導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的1篇LED在室內(nèi)照明的應(yīng)用，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

0引言

led照明技術(shù)為一種全新照明技術(shù)，LED中的半導(dǎo)體器件負(fù)責(zé)電能與光能的轉(zhuǎn)換，LED的節(jié)能性、環(huán)保性相對理想，克服了傳統(tǒng)照明技術(shù)的諸多不足。當(dāng)下我國的建筑行業(yè)迅猛發(fā)展，人們的生活水平顯著提高，室內(nèi)照明設(shè)計應(yīng)采用現(xiàn)代化思想，以滿足人們的多種追求。不同的室內(nèi)照明設(shè)計有其獨(dú)特的設(shè)計要求，設(shè)計人員在利用LED的過程中不僅需遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，更需考慮室內(nèi)照明的特殊要求，調(diào)整細(xì)節(jié)，發(fā)揮LED在整個照明系統(tǒng)中的作用。

1LED的特點

1.1節(jié)能環(huán)保LED的節(jié)能環(huán)保性是普通燈具無法比擬的，正是因為這一方面的特點，當(dāng)前市場上LED的應(yīng)用范圍顯著擴(kuò)大。LED采用低壓電源，工作電壓維持在2.0～3.6V之間，依據(jù)相關(guān)試驗，LED的單管耗電量非常小，不超0.1W，電能節(jié)約明顯[1]。為此，在各個場所的照明設(shè)計中，設(shè)計人員可根據(jù)實際情況科學(xué)利用LED降低電能消耗。

1.2照明亮度高LED的照明亮度非常高，這同樣是普通照明燈具無法達(dá)到的，在照明設(shè)計中設(shè)計人員可根據(jù)需求將LED的照明亮度控制在合理區(qū)間。LED使用時的散熱量也較小，正是由于這一特點，LED比普通燈具耗電量低。

1.3使用方便LED的特殊性決定了其在照明系統(tǒng)中的應(yīng)用便捷性，不論是室內(nèi)照明還是公共照明，LED的安裝與使用都相對便捷，設(shè)計人員只需要遵守有關(guān)的操作規(guī)范。LED燈具在環(huán)氧樹脂材料中安裝了電子晶片，這一結(jié)構(gòu)的燈具體積小、重量輕，為安裝操作帶來了諸多便捷[2]。

1.4使用壽命長普通照明燈具在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)故障，后續(xù)需更換新設(shè)備，而LED的使用壽命較長，故障率較低。根據(jù)大量的應(yīng)用經(jīng)驗，只要電壓與電流相對正常，LED的使用壽命可保持在80000～100000h之間，即使在相對復(fù)雜的環(huán)境下，LED也能保持其性能，不會出現(xiàn)較多的性能損壞現(xiàn)象。1.5堅固耐用LED的關(guān)鍵器件被包裹于環(huán)氧樹脂材料中，這使得外部作用力對元器件的損傷大大減小，基本不會因為內(nèi)部元器件受損而影響LED的使用。因此，與普通燈具相比，LED更堅固耐用、更安全，同時具有良好的抗震性、適用范圍廣、應(yīng)用效果好。

2在室內(nèi)照明中應(yīng)用LED時應(yīng)考慮的問題

2.1散熱LED光源屬于半導(dǎo)體發(fā)光光源，對溫度有極大的敏感性，如果LED的工作溫度超過85℃，光通量將下降50%，波長變長，出現(xiàn)紅移動現(xiàn)象；如果溫度達(dá)90℃，部分元器件可能被燒損，影響照明。芯片與驅(qū)動電源是LED光源的關(guān)鍵組成部分，其中，芯片可將電能轉(zhuǎn)換為光能，此時有部分能量被轉(zhuǎn)化為熱量，LED為點光源，產(chǎn)生的熱量會集中于較小區(qū)域[3]。驅(qū)動電源中的變壓器、開關(guān)管、電解電容、儲能電感等均為發(fā)熱量較大的元器件，考慮到散熱問題，在利用LED時需嚴(yán)格控制工作溫度，一般不得超過65℃。在室內(nèi)照明中應(yīng)用LED時，散熱是必須考慮的問題，如散熱條件不佳，將影響燈具的性能和使用壽命。

