led灯具设计　led灯具结构设计知识介绍

led灯具设计需要具备哪些基本知识？~

LED灯具组成

无论哪种灯具，都由以下几个部分组件构成
1、电源输入接口：起连接电源的作用，如球泡灯的灯头 。
2、外壳：一般由散热良好的铝型材构成，灯具外形的特征，LED散热作用，外壳的散热设计直接影响到灯具的使用效率及寿命。
3、灯罩：不仅仅是罩在灯上为了使光聚集在一起的作用，还可以防止触电，对保护眼睛也有作用，所以每个灯上都会有灯罩 有PC灯罩、玻璃灯罩、塑料灯罩
4、LED光源：由N个LED组合在一起，是此灯具的核心部件，灯具均通过它发出最初可见光
5、驱动电源：因为单个LED工作电压为低电压，且工作电压范围很窄直接供电，LED不能正常工作且极易损坏，所以必须通过电路对输入电源进行恒压恒流控制，而驱动电源的优劣直接影响到LED和整个灯具的使用寿命
LED光源----小功率LED


小功率LED(单颗LED功率0.03-0.2瓦 )

直插式LED:按胶体形状分：3mm、4mm、5mm、8mm、10mm、12mm、方形、椭圆形、墓碑形、还有一些特殊形状等等；一般小功率LED的驱动电流都是20mA,
食人鱼LED:也是直插式LED的一种,因为其散热比较好, 它的驱动电流是50mA
贴片式LED:3020,3528,5050,贴片LED的叫法是根据长*宽的尺寸来命名的,例如:3020表示LED的长度是3mm,宽度是2mm;3528表示LED的长度是3.5mm,宽度是2.8mm.3020,3528的驱动电流是20mA,5050的驱动电流一般是60mA
大功率LED:
广义上说就是单颗LED光源功率大于0.35W(含0.35W)的。基本上我们以1W，2W，3W的为主。
集成式由N个1WLED芯片通过串并联的方式连接并封装在一个LED支架里的光源，常用有10W，20W，30W，50W，70W，100W，150W。
LED芯片厂家是很多的，目前市面上用得最多，质量最稳定的当属CREE。而国内封装厂商，用得较多的是台湾生产几个品牌。

国外
Cree、 Osram、Lumileds、 SDK、Semileds、日亚、东芝 、丰田合成
品质较高 ,蓝白光为主 ,价格较高

台湾地区
卓研、广稼、洲磊、洲技、联鼎、矩鑫、华上、南亚、璨圆、晶元、光磊、鼎元、联晶、国通、联铨、联胜、汉光、佳大、奇美、泰谷、茂彰、联亚、巨镓、光宏、全新、连勇、新元砷、新世纪
高、中、低端 ,颜色、波长齐全 ,价格适中 。
现阶段,LED价格差异较大,质量差异也大,如何选择适合的LED,一般需了解以下几方面
•芯片厂家:国内封装用得较多的芯片厂家:CREE,普瑞,晶元,光宏,泰谷,奇力等,价格从高到低（红色为我们用得较多的芯片厂家）
•芯片大小:45mil,40mil,38mil,30mil,24mil,同厂家芯片,芯片大的比芯片小的贵.
1mil=千分之一英寸=25.4um
•封装工艺:LED的支架和透镜材料不同也是影响价格的重要因素之一,透镜有的用PC材料,有的用硅胶,PC材料透镜不能过回流焊,只有是手工焊接
•亮度:目前LED亮度有很多等级,有60-70Lm/W,70-80Lm/W,80-90Lm/W,90-100Lm,100-110Lm/W,价格也不尽相同。
•一致性：LED的颜色、亮度、电压降和视角的不同而对其进行分类包装的能力。高品质LED供应商会向客户提供工作特性一致的产品，而品质较低的LED供应商则只能提供类似于“混装”的LED。
•为了更好的解决散热问题，焊接LED的线路板需用到铝基板，而不是普通的FR－4，22F线路板。
•铝基板pcb由电路层(铜箔层)、导热绝缘层和金属基层组成。电路层要求具有很大的载流能力，从而应使用较厚的铜箔，厚度一般35μm~280μm;导热绝缘层是PCB铝基板核心技术之所在，它一般是由特种陶瓷填充的特殊的聚合物构成，热阻小，粘弹性能优良，具有抗热老化的能力，能够承受机械及热应力。金属基层是铝基板的支撑构件，要求具有高导热性，一般是铝板。
•工艺要求有：镀金、喷锡、osp抗氧化、沉金、无铅ROHS制程等。
•基材:铝基板产品特点：绝缘层薄，热阻小;无磁性;散热好;机械强度高产品标准厚度：0.8、1.0、1.2、1.5、2.0、2.5、3.0mm
•铜箔厚度：1.8um35um70um105um140um
•特点:具有高散热性、电磁屏蔽性，机械强度高，加工性能优良。
•用途:铝基板是承载LED及器件热传导，散热主要还是靠面积，集中导热可以选择高导热系数的板材，比如美国贝格斯板材;慢导热或散热国产一般材料即可，价格相差较大。
•理想的LED驱动电源其实就是一个高效率，具有多种异常保护功能（开路、过压、短路）的开关电源。
•输入端是交流市电，输出是满足LED工作的恒定电压和电流

