【正文】 國節(jié)省的電量就相當于一個三峽電站發(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，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的發(fā)光方向性；調(diào)光性能好，色溫變化時不會產(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，不宜單獨使用，而將多個 LED組裝在一起設(shè)計成為實用的 LED照明燈具則具有廣闊的應(yīng)用前景。燈具設(shè)計師可根據(jù)照明對象和光通量的需求，決定燈具光學(xué)系統(tǒng)的形狀、 LED的數(shù)目和功率的大??；也可以將若干個 LED發(fā)光管組合設(shè)計成點光源、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)計在視知覺與形態(tài)的藝術(shù)創(chuàng)意表現(xiàn)上，以一個全新的角度去認識、理解和表達光的主題。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)計的優(yōu)勢，提高設(shè)計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)傳達的視覺感受和光的體驗，讓燈具變成充滿情趣與生機的生命體。 ４ .人性化 毋庸置疑，光和人的關(guān)系是一個永恒的話題，“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)計師對燈的認識。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。 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、家具、飾物等。因此，未來居室照明將不再局限于單個燈具，而將由單個燈具照明轉(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人的生理和心理能產(chǎn)生不同的影響，人們在很多情況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 白光 LED 熱源少、操作環(huán)境廣、小型化、耐震動、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 LED光的反射率低 ? 第三；當前技術(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)計復(fù)雜。 LED在燈具設(shè)計中面臨的技術(shù)問題 ? 1 燈具的散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計上有待進一步突破和提升。 ? 2 驅(qū)動電源設(shè)計難度大，電路涉及的問題復(fù)雜。 ? 3 二次光學(xué)設(shè)計難度大。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)計是 LED燈具結(jié)構(gòu)設(shè)計中不可忽略的一個環(huán)節(jié)。大功率 LED燈具的外殼防護等級一般都在 IP65以上，熱量不能通過空氣對流的方式發(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、熱對流。對大功率 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)方式傳遞時的散熱效果。 熱阻是指熱量傳遞通道上兩個參點之間的溫度差與兩點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傳熱。 LED燈具的熱分析 當熱量在物體內(nèi)部以熱傳導(dǎo)的方式傳遞時，遇到的熱阻稱為導(dǎo)熱熱阻；熱量流過兩個相接觸的固體的交界面時，界面本身對熱流呈現(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)和熱輻射進行傳遞，而氣體的傳熱能力遠不及一般的固體材料。接觸熱阻使熱流流過交界面時，沿?zé)崃鞣较驕囟劝l(fā)生突然下降，這是燈具設(shè)計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)動的 LED在到達某一點后，該恒流需要線性地減少，直到在 150℃ 這一點上達到 0。恒流下降點和減小斜率取決于機械 /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，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)計的重點在于： 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算，可以指導(dǎo)設(shè)計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)動電路 由于 LED正向伏安特性非常陡（正向動態(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，否則電壓波動稍增，電流就會增大到將 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)動電路就應(yīng)運而生。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；當電源電壓 U上升時， 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)點是簡單，成本低；缺點是電流穩(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)點是簡單，成本低，供電方便；缺點是電流穩(wěn)定度不高，效率也不高。僅適用于小功率 LED范圍。當 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)動電路 ? 電阻、電容鎮(zhèn)流電路的缺點是電流穩(wěn)定度低（△ I/I達 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)常見的電流負反饋原理，設(shè)計出許多恒流驅(qū)動電路。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)動電路也分成兩類：線性恒流驅(qū)動電路和開關(guān)恒流驅(qū)動電路。 LED恒流驅(qū)動設(shè)計方案 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 LED。根據(jù) DC／DC穩(wěn)壓器外圍電路設(shè)計的差異，一般有電感型LED驅(qū)動和開關(guān)電容型 LED驅(qū)動兩種。電感型升壓驅(qū)動方案其優(yōu)點是驅(qū)動電流較高， LED的端電壓較低、功耗較低、效率保持不變，特別適用于驅(qū)動多只 LED的應(yīng)用。在大功率 LED燈具設(shè)計中，主要采用開關(guān)電容型 LED驅(qū)動方案，其優(yōu)點是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)動中得到了應(yīng)用廣泛。 最簡單的兩端線性恒流驅(qū)動電路。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，再增加一級電流放大（ R VT）如右圖 1； 流恒流驅(qū)動電路如圖 2。 開關(guān)恒流驅(qū)動電路 上述線性恒流驅(qū)動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，但使用中也發(fā)現(xiàn)幾點不足： ，工作時功耗高發(fā)熱大（特別是工作壓差過大時），不僅要求較大尺寸的散熱器，而且降低了用電效率。 LED工作電壓嚴格匹配，不允許大范圍改變。也就是說它對電源電壓及 LED負載變化的適應(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)動電路能較好地解決上述問題。 直流低壓開關(guān)恒流驅(qū)動電路 —— 由分立元件構(gòu)成的開關(guān)恒流驅(qū)動電路 直流低壓開關(guān)恒流驅(qū)動電路 —— 由 IC構(gòu)成的開關(guān)恒流驅(qū)動電路 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)動電路 要實現(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 IC。 LED驅(qū)動器使用中應(yīng)注意的問題 ? 1. LED降容使用。 ? 2. 使用線性恒流驅(qū)動器，特別注意其工作壓差。 ? 3. 隔離式開關(guān)恒流驅(qū)動器次級輸出電源不宜懸空，負極應(yīng)接地。 ? 4. 對開關(guān)恒流驅(qū)動器，要嚴格遵守：先接好 LED燈，再接通驅(qū)動器電源的操作順序。 PT4107通用型高亮 LED驅(qū)動 ? PT4107 是一款針對高功率 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，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。整體供電效率可達 80％以上，每個