【正文】 國節(jié)省的電量就相當(dāng)于一個(gè)三峽電站發(fā)電量的總和，其節(jié)能效益十分可觀。 ２ .健康化 LED是一種綠色光源。 LED燈直流驅(qū)動(dòng)，沒有頻閃；沒有紅外和紫外的成分，沒有輻射污染，顯色性高并且具有很強(qiáng)的發(fā)光方向性；調(diào)光性能好，色溫變化時(shí)不會(huì)產(chǎn)生視覺誤差；冷光源發(fā)熱量低，可以安全觸摸；這些都是白熾燈和日光燈達(dá)不到的。它既能提供令人舒適的光照空間，又能很好地滿足人的生理健康需求，是保護(hù)視力并且環(huán)保的健康光源。 由于目前單只 LED功率較小，光亮度較低，不宜單獨(dú)使用，而將多個(gè) LED組裝在一起設(shè)計(jì)成為實(shí)用的 LED照明燈具則具有廣闊的應(yīng)用前景。燈具設(shè)計(jì)師可根據(jù)照明對(duì)象和光通量的需求，決定燈具光學(xué)系統(tǒng)的形狀、 LED的數(shù)目和功率的大?。灰部梢詫⑷舾蓚€(gè) LED發(fā)光管組合設(shè)計(jì)成點(diǎn)光源、環(huán)形光源或面光源的 二次光源 ，根據(jù)組合成的 二次光源 來設(shè)計(jì)燈具。 ３ .藝術(shù)化 光色是構(gòu)成視覺美學(xué)的基本要素，是美化居室的重要手段。光源的選用直接影響燈光的藝術(shù)效果， LED在光色展示燈具藝術(shù)化上顯示了無與倫比的優(yōu)勢；目前彩色 LED產(chǎn)品已覆蓋了整個(gè)可見光譜范圍，且單色性好，色彩純度高，紅、綠、黃 LED的組合使色彩及灰度 (1670萬色 )的選擇具有較大的靈活性。燈具是發(fā)光的雕塑，由材料、結(jié)構(gòu)、形態(tài)和肌理構(gòu)造的燈具物質(zhì)形式也是展示藝術(shù)的重要手段。 LED技術(shù)使居室燈具將科學(xué)性和藝術(shù)性更好地有機(jī)結(jié)合，打破了傳統(tǒng)燈具的邊邊框框，超越了固有的所謂燈具形態(tài)的觀念，燈具設(shè)計(jì)在視知覺與形態(tài)的藝術(shù)創(chuàng)意表現(xiàn)上，以一個(gè)全新的角度去認(rèn)識(shí)、理解和表達(dá)光的主題。我們可以更靈活地利用光學(xué)技術(shù)中明與暗的搭配、光與色的結(jié)合，材質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，提高設(shè)計(jì)自由度來弱化燈具的照明功能，讓燈具成為一種視覺藝術(shù)，創(chuàng)造舒適優(yōu)美的燈光藝術(shù)效果。例如半透明合成材料和鋁制成的類似于蠟燭的 LED燈，可隨意擱置在地上、墻角或桌上，構(gòu)思簡約而輕松，形態(tài)傳達(dá)的視覺感受和光的體驗(yàn)，讓燈具變成充滿情趣與生機(jī)的生命體。 ４ .人性化 毋庸置疑，光和人的關(guān)系是一個(gè)永恒的話題，“人們看到了燈，我看見了光”，正是這句經(jīng)典的話語改變了無數(shù)設(shè)計(jì)師對(duì)燈的認(rèn)識(shí)。燈具的最高境界是“無影燈”也是人性化照明的最高體現(xiàn)，房間里沒有任何常見燈具的蹤跡，讓人們可以感受到光亮卻找不到光源，體現(xiàn)了把光和人類生活完美結(jié)合的人性化設(shè)計(jì)。 LED燈具的前景 LED燈具積小質(zhì)輕，可選用不同光色的 LED組合成照度柔和的各種模塊，任意安裝在居室中，居室照明燈具的光源可能來源于地面、墻面、窗臺(tái)、家具、飾物等。因此，未來居室照明將不再局限于單個(gè)燈具，而將由單個(gè)燈具照明轉(zhuǎn)化為無照明器具感的整體照明效果的無影燈。不同的光色和亮度對(duì)人的生理和心理能產(chǎn)生不同的影響，人們?cè)诤芏嗲闆r下并不需要很亮的白光，可能黃光或其它顏色的光更適合生理和心理的需要。三基色 LED可以實(shí)現(xiàn)亮度、灰度、顏色的連續(xù)變換和選擇，使得照明從普遍意義上的白光擴(kuò)展為多種顏色的光。 LED及其它常見燈具的燈性比 照明方式 特點(diǎn) 白光 LED 熱源少、操作環(huán)境廣、小型化、耐震動(dòng)、光束集中 日光 (螢光 )燈 螢光燈省電、但廢棄物易碎、有汞污染等問題 白熾鎢絲燈泡 低效率、高耗電、壽命短、易碎 現(xiàn)階段 LED燈具性能上的缺陷 ? 