照明LED的阵列研究与仿真

立体排列方式主要包括球体和柱体。

本文鉴于篇幅，只分析平面排列中的矩形与曲面排列中的内半圆柱面排列，立体排列其实是曲面排列的特例（不只分析底面光照，而是各个面的光照），不再作具体分析。

3. LED阵列仿真及比较分析

LED阵列用Matlab软件进行仿真。

3.1矩形平面的仿真结果及分析

图2为7×17矩形阵列仿真结果。本次仿真取阵列距离照射面为6米（根据具体灯具应变换仿真距离）。

　　

从图2的仿真结果，我们可以看出，7×17矩形阵列的中心最大照度约为40Lux，在过最大照度的一半即20Lux的区域为距中心约0.75m的范围内。通过以上数据可知，矩形阵列的照射范围比较集中，此类阵列分布的灯具适用于照射面较小且比较集中的照射领域。

3.2内半圆柱表面的仿真结果及分析

图3为7×17内半圆柱阵列仿真结果。同上,本次仿真取阵列距离照射面为6米。

从图3的仿真结果，我们可以看出，7×17内半圆柱阵列的中心最大照度约为3.3Lux，在过最大照度的一半即1.65Lux的区域x轴为距中心约7m的范围内，y轴为距中心0.8m的范围内。通过以上数据可知，内半圆柱阵列的照射范围分布成长条状，此类阵列分布的灯具适用于一方向上照射区域较大且与其垂直方向上照射区域较小的照射领域。


　　

3.3阵列分布在平面与曲面上的比较

对于以上分析的两种阵列，所用LED及数目均相同，但是根据仿真结果我们可以看出，在照度大小、照射区域等方面存在很大的区别。代表平面的矩形分布的阵列中心照度比较大，达到了40Lux，但是其照射区域比较小，20Lux内仅有约0.75m的范围内，而代表曲面的内半圆柱表面分布的阵列中心照度比较小，仅为3.3Lux，但照射区域比较大，最大照度值一半的区域在一方向上达到了 7m。

比较仿真结果可以得出，平面分布阵列的光照面积小、光输出集中、发光均匀、光照度高，可以应用于模块照明、照相制版、化妆镜灯、聚光(投光)灯等；曲面分布阵列照射面积较大，具有发散的照明效果，可获得特殊的装饰照明效果，适用于广场灯、路灯等。

4. 结语

总之，针对LED照明灯具中LED阵列的照度计算和分布问题，文章着重就LED阵列在具体设计、分布上作了仿真及较为详细的分析，对于设计出更完美的LED灯具具有一定的参考价值。可以相信，随着LED技术的不断发展以及LED照明灯具设计制造的不断完善，更新更好的技术方案及产品将会层出不穷。