简介：本文通过工程实际阐述LED光源特点、发展趋势以及LED在照明工程中的应用和LED照明产品在工程安装中应注意的事项。
关键字：LED光源,LED灯具,照明工程,应用
本人有幸负责厦门LED产业巨头——明达光电(厦门)有限公司办公楼装修工程，在该工程中使用了大量的LED照明产品，如轮廓灯、扁二线、埋地灯、指示灯、显示屏等等。目前LED产品在汽车市场、城镇交通信号管制、照明工程中使用已越来越普遍。本文主要阐述LED光源特点、发展趋势，LED在照明工程中的应用及LED照明产品在工程安装中应注意的事项。
1.LED光源的特点及发展趋势
1.1 LED(Lighting Emitting Diode)即发光二极管，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。LED被称为第四代照明光源，即21世纪的绿色、节能光源，具有光效高(50-200Lm/W，电光功率转换接近100%)、工作电压低(单管驱动电压1.5-3.5V)、耗电量小(单管功率0.03-0.06W)、体积小(单元晶片尺寸为3-5mm的正方形)、结构坚固且寿命长(理论寿命达10万小时)等特点，还有LED光源本身不含汞、铅等有害物质，无红外和紫外污染，不会在生产和使用中产生对外界的污染。因此，LED光源具有节能、环保、寿命长、免维护、易控制等特点，与传统的白炽灯、荧光灯光源相比，有着无可比拟的优越性,是光源领域发展的必然趋势。2003年我国半导体照明工程全面启动，在材料、芯片、封装和应用产业化支撑技术方面取得较大突破。同年，我国已把上海、大连、厦门、南昌等4个城市设立为国家半导体照明产业示范基地，LED照明产业获得前所未有的发展机遇。
2.LED在照明工程中的应用
传统的LED光源集中应用领域：①汽车市场。主要用于车内的仪表盘、空调、音响等指示灯及内部阅读灯，车外的第三刹车灯、尾灯、转向灯、侧灯等;②背景光源市场。普遍运用于手机、电脑及手持掌上电子产品等众多领域;③交通信号灯市场。由于红、黄、绿光LED有亮度高、寿命长、省电等优点，在交通信号灯市场的需求大幅增加。如厦门市自2000年采用第一座LED交通信号灯后，如今全市数百座交通信号灯已几乎全部更换为LED产品。快速发展的LED技术使得LED在照明工程中的应用也越来越广泛，目前，LED在照明工程中的应用主要体现在以下几方面：
2.1 夜景照明。初到厦门的人都会对中山路、龙舟池以及各主要街道的夜景照明留下深刻的印象，厦门市的夜景照明工程真正体现出其作为国家半导体照明产业示范基地的优越性。由于LED光源小而薄，安装便捷，可以水平也可以垂直方向安装，可与建筑物表面完美地结合，也可以与城市街道陈设很好的有机结合。可以在城市的休闲空间如公园的路径、滨水地带、园艺进行照明，也可以在街道边的花卉或低矮的灌木进行照明。作为景观照明灯具，LED与霓虹灯相比，具有低电压安全可靠、节能环保、密封性能好、没有易碎的玻璃、也不会因为制作中弯曲而增加费用等优点，已基本取代了霓虹灯。如明达光电(厦门)有限公司办公楼装修工程中，在每层楼板与玻璃幕墙间安装极具表现力的LED轮廓灯，用电子控制器控制亮灯时间及色彩变换。到晚上，整座办公楼在色彩艳丽、绚烂夺目的LED轮廓灯映衬下，显得格外宏伟气派、缤纷动感，成为厦门市枋钟路的一道亮丽风景。
2.2 指示照明。在需要进行空间限定或引导的场所，如道路路面的分隔显示、楼梯踏步的局部照明、疏散通道和安全出口的指示照明等，都可以使用表面亮度适当的LED埋地灯或嵌在垂直墙面的灯具。如影剧院的地面引导灯或座椅侧面的指示灯，以及购物中心的导购指示灯和建筑物消防疏散指示灯等。
