精通LED照明

《精通LED照明》是2017年11月機械工業出版社出版的圖書，作者是[美] M.妮薩·卡恩（M.Nisa Khan）。

基本介紹

• 中文名：精通LED照明
• 作者：[美] M.妮薩·卡恩（M.Nisa Khan）
• ISBN：9787111580676
• 定價：69元
• 出版社：機械工業出版社
• 出版時間：2017年11月
• 裝幀：平裝
• 開本：16開

內容簡介

提到LED照明，人們談論較多的是其突出的電光轉換效率，較少提及它所能實現的照明質量或品質。而作為和觀察者心理感受密切相關的照明質量，絕不是僅僅用高光效一個參數所能涵蓋的。作為經驗豐富的半導體專家，同時又是照明設計顧問，《精通LED照明》一書的作者從照明的歷史開始，全面介紹了LED照明所需要的基礎知識，詳細描述了LED器件、模組、燈具的基本構成，發光器件及燈具照明特性的表征及測量方法，現有LED燈具設計中存在的技術問題以及如何改進才能夠實現更高品質的照明。

圖書目錄

目 錄

譯者序

原書前言

鳴謝

作者簡介

第1章 導論1

1.1概述1

1.2照明知識基礎2

1.2.1光學研究簡史2

1.2.2照明基礎概論2

1.2.3照明的定量參數3

1.2.3.1色度指標3

1.2.3.2亮度、照度和空間光分布6

1.2.3.3工程師和製造商常用照明指標集7

1.3照明技術8

1.3.1概述8

1.3.2螢光燈8

1.3.2.1緊湊型螢光燈8

1.3.2.2毒性9

1.3.2.3高強度放電燈9

1.3.3白熾燈10

1.3.3.1鹵素燈11

1.3.3.2其他照明技術11

1.3.4LED燈12

1.4理解照明12

1.4.1深入理解照明參數14

1.4.2對於LED照明特別重要的參數15

1.4.3測量單位15

1.5理解能量效率16

1.5.1“綠色”能量解決方案16

1.5.2發光功效與發光效率17

1.5.3確定最大功效18

1.5.4光源的效率18

1.5.5LED燈具的功效19

1.6LED工業：現狀和前景19

1.6.1全球增長19

1.6.2高亮度LED20

1.6.3LED的套用20

1.6.4LED行業的挑戰和局限21

第2章 LED照明器件24

2.1概述24

2.2半導體光電子學基礎25

2.2.1半導體中的光發射25

2.2.2LED——半導體二極體26

2.2.3LED器件結構28

2.2.4白光LED的構造和挑戰29

2.2.5藍光LED的特殊挑戰30

2.2.6基於氮化物的LED基底32

2.3化合物半導體材料和製造工藝的挑戰32

2.3.1成品率或分選效應對成本的影響33

2.3.2自動化生產34

2.3.3標準化的實現34

2.3.4晶片生產和庫存管理35

2.3.5化合物半導體的技術進步36

2.3.5.1LED材料科學36

2.3.6大規模生產的工藝控制37

2.4確定和改進LED照明功效37

2.4.1LED效率和功效的定量化37

2.4.2螢光粉效率的確定41

2.4.3估算白光LED功效的極限41

2.4.3.1理論功效極限41

2.4.3.2實際功效極限42

第3章 LED模組製造44

3.1概述44

3.2LED照明部件和子系統44

3.2.1基於功率的LED模組配置45

3.2.2LED子系統的配置46

3.2.2.1印刷電路板子系統47

3.2.2.2板上晶片封裝子系統48

3.2.2.3驅動電源49

3.3熱管理和壽命研究52

3.3.1熱傳輸機制52

3.3.2LED的結溫53

3.3.3熱分析和建模54

3.3.3.1熱阻54

3.3.4熱仿真55

3.3.4.1仿真技術55

3.3.4.2與熱測量的結合56

3.3.5關於壽命和光衰的研究58

3.3.5.1定義LED燈的壽命58

3.3.5.2壽命周期內的光通量維持特性59

3.4為製作平台最佳化模組設計60

3.4.1如何進行熱設計60

3.4.1.1模組散熱片61

3.4.1.2板散熱技術61

3.4.1.3擠壓成形散熱器61

3.4.1.4粘合材料63

3.4.1.5利用對流63

3.4.1.6最佳化LED數量和驅動電流63

3.4.1.7主動式製冷64

3.4.2關於光學設計的思考65

3.4.2.1LED發光器件的光抽取65

3.4.2.2光分布整形65

3.4.2.3顏色參數65

3.4.3電氣設計要求66

3.4.3.1正、負電極的製備66

3.4.3.2LED位置分布的設計66

3.4.3.3電氣控制功能66