第一，發(fā)光效率較低，亮度不足，燈具的成本高 ? 第二，地面對(duì) LED光的反射率低 ? 第三；當(dāng)前技術(shù)下 LED的光通量還不夠大，光效太低，色溫不易控制，造成燈具的整體品質(zhì)難以保證；燈具的穩(wěn)定性，可靠性難以保證；有效光的照明角度偏小、分布不均勻，光學(xué)、散熱設(shè)計(jì)復(fù)雜。 LED在燈具設(shè)計(jì)中面臨的技術(shù)問題 ? 1 燈具的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上有待進(jìn)一步突破和提升。 ? 2 驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)難度大，電路涉及的問題復(fù)雜。 ? 3 二次光學(xué)設(shè)計(jì)難度大。可發(fā)揮的空間有限。 ? 4 燈具的外觀造型受到限制。工藝上有待改善。 ? 5 光均勻性差。路面的實(shí)際光效不夠理想。 LED燈具的熱分析 LED的主要失效形式之一是熱失效。隨著溫度的升高，不但 LED的失效率大大增加而且 LED光衰加劇、壽命縮短，因此熱設(shè)計(jì)是 LED燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不可忽略的一個(gè)環(huán)節(jié)。大功率 LED燈具的外殼防護(hù)等級(jí)一般都在 IP65以上，熱量不能通過空氣對(duì)流的方式發(fā)散到燈具外部。所以利用良好的導(dǎo)熱途徑將 LED的熱量傳到燈具外殼；選擇合適的導(dǎo)熱材料等燈具散熱方面的設(shè)計(jì)直接決定了產(chǎn)品的性能。 LED燈具的熱分析 熱的傳遞方式有熱傳導(dǎo)、熱輻射、熱對(duì)流。對(duì)大功率 LED照明燈具而言熱傳導(dǎo)方式起最主要的作燈具金屬外殼用，因此 LED燈具的熱分析主要考慮熱量在燈具內(nèi)部以熱傳導(dǎo)方式傳遞時(shí)的散熱效果。 熱阻是指熱量傳遞通道上兩個(gè)參點(diǎn)之間的溫度差與兩點(diǎn)間熱量傳輸速率的比值，單位為 ℃ ／W。熱阻為阻止熱量傳遞的能力的綜合參量，應(yīng)通過減小熱阻以加強(qiáng)傳熱。 LED燈具的熱分析 當(dāng)熱量在物體內(nèi)部以熱傳導(dǎo)的方式傳遞時(shí)，遇到的熱阻稱為導(dǎo)熱熱阻；熱量流過兩個(gè)相接觸的固體的交界面時(shí)，界面本身對(duì)熱流呈現(xiàn)出明顯的熱阻稱為接觸熱阻。因此我們考慮的熱阻包括導(dǎo)熱熱阻和接觸熱阻。產(chǎn)生接觸熱阻的主要原因是，任何外表上看來接觸良好的兩物體，直接接觸的實(shí)際面積只是交界面的一部分，其余部分都是縫隙。熱量依靠縫隙內(nèi)氣體的熱傳導(dǎo)和熱輻射進(jìn)行傳遞，而氣體的傳熱能力遠(yuǎn)不及一般的固體材料。接觸熱阻使熱流流過交界面時(shí)，沿?zé)崃鞣较驕囟劝l(fā)生突然下降，這是燈具設(shè)計(jì)中需要盡量避免的現(xiàn)象。 圖中曲線顯示了 1W LED的典型性能下降特性。正如所期望的那樣，這清楚地表明，被恒定電流驅(qū)動(dòng)的 LED在到達(dá)某一點(diǎn)后，該恒流需要線性地減少，直到在 150℃ 這一點(diǎn)上達(dá)到 0。恒流下降點(diǎn)和減小斜率取決于機(jī)械 /散熱安排。 減小燈具總熱阻與改善散熱效果的方法 LED支撐板與金屬外殼的徑向長度 ，增加LED支撐板與金屬外殼熱流方向的截面積，選用熱導(dǎo)率好的材料可以降低支撐板與金屬外殼兩種零部件的導(dǎo)熱熱阻。 2. 增加 LED支撐板與鋁基板之間、 LED支撐板與燈具金屬外殼之間接觸面的壓力，使物體交界面上的突出部分變形從而減小縫隙、增大接觸面；在兩物體交界面處涂上有較高導(dǎo)熱能力的膠狀物體 —— 導(dǎo)熱脂等方法可以降低接觸熱阻。 ，將有利于外殼將熱量以熱輻射的方式傳導(dǎo)到外界。 減小燈具總熱阻與改善散熱效果的方法 ，將鋁基板直接固定在燈具外殼內(nèi)側(cè)可以省去 LED支撐板造成的熱阻。 、方向、表面處理等因素以提高散熱效果。