摘要：提出一種簡(jiǎn)化的高功率LED仿真模型，采用圓錐面作為反光碗，增加平凸透鏡匯聚光線，用3D仿真軟件TracePro建立模型，追跡LED發(fā)光面發(fā)出的光線并檢驗(yàn)設(shè)計(jì)效果。仿真結(jié)果表明，該簡(jiǎn)化模型具有一定的可行性，并驗(yàn)證了實(shí)際應(yīng)用中采用錐形反光碗的合理性。

1.引言

發(fā)光二極管(LED)，作為一種電致發(fā)光器件，已經(jīng)有較悠久的應(yīng)用歷史。它壽命長(zhǎng)、功耗低、污染少，通常用作電源指示燈、交通信號(hào)燈、城市景觀燈等。近年來(lái)，隨著“十一五”建設(shè)資源集約型城市的規(guī)劃，LED這種新型冷光源有著逐步替代傳統(tǒng)照明光源的趨勢(shì)。目前，高功率LED，或稱(chēng)高亮度LED發(fā)展迅速，在車(chē)燈照明領(lǐng)域，已有LED尾燈、頭燈、儀表盤(pán)照明燈等應(yīng)用;而在普通照明領(lǐng)域，LED臺(tái)燈、LED草坪燈等也極大得豐富了照明燈的選擇范圍。據(jù)相關(guān)資料報(bào)道:高功率LED的最高發(fā)光亮度已經(jīng)達(dá)到100lm/w，并且亮度的提高速度每18-24個(gè)月翻一番。由此看來(lái)，研究如何提高LED的發(fā)光效率有著極其重要的意義。

提高LED發(fā)光效率有兩種途徑:一是從LED的發(fā)光芯片入手，通過(guò)擴(kuò)大單顆LED晶體的發(fā)光表面積或者將若干顆LED晶體封裝成一個(gè)整體的方法，提高LED本身的發(fā)光能力;二是從LED的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度入手，即二次光學(xué)設(shè)計(jì)，通過(guò)設(shè)計(jì)LED的反光碗位置、形狀，增加透鏡等手段，提高LED的光能利用率。本文主要從后者講述高功率LED的設(shè)計(jì)。

2.設(shè)計(jì)方法

2.1.簡(jiǎn)化LED模型的簡(jiǎn)單分析高功率LED的基本組成結(jié)構(gòu)主要包括:支架、引腳、金線、襯底(粘合劑)、發(fā)光芯片、反光碗、透鏡等幾部分，如圖1所示。

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