3.4.4機械設計要求67

第4章 燈的測量和表征68

4.1概述68

4.2通用照明參數的測量和表征68

4.2.1主要照明指標和測量68

4.2.2輔助照明參數69

4.2.3輻射度量和光度量的轉換方法70

4.2.3.1單色輻射71

4.2.3.2多色輻射72

4.2.4常用光度測量72

4.2.4.1光通量Φ72

4.2.4.2亮度L73

4.2.4.3照度Ev74

4.2.4.4光出射度M74

4.2.4.5光通量分布75

4.2.4.6發光能效和發光效率78

4.2.5常用色度測量78

4.2.5.1CIE標準照明體79

4.2.5.2CIE標準顏色空間79

4.2.5.3CIE標準色度圖79

4.3標準光度學與色度學在LED燈中的套用81

4.3.1燈的測量和比較82

4.3.1.1氛圍燈的測量82

4.3.1.2工作燈的測量87

4.3.2LED照明評價的建議和指南96

4.3.2.1零售燈規格指引96

4.4LED專有半導體照明特性的測量和表征97

4.4.1LED的光電測量和表征97

4.4.2不同熱條件下的照明參數表征97

4.4.3光度測量的標準化活動99

第5章 LED燈的設計思考101

5.1概述101

5.2照明套用以及對燈的要求101

5.2.1住宅和商業套用中的環境照明102

5.2.2住宅和商業套用中的射燈105

5.2.3工業環境的大型空間照明106

5.2.4提供可視度的戶外照明108

5.2.5受限表面的超高亮度照明109

5.3適合照明套用的設計111

5.3.1照明質量因子112

5.3.1.1顏色112

5.3.1.2明亮度112

5.3.1.3分布113

5.3.2一般照明用LED燈的設計思考113

5.3.2.1環境照明設計要素114

5.3.2.2射燈照明設計要素115

5.3.2.3大空間照明設計要素116

5.3.2.4戶外照明設計要素117

5.3.2.5超亮聚光照明設計要素118

5.4LED燈設計參數和取捨119

5.4.1LED燈特有的取捨119

5.4.2從瞬態數據研究LED取捨120

5.4.3LED技術改進路線圖122

第6章 LED照明設計和仿真124

6.1概述124

6.2LED光輸出的模擬124

6.2.1封裝後LED的照明模擬基礎125

6.2.2LED發光強度在極坐標系中分布的模擬126

6.2.3模擬實際測量的探測器輸出127

6.2.4照明設計師用的照度分布仿真129

6.3將光分布擴展到大空間130

6.3.1單和雙LED仿真 131

6.3.2不同距離處雙LED系統的仿真132

6.3.3使用不同探測器尺寸的亮度分析133

6.3.4仿真輸出結果的選擇：亮度或非相干照度136

6.3.5LED照明特性總結136

6.4產生均勻、多向或各向同性LED照明分布139

6.4.1電磁理論在LED和標準燈中的套用139

6.4.2LED和曲面燈的照明比較140

6.4.3產生多向和擴散LED光分布的方法142

6.4.3.1用光管和複合曲面光學元件勻光及擴展LED光輸出143

6.4.3.2用楔形波導勻光及獲得各向同性LED燈149

6.5預期LED光分布特性的實驗驗證153

6.5.1筒燈數據的測量和比較153

6.5.2環境燈數據的測量和比較155

6.5.3燈具三維分布光度數據的測量和比較157

第7章 LED取代白熾燈和直管螢光燈160

7.1概述160

7.2家用燈具的比較及替換因素160

7.2.1為什麼愛迪生髮明的白熾燈仍被廣泛使用160

7.2.2LED取代白熾燈的機遇161

7.2.3LED、CFL和白熾燈的節能性對比162

7.3為什麼螢光燈在商業照明中套用廣泛163

7.3.1直管螢光燈的特性和優點164

7.3.1.1直管螢光燈的能效164

7.4替換用直管LED燈的開發166

7.4.1美國能源部對直管燈具的CALiPER測試166

7.4.2一種取代直管螢光燈的新型LED燈具設計168

7.4.2.1新型LED替換燈的特性和優點168

7.4.2.2克服新型LED燈具製造中的挑戰171

7.5各種管形燈具測試數據的對比171

7.5.1直管LED替換燈具和直管螢光燈具被測樣品的描述171

7.5.1.1用LED燈替換現有螢光燈具的燈管172

7.5.2T8燈的照度數據對比174

7.5.3 T8燈的亮度數據對比176

7.5.4T8燈的色度數據對比177

7.5.5T8燈的分布光度數據對比179

7.6總結184

參考文獻185