基于复合式抛物面聚光器的LED反光杯建模研究

摘要：针对复合式抛物面聚光器CPC无法在TracePro软件中直接建模的不足，结合TracePro软件特点，对CPC关键参数进行了分析，通过数学模型对参数之间的几何关系进行了推导，得出了计算公式 实现了CPC在TracePro中的建模，将CPC设计成反光杯应用于LED灯具中，可方便地进行光学模拟和分析，进而有效地缩短产品开发周期和开发成本 为CPC设计提供了数学依据 通过建模验证了该方法的可行性，有效提高了设计效率，结果表明，用通过该方法设计出的CPC做成的LED反光杯 可以极大地提高灯具的发光效率 为其在照明领域的发展应用提供了更好的使用价值和前景。

1.引言

复合式抛物面聚光器 CPC 是一种根据边缘光线原理设计，可以将给定接收角范围内的光线按照接近理想聚光比收集到接收器上的非成像聚光器CPC最早由美国Welford等发明，是一种用于进行定期调整、非精确跟踪的集光设备。随后，CPC被广泛应用于太阳能聚光系统中，如聚光光伏发电、光导聚能和太阳能催化等领域。由于CPC会聚平行光的优良特点，使其在照明领域也得到了一定的应用如果将CPC设计成反光杯，将LED光源放置于其出射口位置，根据光路可逆原理光源发出的光线经过发射从入射口出射，便可以很好地控制光线的出射角度，同时，在CPC反光杯中，由于光线最多经过一次反射，光线的利用率将远高于其他类型的反光杯，近年来，国外一些大LED灯具企业，如Philips Luminle、OSRAM和GE照明等公司直接将反光杯替代二次透镜应用于路灯中,可以极大地提高路灯光效,因此,CPC可以极大地提高能源利用率,在节能减排以及减少城市的光污染方面具有积极作用CPC还具有结构简单,对加工精度要求不是很高,成本较低等优点,在LED照明领域表现出极大的应用价值。

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