LED照明系统设计指南完全版
LED照明技术手册
LED照明技术手册引言：随着科技的不断发展，LED（发光二极管）照明技术也越来越成熟。
相比传统的光源，在能源消耗上更加节约，并且在发光效率上更加优异，还具有宽波长范围，长寿命等多种优点。
它不仅广泛应用于家居照明领域，也被用于制造商业和工业灯具，以及路灯等户外场合。
本技术手册将向您介绍基本的LED照明知识，以及如何设计，实现和维护LED照明系统。
一、LED的基本原理LED是一个基于半导体材料的光源。
在LED中，电子通过半导体材料，与固定的质子和电子结合，从而产生光。
这种半导体结构被称为p-n结。
当电流通过p-n结时，光子被激活并被释放出来，从而形成发光的现象。
与传统的光源不同，在LED中，电流的方向也决定了光线的方向，这是由于p-n结的结构和内部反射的性质引起的。
二、LED的优势1. 能效高：LED的电效率比传统的白炽灯高很多，这意味着它们可以在相同功率的情况下提供更亮的光。
2. 长寿命：传统的白炽灯约为1000个小时，LED的寿命可以达到50,000到100,000个小时以上，这远远超过了传统的光源。
3. 节能：LED能够以更低的功率提供相同的光照度。
相比于传统的光源，使用LED可以使能源消耗降低约50%以上。
4. 环保：LED不含有像汞这样的有毒物质，相比传统的荧光灯和白炽灯更加环保。
三、如何设计一个LED照明系统设计一个LED照明系统需要考虑很多因素，如亮度，场合，花费等等。
下面将详细介绍如何规划一个成功的LED照明系统：1. 照明需求分析：第一步是理解您的照明需求。
考虑照明的场合，例如房间，办公室，酒店，商店，路灯，广告牌等等。
需要考虑照明工作时间，照明强度要求，控制系统等因素的需求。
2. 照明设计：选择适合的LED光源根据场合选择适合的LED光源进行照明设计。
例如，白色LED以及RGB LED是最常用的光源。
应选择适当的LED颜色和亮度以满足您的需求。
3. 灯具设计：根据您的照明需求设计灯具。
LED照明光学系统设计
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§7.2 LED照明光学系统的设计原理
3. LED照明光学系统设计方法 （3）照明平面设计方法
序列光线追迹主要应用于成像光学系统，如optical Research Associates研制的大型光学软件CODE V。
成像光学系统如照相机、望远镜等通常采用序列光线 追迹来设计。
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§7.2 LED照明光学系统的设计原理
2. LED照明光学系统光线追迹方法 （1）. 序列光线追迹
§7.3 LED照明数据与计算
一. 计算照明系统在被照面上产生的照度 照度的计算方法通常有:
利用系数法、 概算曲线法、 比率法、 逐点计算法。
第29页/共1Biblioteka 5页§7.3 LED照明数据与计算
一. 计算照明系统在被照面上产生的照度 逐点计算法是指逐一计算照明器对照度计算点的点照
度，然后进行叠加，得到其总照度的计算方法。 所谓点照度就是入射到包含这点的面元上的光通量与
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§7.2 LED照明光学系统的设计原理
3. LED照明光学系统设计原理 （1）光源设计方法
在照明光学系统中引入计算机模拟，光源可以用光线 数量(单位立体角内)、光线长度、光线方向矢量和光线与 光轴的夹角来表示。
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§7.2 LED照明光学系统的设计原理
3. LED照明光学系统设计方法 （2）光学系统设计方法
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§7.2 LED照明光学系统的设计原理
照明设计手册 灯具光度参数
照明设计手册灯具光度参数一、概述本手册旨在为照明设计师提供一份关于灯具光度参数的全面指南，以便在设计中正确选择和使用灯具，以达到理想的照明效果。