我就是做LED灯具结构的。至少工作内容，我觉得是看公司安排吧。大公司和小公司分工不怎么相同，在小公司基本上什么都要会，灯具造型啦，模具跟踪啦，加工商技术沟通啦，光学啦，电子也要会一点点。大公司我就不大清楚了 呵呵

　　led灯具以其高效、节能、安全、长寿、小巧、清晰光线等技术特点，正在成为新一代照明市场的主力产品，且有力地拉动环保节能产业的高速发展。下面一起来看看led灯具结构设计知识介绍吧!

　　一. 相关定义

　　1.灯具：凡是能分配，透出或转变一个或多个光源发出的光线的一种器具，并包括支撑、固定和保护光源必需的部件(但不包括光源本身)，以及必需的电路辅助装置和将它们与电源连接的设施。

　　2.普通灯具：提供防止与带电部件意外接触的保护，但没有特殊的防尘、防固体异物和防水等级的灯具。

　　3.可移动式灯具：正常使用时，灯具连接到电源后能从一处移动到另一处的灯具。

　　4.固定式灯具：不能轻易的从一处移动到另一处的灯具，因为固定以致于这种灯具只能借助于工具才能拆卸。

　　5.嵌入式灯具：制造商指定完全或部分嵌入安装表面的灯具。

　　6.带电部件：在正常使用过程中，可能引起触电的导电部件。中心导体应当看作是带电部件。

　　7.EN安全特低电压(SELV-safety extra-low voltage)：在通过诸如安全隔离变压器或转换器与供电电源隔离开来的电路中，在导体之间或在任何导体与接地之间，其交流电压有效值不超过50V。

　　8.UL低压线路：开路电压不超过交流电压有效值30V的线路。

　　9. 基本绝缘(EN)：加在带电部件上提供基本的防触电保护的绝缘。耐压应在2U+1000V以上(U：当地的电网电压)。

　　10.补充绝缘(EN)：附加在基本绝缘基础上的独立的绝缘，用于基本绝缘失效时提供防触电保护。耐压值应在2U+1750V以上(单层)。

　　11.双层绝缘(EN)：基本绝缘与补充绝缘组成的绝缘，耐压值应在4U+2750V以上(即基本绝缘与补充绝缘耐压之和)。

　　12.增强绝缘(EN)：绝缘效果与双层绝缘相当的一种加强性绝缘。从总体上看，一般只为一层，但也可由多层组成，且各层不可明确进行分割并单独测量。耐压值应在4U+2750V以上。

