LED室內(nèi)照明的關(guān)鍵技術(shù)探討

任鈺琦

摘 要：當(dāng)前，雖然LED照明亮度仍舊無法與普通燈具相比，但隨著相關(guān)技術(shù)的不斷改進(jìn)，在不久的將來，LED照明必將成為室內(nèi)照明不可或缺的重要元素。

關(guān)鍵詞：LED；室內(nèi)照明；關(guān)鍵技術(shù)；節(jié)能環(huán)保

中圖分類號：TN315 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.160

室內(nèi)照明是室內(nèi)環(huán)境設(shè)計(jì)的重要組成部分，室內(nèi)照明設(shè)計(jì)要有利于人的活動安全。在日常生產(chǎn)生活中，基本上所有建筑都需要配備室內(nèi)照明設(shè)施。隨著低碳環(huán)保理念的提出，傳統(tǒng)燈具能耗高、使用壽命短、污染嚴(yán)重等缺點(diǎn)逐漸暴露出來，使得LED照明受到了廣泛關(guān)注。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，LED白光照明技術(shù)研制成功，使LED照明進(jìn)入室內(nèi)照明市場成為一種可能。與傳統(tǒng)照明相比，LED照明具有節(jié)能、環(huán)保、使用時間長等優(yōu)點(diǎn)，被稱為“綠色照明”。隨著LED技術(shù)的不斷發(fā)展，其照明器件成本逐漸降低，未來，LED照明將成為照明市場的主流。

1 LED技術(shù)

LED是發(fā)光二極管Light Emitting Diode的簡稱，由含鎵、砷、磷、氮等的化合物制成。含量不同的發(fā)光二極管發(fā)出的光色不同。按照化學(xué)成分的不同，可以將發(fā)光二極管分為無機(jī)發(fā)光二極管（LED）和有機(jī)發(fā)光二極管（OLED）。氮化鎵二極管發(fā)藍(lán)光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，砷化鎵二極管發(fā)紅光，碳化硅二極管發(fā)黃光。當(dāng)電子與空穴復(fù)合時，能輻射出可見光，基于這一原理，將電能轉(zhuǎn)換為光能。發(fā)光二極管與普通二極管類似，由一個PN結(jié)組成。其基本原理為：當(dāng)發(fā)光二極管通正向電壓后，由P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。LED技術(shù)最早于1962年提出，但最初只能發(fā)出微弱的紅光，應(yīng)用范圍比較局限，基本是單光色。最初的LED技術(shù)被應(yīng)用于儀器、電力指示燈、廣告文字或數(shù)字。隨著LED技術(shù)的不斷改進(jìn)，光色越來越多，光效越來越好，價(jià)格不斷走低，應(yīng)用范圍越來越廣，比如從指示燈到顯示板，再到顯示器、電視機(jī)、照明等多個領(lǐng)域。借助LED技術(shù)，電光轉(zhuǎn)化效率提高了60%，工作電壓大大降低，且發(fā)熱小，易于調(diào)光，啟動無延遲，光束集中、穩(wěn)定，器件使用壽命長，具有節(jié)能、環(huán)保、防水、防塵、防震等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)如今，LED光源已經(jīng)得到了高度普及，大街小巷的廣告牌都應(yīng)用了LED技術(shù)。

2 LED室內(nèi)照明的關(guān)鍵技術(shù)

通過上述對LED技術(shù)的分析可以看出，將LED技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)照明領(lǐng)域具有重要意義。進(jìn)入21世紀(jì)，隨著能源危機(jī)的到來，環(huán)境污染日益加劇，綠色、環(huán)保、節(jié)能成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。作為低污染的節(jié)能光源，LED的市場應(yīng)用前景廣闊，逐漸成為室內(nèi)照明市場中不可忽視的力量。當(dāng)前，國內(nèi)許多知名企業(yè)十分看好LED照明?！栋雽?dǎo)體照明》雜志多次針對LED照明進(jìn)行了討論，許多外國企業(yè)也開始進(jìn)入中國LED照明市場。實(shí)現(xiàn)LED室內(nèi)照明光色和亮度的動態(tài)控制，使LED不僅能用于室內(nèi)照明，更能起到烘托室內(nèi)氣氛的作用，并且光通量利用率高，發(fā)光具有較強(qiáng)的方向性。LED室內(nèi)照明融入了智能控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)照明智能化、人性化和集成化，能夠進(jìn)行集群控制，通過微處理器和網(wǎng)絡(luò)，有效實(shí)現(xiàn)智能控制。同時，LED照明通過采用散熱技術(shù)，能夠最大限度地延遲LED光衰。由于我國民用電為220 V交流電，而LED照明器件一般使用低壓直流電。為了實(shí)現(xiàn)LED照明，還會應(yīng)用到AC-DC技術(shù)，以保障LED照明的安全性和可靠性。

由于LED照明器件是非線性器件，因此，工作電流的控制非常重要。如果不加以控制，工作電流會不斷增大，溫度隨之升高，可能導(dǎo)致LED照明器件燒毀。由此可見，LED照明必須采用相應(yīng)的電流控制技術(shù)，比如串聯(lián)分壓電阻技術(shù)。該技術(shù)調(diào)解精度高、成本低、結(jié)構(gòu)簡單，但穩(wěn)定性稍差。如果是照明要求較高的電路，應(yīng)該采用恒流源供電技術(shù)。這一技術(shù)的電路復(fù)雜度高、穩(wěn)定性好、調(diào)解精度高，但成本相對較高。在具體應(yīng)用時，要根據(jù)實(shí)際情況和電路要求來選擇電流控制技術(shù)，以保障電路的經(jīng)濟(jì)性、合理性、穩(wěn)定性和安全性。LED室內(nèi)照明的連接方式有混聯(lián)、串聯(lián)、并聯(lián)、先串后并混、先并后串混幾種。每種方式的光亮度不同，適用范圍也不同，因此，連接方式要根據(jù)光強(qiáng)要求來選擇。另外，配光技術(shù)也是LED照明的核心技術(shù)。LED照明配光技術(shù)的原理與傳統(tǒng)的配光技術(shù)原理不同——LED照明配光技術(shù)能夠?qū)⒂邢薜墓馔窟\(yùn)用到最大照射范圍內(nèi)。此外，LED光源模組為COB封裝，其關(guān)鍵技術(shù)是將電參數(shù)性能完全相同的單科LED芯片在Wafer產(chǎn)生時配對集成在一個單元上。假設(shè)Die均不放入基板骨架的聚光杯坑中，將COB上的LED芯片綁定在鋁基板上，COF上的LED芯片綁定在銅支架上，COF的熱阻為COB熱阻的50%，可使COF的光效提升15%，但整體成本卻降低了30%.可見，LED照明的節(jié)能效果十分顯著。另外，BP3102芯片集成了MOS開關(guān)技術(shù)，這使得LED 輸出電流的精度達(dá)到±3%，照明器件穩(wěn)定性更好，使用壽命更長。推廣和應(yīng)用LED室內(nèi)照明技術(shù)勢在必行。

3 結(jié)束語

21世紀(jì)，節(jié)能、環(huán)保成為了人們關(guān)注的焦點(diǎn)。通過對LED室內(nèi)照明關(guān)鍵技術(shù)的分析不難看出LED技術(shù)在室內(nèi)照明領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢。LED室內(nèi)照明不僅成本低、污染少，且節(jié)能效果好。雖然我國的LED技術(shù)起步較晚，相關(guān)技術(shù)水平相對較低，但相信在不久的將來，LED照明將成為照明市場的主流。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：劉曉芳〕