2.3特殊场所照明。就照明品质来说，由于LED光源为真正绿色光源，没有紫外与红外辐射，对眼睛和其它物体不会产生损害。与传统光源比较，LED光源具有不需要附加滤光装置，照明系统简单，易于安装的特点，现已被广泛应用于象博物馆、展示厅这样对光源的颜色、辐射等指标要求高的场所照明。
2.4室内装饰照明。由于大功率白光LED照明灯具目前还处在研发和试生产阶段，目前市面上的LED灯具还不能达到普通灯泡所具有的亮度，在室内装饰工程中基本还局限于背景照明和局部照明。由于LED的动态(数字化)控制色彩、亮度和调光及活泼的饱和色可以创造静态和动态的照明效果，且长寿命、高流明的维持值(10，000小时后仍然维持90%的光通)，与金卤灯的 50～250 小时的寿命相比，降低了维护费用和更换光源的频率，且没有热辐射，可以使室内空间变得更加舒适和谐。因此，目前LED照明在室内装饰装修工程中的应用已蔚然成风。如明达光电(厦门)有限公司办公楼装修工程中，大堂主形象墙(宽7.2米，高12.8米)的背景照明就采用500多米的兰色和白色LED丽彩灯带，柔和的白色灯光打在兰色快涂美墙面上，把巨大的主形象墙衬托得格外豪华气派。在半径较小的圆弧形灯槽和高空不易维护的灯带，用LED丽彩灯带取代传统的镁氖灯带，不仅节能、环保，还解决了最头痛的维护问题。
2.5电子显示屏。LED显示屏因其亮度高、画面清晰、色彩鲜艳，在众多媒体显示领域一枝独秀。全彩色LED显示屏是当今世界上最为引人注目的户外大型显示装置，采用先进的数字化视频处理技术，具有无可比拟的超大面积与超高亮度。目前，世界上最大的LED显示屏矗立在卡塔尔多哈的哈里发体育场，该屏幕面积足足有10个标准篮球场，呈半月形，宽157米，高38米，面积达4480平方米。在第15届多哈亚运会开闭幕式中，该显示屏已把它无与伦比的优越性能在世界数十亿观众面前发挥得淋漓尽致，它将以往地面的画面开拓到空间，给人以绝对“三维”立体的视觉震撼。据悉，在2008北京奥运会将建造更大的LED显示屏，其面积大约6,000平方米(长200米宽30米)，该项目将由中国台湾的Opto Tech(光磊)公司实施。根据DigiTimes报告，Opto Tech公司打算投资2千万美元完成这一北京奥运工程项目。
2.6逐步取代传统照明灯具。随着大功率、高光效、高显色性的白光LED照明灯具的研发和逐步投产，使其照度不断提高而成本不断降低，LED照明将成为未来照明的主体，逐步取代白炽灯和荧光灯。目前LED在照明领域应用的主要困难是LED白光光效不高(约20Lm/W)，功率不大(小于1W)，且价格昂贵。如日本松下电工已开始生产“袖珍型LED照明灯”，该产品包括筒灯和聚光灯，其驱动电路做在灯头内，可直接用于市电(220V/AC)，每套价格在1.6万～2.4万日元(约合人民币1200～1800元)之间，光源寿命4万小时;明达光电(厦门)有限公司也已开始试生产大功率白光LED路灯，该产品已在厂区内安装，其驱动电路安装在灯杆底部，亮度比普通路灯高，且寿命长，免维护，每套灯具成本约1万元人民币。面对LED照明市场的巨大诱惑，世界三大照明工业巨头：通用电气、飞利浦和奥斯拉姆集团已纷纷成立LED照明企业，并提出要在2010年前使LED灯的发光效率提高8倍，价格降低到1%。若此目标能得以实现，那么LED灯具将完全取代传统的白炽灯和荧光灯。