所以，一般建議將這款燈具的安裝方向與道路方向平行，以便于散熱片間空氣的流動(dòng)，而不是將燈具的散熱片垂直于道路方向。 ，盡量保證燈體散熱部分的溫度分布均勻，充分發(fā)揮全部散熱部件的作用。 LED燈具的散熱問題 總之， LED燈具散熱設(shè)計(jì)的重點(diǎn)在于： 最短的熱路徑；必須以最快速的方法將熱量導(dǎo)出然后散出。通過燈具散熱的分析和計(jì)算，可以指導(dǎo)設(shè)計(jì)散熱方式和散熱器的選擇，保證了 LED燈具工作在安全的溫度范圍內(nèi)，減少了質(zhì)量問題，提高了可靠性。 九、 LED驅(qū)動(dòng)電路 由于 LED正向伏安特性非常陡（正向動(dòng)態(tài)電阻非常?。?，要給 LED供電就比較困難。不能像普通白熾 燈一樣，直接用電壓源供電，否則電壓波動(dòng)稍增，電流就會(huì)增大到將 LED燒毀的程度。為了穩(wěn)住 LED的工作電流，保證 LED能正?？煽康毓ぷ?，各種各樣的 LED驅(qū)動(dòng)電路就應(yīng)運(yùn)而生。最簡單的是串聯(lián)一只鎮(zhèn)流電阻，而復(fù)雜的是用許多電子元件構(gòu)成的“恒流驅(qū)動(dòng)器”。 鎮(zhèn)流電阻方案 此方案的原理電路圖如右所示： 這是一種極其簡單的驅(qū)動(dòng)電路，自 LED面世以來至今還一直在用的經(jīng)典電路。 LED工作電流 I與鎮(zhèn)流電阻 R成反比；當(dāng)電源電壓 U上升時(shí)， R能限制 I的過量增長，使 I不超出 LED的允許范圍。 此電路的優(yōu)點(diǎn)是簡單，成本低；缺點(diǎn)是電流穩(wěn)定度不高；電阻發(fā)熱消耗功率，導(dǎo)致用電效率低，僅適用于小功率 LED范圍。 鎮(zhèn)流電容方案 ? 電路的工作是基于在交流電路中，電容存在容抗XC也有鎮(zhèn)流作用的原理。 ? 另外電容消耗無功功率，不發(fā)熱；而電阻則消耗有功功率，會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，所以鎮(zhèn)流電容比鎮(zhèn)流電阻，能節(jié)省一部分電能，并能設(shè)計(jì)成將LED燈直接接到市電～ 220V上，使用更為方便。 ? 此方案的優(yōu)點(diǎn)是簡單，成本低，供電方便；缺點(diǎn)是電流穩(wěn)定度不高，效率也不高。僅適用于小功率 LED范圍。當(dāng) LED的數(shù)量較多，串聯(lián)后 LED支路電壓較高的場合更為適用。 鎮(zhèn)流電容方案 線性恒流驅(qū)動(dòng)電路 ? 電阻、電容鎮(zhèn)流電路的缺點(diǎn)是電流穩(wěn)定度低（△ I/I達(dá) 177。 20～ 50％），用電效率也低（約 50～70％），僅適用于小功率 LED燈。 ? 為滿足中、大功率 LED燈的供電需要，利用電子技術(shù)常見的電流負(fù)反饋原理，設(shè)計(jì)出許多恒流驅(qū)動(dòng)電路。像直流恒壓電源一樣，按其調(diào)整管是工作在線性，還是開關(guān)狀態(tài)，恒流驅(qū)動(dòng)電路也分成兩類：線性恒流驅(qū)動(dòng)電路和開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電路。 LED恒流驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案 目前最基本的是利用線性或開關(guān)型 DC／ DC穩(wěn)壓器結(jié)合反饋電路來恒流驅(qū)動(dòng) LED。根據(jù) DC／DC穩(wěn)壓器外圍電路設(shè)計(jì)的差異，一般有電感型LED驅(qū)動(dòng)和開關(guān)電容型 LED驅(qū)動(dòng)兩種。電感型升壓驅(qū)動(dòng)方案其優(yōu)點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電流較高， LED的端電壓較低、功耗較低、效率保持不變，特別適用于驅(qū)動(dòng)多只 LED的應(yīng)用。在大功率 LED燈具設(shè)計(jì)中，主要采用開關(guān)電容型 LED驅(qū)動(dòng)方案，其優(yōu)點(diǎn)是LED兩端的電壓較高、流過的電流較大，從而可以獲得較高的功效及光學(xué)效率。