本手册将介绍灯具的光学特性、光度参数、色温、显色指数等基本概念，以及如何根据不同的使用场景选择合适的灯具。
二、灯具类型与光学特性1. 传统白炽灯：光通量高，色温接近自然光，但能耗高，寿命短。
2. 荧光灯：光通量高，寿命长，节能，但显色指数低。
3. LED灯：光通量可控，节能环保，寿命长，显色指数高，但价格较高。
4. 卤素灯：适用于室外照明，光通量高，寿命长。
5. 反射器：影响灯具的光束分布和光强，需根据使用场景选择合适的反射器类型。
6. 遮光器：控制光线投射角度和避免眩光的重要部件。
三、灯具光度参数1. 光源亮度（Luminous flux）：描述光源发光能力的参数，单位为流明（lm）。
2. 光束角度：描述光线发散程度的参数，常见的有窄光束（Narrow beam）和广光束（Wide beam）两种类型。
3. 色温（Color temperature）：描述光线颜色的参数，单位为开尔文（K）。
不同色温的光线会给人们带来不同的心理感受，如暖白光（Warm white）适合营造温馨氛围，冷白光（Cool white）适合用于办公和阅读环境。
4. 显色指数（CRI）：描述光线对物体颜色还原能力的参数，数值越高表示光线对物体颜色的还原越真实。
通常LED灯的显色指数较高。
四、不同使用场景的灯具选择1. 室内照明：根据空间大小和用途选择合适的灯具类型，如台灯、落地灯等。
同时考虑色温和显色指数，确保照明效果舒适且真实。
2. 室外照明：根据环境特点选择卤素灯、LED投射灯等适合室外使用的灯具。
考虑光束角度和亮度，确保照明效果良好。
3. 道路照明：选择高亮度、长寿命、节能环保的LED灯具，同时考虑光束分布和色温，确保道路照明的均匀度和视觉舒适性。
4. 工业照明：根据具体需求选择适合的灯具类型，如防爆灯、LED工矿灯等。
LED照明系统设计完全版
LED照明系统设计完全版一、项目背景介绍随着环保理念的普及和节能政策的推行，LED照明系统作为一种高效节能、环保的照明方案，被广泛应用于商业、工业和居住等场所。
本文将对一种LED照明系统的设计进行详细介绍。
二、设计目标本次LED照明系统设计的目标是提供一个高效节能、可靠稳定的照明方案，能够满足室内环境的照明需求，并能够实现灯光的智能控制。
三、系统组成及工作原理1.LED照明灯具：选择高效节能的LED灯具，灯具数量和功率根据实际要求确定，可以采用可调光或可变色温的LED灯具。
2.灯具控制器：用于控制LED灯具的开关、亮度和颜色，可以通过无线通信或有线通信与系统中央控制器进行数据交互。
3.中央控制器：与灯具控制器进行通信，控制照明系统的整体运行，包括开关、调光和调色等功能。
中央控制器可以通过APP或物理面板实现用户对系统的操作和监控。
4.光线传感器：用于感知室内光线强度，根据光线强度的变化自动调整灯具的亮度，实现光照自动调节。
5.人体传感器：通过红外感应技术感知人体的动静，当有人进入或离开时，自动控制灯光的开关，实现人体感应控制功能。
6.温湿度传感器：感知室内温湿度变化，根据预设的温湿度参数，自动调节灯光的亮度和色温，提供舒适的照明环境。
四、系统优势1.高效节能：LED灯具本身具有高效节能的特点，配合智能控制系统可以根据实际需求自动调整灯光的亮度和色温，进一步降低能耗。
2.环保健康：LED灯具无紫外线和红外线辐射，不含汞、铅等有害物质，对人体健康无害，符合环保要求。
3.稳定可靠：LED灯具寿命较长，使用寿命可达数万小时，而且在灯光亮度调节和色温调节方面具有较好的稳定性。
4.智能控制：通过灯具控制器和中央控制器，用户可以根据需求随时调整灯光的亮度和色温，实现灯光的智能控制和情景调节。
5.安全可靠：系统中的人体传感器和光线传感器可以实时监测周围环境的变化，确保在人离开或光线充足时灯光自动关闭，同时避免不必要的能源浪费。
LED智能照明系统设计
LED智能照明系统设计LED被称为第四代照明光源或绿色光源，LED的发光器件是冷光源，具有节能、环保、寿命长、体积小等特点。
白炽灯，卤钨灯的光效为12～24lm/W，荧光灯50～70lm/W，钠灯90～140lm/W，而且大部分的耗电变成了热耗。
LED可达到50～200lm/W，而且单光的单色性好，光谱窄，无需过滤，可直接发出有色可见光。
