LED光源的发展与照明设计思路

刘 霞

国网慈利县供电公司（湖南 张家界 427200）

0 引言

现如今，科技水平的显著提高，促进了绿色能源的蓬勃发展，且在各领域中均发挥着非常关键的应用价值。LED光源作为新型照明能源，也是绿色能源的一种，具有非常多样且显著的优势，在各领域得了广泛应用。然而，在LED光源的具体应用中，极易受到多种因素的影响，导致其作用和优势得不到有效发挥，故而相关人员必须充分明确和掌握LED光源照明设计思路，将该光源产品加以有效应用[1-2]。

1 LED光源的发展情况

目前，由于白炽灯存在光效较低、使用寿命较短、节能效果较差等问题，逐渐被荧光灯所取代；荧光灯历经30多年的发展，现在已成为电气设计与具体使用的主流。在此期间，人们逐渐研发出了紧凑型荧光灯，其属于一种一体化荧光灯，因具有使用简便、体积较小等优势，一度得到广泛应用，然而该类光源始终无法取代荧光灯[3]。荧光灯的光效可达80 lm/W，而紧凑型荧光灯管光效仅仅达50～60 lm/W，因此荧光灯更受各领域的认可。但是，对于走道等对照度要求比较低的场所，紧凑型荧光灯就能很好地满足其照度要求。与荧光灯相比，金卤灯CDM具有更高的光效，约为100 1m/W，主要适用于室外场所。在具体应用中，若照度要求cosφ=0.85，那么所选用的CDM光源功率不可超过1 000 W；若照度要求cosφ=0.9，那么所选用的CDM光源的功率必须在1 000 W及以上[4]。CDM光源具有较为显著的显色性，显色指数为90，然而该光源的初次启动和再次启动的时间比较长，这极大限制了有瞬时启动要求时的应用，且该光源在运行时会产生较高的温度，需要使用防护罩，故而无法适用于家庭之中。在光效大于等于金卤灯CDM的前提下，LED光源能适用于更多的场所，且具有良好的节能效果，现已成为照明光源的主要方向。

2 LED光源的照明设计思路

2.1 LED照明控制系统的设计思路

（1）开关模块控制。对LED灯具而言，其相关回路的控制主要依靠普通翘板开关实现，即配电箱集中控制的灯控模块方式。一般而言，于配电箱内布设灯控模块，需根据相关规范和要求选择最为适宜的信号和总线类型，并利用灯控模式对灯具内智能开关的回路加以评估和判断。将调光模块作为配电箱内的开关模块，能凭借相关调光信号实现灯光的调节[5-6]。

（2）DMX512控制。如果仅需一种颜色实现控制，则不用选择控制单元，只用通断的两线；如果通过全彩色实现控制，则必须选用控制单元，即实现DMX512控制。在实际的照明设计过程中，通过合理控制RGB光源，就能调节色彩，借助远程设备管理的充分利用，让RDM协议能连接DMX512主机及其解码器，从而利用远端实现DMX对灯管的调控，获得更加丰富的应用效果。针对DMX512控制的配线方式，主要包括：①DMX分控器信号线+特低压直流信号。控制线主要是单缆式，在灯具中布设一根5芯信号线缆，将开关电源作为灯具的电源，在其中布设2芯直流电源线。因为电源属于独立的开关电源，故而其主要适用于直流特低压照明供电的状况。②DMX分控器信号线+交流电源线。选择金属管进行电源线和信号线的敷设工作，期间，相关人员应综合分析强弱电之间存在的影响因素，若应用AC 220 V供电灯具，则无须使用开关电源。③DMX解码器方式。基于第一种配线方式，改变DMX512标准数码控制信号，使之成为PWM控制器信号，以更好地驱动LED光源。而且PWM控制器内可以应用很多灯具，借助终端侧调控更多的可控像素点、系统规模。

2.2 LED照明灯具的设计思路

（1）丰富多样的照明灯具控制方式。具体包括如下方面：①单灯的远程控制，即由远端控制照明灯具；②单灯人机对话界面，通过显示屏或触摸屏等设备实现对照明灯具的控制；③灯具的可调节性，利用遥控器调控灯具的角度；④单灯的可聚焦性，通过改变配光曲线实现对照明灯具的控制；⑤单灯的可调光性，结合应用场合的需求适当调节光通量；⑥单灯的地址可寻等，即可巡查所有灯位的运行状况。在对上述单灯控制方式的具体应用过程中，相关人员不可将灯具看作是单一发光的物体，而应注重灯具效果的充分发挥。

