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作ってわかるLED照明活用

定価(税込)  2,808円

著者
サイズ A5判
ページ数 192頁
ISBNコード 978-4-526-06733-4
コード C3054
発行月 2011年08月
ジャンル 電気・電子

内容

次世代の照明光源として期待されるLED照明ランプは蛍光灯に比べて低電力で部品点数も少なくてすむため、みずから製作してみたいと思う技術者、学生も多い。そうした人たちのためにLED照明の応用や具体的な製作例を解説する。

臼田昭司  著者プロフィール

(うすだ・しょうじ)
1975年 北海道大学大学院工学研究科修了
1975年 工学博士
1975年 東京芝浦電気(株)(現・東芝)などで研究開発に従事
1994年 大阪府立工業高等専門学校総合工学システム学科・専攻科教授
2008年 大阪府立工業高等専門学校地域連携テクノセンター・産学交流室長、光触媒工業会特別会員、華東理工大学(上海)客員教授、山東大学(中国山東省)客員教授、石家庄経済大学光電技術研究所(中国河北省)客員教授兼名誉教授
2011年 大阪府立大学工業高等専門学校光工学研究室、摂南大学理工学部電気電子工学科電気工学実験、大阪電気通信大学客員研究員、台湾リパースグループ初芝テック首席技術顧問
専門:電気・電子工学、計測工学、実験・教育教材の開発と活用法
研究:LED照明、UV LEDと光触媒浄化システム、リチウムイオン電池と蓄電システムの開発、企業との奨励研究や共同開発の推進など
主な著者:
・「読むだけで力がつく電気・電子再入門」、日刊工業新聞社、2004年
・「読むだけで力がつく電気数学再入門」、日刊工業新聞社、2004年
・「読むだけで力がつく自動制御再入門」、日刊工業新聞社、2004年
・「読むだけで力がつくPID制御再入門」、日刊工業新聞社、2006年
・「よくわかるLED活用入門」、日刊工業新聞社、2008年
・「電気計測基礎のきそ」、日刊工業新聞社、2008年
・「よくわかるセンサ活用入門」、日刊工業新聞社、2008年
・「リレー回路基礎のきそ」、日刊工業新聞社、2008年
・「作ってわかるLED照明入門」、日刊工業新聞社、2010年
・「白色LED基礎のきそ」、日刊工業新聞社、2010年
ほか多数

目次

はじめに

プロローグ LEDと蛍光灯の費用比較

第1章 LEDの基本特性と発光波長の推定
1-1 LEDの発光メカニズム
1-2 LEDの電圧-電流特性
1-3 LEDの電圧-電流特性の計算
1-4 LEDの発光波長の推定
1-5 白色LEDと赤色LEDの発光波長測定
1-6 LED投光器の指向特性

第2章 LED放熱板ユニットの放熱特性の測定
2-1 放熱板ユニットの製作と放熱パネルの放熱特性
2-2 放熱パネルへ風を当てた場合の放熱特性
2-3 LEDモジュールを取り付けた場合の放熱特性

第3章 チップ型白色LEDを使用したスター型LEDの製作と直管形LEDランプの製作
3-1 チップ型LEDとリフローハンダ
3-2 チップ型ハンダのハンダ付け
3-3 チップ型LEDを使用した直管形LEDランプの組み立て
(1)Aタイプ直管形LEDランプ
(2)Bタイプ直管形白色LEDランプ

第4章 LED街路灯とLED投光器の製作
4-1 LED街路灯の製作
(1)組み立て方法
(2)放熱スタッフの温度測定とサーモグラフィによる熱画像の測定
4-2 LED投光器の製作
(1)構成部品
(2)パワーLEDの実装とLED投光器の組み立て
(3)LED投光器の照度特性とスポット径の測定

第5章 交流駆動型パワーLEDと電球形LEDランプの製作
5-1 交流駆動型パワーLEDの概要
5-2 LED駆動回路の製作
5-3 電球形LEDランプの製作
5-4 演色性、色温度、刺激純度の測定

第6章 導光板方式LED照明ランプの試作
6-1 導光板の原理と光線シミュレーション
6-2 LED導光板の製作

第7章 高熱伝導性接着剤の熱伝導率の測定と放熱フィンの温度測定
7-1 熱伝導率測定の基本原理
7-2 測定用試料体の作製と熱伝導率測定
7-3 高熱伝導性接着剤と両面接着テープを使用した温度比較測定
7-4 サーモグラフィによる熱画像測定
7-5 高熱伝導性接着剤のリワーク作業
7-6 50WハイパワーLED搭載放熱フィンの温度測定

