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LED灯罩材料的选择-光扩散材料

发布日期:2013-3-20 16:37:33  点击次数:19766  新闻来源:锦磁贸易  【打印】【关闭

LED灯罩材料的选择-光扩散材料

来源于:中塑资讯

LED照明是21世纪的绿色照明
  自从1879年,爱迪生发明了第一盏白炽灯,人类开始了第一次照明光源技术革命。它的发光效率很低,寿命短,在1500 h左右;第二阶段照明光源的开始是荧光灯的出现,荧光灯填充汞,污染环境;LED光源的出现,标志了绿色照明光源新阶段的开始。LED灯电能转化为光能的效率是90%。使用寿命长,一般在5万小时,整灯在3.5万小时。
  据统计,世界上主要工业化国家电能的10-20%用于照明,而中国,照明用电占全社会用电总量的12%,采用高效照明产品代替白炽灯,节能减排潜力巨大。逐步淘汰白炽灯,对于促进中国照明电器行业结构优化升级、推动实现“十二五”节能减排目标任务、积极应对全球气候变化具有重要意义。
  日前,国家发展改革委、商务部、海关总署、国家工商总局、国家质检总局联合印发了《关于逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯的公告》。《公告》决定从2012年10月1日起,按照功率大小分阶段逐步禁止进口和销售普通照明白炽灯。
  1. LED发出的光是方向性较强的射光,是点光源,造成的缺点是光线刺眼,人眼难以接受;照射面积小。如果作为照明使用时必须将光线散射开来才能达到照明的效果。
  传统的解决方案包括三种:(1)在原有灯罩基础上添加色粉,如硫酸钡等,加入这些颗粒可使光进行多次光折射达到光扩散的作用,该方法光扩散效果不明显,且严重影响透光率;(2)增加磨砂效果,但会严重降低灯罩的光线透过率;(3)增加棱镜,但光扩散效果有限,仍能看到刺眼的LED灯珠,且降低光线透过率。

2. 最佳的方法是光扩散PC。光扩散PC可以达到高透光率、高扩散、光线均匀的特点。如下图所示:

光扩散PC是通过在PC树脂中添加光扩散剂,光扩散剂呈球形,均匀分散在PC树脂中,形成海岛结构,由于PC树脂和光扩散剂的折光指数不同,光线在光扩散剂表面类似镜面反射,经过多次反射,达到光扩散效果。光扩散剂的添加量、粒径大小和分布、折光指数决定了材料的光学性能。
  评价光扩散材料光学性能的指标包括全光线透光率、分散度、色温、显色性。

(1)全光线透光率:透射光通量与入射光通量之比;
  (2)光效:用积分球测试光通量,含有灯罩的灯的光通量与裸灯的光通量之比。例如,裸灯的光通量是400 lm,加上灯罩以后,光通量为360 lm,光效即为90%。通常要求光效达到85%以上。光效高,可以有效的降低LED灯的成本。
  (3)分散度:相对透光率为50%的角度。LED灯的分散角为120°,通过光扩散灯罩使得分散角变大,辐射面积更大。分散度大,可以使得光线更加均匀,看不见眩光。
  (4)色温:和被测辐射色度相同的全辐射体的绝对温度。
       光源色温不同,光色也不同,带来的感觉也不相同:

 

<3300K

温暖(带红的白色)

稳重、温暖

3000-5000K

中间(白色)

爽快

>5000K

清凉型(带蓝的白色)

  对于光扩散材料,要求尽可能小的影响色温。光扩散材料偏黄,会导致灯具出射的光色温比光源的色温低。
  (5)显色性:光源对物体颜色呈现的程度,也就是颜色的逼真程度。对于光扩散材料,要求尽可能小的影响显色性。一般影响要求在1以内。
  下图表示的色温与光通量和人的生理反应的关系。可以看出光通量和色温在一个特定的区域(浅色区),人体感觉是比较舒服的。在浅色区的低色温部分,人体感觉温馨,通常是家居照明的选择;在浅色去的高色温部分,人体感觉清爽,通常是办公照明的选择。设计者在最初设计灯具时,充分考虑到人的感观。光扩散材料灯罩不可避免的影响了光源的光通量和色温,对于光扩散材料的要求是尽可能小的影响最终光学效果。

  阻燃性
  除光学性能以外,对于光扩散材料也有阻燃要求。根据UL1993,LED灯罩材料要求阻燃达到V2级。