照明LED的陣列研究與仿真

立體排列方式主要包括球體和柱體。

本文鑒于篇幅，只分析平面排列中的矩形與曲面排列中的內(nèi)半圓柱面排列，立體排列其實(shí)是曲面排列的特例（不只分析底面光照，而是各個(gè)面的光照），不再作具體分析。

3. LED陣列仿真及比較分析

LED陣列用Matlab軟件進(jìn)行仿真。

3.1矩形平面的仿真結(jié)果及分析

圖2為7×17矩形陣列仿真結(jié)果。本次仿真取陣列距離照射面為6米（根據(jù)具體燈具應(yīng)變換仿真距離）。

　　

從圖2的仿真結(jié)果，我們可以看出，7×17矩形陣列的中心最大照度約為40Lux，在過(guò)最大照度的一半即20Lux的區(qū)域?yàn)榫嘀行募s0.75m的范圍內(nèi)。通過(guò)以上數(shù)據(jù)可知，矩形陣列的照射范圍比較集中，此類陣列分布的燈具適用于照射面較小且比較集中的照射領(lǐng)域。

3.2內(nèi)半圓柱表面的仿真結(jié)果及分析

圖3為7×17內(nèi)半圓柱陣列仿真結(jié)果。同上,本次仿真取陣列距離照射面為6米。

從圖3的仿真結(jié)果，我們可以看出，7×17內(nèi)半圓柱陣列的中心最大照度約為3.3Lux，在過(guò)最大照度的一半即1.65Lux的區(qū)域x軸為距中心約7m的范圍內(nèi)，y軸為距中心0.8m的范圍內(nèi)。通過(guò)以上數(shù)據(jù)可知，內(nèi)半圓柱陣列的照射范圍分布成長(zhǎng)條狀，此類陣列分布的燈具適用于一方向上照射區(qū)域較大且與其垂直方向上照射區(qū)域較小的照射領(lǐng)域。


　　

3.3陣列分布在平面與曲面上的比較

對(duì)于以上分析的兩種陣列，所用LED及數(shù)目均相同，但是根據(jù)仿真結(jié)果我們可以看出，在照度大小、照射區(qū)域等方面存在很大的區(qū)別。代表平面的矩形分布的陣列中心照度比較大，達(dá)到了40Lux，但是其照射區(qū)域比較小，20Lux內(nèi)僅有約0.75m的范圍內(nèi)，而代表曲面的內(nèi)半圓柱表面分布的陣列中心照度比較小，僅為3.3Lux，但照射區(qū)域比較大，最大照度值一半的區(qū)域在一方向上達(dá)到了 7m。

比較仿真結(jié)果可以得出，平面分布陣列的光照面積小、光輸出集中、發(fā)光均勻、光照度高，可以應(yīng)用于模塊照明、照相制版、化妝鏡燈、聚光(投光)燈等；曲面分布陣列照射面積較大，具有發(fā)散的照明效果，可獲得特殊的裝飾照明效果，適用于廣場(chǎng)燈、路燈等。

4. 結(jié)語(yǔ)

總之，針對(duì)LED照明燈具中LED陣列的照度計(jì)算和分布問(wèn)題，文章著重就LED陣列在具體設(shè)計(jì)、分布上作了仿真及較為詳細(xì)的分析，對(duì)于設(shè)計(jì)出更完美的LED燈具具有一定的參考價(jià)值。可以相信，隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展以及LED照明燈具設(shè)計(jì)制造的不斷完善，更新更好的技術(shù)方案及產(chǎn)品將會(huì)層出不窮。