LED照明燈具向室內(nèi)照明產(chǎn)品發(fā)展的技術(shù)要求

LED照明市場(chǎng)商機(jī)巨大，發(fā)展空間廣闊。LED照明燈具應(yīng)用已經(jīng)從過(guò)去室外景觀照明LED發(fā)展向室內(nèi)照明應(yīng)用。據(jù)分析未來(lái)五年內(nèi)LED室內(nèi)照明的發(fā)展將有指數(shù)型增長(zhǎng)趨勢(shì)。2011年其產(chǎn)值將高達(dá)數(shù)百億美元。尤其是2009年歐盟率先實(shí)施禁用白熾燈計(jì)劃，以及節(jié)能議題備受關(guān)注，造就了LED室內(nèi)照明巨大的市場(chǎng)機(jī)遇和樂(lè)觀的前景。

高功率LED照明燈具的發(fā)展取決于兩大元素：一是芯片本身；二是燈具技術(shù)，包含散熱、光學(xué)、驅(qū)動(dòng)。首先是芯片，目前，LED芯片技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵在于基底材料和外延生長(zhǎng)技術(shù)?；撞牧嫌蓚鹘y(tǒng)的藍(lán)寶石材料、矽和碳化矽，發(fā)展到氧化鋅、氮化鎵等新材料。無(wú)論是面向重點(diǎn)照明和整體照明的高功率芯片，還是用于裝飾照明和一些簡(jiǎn)單的輔助照明的低功率芯片，技術(shù)升級(jí)的關(guān)鍵都關(guān)乎如何開(kāi)發(fā)出更高效、更穩(wěn)定的芯片。在短短數(shù)年內(nèi)，借助于包括芯片結(jié)構(gòu)、表面粗化處理和多量子阱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在內(nèi)的一系列技術(shù)改進(jìn)，LED 在光效方面實(shí)現(xiàn)了巨大突破。　薄膜芯片技術(shù)是超亮 LED芯片生產(chǎn)中的核心技術(shù)，能夠減少各側(cè)面的光輸出損耗，并能借助底部的反射面使 97% 以上的光線從正面輸出。這不僅顯著提高LED 的光效，還為透鏡設(shè)計(jì)創(chuàng)造了優(yōu)越的便利條件。

其實(shí)從LED照明燈具的發(fā)展以來(lái)人們一直關(guān)注它的使用壽命，若僅僅依靠使用低熱阻的 LED 元件是未能為燈具裝置構(gòu)建良好的散熱系統(tǒng)，而必須有效地減小從 PN 節(jié)點(diǎn)到周?chē)h(huán)境的熱阻，才能大大降低 LED 的 PN 節(jié)點(diǎn)溫度，而成功實(shí)踐延長(zhǎng) LED 燈具的使用壽命并提高實(shí)際光通量的目標(biāo)。別于一般傳統(tǒng)燈具，印刷電路板既是 LED 的供電載體，也是 LED 的散熱載體，所以散熱片和印刷電路板的散熱設(shè)計(jì)十分重要。除此之外，燈具制造商還須考慮散熱材料的品質(zhì)、厚度和尺寸以及散熱接口的處理和連接等因素。

LED照明燈具的光學(xué)設(shè)計(jì)方面，與傳統(tǒng)燈具比較，定向性和點(diǎn)光源是LED最典型的特點(diǎn)也是燈具光學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處。通過(guò)LED的二元光學(xué)設(shè)計(jì)，LED燈具能達(dá)到更好的配光曲線。正如目前LED照明燈具發(fā)展應(yīng)用市場(chǎng)最大的室內(nèi)照明的光線需要十分的明亮，則可使用高透光率燈罩提高光提取效率?；蚴菍?dǎo)光板技術(shù)應(yīng)用到燈具中，從而將 LED 點(diǎn)光源更改為面光源，不但能提高燈具的配光均勻度，還可以防止眩光。也可以配合一些聚光透鏡或反射器使用來(lái)突出照亮的物體的聚光效果實(shí)現(xiàn)實(shí)理想的光學(xué)效果。

高功率LED照明的技術(shù)挑戰(zhàn)，即使 LED 在室內(nèi)重點(diǎn)照明和裝飾照明應(yīng)用中已有令人滿意的表現(xiàn)，但是在普通照明和氛圍照明應(yīng)用中仍然面臨許多挑戰(zhàn)，包括初置成本、色溫較低時(shí)的光效、顯色指數(shù)和系統(tǒng)可靠性等。成本是室內(nèi)照明中相對(duì)比較敏感的因素，特別是在家居照明應(yīng)用中。盡管 LED 燈型號(hào)越來(lái)越多，光效也在不斷提高，但是價(jià)格高這個(gè)問(wèn)題仍然存在。但是當(dāng)LED光源價(jià)格降低，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整體優(yōu)化，總成本就必然下降。

LED燈具提高低色溫時(shí)的光效4,000K 以下的低色溫通常是室內(nèi)家居照明的首選。暖白光令整個(gè)環(huán)境更加溫暖和放松；而冷白光則給人潔凈、高效、明亮的感覺(jué)，較適用于辦公室和室外照明。LED燈具的延長(zhǎng)使用壽命、提高系統(tǒng)可靠性。在一般照明應(yīng)用中，LED的整體效率、使用壽命和可靠性必須通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化才能得以提升。LED 光源：緊湊、高效，有多種顏色和輸出功率可供選擇。電源轉(zhuǎn)換：將交流電、電池和其他電源高效轉(zhuǎn)換為安全的低電壓、恒流電源。控制和驅(qū)動(dòng)：使用電子電路實(shí)現(xiàn) LED 的恒流驅(qū)動(dòng)和控制。熱管理：若要達(dá)到更長(zhǎng)的使用壽命，控制 LED節(jié)點(diǎn)溫度顯得十分重要，散熱分析也不可或缺。光學(xué)元件：透鏡、反射器或?qū)Ч獍宀牧鲜菍⒐饩€聚焦在目的地區(qū)域必需的光學(xué)元件。

隨著LED 技術(shù)的快速發(fā)展以及LED光效的逐步提高，LED 的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛。特別是隨著全球性能源短缺問(wèn)題的日益嚴(yán)重，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注 LED 在照明市場(chǎng)的發(fā)展前景，LED 將是取代白熾燈、鎢絲燈和螢光燈的潛力光源。此外，在室內(nèi)燈具設(shè)計(jì)方面，LED 將趨向節(jié)能化、人性化和藝術(shù)化。