2.2價格LED的材料、構(gòu)造及照明原理具有特殊性，這意味著其比普通燈具的價格更高，如在室內(nèi)照明中用LED替換傳統(tǒng)燈具，需加設(shè)驅(qū)動電路、燈殼、燈頭等。同等亮度條件下，普通節(jié)能燈的成本在0.5～1.5元/W之間，而LED的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出這一成本區(qū)間，達(dá)到5～10元/W。但由于LED的使用壽命較長，節(jié)能燈與LED的成本相差不大。隨著晶片生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，未來LED的價格將逐步降低。2.3光生物安全藍(lán)光對人體危害較大，如長期受到藍(lán)光影響，人體視網(wǎng)膜可能被損傷。市場上的許多照明產(chǎn)品都存在藍(lán)光危害，根據(jù)調(diào)查，照明產(chǎn)品的藍(lán)光危害與光譜成分、亮度等有關(guān)。在光譜成分中，色溫為主要的影響因素。LED光源具備極強(qiáng)的方向性，發(fā)光亮度非常高，一旦光源色溫達(dá)到4000K，必將存在光生物輻射危害。為此，在室內(nèi)照明設(shè)計中應(yīng)用LED時，設(shè)計人員需考慮光生物安全方面的問題。

3LED在室內(nèi)照明中的應(yīng)用形式

在室內(nèi)照明中，LED的應(yīng)用十分普遍，室內(nèi)照明燈類型較多，如燈管、射燈、筒燈、格柵燈、燈泡等。以LED燈管為例，其與熒光燈在外形、尺寸、口徑等方面高度相似。LED燈管存在T5、T8和T10之別，長度也各有不同，主要有0.6m、0.9m、1.2m、1.5m、1.8m幾種?，F(xiàn)階段，市場上的LED主要采用PC加散熱鋁，散熱性良好，且光線分布更均勻。LED燈管采用直流電驅(qū)動，根據(jù)電源使用位置分為內(nèi)置式和外置式兩種類型，前者的電源位于燈管內(nèi)部，后者的電源位于燈管外部。如果用LED燈管替換普通熒光燈，常用內(nèi)置式電源，在具體的安裝作業(yè)中需去除原有熒光燈的鎮(zhèn)流器、啟輝器，然后在燈管兩端加裝交流220V電源。對于LED射燈，一般用其替代傳統(tǒng)鹵鎢燈，其主要采用內(nèi)置式電源。LED筒燈的應(yīng)用較少，多用于局部照明。

4室內(nèi)照明中LED的應(yīng)用要點

4.1室內(nèi)LED的控制室內(nèi)照明中采用LED時，控制方法十分關(guān)鍵，原先的技術(shù)條件下，主要采用單燈控制、群組控制、手動控制的方式，隨著信息技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，形成了智能化控制模式。

4.1.1調(diào)光控制在LED照明的調(diào)光控制中，需保障調(diào)光的準(zhǔn)確度、高效性，在具體的控制中要重點關(guān)注調(diào)光精度、范圍與效率。國內(nèi)外學(xué)者對調(diào)光的研究較多，如以UC3842作為控制芯片設(shè)計LED驅(qū)動電源，形成了模擬調(diào)光、脈寬調(diào)制調(diào)光、混合調(diào)光策略；以CIE色度圖、PWM為基礎(chǔ)的LED照明控制方式也較有效，在此控制機(jī)制下照明系統(tǒng)的光譜、顏色和色溫基本可達(dá)到要求；LED容易與數(shù)字電路結(jié)合，可以將Wi-Fi無線通信技術(shù)、手機(jī)APP控制終端和LED照明系統(tǒng)相連，全面控制LED輸出光的各個要素，達(dá)到光通量調(diào)節(jié)的目標(biāo)[4]。調(diào)光技術(shù)的研究更多地集中在驅(qū)動器、燈絲、電路與系統(tǒng)方面，通過改進(jìn)可以提高調(diào)光設(shè)備的運(yùn)行效率，進(jìn)一步增大調(diào)光范圍。在實際工作中，一般會將原有復(fù)雜電路簡單化，以最大化保障調(diào)節(jié)精度。但是，現(xiàn)有的研究過于關(guān)注改良調(diào)光系統(tǒng)硬件性能，而未考慮照度傳感器和人員傳感器之間的信息交互，導(dǎo)致部分調(diào)光系統(tǒng)難以達(dá)到行業(yè)內(nèi)照明標(biāo)準(zhǔn)。為此，未來相關(guān)人員需加大對多傳感器信息融合的研究力度。