（2）LED灯具和设备的接线。通过现场插拔式实现灯具的接线，即有效连接灯具与灯具、灯头与灯杆。选择分段式安装，能尽量避免故障的出现。当前，LED灯具的线路分支方式存在很大的改变，所有灯具的缆线都如同预分支电缆，通过线缆插接端头分支到开关电源，只需再次调整布灯拔插。在DMX设备的安装和接线过程中，DMX分控器主要的出线是16路，将主控器布设到主弱电机房内，于每一层强弱电合用井道位置对分控器进行布设，且在灯具四周设置符合相关要求的分控器，而各分控器之间的连接则由菊花链式实现。

（3）LED灯具的应用和安装。①室外道路灯具。在路灯设计过程中，需要充分考虑广播、Wi-Fi、汽车充电等功能的集成，合理增加红外传感，当没有人经过时可选择20%的照度控制方式，有人经过时可选择100%的照度控制方式。同时，还应结合使用场所明确照明高度，如城市道路的照明高度可设置为7～12 m，园区内部道路的灯具照明高度可设置为4～7 m。对LED路灯的光源而言，相关人员需要充分考虑光的外力问题，可选用特殊的光源产品，以确保能长期达到设计的照度需求。②室内和室外装饰性灯具。对于展厅、商场及超市等场所，可选择导轨射灯；对于室内照明，可选择LED日光灯，如办公、商业广场内部等场所；针对外立面底部和顶部特定位置的照明，可选择洗墙灯；针对外立面轮廓照明，可选择点状光源；针对外立面整体效果照明，可选择射灯；针对洗墙灯或室外植物的照亮，可选择地埋灯。通常，LED特低压灯具具有良好的应用效果，且眩光较小，几乎不会出现用电安全问题。③相关注意事项。对于光衰问题的处理，可选用的产品类型包括1 000 h光衰为0、3 000 h光衰为1%、10 000 h光衰为3%、50 000 h光衰超过30%。④LED蓝光与受潮问题。由于LED光源中的紫光谱与蓝光谱等往往会对视网膜造成损害，故而在具体设计过程中，可尽量不选择近距离光源对LED的使用。由于LED大多被应用到室外照明灯中，加上光源无法完全密封，受热冷却后，缝隙中会进入一些水汽，这极大加快了灯具老化的速度，也极易出现灯具短路问题。针对这一问题，在具体设计中，可选择具有IP65或IP66防护等级的室外LED灯。

2.3 照明设计常见思路

对于节能灯具的选择，主要考虑耗电量的高低、使用寿命的长短、质量的高低，并选择经济合理的方式设计施工电气电缆，选择安全、高质量的智能控制系统，尽量避免控制的误差，让控制流程更加简便，并借助智能自动控制，以实现自动化检测与管控。具体做到以下几点：

（1）在照明效果层面上。①照射方式。借助反射式或漫射式灯具，通过光影与光色的烘托，可实现对眩光的恰当处理，营造出特别的视觉观感；还可在满足功能和节能性的基础上，尽量减少灯具的使用。②色温的选择，应能够对物体本色的场合加以显示。针对严肃的场合，可选择＞5 000 K的高色温；针对温暖的场合，可选择≤3 000 K的低色温等。③混光照明与适用场所。对大空间公共场所而言，可选择混光或混合照明，安装方式为将吊灯安装到中间，四周用灯槽，装配样式为布型嵌入筒灯；针对有水的场所，灯具的布置方式为四周灯槽和水下壁灯；针对会议和办公场所，可单独使用荧光灯、LED灯或卤素灯等，也可组合使用这些灯具。

（2）灯具的布置。①均匀度。在直射灯的布置中，应确保各灯位之间的连续性，从而获得较好的照明效果。②空间感。高位灯具的功率为200～400 W，其高度为3～6 m。由于该类灯具极易强化空间的立体感，在布置时，相关人员应做到整齐且不零乱。低位灯具的功率为20～200 W，主要是低位置灯具和埋地灯具，在该类灯具的布置过程中，相关人员应注意规避炫光，确保其富有规律感。同时，两类灯具的布置，都需要确保在白天的外观颜色和周围环境的协调统一。③功能性。在机动车道的灯具布置过程中，相关人员应保障灯具有一定辨认度和识别度；针对室内空间的灯具布置，应确保其能实现用眼安全。

3 结语

综上所述，随着照明技术的蓬勃发展，我国大力提倡环境保护和节能减排的理念，这在很大程度上促进了LED的发展和应用。在LED光源的具体应用中，相关人员不仅需要充分掌握LED照明的控制系统设计思路、LED照明灯具的设计思路等，还应注重照明效果和灯具的合理布置，确保LED光源的优势和作业在相应的场合内得到充分利用。