在相同照明效果的情况下，耗电量约为白炽灯的十分之一，荧光灯的二分之一。
同样效果的一支日光灯40多瓦，而采用LED每支的功率只有8瓦。
LED的平均寿命达10万小时，安全可靠性强，不含汞，钠元素等可能危害健康的物质，有利于环保，被称为“绿色照明光源”。
2 智能照明控制方案设计利用光敏电阻检测室内光线的强弱，被动热释红外探测器可探测人体的特征，传感器将检测数据传送给控制核心———单片机，根据处理结果去控制照明设备的开启、关闭和照度。
图1为智能照明控制方案原理框图。
该系统主要由三部分组成：传感器部分，控制器部分和LED驱动电路和照明系统，见图1。
3 系统硬件设计3.1 传感器部分3.1.1 被动式热释电红外探测器该探测器有三个关键元件：菲涅尔滤光芯片，它通过截止波长8～12μm的滤光芯片，起带通滤波器的作用，使环境的干扰受到明显的控制；菲涅尔透镜，聚焦作用，即将热释的红外信号折射（反射）在热释电红外传感器上，第二个作用是将警戒区内分为若干个明区和暗区，使进入警戒区的移动物体能以温度变化的形式在热释电红外传感器上产生变化热释红外信号，这样热释电红外传感器就能产生变化的电信号；热释电红外传感器将透过滤光芯片的红外辐射能量的变化转换成电信号，即热电转换。
人体都有恒定的体温，一般在37度，所以会发出特定波长10μm左右的红外线，被动式红外探头就是靠探测人体发射的10μm左右的红外线而进行工作的。
人体发射的10μm 左右的红外线通过菲涅尔滤波片增强后聚集到红外感应源上。
红外感应源通过采用热释电元件，这种元件在接收到人体红外辐射稳定发生变化时就会失去电荷平衡，向外释放电荷，经检测处理后就能产生电平的变化。
LED照明系统设计指南完全版
表1列出了设计大功率LED照明的一样步骤。
本文的其余部份依次讨论这些设计步骤。
为了更好地说明这些设计概念，本文给出了一个LED照明取代23W CFL嵌顶灯的计算例子。
不仅对本例，对所有类型照明，本设计步骤都可重复利用。
步骤一：确信照明需求LED照明必需知足或超过目标应用的照明要求。
因此，在成立设计目标之前就必需确信照明要求。
关于某些应用，存在现成的照明标准，能够直接确信要求。
对其它应用，确信现有照明的特性是一个好方式。
表2列出了确信现有照明特性时要考虑的要紧特性。
光输出和功率特性始终很关键，而依照应用的不同，其它特性可能重要，也可能不重要。
所有照明公司都能够提供数据文件或文档，详细给出其各类灯具的关键特性。
“潜在关键”的特性要更主观一些，或在制造商文档里没有列出。
在这种情形下，由设计师确信现有照明的特性。
图1说明了例中CFL嵌顶灯的关键特性。
表3给出了现有照明的全数特性。
步骤二：确信设计目标照明要求确信好了以后，就能够够确信LED照明的设计目标了。
与概念照明要求时一样，关键设计目标与光输出和功耗有关。
确保包括了对目标应用也可能重要的其它设计目标，包括工作环境、材料清单(BOM)本钱和利用寿命。
表4以LED照明为例列出的设计目标。
步骤三：估量光学系统、热系统和电气系统的效率设计进程中最重要的参数之一是，需要多少个LED才能知足设计目标。
其他的设计决策都是围绕LED数量展开，因为LED数量直接阻碍光输出、功耗和照明本钱。
查看LED数据手册列出的典型光通量，用该数除设计目标流明，这种方式很诱人。
但是，此方式太简化了，依此设计将知足不了应用的照明要求。
LED的光通量依托于多种因素，包括驱动电流和结温。
要准确计算所需要的数量，必需第一估量光学、热和电气系统的效率。
光学系统效率通过考察光损失估量光学系统的功效。
要估量的两种要紧的光损失源为：1.次级光学器件次级光学器件是不属于LED本身的所有光学系统，如LED上的透镜或扩散片。
LED照明光学系统设计
LED照明光学系统设计引言：由于其高效能、长寿命、低能耗和环保等特点，LED（LightEmitting Diode）照明系统被广泛应用于室内和室外照明领域。
而LED照明光学系统设计对于提高照明质量和效果至关重要。
本文将对LED照明光学系统设计进行详细介绍。
一、照明光学系统的组成照明光学系统主要由三个组成部分构成：发光源、光学透镜和反射材料。
1.发光源：LED作为发光源，其发光强度、发光角度、发光方向和发光颜色等特性决定了照明效果。
