人或物无特殊之防护 IP0-IP0-IP0-IP0-1 1 1 1 防止大于防止大于50mm50mm50mm50mm的固体物体侵入的固体物体侵入 ，防止人体（如手掌）因意外而接触到灯具，防止人体（如手掌）因意外而接触到灯具内部之零件。防止较大尺寸（直径大于内部之零件。防止较大尺寸（直径大于50mm50mm50mm50mm）的外物侵入）的外物侵入 IP1-IP1-IP1-IP1-2 2 2 2 防止大于防止大于12mm12mm12mm12mm的固体物体侵入，防止人的手指接触到灯具内部之零件。防的固体物体侵入，防止人的手指接触到灯具内部之零件