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随着社会对节能减排的越来越重视,国家对半导体照明行业的支持越发明显,使得LED照明产业的发展前景更加明朗。而LED球泡灯作为进军家用照明主力军,已体现出了其巨大的市场潜力。然而目前的LED球泡灯仍有成本过高、显色性等光学特性不理想、发光角度过小、不能实现4π照明以及散热能力过低等问题。本文就针对上述白光LED球泡灯的缺点,结合普遍为大众所接受的白炽灯外型,优化设计了一款新型白光LED球泡灯,同时对其光源封装、整灯的光学设计以及散热设计方面进行了详细的研究。具体内容包括:(1)系统研究了在保持点胶量不变的前提下,按比例单独增减YAG黄色荧光粉、氮氧化物红色荧光粉以及Lu AG黄绿色荧光粉的量,研究三种荧光粉对白光LED发光特性的影响如色温、显色指数以及发光效率,同时研究并归纳了其影响规律。随后对荧光粉与硅胶的混合比和测试电流大小进行了系统的研究,总结其对白光LED显色指数与发光效率的影响规律,确定适合的粉胶比和工作电流。最后根据上述规律与结论,成功于透明陶瓷基板上封装白光LED球泡灯光源,实现目标色温2700K±100K,显色指数≥80,发光效率不低于140Lm/W的要求。(2)利用非成像光学理论与Matlab设计LED灯罩外型,结合Trace Pro光学分析软件模拟白光LED球泡灯出光情况,另外本文还对LED光源位置进行了研究,软件模拟结果表明:本文设计的新型白光LED球泡灯发光角度达到129.4°,并且实现了4π照明的目的。实际测得发光角度为125.5°,与软件结果相差仅3.9°。另外随着光源位置的升高,LED灯背后照明逐渐增强。(3)结合热学理论与ANSYS有限元热分析软件,针对白光LED球泡灯散热器的翅片间距与数量进行了详细的研究。仿真结果表明:在保持翅片间距不变的情况下,散热器的翅片数目越多,散热器的散热能力就越强,但当翅片数目超过一定数目时,散热器的散热能力会趋向稳定。同时当翅片间距从3mm减少到1.5mm时,散热器散热能力持续增强。