蔡群山
广州虎辉照明科技公司
摘要：LED照明灯具的出现及快速发展改变了人们传统的照明理念。在对于照明灯具的外部结构以及性能上面都有了更高的要求。在科技的努力下，LED照明灯的技术不断的进行完善升级，促使人们对LED照明灯的需求节节攀升。本文对于LED照明灯自身的优势和当前在市场发展的现状进行探究，并根据实际情况对LED照明灯未来设计和发展的方向提出相应的见解。
关键词：LED照明灯具；设计；发展
引言
相对于传统的照明技术，LED照明灯具有着独特的优势，从其在市场的受欢迎度可见一斑。LED照明灯具的出现方便了人们的生活，但任何事物都不是完美无缺的。LED照明灯具在发展过程中难免存在一定的缺陷而影响其质量，因此需要对其结构进行有效的设计来进行完善。本文就LED照明灯具当下的发展进行阐述，并结合实际对未来的设计发展走向给出建议。
一、当前LED照明灯具发展现状
人类照明光源的选择上经历了白炽灯、荧光灯和高强度气体放电灯三个时期之后，迎来了第四代新光源—LED照明灯具。相较于前三代灯具来讲，LED具有环保、耗电量少、使用周期长、发光效率高的优势。当前，许多城市在灯光建设中都会优选选择LED作为照明光源，不管是城边护栏、市中广场、自家庭院或者是水下，LED照明灯具都起到了很好的照明作用。由于LED光源自身的优势及相关技术的不断发展，LED光源将会在未来成为光源的首选趋势，对于节约型社会的建设有着重大意义。
（一）节约能源
以往的照明光源由于采用光发射从而造成光损耗严重，而LED光源自身的整体光效高，且在进行光反射时对于灯具的损失较低，如果要是使用数字调光系统省电的效果将会更加明显。与高压钠灯相比，LED照明灯具可节电60%,将LED灯具与太阳能系统结合使用可以使能源的利用率发挥到更大。
（二）方便进行安装维护
传统的高压钠灯的使用寿命在一年半左右，而LED光源可以长达十年，减少灯具的更换在很大程度上减少了维护的成本。另外，LED照明灯具在安装造价上面也具有明显的低价优势，对于铺设、耗电的成本也低于以往。这样在安装过程中产生的电缆、变压器和工程费用也会相对减少。
（三）良好的显色性能
LED照明灯具的光源接近自然光，而且人为可以去控制光色，根据区域的环境不同，可通过配光去调整。另外光色的均匀度也可以进行控制，改善了传统光源单调色的问题。
（四）容易管理更换
LED光源自身安全环保的特征不会造成光污染，不用担心辐射的产生。而且他的使用周期长不需要进行经常更换，在维护管理方面相比较起来更容易。
二、LED照明灯具存在的技术问题
尽管LED灯具有着十分突出的优势，但在对灯具的结构设计上面仍然存在着一些技术问题。首先LED灯具设计中的散热结构还需要进行改善。由于LED发光效率和温度成反比，因此当温度越高时发光效率就会越低，这也是LED灯具在当前亟待解决的最主要的问题。如果在使用过程中灯具出现散热不良的情况，就会导致灯具本身的不稳定从而减少使用寿命。另外LED照明灯具在驱动电源的设计上面临着较大的挑战，需要对其进行恒流供电。当前解决LED灯具驱动电源采用的方法是线性或者开关型稳压器结合特定的反馈电路。最后为了对LED照明灯具的散热系统进行优化，且LED照明灯具使用的是单向性的光源，因此在LED灯具的外观需要进一步的改善，需要选择合适的材料优化散热功能。在设计过程中要进行二次光学设计，在选择材料时应考虑到光源模组所散发出的光度、光通量大小、光强大小及分布等，将LED照明灯具结构的设计与二次光学理念进行完美的融合。
三、LED照明灯具的设计
（一）对LED照明灯具进行控制多样化的设计
为了更好地凸显LED照明灯具的设计效果，设计人员在设计LED照明灯具的过程中，要实现对现代灯光控制方面的进一步突破。首先，设计人员对于单灯的控制可以选择远程控制的方式，以达到对于单灯的现场控制实现远端处的目的；其次，可根据实际情况，对单灯的人机对话界面增设显示屏；另外，为了更好地凸显灯具的可调节功能，可以给灯具配置遥控器进行控制；最后，为解决灯具光源的多变性的实现，设计人员要考虑设计出单灯的可聚焦性功能。以LED广告灯箱智能控制为例，控制系统如图1所示，通过电力载波传输信号，采用调光器、传感器、可调光开关电源等硬件，实现灯箱智能控制，具体功能如下：