3.LED照明产品在工程安装中应注意的事项
虽然LED光源具有寿命长、免维护、节能、环保和绿色光源等优点，但只能与之配上合适、高效的LED电源、合理的电路设计、完善的防静电措施以及正确的安装工艺才能充分有效发挥其优点。由于LED光源的单管驱动电压仅为1.5-3.5V，不能像一般普通光源一样可以直接使用电网电压，必须配置一个电压转换装置，提供满足其额定的电压、电流才能正常使用，即LED专用电源。LED专用电源及防静电措施等控制环节均由厂家(生产线上)控制，要保证产品能最大限度发挥其优点,还必须在安装工艺和施工环节中加以控制。LED照明产品在工程安装过程中，主要应注意以下几点：
3.1电源配置。电源电压应当与灯具标示的电压相一致，特别要注意输入电源是直流还是交流，电源线路要设置匹配的漏电及过载保护开关,确保电源的可靠性。
3.2防水问题。LED灯具在户外安装时，必须做好产品的防水措施，仔细检查各种有可能进水的部位，特别是线路接头位置。LED灯具均自带公母接头，在灯具相互串接时，先将公母接头的防水圈安装妥当，然后将公母接头对接，确定公母接头已插到底部后用力锁紧螺母即可。有闪烁、追逐、动画、字幕等显示效果的灯具安装时，电源公母接和信号公母接要分别连接好。
3.3加强产品检测工作。产品拆开包装后应认真检查灯具外壳是否有破损，如有破损请勿点亮LED灯具,并采取必要的修复或更换。
3.4严格控制灯具串接数量。可延伸的LED灯具，要注意复核可延伸的最大数量，不可超量串接安装和使用，否则会烧毁控制器或灯具。根据灯具的不同规格，丽彩灯带最大串接长度为15-100米不等，轮廓灯最大串接数量为30-50套。
3.5灯具安装时，如果遇到玻璃等不可打孔的地方，切不可使用胶水等直接固定，必须架设铁架或铝合金架后用螺钉固定;螺钉固定时不可随意减少螺钉数量，且安装应牢固可靠，不能有飘动、摆动和松脱等现象;切不可安装于易燃、易爆的环境中，并保证LED灯具有一定的散热空间。
3.6灯具在搬运及施工安装时，切勿摔、扔、压、拖灯体，切勿用力拉动、弯折延伸接头，以免拉松密封固线口，造成密封不良或内部芯线断路。
3.7针对目前工程中使用较普遍的LED丽彩灯带，在安装时还要注意以下事项：
3.7.1在整卷灯带未拆离包装物或堆成一团的情况下，切勿通电点亮LED灯带;
3.7.2根据现场安装长度需裁剪灯带时，只能在印有剪刀标记处剪开灯带，否则会造成其中一个单元不亮，一般每个单元长度为1.5-2米;
3.7.3接驳电源或两截灯带串接时，先向左右弯曲丽彩灯头部，使灯带内的电线露出约2-3mm，用剪钳剪干净，不留毛刺，再用公针对接，以避免短路;
3.7.4只有规格相同、电压相同的丽彩灯带才能相互串接，且串接总长度不可超过最大许可使用长度;
3.7.5灯带相互串接时，每连接一段，即试点亮一段，以便及时发现正负极是否接错和每段灯带的光线射出方向是否一致;
3.7.6灯带的末端必须套上PVC尾塞，用夹带扎紧后，再用中性玻璃胶封住接口四周，确保使用安全;
3.7.7因LED具有单向导电性，若使用带有交直流转换器的电源线，应在完成电源连接后，先进行通电试验连接方向是否正确后再投入使用。
4.结束语
随着LED芯片制造技术的发展，它的亮度会不断提高，价格也会不断下降，这将促使LED步入千家万户，成为本世纪的主导光源。在照明工程中推广和普及使用LED，将为节约我国宝贵的资源，保护我们脆弱的环境发挥出巨大的作用。可以预见，LED照明将迅速成为人类照明的主要方式。本世纪的夜空必将被LED灯照得通彻明亮。
