LED照明系统设计指南完全版‘PG电子官方网站’

本文详尽辩论LED灯光系统设计的六个设计步骤：（1）确认灯光市场需求；（2）确认设计目标估算光学；（3）热和电气系统的效率；（4）计算出来必须的LED数量；（5）对所有的设计有可能都予以考虑，借此自由选择最佳设计；（6）已完成最后步骤。虽然本文以一个室内照明设计为事例，但所述的设计过程可以用作任何LED照明设计中。

　　现在的灯光应用于LED，具备普通灯光所需的亮度、效率、使用寿命、色温以及白点稳定性。因此，绝大多数普通灯光应用于设计中都使用这类LED，还包括路面、行驶区以及室内方向照明。

在这些应用于中，由于需要确保（因为LED的使用寿命比传统灯泡的要长得多）且能耗减少，所以基于LED的灯光减少了总体享有成本（TCO）。　　全世界有200亿以上的灯具用于白炽、卤素或荧光灯。

其中许多灯具用于方向照明，但都是使用在所有方向闪烁的灯。美国能源部（DOE）称之为，在新的住宅建筑里，金字顶灯是加装最广泛的照明灯。此外，DOE报告称之为，使用非光线灯的金字顶灯一般效率只有50%，就是说，这类灯所产生光的一半都浪费到灯具内了。　　忽略，灯光级LED具备最少50，000小时的高效、方向性灯光。

利用灯光级LED的所有优点设计的室内灯光有以下优点：　　1功效多达所有白炽灯和卤素灯不具　　2能与甚至最差的CFL（灵活荧光）金字顶灯的性能相媲美　　3与这些灯具比起，必须修理前的寿命要长5到50倍　　4减少光对环境的影响：不含汞、电站污染小、垃圾处理费用较低。　　灯光还是灯？　　在普通灯光中设计LED必须在两种方法间做出自由选择，是设计基于LED的原始的灯光，还是设计加装到有数灯具上的基于LED的灯。

一般来说，一个原始的照明设计，其光学、热和电气性能要好于式样翻新的灯，因为现有灯具会约束设计。对目标应用于，究竟是新的灯光的总体系统性能最重要还是式样翻新的灯的方便性更加最重要，这要由设计师来要求。　　针对有数灯光的设计方法　　如果目标应用于使用结构新型LED灯光更佳，那么就设计灯光的光输入，使其相等于或者多达现有灯光给定具备多种优点。首先，现有设计早已针对目标应用于展开了优化，可以在环绕有关光输入、成本和工作环境而确认设计目标时获取指导。

其次，现有设计的外形尺寸早已获得接纳。如果外形尺寸完全相同，终端用户转换成LED灯光更容易一些。　　失望的是，有些LED灯光制造商错误报告或者高估了LED灯光的效率和使用寿命特性。

在CFL更换灯泡的早期的数年，灯光业也遇上了类似于问题。行业标准的缺少，以及早期产品质量的极大差异将CFL技术的使用延期了很多年。美国能源部意识到了早期LED灯光也有可能不存在完全相同的标准和质量问题，并且这些问题有可能以类似于的方式延后了LED灯光的用于。

作为应付措施，美国能源部发动了“DOESSL商用产品测试计划（CPTP）”，对LED灯光制造商声称的指标展开测试。该计划以电子邮件方式测试LED灯光的下列4个特性：灯光光输入（照度）、　　灯光效率（照度每瓦）、涉及色温（开氏度）、显色指数。　　DOE的CPTP将关注点放到了灯光能用光输入上，而某种程度是灯光的光输入上，这为LED照明设计原作了一个很好的先例。　　灯的概念有可能过时了　　LED光的使用寿命很长，这就有可能使灯的概念显得过时了。

灯光级LED会像电灯泡那样经常出现灾难性过热。忽略，灯光级LED在渐渐发育到其最初光输入通量（也称为照度保持）的70%之前，具备最少5万小时的使用寿命，也就是说倒数照亮5.7年！　　不过，在大多数灯光环境下，灯有规律地点燃。这一点燃期整整可以将LED的使用寿命缩短到30年以上，如曲线1右图。过了这么多年之后，LED灯光将“火”，而那时LED灯光技术下的灯光将更加暗、效率更高，与老式LED灯光比起很有可能要节省TCO。

　　　　不要记得：LED灯光的这5万小时使用寿命防止了多少对环境的影响。送到填埋场的白炽灯冷水最少要较少25倍，并且能源消耗量要较少5倍。

（美国大约50%的能源来自燃煤，而燃煤不会给空气中获释汞）。或者，送到处置的含汞C灯泡最少增加5倍。　　如前面提及的，不必确保是LED灯光的一个最重要优点。

因此，设计LED灯光，使其使用寿命最久并节省TCO是一个应付LED灯光完整成本高这一障碍的极好策略。　　表格1所列了设计大功率LED灯光的一般步骤。

本文的其余部分依序辩论这些设计步骤。为了更佳地解释这些设计概念，本文得出了一个LED灯光代替23WCFL金字顶灯的计算出来例子。

不仅对本例，对所有类型灯光，本设计步骤都可重复使用。

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