LED室內照明的關鍵技術探討

任鈺琦

摘 要：當前，雖然LED照明亮度仍舊無法與普通燈具相比，但隨著相關技術的不斷改進，在不久的將來，LED照明必將成為室內照明不可或缺的重要元素。

關鍵詞：LED；室內照明；關鍵技術；節能環保

中圖分類號：TN315 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.160

室內照明是室內環境設計的重要組成部分，室內照明設計要有利于人的活動安全。在日常生產生活中，基本上所有建筑都需要配備室內照明設施。隨著低碳環保理念的提出，傳統燈具能耗高、使用壽命短、污染嚴重等缺點逐漸暴露出來，使得LED照明受到了廣泛關注。隨著科學技術的不斷進步，LED白光照明技術研制成功，使LED照明進入室內照明市場成為一種可能。與傳統照明相比，LED照明具有節能、環保、使用時間長等優點，被稱為“綠色照明”。隨著LED技術的不斷發展，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

LED是發光二極管Light Emitting Diode的簡稱，由含鎵、砷、磷、氮等的化合物制成。含量不同的發光二極管發出的光色不同。按照化學成分的不同，可以將發光二極管分為無機發光二極管（LED）和有機發光二極管（OLED）。氮化鎵二極管發藍光，磷化鎵二極管發綠光，砷化鎵二極管發紅光，碳化硅二極管發黃光。當電子與空穴復合時，能輻射出可見光，基于這一原理，將電能轉換為光能。發光二極管與普通二極管類似，由一個PN結組成。其基本原理為：當發光二極管通正向電壓后，由P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，產生自發輻射的熒光。LED技術最早于1962年提出，但最初只能發出微弱的紅光，應用范圍比較局限，基本是單光色。最初的LED技術被應用于儀器、電力指示燈、廣告文字或數字。隨著LED技術的不斷改進，光色越來越多，光效越來越好，價格不斷走低，應用范圍越來越廣，比如從指示燈到顯示板，再到顯示器、電視機、照明等多個領域。借助LED技術，電光轉化效率提高了60%，工作電壓大大降低，且發熱小，易于調光，啟動無延遲，光束集中、穩定，器件使用壽命長，具有節能、環保、防水、防塵、防震等優點。現如今，LED光源已經得到了高度普及，大街小巷的廣告牌都應用了LED技術。

2 LED室內照明的關鍵技術

通過上述對LED技術的分析可以看出，將LED技術應用于室內照明領域具有重要意義。進入21世紀，隨著能源危機的到來，環境污染日益加劇，綠色、環保、節能成為了人們關注的焦點。作為低污染的節能光源，LED的市場應用前景廣闊，逐漸成為室內照明市場中不可忽視的力量。當前，國內許多知名企業十分看好LED照明。《半導體照明》雜志多次針對LED照明進行了討論，許多外國企業也開始進入中國LED照明市場。實現LED室內照明光色和亮度的動態控制，使LED不僅能用于室內照明，更能起到烘托室內氣氛的作用，并且光通量利用率高，發光具有較強的方向性。LED室內照明融入了智能控制技術，實現了室內照明智能化、人性化和集成化，能夠進行集群控制，通過微處理器和網絡，有效實現智能控制。同時，LED照明通過采用散熱技術，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。為了實現LED照明，還會應用到AC-DC技術，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，可能導致LED照明器件燒毀。由此可見，LED照明必須采用相應的電流控制技術，比如串聯分壓電阻技術。該技術調解精度高、成本低、結構簡單，但穩定性稍差。如果是照明要求較高的電路，應該采用恒流源供電技術。這一技術的電路復雜度高、穩定性好、調解精度高，但成本相對較高。在具體應用時，要根據實際情況和電路要求來選擇電流控制技術，以保障電路的經濟性、合理性、穩定性和安全性。LED室內照明的連接方式有混聯、串聯、并聯、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，連接方式要根據光強要求來選擇。另外，配光技術也是LED照明的核心技術。LED照明配光技術的原理與傳統的配光技術原理不同——LED照明配光技術能夠將有限的光通量運用到最大照射范圍內。此外，LED光源模組為COB封裝，其關鍵技術是將電參數性能完全相同的單科LED芯片在Wafer產生時配對集成在一個單元上。假設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照明的節能效果十分顯著。另外，BP3102芯片集成了MOS開關技術，這使得LED 輸出電流的精度達到±3%，照明器件穩定性更好，使用壽命更長。推廣和應用LED室內照明技術勢在必行。

3 結束語

21世紀，節能、環保成為了人們關注的焦點。通過對LED室內照明關鍵技術的分析不難看出LED技術在室內照明領域的應用優勢。LED室內照明不僅成本低、污染少，且節能效果好。雖然我國的LED技術起步較晚，相關技術水平相對較低，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

[1]孫建國.關于數字智能化LED室內照明系統的應用技術探討[J].電子設計應用，2010（Z1）：101-104.

[2]周曉波.LED燈光照明系統的仿真研究及其軟件開發[D].武漢：武漢理工大學，2004.

〔編輯：劉曉芳〕