LED照明作為新一代照明受到了廣泛的關(guān)注。僅僅依靠LED封裝并不能制作出好的照明燈具,。本文主要從電子電路,、熱分析、光學(xué)方面對LED照明進行介紹,，首先介紹LED照明設(shè)計,。

　　隨著近年來人們對環(huán)境關(guān)注度的提高，LED照明作為新一代照明受到了廣泛的關(guān)注,。展會上,，只要是與LED照明有關(guān)的展位都是人頭攢動，同時,，LED照明也更多的出現(xiàn)在我們的日常生活中,。一般家庭能夠消費的LED燈都是由各大照明制造商銷售的燈泡型LED燈,。另外，很多公司也都陸續(xù)研發(fā)出了熒光燈型的LED燈,。在這種情況下,，勢必有更多的公司參與到LED照明行業(yè)中。

　　LED燈與白熾燈,、熒光燈等傳統(tǒng)光源有著不同的特性,。僅僅依靠LED封裝并不能制作出良好的照明燈具。為了設(shè)計出更好的LED照明燈具,，必須對LED進行區(qū)別于傳統(tǒng)光源的正確的光學(xué)設(shè)計,。

　　本文圍繞LED照明燈具的設(shè)計進行介紹。具體來說主要是從電子電路,、熱分析,、光學(xué)方面進行說明。首先是LED照明概要及其與迄今為止的光源的區(qū)別,。

　　LED 照明

　　用于照明的LED大多是白色,。LED照明很大程度上依賴藍光LED芯片" title="LED芯片">LED芯片的發(fā)明和發(fā)光效率的提高。

　　實現(xiàn)白光LED主要有兩種方式,。一種是使用LED芯片和熒光粉,，另外一種是使用RGB 3色LED芯片。目前主要是采取第一種方式,。

　　使用熒光粉一般都是在藍色LED芯片上涂覆黃色熒光粉,。從LED芯片中發(fā)出的藍色光遇到熒光粉時，部分光轉(zhuǎn)換為黃色光,。這部分轉(zhuǎn)換的黃色光和藍色光參雜在一起,，就變成了白色光。通過調(diào)整熒光粉的量可以控制白光LED的色溫,，因此發(fā)光顏色在制作時就已經(jīng)決定,，后期不能調(diào)整。

　　同時,，混合藍色光和黃色光的話,，由于紅色和綠色的成分不足，造成顯色性不佳,。這樣,，可以通過在藍色LED芯片中參雜紅色和綠色熒光粉或者是在紫外LED芯片中參雜RGB熒光粉，來提高其顯色性,。

　　使用RGB 3色LED芯片的優(yōu)勢在于RGB可以調(diào)整各種色度,，所以不僅能夠產(chǎn)生白光，還能產(chǎn)生其他各種顏色的光,。但是,，LED芯片使用量增大,，成本也就會上升。

　　LED照明的優(yōu)勢及其與迄今為止的其他光源的區(qū)別

　　接下來就LED照明與白熾燈,、熒光燈等傳統(tǒng)光源的區(qū)別,，從熱、電,、光的特性方面進行分析,。

　　熱的特性

　　雖然LED發(fā)熱很少，但是由于LED照明中,，需要使用多顆數(shù)瓦級的LED,，所以就會產(chǎn)生很高的熱量。雖然LED效率比較高,，但是高效率僅支持在微小電流中的運行,。大電流、高溫狀態(tài)下,，效率較低,。

　　另外，熒光粉型的LED,，在轉(zhuǎn)換波長的時候會損失能量,，從而產(chǎn)生熱量。持續(xù)高溫就會導(dǎo)致LED芯片,、熒光粉,、封裝樹脂壽命降低。因此,，為了使LED的“高效率”,、“長壽命”的優(yōu)勢保持下去,，就必須控制LED的結(jié)溫,。

　　電的特性

　　LED電源" title="LED電源">LED電源與白熾燈、熒光燈有很大的區(qū)別,。白熾燈可以直接連接到220V的交流電上,。熒光燈雖然有鎮(zhèn)流器和轉(zhuǎn)換開關(guān)，但也使用220V的交流電,。而LED的電源則需要直流的恒定電流,，所以需要將220V的交流轉(zhuǎn)換為直流。電源的效率不高將直接影響到整個照明燈具的效率,，因此提高電源效率對于提高LED照明效率來說顯得尤為重要,。

　　調(diào)節(jié)LED光的方法主要有兩種。一種是改變恒定電流,，一種是改變脈沖調(diào)制,。LED是電子與空穴再結(jié)合時發(fā)光,，光束依賴于電流。電流小的情況下,，光束和電流基本是成正比的,，但當(dāng)LED電流增大，熱量隨之增大,，導(dǎo)致發(fā)光效率變低,，光束和電流就不成正比了。

　　在改變脈沖占空比的方法中,，由于Talbot-Plateau 效應(yīng)(反復(fù)接受瞬間閃光后,，人眼會感受到反復(fù)時間內(nèi)的平均亮度)，可以根據(jù)脈沖占空比改變亮度,。

　　光特性

　　與白熾燈和熒光燈相比,，1顆LED發(fā)出的光比較少，所以需要使用多顆LED,。同時,，由于LED的發(fā)光面積小，亮度高,，人眼直視的話很容易眩暈,。為了降低亮度，需要使用擴散板,。但是,，使用擴散板的話，光向各個方向發(fā)散,，降低了光的效率,。

　　LED、白熾燈,、熒光燈的配光分布各不相同,。所謂配光分布是指光源的方向以及各方向的發(fā)光強度。即使是相同光束的光源,，如果配光分布不同,，照度分布也會不同。有時也會出現(xiàn)本來想要照射的地方照度減小,，其余部分反而照度增加的情況,。

　　要減少光的浪費，控制配光分布,，需要使用透鏡和反光鏡,。LED本身就具有發(fā)光面積小、光的放射范圍在半球內(nèi)、配光分布旋轉(zhuǎn)對稱等優(yōu)點,，再加上透鏡和反光鏡,，就能構(gòu)成一個好的光源。

　　其他在光源屬性中,，還有光譜,。LED的發(fā)光光譜集中在特定波長的一個很窄的范圍，不放射紅外線,。因此,，在不想使照射物變熱的時候，使用LED較好,。但是,，LED自身會發(fā)熱，所以需要注意防止其導(dǎo)熱,。另外還需要注意,，熒光粉類型的LED，溫度變化,，色溫也會隨之變化,。

　　總結(jié)：LED照明設(shè)計

　　LED照明燈具備受期待的原因就是節(jié)能、使用壽命長,。確實,，與白熾燈相比，目前的球泡型LED燈效率更高,。但是熒光燈與LED照明燈具相比,，還是熒光燈較高。這是因為,，雖然單獨的LED芯片比熒光燈效率高,，但是由于發(fā)熱降低了發(fā)光效率，交流電轉(zhuǎn)換成直流電時,，電源效率變低以及由于配光分布變換和使用擴散板導(dǎo)致光效降低,，進而造成整個LED照明燈具的效率下降。

　　因此,，為了實現(xiàn)LED的節(jié)能,，長壽命,，必須對熱,、電、光進行各種設(shè)計,。單純依靠LED封裝并不能發(fā)揮LED的優(yōu)勢,。