LED室内照明的关键技术探讨

任钰琦

摘 要：当前，虽然LED照明亮度仍旧无法与普通灯具相比，但随着相关技术的不断改进，在不久的将来，LED照明必将成为室内照明不可或缺的重要元素。

关键词：LED；室内照明；关键技术；节能环保

中图分类号：TN315 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.160

室内照明是室内环境设计的重要组成部分，室内照明设计要有利于人的活动安全。在日常生产生活中，基本上所有建筑都需要配备室内照明设施。随着低碳环保理念的提出，传统灯具能耗高、使用寿命短、污染严重等缺点逐渐暴露出来，使得LED照明受到了广泛关注。随着科学技术的不断进步，LED白光照明技术研制成功，使LED照明进入室内照明市场成为一种可能。与传统照明相比，LED照明具有节能、环保、使用时间长等优点，被称为“绿色照明”。随着LED技术的不断发展，其照明器件成本逐渐降低，未来，LED照明将成为照明市场的主流。

1 LED技术

LED是发光二极管Light Emitting Diode的简称，由含镓、砷、磷、氮等的化合物制成。含量不同的发光二极管发出的光色不同。按照化学成分的不同，可以将发光二极管分为无机发光二极管（LED）和有机发光二极管（OLED）。氮化镓二极管发蓝光，磷化镓二极管发绿光，砷化镓二极管发红光，碳化硅二极管发黄光。当电子与空穴复合时，能辐射出可见光，基于这一原理，将电能转换为光能。发光二极管与普通二极管类似，由一个PN结组成。其基本原理为：当发光二极管通正向电压后，由P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。LED技术最早于1962年提出，但最初只能发出微弱的红光，应用范围比较局限，基本是单光色。最初的LED技术被应用于仪器、电力指示灯、广告文字或数字。随着LED技术的不断改进，光色越来越多，光效越来越好，价格不断走低，应用范围越来越广，比如从指示灯到显示板，再到显示器、电视机、照明等多个领域。借助LED技术，电光转化效率提高了60%，工作电压大大降低，且发热小，易于调光，启动无延迟，光束集中、稳定，器件使用寿命长，具有节能、环保、防水、防尘、防震等优点。现如今，LED光源已经得到了高度普及，大街小巷的广告牌都应用了LED技术。

2 LED室内照明的关键技术

通过上述对LED技术的分析可以看出，将LED技术应用于室内照明领域具有重要意义。进入21世纪，随着能源危机的到来，环境污染日益加剧，绿色、环保、节能成为了人们关注的焦点。作为低污染的节能光源，LED的市场应用前景广阔，逐渐成为室内照明市场中不可忽视的力量。当前，国内许多知名企业十分看好LED照明。《半导体照明》杂志多次针对LED照明进行了讨论，许多外国企业也开始进入中国LED照明市场。实现LED室内照明光色和亮度的动态控制，使LED不仅能用于室内照明，更能起到烘托室内气氛的作用，并且光通量利用率高，发光具有较强的方向性。LED室内照明融入了智能控制技术，实现了室内照明智能化、人性化和集成化，能够进行集群控制，通过微处理器和网络，有效实现智能控制。同时，LED照明通过采用散热技术，能够最大限度地延迟LED光衰。由于我国民用电为220 V交流电，而LED照明器件一般使用低压直流电。为了实现LED照明，还会应用到AC-DC技术，以保障LED照明的安全性和可靠性。

由于LED照明器件是非线性器件，因此，工作电流的控制非常重要。如果不加以控制，工作电流会不断增大，温度随之升高，可能导致LED照明器件烧毁。由此可见，LED照明必须采用相应的电流控制技术，比如串联分压电阻技术。该技术调解精度高、成本低、结构简单，但稳定性稍差。如果是照明要求较高的电路，应该采用恒流源供电技术。这一技术的电路复杂度高、稳定性好、调解精度高，但成本相对较高。在具体应用时，要根据实际情况和电路要求来选择电流控制技术，以保障电路的经济性、合理性、稳定性和安全性。LED室内照明的连接方式有混联、串联、并联、先串后并混、先并后串混几种。每种方式的光亮度不同，适用范围也不同，因此，连接方式要根据光强要求来选择。另外，配光技术也是LED照明的核心技术。LED照明配光技术的原理与传统的配光技术原理不同——LED照明配光技术能够将有限的光通量运用到最大照射范围内。此外，LED光源模组为COB封装，其关键技术是将电参数性能完全相同的单科LED芯片在Wafer产生时配对集成在一个单元上。假设Die均不放入基板骨架的聚光杯坑中，将COB上的LED芯片绑定在铝基板上，COF上的LED芯片绑定在铜支架上，COF的热阻为COB热阻的50%，可使COF的光效提升15%，但整体成本却降低了30%.可见，LED照明的节能效果十分显著。另外，BP3102芯片集成了MOS开关技术，这使得LED 输出电流的精度达到±3%，照明器件稳定性更好，使用寿命更长。推广和应用LED室内照明技术势在必行。

3 结束语

21世纪，节能、环保成为了人们关注的焦点。通过对LED室内照明关键技术的分析不难看出LED技术在室内照明领域的应用优势。LED室内照明不仅成本低、污染少，且节能效果好。虽然我国的LED技术起步较晚，相关技术水平相对较低，但相信在不久的将来，LED照明将成为照明市场的主流。

参考文献

[1]孙建国.关于数字智能化LED室内照明系统的应用技术探讨[J].电子设计应用，2010（Z1）：101-104.

[2]周晓波.LED灯光照明系统的仿真研究及其软件开发[D].武汉：武汉理工大学，2004.

〔编辑：刘晓芳〕