　　13.CLASS O级灯(EN)：仅以基本绝缘为电击保护措施的灯具，无接地等保护措施。

　　14.CLASS I级灯(EN)：除了基本绝缘为电击保护措施外，还采用了其它如接地等保护性措施的灯具。

　　15.CLASS II级灯具(EN)：采取双重绝缘或增加绝缘为电击保护措施的灯具。其绝缘效果不依赖于接地或安装条件。

　　16.CLASS III级灯(EN)：使用特低安全电压(SELV)为防电击保护方式的灯具。

　　17.普通可燃材料(normally flammable material)：材料的引燃温度至少为200℃，并且在此温度时该材料不至于变形或强度降低。例如木材及厚度大于2mm的以木材为基质的材料。

　　18.易燃材料(readily flammable material)：普通可燃材料和非可燃材料以外的一种材料。例如木纤维和厚度小于2的以木材为基质的材料。

　　19.非可燃材料(non-combustible material)：不能助燃的材料。例如金属、水泥等。

　　20：定型试验(type test)：对定型试验样品进行测试，其目的是检验某一给定产品的设计是否符合有关标准的要求，但通过定型测试后的产品在生产阶段是否符合标准要求，需要以测试报告及相关文件来保证。

　　二. 灯泡简介

　　1.钨丝灯泡，包括白炽灯泡、石英灯泡及卤素灯泡等。

　　常用白炽灯泡有：Type A，B，C，G，R，T、 欧洲灯泡Base – E14，E27。其中，英国亦可用B15，B22; 北美灯泡Base Type – E12，E17，E26。 E-Edison(爱迪生式螺丝口);B-Bayonet(卡口)

　　A. 常用石英灯泡有Type T(JC)，MR，JDR-C(GU10)。

　　2.荧光灯管，常用有FL(T5，T8，T12…)，PL-S，PL-C，2D以及节能灯管。

　　注：对钨丝灯泡及FL荧光灯管通常的表示方法为：表示类型(Type)的字母加上阿拉伯数字，例如：A19，B10，C7，G25，S11，T8…，其中阿拉伯数字表示灯泡的大概直径，如A19灯泡的直径D=19*1/8”，再乘以25.4即为以mm为单位的灯泡直径。

　　特例：欧规R泡所跟的数字为灯泡实际尺寸，如R50，R80…

　　三. 灯具分类

　　(一)按安装方式：

　　可移动式灯具：台灯，挂式壁灯，落地灯 固定式灯具：天花灯(吸顶灯)，吊灯，壁灯，嵌入式灯，轨道灯。

　　(二)使用环境：

　　1.EN规格

　　1)户内使用：用符号 表示，金属件外表面要作防腐处理;

