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LED照明设计指南(LED luminaire Design Guide)
日期:2010/5/18 16:00:09   作者:Cree公司

目前的照明级发光二极管(LED)具有通用照明所需的亮度、效率、使用寿命、色温以及白点稳定性(white-point stability)。因此,这类LED被设计用于绝大多数通用照明应用,包括路面、停车区以及室内指向照明。在这些应用中,由于无需维护(因为LED的使用寿命比传统灯泡要长得多)且能耗降低,基于LED的照明降低了用户的总体拥有成本(total-cost-of-ownership, TCO)。

全世界有200亿以上的灯具使用白炽灯、卤素灯或荧光灯。其中许多灯具用作方向照明,但采用的都是在所有方向发光的泛光灯。美国能源部(United States Department of Energy, DOE)称,在新住宅建筑里,嵌顶灯(downlight)是安装最普遍的照明灯类型。此外,DOE报告称,采用非反射灯的嵌顶灯一般效率只有50%,就是说,这类灯发出的光有一半浪费到灯具里面了。

相反,照明级LED能够提供至少50,000小时的高效、方向性照明。基于照明级LED的所有优点的室内照明设计具有以下优点:
(1)效率超过了所有白炽灯和卤素灯具;
(2)性能可与甚至最好的紧凑荧光(compact fluorescent, CFL)嵌顶灯相媲美;
(3)在需要维修前,其寿命比这些灯具长5到50倍;
(4)降低光对环境的影响:不含汞、电站污染小、垃圾处理费用低。

1、照明还是灯?

设计采用LED的普通照明时,需要在两种方法间作出选择:是设计基于LED的全新照明方案,还是设计安装到已有灯具上的基于LED的灯。一般来说,一个完整的照明设计,其光学、热学和电气性能要好于式样翻新的灯,因为现有灯具不会约束设计。对目标应用,到底是新照明的总体系统性能重要,还是式样翻新的灯的方便性更重要,这要由设计师来决定。

2、针对已有照明的设计方法

如果构造新型LED照明能够更好的满足目标应用,那么就设计照明的光输出,使其满足或者超过现有照明。这有多方面好处:首先是现有设计已经针对目标应用进行了优化,可以在围绕有关光输出、成本和工作环境而确定设计目标时提供指导。其次,现有设计的外形尺寸已经得到认可。如果外形尺寸(form factor)相同,终端用户转换成LED照明更容易一些。

遗憾的是,有些LED照明制造商错误报告或者夸大了LED照明的效率和使用寿命特性。在CFL替换灯泡的早期的数年,照明业也遇到了类似问题。行业标准的缺乏,以及早期产品质量的巨大差异将CFL技术的采用推迟了很多年。美国能源部(United States Department of Energy)意识到了早期LED照明也可能存在相同的标准和质量问题,并且这些问题可能以类似的方式延迟了LED照明的使用。作为应对措施,美国能源部发起了“DOE SSL商用产品测试计划(Commercial Product Testing Program,CPTP)”,对LED照明制造商声称的指标进行测试。该计划以匿名方式测试LED照明的下列4个特性:
(1)Luminaire light output:照明光输出(流明);
(2)Luminaire efficacy:照明效率(流明每瓦);
(3)Correlated color temperaure:相关色温(开氏度);
(4)Color-rendering index:显色指数。

DOE的CPTP将关注点放在了照明可用光输出上,而不仅仅是照明的光输出上,这为LED照明设计设定了一个很好的先例。


3、灯的概念可能过时了


LED光的使用寿命很长,这就可能使灯的概念变得过时了。照明级LED不会像电灯泡那样出现灾难性失效。相反,照明级LED在逐渐退化到其最初光输出通量(也称作流明维持)的70%之前,具有至少5万小时的使用寿命,也就是说能够连续点亮5.7年!

照明级LED至少5万小时使用寿命的实际意义

不过,在大多数照明环境下,灯有规律地熄灭。这一熄灭期足足可以将LED的使用寿命延长到30年以上。过了这么多年之后,LED照明将“烧尽”,而那时LED照明技术下的照明将更亮、效率更高,与老式LED照明相比很可能要节省TCO。
不要忘记:在LED照明的这5万小时使用寿命里避免了很多对环境的影响:
(1)送往填埋场的白炽灯泡至少要少25倍,并且能源消耗量要少5倍。(美国约50%的能源来自燃煤,而燃煤会给空气中释放汞)。
(2)或者,送往处理的含汞CFL灯泡至少减少5倍。
如前面提到的,不用维护是LED照明的一个重要优点。因此,设计LED照明,使其使用寿命最长并节省TCO是一个应对LED照明原始成本高这一障碍的极佳策略。

阅读详细指南,请访问http://www.cree.com/products/pdf/LED_Luminaire_Design_Guide.pdf.

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 发布人:pr_club
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