路灯照明工程中LED灯具的应用前景

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摘要：随着LED 芯片技术的提高、价格的降低以及相关驱动电路的成熟，使LED 光源在照明领域的应用成为可能。尤其在目前全球范围能源紧张，中央政府大力提倡“节能降耗”的宏观环境下，大力推广LED 照明必将产生重大的经济效益和社会效益。

关键词： 照明工程 LED灯具应用前景

中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：

前言

LED（半导体发光二极管）照明灯具被誉为21世纪的绿色照明产品。它不仅具有寿命长、启动时间短、结构牢固、节能、发光体接近点光源等特点，而且作为薄型灯具，材料选择范围大，没有紫外辐射，尤其在公共环境中使用更加安全。

一、 LED 光源的优点

LED 的发光原理是利用半导体中的电子和电洞结合而发出光子，不同于白炽灯丝需要在3000 度以上的高温下工作，也不必像荧光灯需使用高电压激发电子束，LED 和一般的电子组件相同，只需要2～4 伏特(V)的电压，在常温下就可以正常动作，因此其寿命也比传统光源来得更长，可达10 万小时以上，被称为长寿灯。因LED 光源工作电压低，所以安全可靠，人体接触无危险。

LED 光效可达200lm/w，白炽灯的发光效率是8～15 lm/ W左右，普通T- 8 卤素荧光灯光效为40 lm/ W，相同照明效果比传统光源节能很多。并且LED 还有毫秒级的通断时间，这也是一般传统光源无法达到的。

LED 所发出的颜色，主要取决于电子与电洞结合所释放出来的能量高低，也就是由所用的半导体材料的能隙所决定。同一种材料的波长都很接近，因此每一颗LED 的光色都很纯正，其光谱中无紫外线，故无热量，无辐射损失，不会形成光污染，是真正环保的绿色光源。

LED 芯片大小可以根据用途而随意切割，常用的大小为0.3～1mm左右，跟传统的白炽灯或荧光灯相比，体积相对小得多。为了使用方便，LED 通常都使用树脂包装，做成5mm左右的各种形状，十分坚固耐震。LED 光源方便管理，具有集中控制和分散控制或对点进行可调节性控制等多种方式。通过控制电流调光，不同光色组合以调色，加上控制电路以达到多种动态变化效果。

二、LE O 在照明工程中的应用前景

1对建筑物某个区域进行投射, 无非是使用控制光束角的圆头和方头形状的投光灯具, 这与传统的投光灯具概念完全一致。但是, 由于LED光源小而薄,线性投射灯具的研发无疑成为LED 投射灯具的一大亮点, 因为许多建筑物根本没有出挑的地方放置传统的投光灯。它的安装便捷, 可以水准也可以垂直方向安装, 与建筑物表面更好地结合, 为照明设计师带来了新的照明语汇, 拓展了创作空间。并将对现代建筑和历史建筑的照明手法产生了影响。

2由于LED 不像传统灯具光源多是玻璃泡壳, 它可以与城市街道家具很好的有机结合。可以在城市的休闲空间如路径、楼梯、甲板、滨水地带、园艺进行照明。对于花卉或低矮的灌木, 可以使用LED 作为光源进行照明。LED 隐藏式的投光灯具会特别受到青睐。固定端可以设计为插拔式, 依据植物生长的高度, 方便进行调节。

3标识与指示性照明需要进行空间限定和引导的场所, 如道路路面的分隔显示、楼梯踏步的局部照明、紧急出口的指示照明, 可以使用表面亮度适当的LED 自发光埋地灯或嵌在垂直墙面的灯具, 如影剧院观众厅内的地面引导灯或座椅侧面的指示灯, 以及购物中心内楼层的引导灯等。另外, LED 与霓虹灯相比, 由于是低压. 没有易碎的玻璃, 不会因为制作中弯曲而增加费用, 值得在标识设计中推广使用。

4 室内空间展示照明就照明品质来说, 由于LE D光源没有热量、紫外与红外辐射, 对展品或商品不会产生损害, 与传统光源比较,灯具不需要附加滤光装置, 照明系统简单, 费用低廉, 易于安装。其精确的布光, 可作为博物馆光纤照明的替代品。商业照明大都会使用彩色的LED, 室内装饰性的白光LED 结合室内装修为室内提供辅照明, 暗藏光带可以使用比LED , 对于低矮的空间特别有利。