　　2)户外使用：用符号 表示，金属件外表面要作防腐处理; 特别要求：喷水测试(即要求有最小Ф3.2mm漏水孔)，金属件内外表面要作防腐处理。

　　2.UL/CSA规格

　　1)干环境(DRY LOCATION)：至多暂时湿气较大。例如起居室、客厅、厨房 等室内环境。

　　2)潮环境(DAMP LOCATION)：至少会周期性出现湿气液化现象。例浴室、地窖冷冻库等室内潮湿的环境以及在阳台天蓬内、大门遮雨罩等有上盖的户外环境。

　　3)湿环境(WET LOCATION)：至少会遭受雨滴或水溅。例如地下、水中及所有户外环境和洗车场等可以淋到水的户内环境。

　　注：潮环境、湿环境主要特别要求：喷水测试(即要求有漏水孔最小3.2mm)，金属件内外表面要作防腐处理，灯头导电触片需耐腐蚀(铜端片)。

　　(三)按使用标准类别

　　1.北美体系：主要是UL/CSA规格体系。电压为AC100V～127V，60HZ，包括北美洲、南美洲的部分国家以及日本、菲律宾、台湾等前美国殖民地区。

　　UL Lab.按CSA标准对产品进行测试，合格则可用cUL MARK出口加拿大。

　　2.国际电工委员会(IEC-International

　　Electrotechnical Commission)体系：包括、欧洲、亚洲、澳洲、非洲、东南亚的绝大多数国家和地区。所列规格都为引用EN60598系列标准再加上本国(本地区)的一些特别要求(如电压，插头类型等)。我国于1957年参加IEC，目前是IEC理事局、执委会和合格评定局的成员。灯饰行业的国家标准GB7000系列对应于IEC60598系列。

　　其中IEC(EN)产品还可细分为如下类别：

　　(1)按防电击保护程度：

　　A.CLASS 0级灯，无代表符号。

　　特征：电源电压为50V以上高压/单层绝缘/无接地。

　　B.CLASS I级灯，无代表符号。单层绝缘结构，外露可触金属需接地。CLASS I 灯中可有部分结构为CLASS II结构。

　　特征：电源电压为50V以上高压/单层绝缘/有接地。

　　C.CLASS II级灯，用符号“ ”表示。II级灯通常为双重绝缘结构，但可以有部分结构为CLASS III结构(如变压器之后的低压部分)。(内置式变压器应设计为二类灯具)。

　　特征：电源电压为50V以上高压/双重绝缘/无接地。

　　D.CLASS III 级灯。用符号“ ”表示，供电为安全特低电压SELV(外置变压器直插式灯具)

　　特征：电源电压为50V以下低压/单层绝缘/无接地。

　　(2)按防尘防固体异物、防潮能力IP指数区分：IPXX

　　第一位数：防尘防固体异物指数，分0-6七个等级。数字愈大防尘防固体异物能力愈强。

　　0：无防护;

　　1：防大于50mm的固体异物;

　　2：防大于12mm的固体异物;

　　3：防大于2.5mm的固体异物;

　　4：防大于1mm的固体异物;

　　5：防尘;

　　6：尘密

　　第二位数：防潮能力指数，分0-8九个等级。数字愈大防潮能力愈强;

　　0：无防护;

　　1：防滴(垂直);

　　2：防滴(倾斜15度);

　　3：防淋水(60度范围);

　　4：防溅水;

　　5：防喷水：

　　6：防猛烈海浪;

　　7：防浸水影响;

　　8：防潜水影响。

　　说明：1)普通灯具防护等级为IP20，一般不用标示。

　　2)户外使用灯具的防护等级IP#一般都在IP23或以上，且需要标示。

　　3)按安装面可燃性区分：

　　A.仅适宜于直接安装在非可燃表面的灯具，用符号“ ”表示。

　　B.适宜安装在普通可燃表面的灯具，用符号“ ”表示。

　　C.可安装在普通可燃表面且隔热材料可能盖住灯具的场合(即嵌入式)，用“ ” 表示。

　　四. 主要电气元件

　　材质要求：

　　UL/cUL/CAS规格：电流的载体(导电体)必须是铜、铜合金、镍合金，或不锈钢。

　　EN规格：载流部件(导电体)须由铜或含铜至少80%以上的铜合金或至少具有相同导电性能的材料制成。

　　1.灯头：

　　1.1 UL/cUL/CAS规格(AC120V 60HZ)

　　规格为E26、E17、E12，多用陶瓷和电木灯头，不能使用铝灯头。E26灯头多为带开关， E17、E12灯头不带开关。要求有UL认证。

　　1.2 EN规格(AC220V～230V 50HZ)

　　规格为E14、E27螺纹灯头，多为塑料灯头，也有陶瓷灯头，较少电木灯头。E27灯头一般耐温度210℃(60W或60W以下)，100W一般采用陶瓷灯头。一般灯头不带开关。要求有VDE或相应认证。

