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研究生: 邱馨慧
Chiu, Hsin- Hui
論文名稱: 發光二極體燈具設計
Design of Light Emitting Diodes Lamp
指導教授: 洪茂峰
Houng, Mau-Phon
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 微電子工程研究所
Institute of Microelectronics
論文出版年: 2009
畢業學年度: 97
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 道路照明設計發光二極體光學模擬
外文關鍵詞: optical simulation, LED, road-lighting design
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  • 照明是人類的基本需求,由於近年環保意識抬頭,因此相較於傳統光源,發光二極體(LED)省電環保等優點,且發光效率快速成長,未來可望取代傳統光源成為照明光源。而路燈是城市發展中不可或缺的工程,也是交通建設上重要工程之ㄧ,因此本論文利用光學模擬軟體設計合乎國家法規之LED道路照明燈具,進而實現固態照明。
    本論文已成功將不同散角之LED光源建立於光學軟體中,並設計垂直與倒V兩種方向之反光模組來達到所需之場形。燈具設計模擬之最佳化結果為散角140∘之LED光源,其與垂直反光板夾角為70∘,倒V反光板角度為(1,18),其配光曲線圖數據皆符合經濟部能源局所訂定之燈具配光特性。實作之燈具採用散角140∘之LED光源,其與垂直反光板夾角為70∘,倒V反光板角度為(1,15)。所得之發光效率為44.87 lm/W,燈具轉換效率59.1%,模擬與實作之配光曲線圖相關係數高於98.3%。並針對實作路燈進行真實照度模擬,在平均照度為16(lx),平均輝度0.78(cd/m2),整體均齊度、縱向均齊度及門檻增量值分別為0.5、0.7及4,對照國際照明委員會(CIE)標準,此設計之LED路燈可應用於次要道路照明。

    There is no doubt that lighting is essential to human in the modern life. Because the environmental protection sprouts in recent years, the excellence of LED not only electricity conserves but the luminous efficiency grows rapidly, contributing the tendency that LED will replace the conventional illuminaire in the future. The street lighting is indispensable for the facilities in the developing city and traffic construction. In this thesis, we use the optical simulation software to design the LED lighting lamps that correspond to national legislation in this essay and then achieve solid-state lighting.
    It is successful to utilize different diffusion angle of LED to build in optical simulation software. Besides, design of both directions on vertical and Λ-shaped lighting reflection modules to attain the patterns that we need in this essay. The LED simulation optimum view angle of designed lamps is 140,∘ with the angle 70of ∘vertical reflection board and the angle (1,18) of Λ-shaped reflection board. In addition, the data of Luminous Intensity Distribution Curve correspond to the lamp characters of Bureau of Energy, Ministry of Economic Affairs. In reality, the view angle of lamp is 140in LED ∘lighting illuminant, the angle 70∘vertical reflection board, and the angle of Λ-shaped light reflection board is (1,15). The Correlation of simulation and real works is higher than 98.3% at the luminous efficiency 44.87lm/W, with the conversion efficiency up to 59.1%. For the real works of street lightings, the values of Overall Uniformity, Longitudinal Uniformity, and Threshold Increment are 0.5, 0.7, and 4 respectively when performing the real illumination simulation at average illumination 16 lx and average luminance 0.78 cd/ m2. Compare to standards of CIE (Commission International de l'Eclairage), this design can be applied for the lighting of minor roads.

    第一章 緒論 1 1.1 固態照明發展背景 1 1.2 研究動機 2 1.3 研究目的 3 第二章 基本原理 5 2.1 光度學 5 2.1.1 簡介 5 2.1.2 光的度量用語 6 2.2 發光二極體基本原理 12 2.2.1 發光二極體發光原理 12 2.2.2 白光二極體 14 2.3 道路照明設計理論 16 2.3.1 配光曲線 (Luminous Intensity Distribution Curve) 16 2.3.2 均齊度 18 2.3.3 眩光 19 2.4 現有道路照明規範 21 2.4.1道路分類 21 2.4.2燈具配光形式 22 2.4.3路燈配置 25 2.4.4 路燈高度與間隔 27 第三章 LED光學模擬 28 3.1 實驗流程與架構 28 3.1.1設計構想 28 3.1.2 模擬流程與架構 32 3.2 LED光源量測與模擬分析 33 3.2.1 單一封裝LED光源量測設備簡介 33 3.2.2 單一封裝LED模擬結果分析 34 第四章 LED路燈設計 38 4.1 LED路燈場形模擬 38 4.1.1 垂直反光模組模擬與結果分析 41 4.1.2 倒V反光模組模擬與結果分析 59 4.1.3 國家規範標準與結果討論 65 4. 2 LED路燈實做與量測 69 4.2.1 量測設備操作原理 69 4.2.2 模擬與量測結果分析 71 4. 3 LED路燈真實照度模擬 75 4.3.1 道路模擬規範設定 75 4.3.2 最佳化模擬與結果討論 77 第五章 結論與未來展望 82 參考文獻 84

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    下載圖示 校內:2012-07-15公開
    校外:2012-07-15公開
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