基于一种结构创新型防水LED照明系统的设计研究

基于一种结构创新型防水LED照明系统的设计研究

关键词:新型防水LED;照明系统;设计

引言:新型LED灯具有发光效率高、功耗低、寿命长、环保安全、调控方便等很多其它传统照明光源无法比拟的优势,因此被认为是取代白炽灯跟荧光灯最具潜力的照明光源。

1、LED灯防水结构设计

目前常用温室人工补光光源的突出缺点是能耗高,而LED灯因其波长容易选择,结构紧凑且耐用性强而被越来越多的广泛应用于温室补光。

1.1传统的LED灯防水结构

而传统的LED灯长期处于潮湿的大棚内,密封胶长期受到潮气的侵袭会软化脱落,最终导致LED灯内部的LED芯片受潮损坏,使LED灯的使用寿命缩短。大量研究成功证明LED可以作为组培、温室、封闭植物工厂的人工光源,并且可以利用各种LED辐射的多种光质,可用于研究不同作物的光质响应特性。LED波长容易选择,结构紧凑,而且LED灯的耐用性比较强,由于其较强的耐用性也降低了成本。

图一传统的LED灯防水结构

1.2改进的LED灯防水结构

针对传统结构的缺点,本文使用AutoCAD和pro/e设计软件,对LED照明系统进行创新性设计,使其利用结构进行防水从而放弃原有的密封胶式防水以达到延长LED补光灯寿命的目的。凸起物与凹槽的连接处是新型结构设计的重点,灯体与安装体连接后再扣紧凹槽中,由凸起物将之固定,这种设计避免了出现被潮气侵蚀以致密封胶软化脱落的现象,两个紧扣的连接使得各部分紧密贴合,从而使灯体具备防水性。

2、新型LED照明系统研究

2.1新型LED的驱动电路

目前市场上的LED驱动主要是针对小功率的LED恒流源或恒压源。由于LED为电流型驱动器件,所以与之对应的LED驱动也应该是恒流源,而LED路灯中是多颗LED组合在一起,所以LED驱动器也需要多通道输入。路灯则需要更高规格的LED,大电流高功率输出是对LED驱动IC的另一要求。因此,开发出由220V电转换成LED可用的恒流源可满足上述要求;此外高转换效率,良好的热处理也是LED驱动起器的基本条件。LED灯的亮度与电流的大小有关,不稳定的电流不仅使其亮度产生变化,也会影响LED的寿命。另一方面,因为我国路灯的输入是220伏交流电,因此宜采用AC/DC的模块,将220AC转换成12/24/36/48V的直流电压然后通过LED驱动电路来点亮LED灯。

2.2配光问题

LED灯的配光主要有两个方面,其一是如何由多个彩色的LED灯管,复合出我们照明所用的白色灯光;其二是LED的灯管按何种形式排列时可以达到预期的照明效果。对于LED灯照明区的形状问题,由于LED路灯是由多颗LED光源组成,LED光源又有很强的定向性能,但光源的投射距离有限,因此造成了灯下亮、两灯之间暗,照度均匀度差的现象。在照明中,如果没有对LED路灯光源配光,照射在路面上的光型为面积较大的圆形光斑,会有部分光散落到路面之外而没有被利用。LED路灯的配光方案在道路照明要求的基础上进行,同时要考虑控制眩光和考虑环境系数。对于LED的配光,有以下两种方案:LED灯的一次配光,即在功率型LED制造过程中,封装时采用透镜工艺可提高光效率、减少光输出损失、改变光输出特性;LED路灯的二次配光,即对LED灯中的大功率LED采用透镜或反光器进一步改变输出光特性。

3、新型LED灯具的应用优势

3.1动态控制亮度、色彩很容易

目前相对于传统的照明光源而言LED照明最大的优势是能够充分满足艺术效果好且室内装饰照明气氛高档的市场需求。

3.2外形结构尺寸小

LED光源芯片结构小,易于LED灯具的外观设计与建筑的有机融合,才能实现只见光不见灯的效果,所以给室内空间照明设计提供了一个新的思路,可以很方便的实现各种造的柔性化。

3.3长寿命

LED是一种散热良好且寿命一般是光源的几倍或几十倍的大功率灯具,而在一些需要24小时点亮、维护更换不便的地方有很大的优势。

3.4不含红外线和紫外线的光束

不含有红外线和紫外线的光束能满足特定商品对照明的特殊要求,适用于博物馆、美术馆、化妆品专柜、珠宝店等专业性的场所。

3.5LED有很强的发光方向性

光通量利用率高,通过定向发光照明,利于进行二次配光分布的光学设计。

3.6节能

随着光效的不断提高,在户外建筑景观照明领域,LED已经表现出了很明显的节能优势。而在室内白光照明领域,节能效果开始变得明显。

4、LED灯具在室内照明中的应用前景

4.1家居空间照明

室内家居是人们生活中最基本的元素,对我们的生活的环境产生直接影响。通过智能家居控制系统和LED节能环保的特点,利用LED的灯光色彩来烘托一种温馨和谐的情调,体现舒适休闲的家居氛围,LED的应用为家居照明诠释了另一种理念。

4.2办公空间照明

如今,办公环境的好坏越来越受到重视,希望有一个能充分发挥才干、激发工作效率的办公环境。不同的职能空间对各自的办公环境有着不同的需求,因此需要与之对应不同的照明解决方案。智能化控制的LED灰度可调,可以依据办公内容的不同调整办公室或会议室的照明环境,严肃或是活泼可以自由设定,满足不同办公光环境的需求。4.3商业空间照明

商业照明是商业场所对于照明的新需求,目前在众多应用案例中皆有不俗的表现。不同的商业场所对于LED照明有着不同的需求,而LED的诸多优势和特性也能够不同层次的满足这些商业场所的各种需求。

4.4专业场所的照明

例如博物馆、美术馆等场所属于对照明环境要求较高的特殊场合,其展示物品的特殊性要求照明光源不含紫外线,没有热辐射。LED是冷光源,光线中不含紫外线,完全可以满足专业场所对照明的特殊要求。

结束语

总而言之,在现阶段,LED已经可以在很多场所代替传统光源使用,特别是大功率LED的出现,加速了LED取代传统照明光源的速度,也使得LED灯具在室内照明的大面积应用变得现实。

参考文献

[1]霍泽华.裴笑阅.刘建斌等.一种结构创新型防水LED照明系统的设计研究[J].科技创新与应用,2016

[2]苏志贤.智能LED照明系统的研究与设计[J].读与写,2017

[3]方东.王捷.吴懿平.基于云平台的LED照明控制系统设计[J].信息与电脑,2016

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