根据实际需求，可选择不同类型的LED，如高亮度、超高亮度和SMD等。
2.光学透镜：光学透镜对于光线的聚焦、分散和控制起到重要作用。
根据照明需求，设计适合的光学透镜，可以将光线聚焦到照明区域，提高照明效果和均匀性。
3.反射材料：反射材料用于控制和增强光线的反射效果，提高照明亮度和均匀性。
合理选用反射材料，可以有效减少光线损耗，提高发光效率。
二、光学系统设计原则1.照度和照明均匀性：根据不同照明场合的要求，设计适当的照度和照明均匀性是照明系统设计的基本原则之一、合理选择发光源和光学透镜，使得照明区域的照度达到要求，并保证照明均匀性。
2.光束角度的选择：根据照明区域的大小和形状，选择合适的光束角度是照明系统设计的关键之一、光束角度越大，照明范围越广；光束角度越小，照明范围越窄。
根据实际需求，设计合适的光束角度，可以满足不同场合的照明需求。
3.反射率和反射率分布：反射材料的选择和反射率分布的设计直接影响照明亮度和均匀性。
高反射率的材料可以提高照明亮度，而不同区域的不同反射率分布可以提高照明均匀性。
因此，在设计光学系统时需要合理选择反射材料，并设计合适的反射率分布。
4.热问题的考虑：LED作为光源，具有较高的发热量。
在光学系统设计过程中，需要考虑热问题，确保发光源和光学透镜的正常工作温度，并采取适当的散热措施，以延长LED的寿命。
三、光学系统设计流程1.需求分析：确定照明场所的类型和要求，包括照度要求、照明均匀性要求、照明区域的大小和形状等。
LED照明设计方案
同的颜色，人眼可见的波长范围约在400-760纳米之间。
02
视觉感知
人眼通过角膜、晶状体等结构将外界的光线聚焦在视网膜上，形成图像，
再由大脑解析成视觉感知。
03
光的度量
描述光强、光通量、照度、亮度等参数，用于衡量光的量和质量。
LED照明设计的基本原则
高效节能
舒适性
LED具有高光效、低能耗的特性，设计时应 优先选择高效LED灯具，并合理配置功率和 数量。
施工与调试
按照设计方案进行安装、接线 和调试，确保各项指标达到预 期效果。
需求分析
明确照明需求，如照明区域、 用途、照度要求等。
计算与模拟
根据设计方案进行照度、亮度 等参数的计算，以及模拟实际 照明效果。
维护与管理
建立定期维护和保养制度，及 时处理故障和更换损坏部件， 保持照明系统正常运行。
03
LED照明产品类型与选择
功率与光效
选择高光效的LED照明产品，以降低能耗和 运行成本。
外观与设计
根据装饰需求和空间风格选择合适的外观和 设计。
LED照明产品的市场趋势
智能化
随着物联网技术的发展，智能控制和 远程控制成为LED照明产品的趋势。
高显色指数
追求更高的显色指数，以提供更真实、 自然的照明效果。
长寿命与可靠性
提高LED照明产品的寿命和可靠性， 降低维护成本。
能耗。
LED的寿命长达5万小时， 减少了维护和更换的成
本和麻烦。
LED不含有害物质，对 环境友好。
LED的点亮速度非常快， 适合用于需要快速响应
的场合。
LED照明技术的发展历程
01
02
03
04
LED设计方案
LED设计方案为了更好地实现现代化城市照明的目标，LED灯具已经成为逐渐取代传统灯具的主流产品。
LED设计方案可以说是LED照明工程中最重要的一环，只有优秀的设计方案，才能够真正实现LED照明的节能、环保、高效等目标。
以下是一个较为完整的LED设计方案的详细介绍：一、LED灯珠的选择LED灯珠是LED灯具的核心部件，不同的LED灯珠参数差异也会直接影响LED灯具的使用效果。
因此，在选择LED灯珠时，需要从颜色温度、光通量、色温、显色指数等多方面考虑。
选用的LED灯珠控制在W/C（功率/流明）比例内，只有将LED 灯珠选用合理，才能够实现LED灯具高效、节能等目的。
二、灯具的散热设计LED灯珠发出的光学效果需要在LED灯具内部达到最佳照明效果，而LED灯珠的长时间使用也需要进行散热处理。
因此，LED灯具的散热设计是非常重要的，而散热部分必须考虑材料的导热性、外形设计，以及增加通风孔、添加散热片等方法分散热量，使其散热更为彻底，从而提高LED灯具的工作效率和使用寿命。
三、光学设计由于LED灯珠本身具有方向性，一般需要使用光学透镜进行光路的设计，实现光线聚焦达到最佳照明效果。