1、手动无级调光；
2、远程控制自动调光；
3、根据灯箱工作环境的亮度实现自动调光；
4、烟雾报警功能，灯箱内部出现有烟雾时，后台自动报警；
5、温度监控功能，电源控制器工作温度过高时，自动停电；
6、实时监控灯箱的工作电压、电流、功率、功率因素参数；
7、灯箱、电源设备运行时间统计，寿命到期时间设定；
8、灯箱故障实时远程报警功能；
9、远程控制灯箱的通电与断电功能。
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图1 智能灯箱系统图
（二）对LED照明灯具及设备接线进行设计
为了保证LED照明灯具接线的科学性和合理性，相关设计人员对灯具进行针对性设计时可采用现行灯具的连接方式。一般情况下，灯具的接线包括灯具之间的接线和灯杆与灯头之间的接线。在设计LED照明灯具时可采用分段式的方式，从而避免灯具出现故障问题。当前LED照明灯具采用的是线缆插接的方式不利于线路的合理整合，只有合理设计各个设备的接线才能达到设计的效果。
（三）LED照明灯具的室外道路设计
在对LED照明灯具进行设计的过程中，首先要明确灯具的设计思路考虑设计的标准和要求，遵循现代路灯的设计方式进行设计，以确保LED灯具的各个功能得到实现。另外，设计人员在对LED灯具进行设计时还要考虑到灯具的具体用途。比如当LED照明灯具用于室外照明时，就可以在设计过程中考虑融合红外线感应装置。当有人经过时，LED照明灯具的亮度保持在百分之百，当道路无人时，LED照明灯具的亮度就可以保持在百分之二十左右。最后，相关设计人员还要知晓电气设计思路，但LED照明灯具适用于园区内部道路照明时，设计人员就需要将照明高度设置在四到七米之间，以此更好地实现照明。
四、LED照明灯具的发展趋势
（一）节能化
LED照明灯具由于节约能源而受到大众的喜爱，在未来的发展过程中节能将会是大势所趋。相关的研究表明，LED照明灯具属于冷光源半导体照明方式，运用这种方式不会对环境产生污染。另外，相对于传统的灯具来讲，LED照明灯具的节能效果十分明显，相对于白炽灯节电效率在百分之九十以上，即在同等的亮度下，LED照明灯具的耗电量只有白炽灯的十分之一。在未来将LED照明灯具普及到人们的生活中，将会对节约能源做出更大贡献。
(二）健康化
健康化发展是LED灯具未来发展的又一优势。LED照明灯具的健康化发展趋势主要体现在以下几个方面。首先，直流驱动的照明方式使得LED照明灯具不会出现频闪现象，这也就是为什么LED照明灯具被称为绿色照明灯的原因；其次，LED照明灯具的光源不含有任何紫外线和红外线成分，在使用过程中不用担心会产生辐射污染；另外，LED照明灯具的调光性能使得在色温发生变化时在视觉上面也不会产生误差；由于LED照明灯具属于冷光源在使用过程中发热量较低，即使人们不小心用手触碰到LED照明灯具也不会造成任何的安全隐患。从这些优点里可以看出，LED照明灯具除了为人们提供了舒适的光源之外，还贴心的考虑到人的生理感觉保护了视力。LED照明灯具的环保理念使得使用起来十分的健康。
（三）艺术化
人们在安装灯具时除了会考虑能源消耗问题另外就是对居住环境美化、提升艺术效果的追求。当前，LED照明工具已经衍生出彩色灯光，这种灯光覆盖的可见光谱广，在色彩显示上面具有很高的纯度。因此人们在选择灯具装饰家居时，LED照明灯具很好的展现了艺术美感，给人们带来视觉体验的同时增添了生活的情趣。
结束语
LED照明灯具在线下照明领域里有着十分广阔的发展前景，它具有较高的发光率、能源消耗低凸显了节能环保的优势，但自身的灯具结构设计上存在着小小的瑕疵，需要对其进行改善，在技术方面进一步的创新，从而可以实现现代光源产业的健康发展。
参考文献：
[1]黎勇. LED灯的特点、应用与展望[J]. 黑龙江科学,2019,10(18):84-85.
[2]王潇洵. LED照明产品加速测试中结温测量及寿命预测修正方法研究[D].中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所),2019.