LED二維光源與數字化智能照明分析

自從愛(ài)迪生發(fā)明了白熾燈泡后，人類(lèi)就進(jìn)入了照明新時(shí)代。白熾燈是第一代電光源的代表，它是靠通電加熱鎢絲使其處于熾熱狀態(tài)而發(fā)光的，它的發(fā)光效率低，使用壽命短。熒光燈代表了電光源史上的一次革命，目前世界上70%的人造光線(xiàn)來(lái)自于熒光燈，但其顯色性較差，同時(shí)有頻閃和汞污染等問(wèn)題。在進(jìn)入新世紀的時(shí)候，什么將是21世紀的照明新光源？隨著(zhù)半導體發(fā)光二極管(LED)芯片工藝水平的不斷提高，加上大功率LED封裝和應用技術(shù)的成熟，LED的發(fā)光效率得到大大提高，目前1W白光LED產(chǎn)品的光效已經(jīng)超過(guò)了40lm/W，所有這一切都使半導體照明成為可能。

同時(shí)經(jīng)濟的發(fā)展，帶來(lái)了生活質(zhì)量的提高，人們對照明的要求越來(lái)越高，用戶(hù)對照明的要求也早就走出了為了照明而照明的區域。除節能外，越來(lái)越多的人還想方設法利用燈光營(yíng)造出和諧、靜謐、溫馨的起居環(huán)境，于是智能照明應運而生。

半導體照明與智能照明的結合，全新的數字化照明必將給人類(lèi)的照明觀(guān)念和照明文化帶來(lái)一場(chǎng)新的革命。

數字化智能照明—照明發(fā)展新趨勢

長(cháng)期以來(lái)，照明設計一直是以亮度、顯色性指數等物理量為標準進(jìn)行設計和照明效果的評價(jià)。隨著(zhù)人們的物質(zhì)與精神生活水平的提高，“智能家居”（SmartHome）已逐漸成為流行趨勢，并且成為一種生活品質(zhì)的標準，相應地對照明環(huán)境不僅在數量指標方面應達到標準的要求，更希望在一個(gè)舒適、靈活、個(gè)性化并富有藝術(shù)魅力的照明環(huán)境里工作和生活，因此在光環(huán)境設計過(guò)程中，必須綜合考慮人的視覺(jué)特性、舒適感、建筑與照明藝術(shù)、節能等因素，從光文化高度，以人為本，把藝術(shù)和科學(xué)融為一體，最后求得高水平、高質(zhì)量和高效能的照明效果。

燈光是營(yíng)造氣氛的高手，無(wú)論是兩人世界的浪漫，還是集體派對的熱鬧，柔和、熱烈、輕松、絢麗的感覺(jué)都可通過(guò)不同的燈光盡情展現，如果能通過(guò)數字化照明設備來(lái)隨意調節房
間內的燈光變化，更能配合用戶(hù)的各種心情設置屬于特定氛圍的情感燈光，實(shí)現藝術(shù)化的燈光設計與智能化的科技完美結合是多少人的夢(mèng)想。數字化智能照明已成為智能家居的重要組成部分，專(zhuān)家預言，在不久的將來(lái)，智能照明將取代普通照明，成為照明行業(yè)的主流。采用傳統燈具的智能照明系統存在的問(wèn)題：

1．采用傳統燈具的智能照明系統，為了實(shí)現不同場(chǎng)景的光效，需要安裝大量的燈具系統，成本高，不能與建筑材料實(shí)現一體化，與家裝實(shí)現有機的協(xié)調，

2、智能照明系統頻繁地啟動(dòng)、關(guān)斷，沖擊電壓對燈具的損害，大大縮短了傳統燈具的使用壽命。

3、現有的智能照明系統，只能實(shí)現區域照明和定時(shí)開(kāi)關(guān)功能，無(wú)法實(shí)現調光，調色、場(chǎng)景控制等功能來(lái)，離人們的期望值還有較大的距離。

數字化智能照明—半導體照明進(jìn)入通用照明領(lǐng)域的機遇與挑戰

隨著(zhù)半導體照明技術(shù)的飛速發(fā)展，未來(lái)半導體照明應用也勢必從過(guò)去的追求發(fā)光效率，進(jìn)入節能、環(huán)保、個(gè)性化、數字化、智能化、精致化的時(shí)代。半導體照明技術(shù)目前在特殊照明、城市夜景亮化工程、室內裝飾照明及顯示工程項目上的應用，已經(jīng)給了人們全新的視覺(jué)享受：比如在色彩的表現能力、燈光的控制能力、環(huán)保節能等環(huán)節上，要比傳統的霓虹燈、白熾燈、鹵鎢燈、熒光燈等具有明顯的優(yōu)勢。