4.1.2亮度、色溫控制在室內(nèi)照明中應(yīng)用LED時，為靈活調(diào)節(jié)亮度、色溫等參數(shù)，需在控制系統(tǒng)內(nèi)采用智能控制算法，分析時間、天氣、人員行為等有關(guān)影響因素，利用綜合計算與調(diào)控的方式使照明亮度符合要求。在現(xiàn)階段的技術(shù)條件下，調(diào)節(jié)亮度、色溫時多采用模糊邏輯、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測等理論，在這些理論指導(dǎo)下基本實現(xiàn)了初步調(diào)節(jié)，但控制精度不足。為提高調(diào)節(jié)精度，還需在原有技術(shù)基礎(chǔ)中融入大數(shù)據(jù)分析等現(xiàn)代化技術(shù)[5]。

4.1.3調(diào)色控制在LED的控制中，為進(jìn)一步擴(kuò)大調(diào)色范圍，保障控制準(zhǔn)度，有關(guān)人員需開展LED調(diào)色控制建模，依據(jù)模型分析與算法分析結(jié)果，改進(jìn)原有設(shè)備、優(yōu)化控制算法，以提升燈具顏色表達(dá)精確度、擴(kuò)展調(diào)節(jié)范圍。結(jié)合大量的研究成果，調(diào)色技術(shù)發(fā)展的核心是將燈具顏色調(diào)節(jié)與其他領(lǐng)域高度融合，如與醫(yī)學(xué)結(jié)合，利用調(diào)節(jié)燈具顏色的方式對人的視覺與心理感受產(chǎn)生影響。

4.2室內(nèi)LED的開關(guān)驅(qū)動為提高驅(qū)動控制整體水平，在室內(nèi)LED開關(guān)驅(qū)動方面需選擇恰當(dāng)?shù)尿?qū)動控制方式，有關(guān)人員需優(yōu)化啟動器的硬件性能，在當(dāng)前及未來需保持驅(qū)動控制模塊、通信模塊的融合，引入現(xiàn)代通信技術(shù)，提高驅(qū)動器的集成性。研究驅(qū)動器的目的是保障驅(qū)動器的性能，減小成本投入，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行的過程中有更完善的功能和更優(yōu)越的性能。當(dāng)前，常用LED驅(qū)動器包括分段式LED驅(qū)動器、無電解電容兩級ACLED驅(qū)動器、PFC+Buck/Boost無電解電容LED驅(qū)動器、基于CLL諧振的多路輸出LED驅(qū)動器、基于FPGA的分段式ACLED驅(qū)動器等，這些驅(qū)動器的研究都取得了一定的成效，也在照明方面有所應(yīng)用。但每種驅(qū)動控制器都有各自的適用條件，在具體應(yīng)用中也有各自的優(yōu)缺點，在未來還有優(yōu)化的空間。在驅(qū)動器研究方面也產(chǎn)生了很多新的研究成果，如基于射頻通信方式的智能照明驅(qū)動器、2MHz單芯片降壓-升壓DC-DC轉(zhuǎn)換器和LED驅(qū)動器。隨著室內(nèi)照明中LED應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，為形成更科學(xué)的照明系統(tǒng)，行業(yè)內(nèi)對LED驅(qū)動器有了更高的性能、功能要求，相關(guān)人員在實際工作中需根據(jù)實際工作要求，引進(jìn)新技術(shù)，研發(fā)全新的驅(qū)動裝置，以確保照明控制系統(tǒng)的運(yùn)行保持極高的可靠性，達(dá)到實時調(diào)節(jié)的目標(biāo)。