　　1.3 SAA/BS规格(AC240V 50HZ)

　　常用B22和B15卡口灯头，不分极性，也用E27、E14螺纹灯头，一般不带开关。

　　1.4 GB规格(AC220V 50HZ)

　　常用E14、E27螺纹灯头，也有B22卡口灯头。要求有CQC认证。

　　2.开关

　　2.1 UL/cUL/CAS规格：

　　A、旋转开关：如灯头开关，底座开关。

　　B、 中途开关：从中途开关到出线位长度不小于20cm。

　　C、 长方形拔动开关：多用于石英灯，部分台灯也用，一般安装要求为上开下关，前开后关，左开右关，但要以满足客户要求为原则。

　　D、 调光器：有旋转式：即逐渐由暗到亮，无级调光。 三位式：即弱亮→亮→灭

　　E、触摸开关：四位式→弱亮→亮→强亮→灭

　　2.2 EN规格

　　A、灯头按动开关

　　B、底座拔动开关安装方向同UL要求

　　C、方形拔动开关安装方向同UL要求

　　D、中途开关(单刀制)：一般要中途开关至出线位长度不小于20cm; 脚踏开关(按动开关或调光器)：一般出线位至脚踏开关距离不小于30cm。

　　2.3 SAA/BS规格

　　SAA开关一般用双刀开关，分底座开关和中途开关(双刀制)，但客户有特别要求除外;BS用单刀制，同VDE要求。

　　2.4 GB规格

　　用有CQC、CCC认证的开关，台灯、夹灯用按动开关，开关至出线位长度不小于20cm;落地灯用脚踏开关;出线位至脚踏开关距离不小于30cm。

　　3.电源线：

　　3.1 UL/cUL/CAS规格： 一般用SPT-2透明电源线大小脚有孔插头，要求插片材质为铜质镀镍，有字唛线连到小脚为L极，条纹线连大脚为N极，开关要切断有字唛的电线。也有用黑色插头线，大小脚双直脚扁插头，N极电线外径较粗且有直棱纹，L极电线外径较细且光滑。灯体内部用黑白引线，一般黑引线接L极，白引线接N极。

　　出线长度为由出线位到插头不小于6英尺，公司规定不短于1.80m，接线方式一般用闭端接线器(奶嘴)、旋入式接线器(牙膏盖)。

　　3.2 EN规格

　　两芯双重绝缘线，双脚圆插头。内有啡色线、蓝色线，啡色线接L极，蓝色线接N极;三芯双重绝缘线，三脚圆插头，内有啡色、蓝色及黄绿双色引线，其中黄绿双色线为接地线，装开关时一定要控制火线，电源线出线长度要求为1.85m，接线方式一般用接线座。

　　3.3 SAA/BS规格

　　SAA用双重绝缘带插头电线，插头为两片扁脚八字形(不分大小)，BS用双重绝缘BS规格装线，不带插头，BS插头设计为I类，由生产线或由客人装上去，插脚为三片扁脚呈“品”字形，插头内压线码螺丝要求承受0.5Nm扭力，电源线出线长度同VDE要求。

　　3.4 GB规格

　　用双重绝缘带双直脚扁插头电源线，插脚不分大小，不带孔，电源插线一定要有CCC认证标志，其出线长度同VDE要求。

　　4.变压器

　　4.1 UL/cUL/CAS规格

　　UL/CSA变压器的初级电压是120V，次级根据需要有不同，一般为12V，由于次级电压低，电流大，所以次极出线较粗。变压器要求有UL/cUL/CAS认证。

　　4.2 EN规格

　　初级输入电压230V，次极输出电压多为12V，保险丝接在初级。要求有VDE认证。

　　4.3 GB规格

　　要求有CQC或CCC认证的供应商。

　　以上就是关于led灯具结构设计知识的全部介绍，希望能给大家带来帮助，随着LED照明灯具的逐步发展，在亮化工程辅助照明等公共场合，LED照明灯具渐渐替代了一些传统光源产品。

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