第8章 LED街路灯とレフ球投光器の導入費用比較
8-1 LEDモジュールとレフ球の基本仕様の比較
8-2 LED街路灯導入前後の諸量比較
(1)LED街路灯を導入する前のレフ球投光器の諸量
(2)レフ球投光器の代替として導入するLED街路灯の諸量
8-3 LED街路導入による費用メリット

付録 
2色蛍光体方式白色LEDを組み込んだ高演色性電球形LEDランプの製作
(1)2色蛍光体方式白色LEDの製作
(2)2色蛍光体方式白色LEDの演色性、色度座標、色温度の測定
(3)電球形LEDランプの製作

索引

はじめに

 LED照明は従来の蛍光灯や白熱電球に代わる新しい照明のスタイルです。LED照明は、LEDがもつ固有の性質から低消費電力と長寿命という優れた機能を備えています。また、CO2排出量も大きく低減できることからエコ照明という役割を果たしています。さらにLED照明は、蛍光灯や白熱電球の“熱い”照明から“冷たい”クールな照明でもあります。また、発光色(色温度)にいくつかのバリエーションをもたせることで室内照明に変化をもたせることができます。さらに、明るさや演色性を向上させことにより従来の蛍光灯や白熱電球からでは演じられないLED照明独自の演じる照明を実現することができます。本書はLED照明の活用、応用例について説明します。
 各章の概要を以下に要約します。
 「プロローグ」は、LED照明の身近な使用例を紹介します。
 第1章は、LEDの基本特性を基にしたLEDの発光波長の推定について説明します。
 第2章は、パワーLEDの実装に必要となるLED放熱フィンの放熱特性について、放熱板ユニットの製作例と測定による放熱特性について説明します。
 第3章は、チップ型LEDを使用したスター型LEDの製作とチップ型LEDを搭載したLED基板を使用した直管形LEDランプの製作例について説明します。
 第4章は、教材用途に開発されたLED街路灯組み立てキットを使用して100WクラスのLED街路灯の具体的な組み立て方法について説明します。次に、LED投光器の具体的な製作例について説明します。
 第5章は、交流で点灯できるパワーLEDの点灯用駆動回路の製作と、これらを組み込んだ電球形LEDランプの製作例について説明します。
 第6章は、導光板方式LED照明ランプの試作例について説明します。
 第7章は、高熱伝導性接着剤の熱伝導率測定例とパワーLEDを実際に放熱フィンに搭載したときの温度上昇について同種の他社の接着剤と比較した測定例について説明します。
 第8章は、LED街路灯とレフ球投光器の導入費用の比較について試算例を説明します。
 本書は、LED照明の具体的な活用例と応用例を中心に説明しています。各章はそれぞれ独立した内容になっているので興味あるところから読み進むことがきます。また、製作例についてはケースバイケースで具体的な仕様を省いているところもありますが、実際の製作に際しては、目的に合った仕様のものを適宜選択するなどして製作することができます。
 LED照明について興味があるので、LED照明についてもう少し具体的に知りたい、具体的な応用例や事例をもっと知りたい、LEDの発熱をどのように克服したらよいのか参考となる情報を得たい、LEDは放熱器にどのように取り付けて使用するのか、チップ型LEDは直管形LEDやチューブ入りLEDでよく見かけるが、基板にどのように取り付けているのかを知りたい、電球形LEDランプの演色性や色温度などの具体的な測定や数値を知りたい、…本書は、このような読者を対象としています。
 本書がそのきっかけとなり、多くの興味をもっていただき、今後の検討や仕事の面で参考の一助になれば望外の喜びです。
 本書執筆に際して、LED街路灯やLED投光器の部材、ハイパワーLED、導光板の製作、高熱伝導性接着剤の提供と関連の技術情報などの多くの資料提供とご協力をいただいた有限会社コム・インスティチュート代表の小牧保之氏、台湾リパースグループ初芝テックの李社長、櫓取締役の諸氏に感謝いたします。また、種々の実験や測定にご協力いただいた研究室の学生諸君に感謝いたします。
 最後に、本書執筆の好機を与えてくださった日刊工業新聞社書籍編集部の森山氏ならびに関係のみなさまに感謝いたします。

2011年8月                          
著者しるす

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