因而在大功率LED驅(qū)動(dòng)中得到了應(yīng)用廣泛。 最簡單的兩端線性恒流驅(qū)動(dòng)電路。它借用三端集成穩(wěn)壓器LM337組成恒流電路，外圍僅用兩個(gè)元件：電流取樣電阻 R和抗干擾消振電容 C 。 為了得到比它更大的恒流值，可以有三種辦法： 聯(lián)使用，總恒流值等于各分路恒流值之和； 礎(chǔ)上，再增加一級(jí)電流放大（ R VT）如右圖 1； 流恒流驅(qū)動(dòng)電路如圖 2。 開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電路 上述線性恒流驅(qū)動(dòng)電路雖具有電路簡單、元件少、成本低、恒流精度高、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，但使用中也發(fā)現(xiàn)幾點(diǎn)不足： ，工作時(shí)功耗高發(fā)熱大（特別是工作壓差過大時(shí)），不僅要求較大尺寸的散熱器，而且降低了用電效率。 LED工作電壓嚴(yán)格匹配，不允許大范圍改變。也就是說它對(duì)電源電壓及 LED負(fù)載變化的適應(yīng)性差。 壓狀態(tài)，不能工作在升壓狀態(tài)。即電源電壓必須高于 LED工作電壓。 ，一般要配開關(guān)穩(wěn)壓電源，不能直接用～220V供電。 采用開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電路能較好地解決上述問題。 直流低壓開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電路 —— 由分立元件構(gòu)成的開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電路 直流低壓開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電路 —— 由 IC構(gòu)成的開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電路 介紹一種由集成電路MC34063A構(gòu)成的它激開關(guān)恒流電路。 直流低壓開關(guān)恒流電路 適用于： ? 干電池 ? 蓄電池 ? 開關(guān)穩(wěn)壓電源供電的場合。 交流 220V開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)電路 要實(shí)現(xiàn)直接用市電～ 220V給 LED燈供電，那是最方便不過了，需解決降壓、整流、變換效率、較小的體積、較低的成本、還有安全隔離等一系列問題。單片集成開關(guān)電路 TOP Switch系列產(chǎn)品幾乎全面滿足了上述要求，應(yīng)屬首選方案，此外還有其他類型的驅(qū)動(dòng) IC。 LED驅(qū)動(dòng)器使用中應(yīng)注意的問題 ? 1. LED降容使用。 ? 2. 使用線性恒流驅(qū)動(dòng)器，特別注意其工作壓差。 ? 3. 隔離式開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)器次級(jí)輸出電源不宜懸空，負(fù)極應(yīng)接地。 ? 4. 對(duì)開關(guān)恒流驅(qū)動(dòng)器，要嚴(yán)格遵守：先接好 LED燈，再接通驅(qū)動(dòng)器電源的操作順序。 PT4107通用型高亮 LED驅(qū)動(dòng) ? PT4107 是一款針對(duì)高功率 LED 照明市場趨勢開發(fā)，輸入電壓既可為傳統(tǒng)的 110V/220V 交流電壓又可為 18V 以上到數(shù)百伏直流電壓的 PWM 恒流控制器。它以獨(dú)特的電路結(jié)構(gòu)，采用峰值電流檢測為大功率 LED 提供恒定的供電電流。另外，PT4107 還為使用者提供良好的調(diào)光措施（ SW1:5K 的可調(diào)），并為系統(tǒng)提供了安全可靠的過流、過溫保護(hù)，提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。整體供電效率可達(dá) 80％以上，每個(gè)