4.3室內(nèi)照明智能控制策略

4.3.1室內(nèi)照明和自然光的結(jié)合控制近年來，人們的節(jié)能環(huán)保意識顯著增強(qiáng)，在室內(nèi)照明設(shè)計中需改變原先的設(shè)計理念，采用更節(jié)能環(huán)保的LED。隨著照明控制系統(tǒng)的設(shè)計難度加大，單純利用節(jié)能燈具難以達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，需要將自然光引入室內(nèi)，實現(xiàn)節(jié)能效果。與人造光相比，自然光更為舒適，能營造良好的光照條件，在許多室內(nèi)照明設(shè)計中都實現(xiàn)了自然光與人造光的結(jié)合。在具體的設(shè)計中，設(shè)計人員需建立模型，采用專業(yè)化計算方法，獲取節(jié)能要求下的光照條件。目前，室內(nèi)照明與自然光的結(jié)合控制取得了一定的研究成果，但很多還處于仿真階段，有關(guān)技術(shù)相對滯后，并不能滿足人們的照明需求。要在室內(nèi)照明中大范圍推廣這些技術(shù)，還需開展大量的預(yù)測與仿真實驗，以保障模型精準(zhǔn)度，需要在分析與計算的基礎(chǔ)上優(yōu)化控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)更為精準(zhǔn)地控制照明設(shè)備。在此過程中需考慮室內(nèi)條件的特殊性，建立室內(nèi)照明與自然光的關(guān)聯(lián)函數(shù)，針對房間類型、地域情況評價照明舒適度。

4.3.2基于用戶行為的控制在室內(nèi)照明中實施精準(zhǔn)控制需要確保照明符合人們的實際需求，隨著人們生活水平顯著提高，人們對照明提出了更高要求，在照明控制方面應(yīng)充分考慮用戶的行為與需求，形成個性化控制機(jī)制。當(dāng)前，行業(yè)內(nèi)出現(xiàn)了一些被行業(yè)認(rèn)可的研究成果，針對用戶行為控制的研究成就突出，具體表現(xiàn)在傳感器采集用戶行為數(shù)據(jù)上，當(dāng)采集到用戶的大量信息后，相關(guān)人員可通過整合處理信息來建立專有模型，在模型中實施照明系統(tǒng)的預(yù)測控制。未來，隨著技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展，有關(guān)人員需將研究重心放在用戶視覺評價上，利用用戶視覺體驗評價和參數(shù)變化評估建立模型。

4.3.3基于智能算法的控制為達(dá)到智能化控制目標(biāo)，智能算法必不可少，當(dāng)前行業(yè)內(nèi)關(guān)于智能算法的研究非常多，但主要集中在提高調(diào)節(jié)精度與提升節(jié)能效果上。目前，照明用戶各有各的需求，堅持采用傳統(tǒng)的控制模式難以取得最佳的控制效果，需要通過構(gòu)建智能化控制體系解決這一問題。在引入智能算法，實施智能控制時，有關(guān)人員需在其中融入大數(shù)據(jù)采集、分析與預(yù)測等相關(guān)技術(shù)，實時采集不同區(qū)域內(nèi)的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)建立對應(yīng)的模型，預(yù)測用戶行為與習(xí)慣，在此基礎(chǔ)上精準(zhǔn)控制照明設(shè)備。

5結(jié)束語

LED有其突出優(yōu)勢，在室內(nèi)照明中可用LED燈具替代傳統(tǒng)燈具，發(fā)揮LED的節(jié)能、環(huán)保優(yōu)勢。當(dāng)前，行業(yè)對室內(nèi)照明提出了全新的要求，相關(guān)人員在利用LED時需考慮燈具選型、控制系統(tǒng)設(shè)計等問題，以保障照明效果。

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作者:遲鑫 單位:廣西機(jī)電技師學(xué)院