5娱乐场所及舞台照明由于LED的动态、数字化控制色彩、亮度和调光, 活泼的饱和色可以创造静态和动态的照明效果。从白光到全光谱中的任意颜色,LED的使用在这类空间的照明中开启了新的思路。长寿命、高流明的维持值(10000小时后仍然维持90 % 的光通),与PA R 灯和金卤灯的50 一250小时的寿命相比, 降低了维护费用和更换光源的频率。另外,LED克服了金卤灯使用一段时间后颜色偏移的现象。与PAR灯相比, 没有热辐射, 可以使空间变得更加舒适。目前L ED 彩色装饰墙面在餐饮建筑中的应用已蔚然成风。

6 视频屏幕全彩色LED 显示屏是当今世界上最为引人注目的户外大型显示装置, 采用先进的数字化视频处理技术, 有无可比拟的超大面积与超高亮度。根据不同的户内外环境, 采用各种规格的发光像素, 实现不同的亮度、色彩、分辨率, 以满足各种用途。它可以动态显示图文动画信息, 利用多媒体技术, 可播放各类多媒体文件。世界上目前最有影响的比D 显示屏, 当属美国曼哈顿时代广场纽约证券交易所, 总计使用了18 ,677 ,760只LED , 面积为10 , 736 平方英尺。屏幕可以划分成多个画面, 而同时显示, 将华尔街股市的行情一目了然皇现在公众面前。

7LED 是近年来欧洲产品设计师的宠儿, 他们将LED 作为产品设计元素的一部分, 驰骋于想象的空间, 将光、玻璃或其它材料结合在一起, 成为美轮美免的艺术品。

三、LEO 产品研发亚待解决的问题

LED作为新型高效固体光源, 具有寿命长、节能、环保等显著优点, 将是人类照明史上继白炽灯、荧光灯、高压气体放电灯的又一次飞跃。在半导体照明产品的外延生产、芯片制造、器件封装、集成应用等几个环节已初步形成比较完整的产业链, 但在白光照明实现LED 功能化照明方面存在着许多制约因素。因此, 在目前的情况下, 对LED 照明产品开发与设计寄予以下希望:

1满足人们对照明的个性化需求LED 的模块化, 为照明设计带来了便利, 通过设计者充分合理的布局, 使LED 处于良好的工作状态。LED 的产品在满足个性化照明方面是传统光源相形见拙的,LE D产品形制的多样化将达到前所未有的程度。因此,LED 产品个性化的研发与设计是所有LE D 灯具供货商必须要面临的最大挑战。

2小功率LE D灯具设计城市夜景照明追求的不是亮度, 而是艺术的创意设计,小功率的比D 产品应该能够找到他的用武之地。LE D发光角度小, 方向性强, 可作局部重点照明。问题是要给设计师提供有足够大的选择范围, 外观上也应有美观的要求。可以肯定地说,LE D 将会在未来引领照明的时尚与新潮。

3环保与节能LE D 的合理利用绿色照明的概念是全球追随的生态设计目标。如果能将LE D 与太阳能电池组合, 将会扩大LE D 的应用范围与场所。

4大功率、高光效、高显色性的白光L ED 照明产品研发LE D 在照明领域的使用目前还受到技术水准和价格的限制, 目前我国LED在照明领域应用的困难是LED 白光光效不高(每瓦只有20流明左右), 功率不大(几十毫瓦至一瓦)、价格贵。但是白光LE D 的发展前景看好, 发光效率将达到1000 lm/ W , 单颗的输出功率达到10 W , 大功率、高亮度LED 集成封装技术的研究, 包括驱动电路及特种灯具的开发,无疑是LED 最终走入照明领域的关键。一旦光效和价格问题得到解决,LE D 将是未来照明的主体。

结束语

LED 光源以其节能、环保、寿命长、耐震动、控制灵活、响应速度快等优点,已在交通信号、应急照明、广告标识、大型显示屏、汽车刹车灯以及城市夜间景观照明工程等诸多领域中得到了广泛的应用,因此LED 光源被称为21 世纪新一代光源。随着我国节能减排国策的深入实施,绿色照明作为十大节能重点工程之一,为照明产品生产企业提供了极大的商机。

参考文献

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