但是，以L(fǎng)ED目前的成本價(jià)格水平，如果想要向通用照明市場(chǎng)領(lǐng)域滲透，除須進(jìn)一步降低價(jià)格外，還必須充分發(fā)揮LED的優(yōu)勢，在高端數字智能化產(chǎn)品領(lǐng)域尋求突破，并可以隨手任意調節其顏色、亮度、色溫等狀態(tài)，得到你認為最適宜的照明狀態(tài)，同時(shí)未來(lái)的半導體照明光源，應該是和建筑融為一體的，

為了實(shí)現上述目標，基于金屬基的電路板上直接封裝的半導體照明二維光源是一種行之有效的解決方案。

目前大家都知道的大功率型LED大多是將大尺寸LED芯片安放在一個(gè)熱沉上，熱沉嵌裝在一個(gè)以模塑方法制成的絕緣框內，絕緣框架上固定有光學(xué)透鏡，光學(xué)透鏡將LED芯片罩于其內，為解決散熱問(wèn)題，通常還將熱沉安裝在一塊散熱片上。制造過(guò)程中，所用的零部件較多，結構復雜，難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的穩定性。

目前LED燈具的應用仍以使用傳統燈泡型封裝形成集束型方式制作燈板，但是因為支架型與PCB板的組合散熱較差，燈板溫度升高，降低LED發(fā)光效率，同時(shí)也影響燈具的壽命，并很難保證LED發(fā)出面積較大的均勻柔和的光。

因此在設計LED照明光源時(shí)，必須摒棄傳統的思維模式，開(kāi)發(fā)具有散熱功能和均勻發(fā)光效果的半導體照明光源。雖然大功率LED作為固體照明光源有很大發(fā)展空間，但由于大功率LED單燈封裝成本較高，再采用封裝好的大功率LED二次組合設計，制成的燈具其成本更是高的驚人，直接影響了大功率LED在普通照明市場(chǎng)的應用和推廣。

因此開(kāi)發(fā)新型的低成本，高度集成化、一體化的半導體照明二維光源對于推廣半導體照明迫在眉睫，基于電路板直接芯片封裝的半導體照明二維光源是一個(gè)重要方向。同時(shí)輕薄的LED二維光源能與建筑融為一體且具有個(gè)性化，符合建筑照明的發(fā)展方向。由于每種LED都能發(fā)出一種清晰的色調，因而使用者能完全控制幾乎全部光譜。通過(guò)將不同顏色的LED配置在一起，用戶(hù)就能調控它們的組合光。

例如，由紅、綠和藍色LED組合成的白光能夠通過(guò)關(guān)閉較多的紅色LED和打開(kāi)更多的藍色LED而給人以“較冷的”色調感覺(jué)。這種可調靈活性提供了一些使用燈光的新途徑。隨著(zhù)建筑技術(shù)的發(fā)展，對建筑照明的智能化技術(shù)要求越來(lái)越高，尤其是是可以隨著(zhù)季節的變化和心情的變化而調節燈光的色溫和顏色更是建筑智能照明的最高境界，半導體照明二維光源在這方面具有無(wú)與倫比的性能，這是傳統的光源無(wú)法做到的。

半導體照明二維光源的主要技術(shù)特點(diǎn)如下：

1．可實(shí)現燈光照明的數字化控制

隨著(zhù)數字化技術(shù)的突飛猛進(jìn)，數字化家庭逐漸走進(jìn)了人們的日常生活，傳統的光源如白熾燈、熒光燈和節能燈確由于自身的技術(shù)缺陷，無(wú)法實(shí)現數字化控制。LED用作光源一個(gè)顯著(zhù)的特點(diǎn)就是在較大的驅動(dòng)電流范圍內仍能維持其流明效率和光色參數，可以實(shí)現照明的數字化控制。

2．可實(shí)現個(gè)性化照明

利用LED發(fā)光特點(diǎn)，局部或全部使用R、G、B三種光色的LED通過(guò)電子控制系統進(jìn)行混光處理、或使用相同或不同光色的LED有規律地進(jìn)行跳越式變化，從而營(yíng)造一個(gè)色彩斑斕的動(dòng)態(tài)照明氛圍，這樣一個(gè)照明效果是傳統照明手段無(wú)法實(shí)現的。同時(shí)可結合個(gè)人計算機設計節目，依不同需求作更換，呈現出獨一無(wú)二的風(fēng)格與氣氛。

3.可有效的與建筑融為一體
　　
采用芯片直接封裝，燈具可實(shí)現超薄、超輕，可有效地將燈具與建筑材料集成一體，在燈未開(kāi)的情況下，讓你根本察覺(jué)不到燈具的存在，同時(shí)也可實(shí)現燈具的無(wú)處不在。

4.可低成本、標準化規模生產(chǎn)

由于通過(guò)在特制的帶有散熱器的電路板上實(shí)現芯片的直接封裝，與傳統的采用封裝后LED再組合設計燈具相比較，既縮小了體積，顯著(zhù)降低了成本，又使產(chǎn)品具有高可靠性。

發(fā)展基于半導體照明的智能化照明系統的意義