在光学设计中，需要考虑透镜制造材料、形状、表面处理等多个方面因素，以达到更合适的照明效果。
此外，还需要依据实际情况配置不同的光学透镜，实现适应不同照明场景的要求。
四、电路设计电路设计是LED灯具使用的另一个重要部分，需要保证LED灯珠正常工作，以及其与电源的兼容性。
电路设计需要遵循一定的设计原则，包括安全、稳定、防止过载等方面考虑。
此外，在电路设计中也需要考虑不同的功率、可调节亮度等因素。
五、外观设计LED灯具的外观设计在一定程度上会影响产品的销量，需要在保证灯具原本功能的基础上，考虑人们审美和市场需求，进行外观设计。
在设计外观时需要考虑不同的安装方式，如吸顶、嵌入式、落地式等；同时，还应遵循美观、实用、耐用等原则，设计出更好的LED灯具产品。
LED智能照明系统设计
LED智能照明系统设计智能照明系统是一种基于LED（Light Emitting Diode）技术的高效、节能和可控的照明系统。
它结合了智能控制、传感器技术和网络通信，能够实现自动调光、定时开关、远程控制和能源管理等功能。
本文将介绍LED智能照明系统的设计原理和主要组成部分。
一、设计原理1.高效节能：LED作为光源具有高效节能的特点，相比传统照明灯具，能够实现更高的照明效果和更低的能耗。
2.智能控制：通过智能控制器对LED灯光进行控制，可以实现自动调光、定时开关和场景模式等功能，提升照明效果和用户体验。
3.传感器技术：利用光、温度和人体感应等传感器监测环境参数，根据实时数据进行智能调控，实现精确的照明需求。
4.网络通信：通过网络通信技术，实现远程控制和监测，用户可以通过手机、平板电脑或电脑进行对LED灯光的操作和管理。
二、主要组成部分1.LED光源：LED光源是LED智能照明系统的核心部分，它具有长寿命、节能和常亮等优点，可适应不同照明需求。
2.智能控制器：智能控制器负责对LED光源进行控制和管理，它可以根据用户需求进行自动调光、定时开关和场景模式等操作。
3.传感器：传感器用于监测环境参数，如光强、温度和人体感应等，通过传感器实时采集的数据，智能控制器能够做出智能调光和节能措施。
4.通信模块：通信模块负责与外部设备进行通信，如与手机、平板电脑或电脑进行远程控制和监测。
通信模块可以采用无线通信技术，如Wi-Fi或蓝牙等。
5.能源管理模块：能源管理模块用于监测和管理能源的使用情况，实现智能节能和用电管理。
它可以根据实际需求对LED灯光进行分时段开关和功率调节。
6.软件平台：LED智能照明系统需要配备相应的软件平台，用于用户对系统进行操作和管理。
软件平台可以提供远程控制、定时设置、场景模式和能源监测等功能。
三、系统特点1.高效节能：LED作为光源具有高效节能的特点，与传统照明灯具相比，能够节省60%以上的能耗，大大降低用电成本。
智慧led照明系统设计方案
智慧led照明系统设计方案智慧LED照明系统设计方案智慧LED照明系统是指通过智能控制技术，将LED照明产品与物联网技术相结合，实现对照明设备的远程控制和管理。
本文将从以下几个方面介绍智慧LED照明系统的设计方案。
一、系统架构设计智慧LED照明系统的基本架构包括传感器模块、通信模块、控制中心和终端设备。
传感器模块负责采集环境信息，通信模块负责与传感器模块和控制中心之间进行数据通信，控制中心负责收集传感器数据、制定控制策略，并通过通信模块向终端设备发送控制指令。
二、系统功能设计1. 环境监测功能：通过传感器模块对照明环境中的亮度、温度、湿度等参数进行实时监测，并向控制中心发送数据。
2. 能耗监测功能：通过传感器模块对照明设备的能耗进行监测，并将数据传输给控制中心，实现能耗统计和分析。
3. 远程控制功能：用户可以通过终端设备对智慧LED 照明系统进行远程控制，灯光的开关、亮度调节等功能都可以通过控制中心发送指令实现。
4. 定时控制功能：用户可以根据实际需求，设定灯光的开关时间和亮度，并通过控制中心的定时控制功能实现自动化控制。
5. 智能调光功能：根据实时环境信息和用户需求，控制中心可以实时调节灯光的亮度，实现更加智能的照明效果。
三、系统硬件设计1. 传感器模块：包括亮度传感器、温湿度传感器等，用于实时采集照明环境的参数。
2. 通信模块：可以选择Wi-Fi、蓝牙、LoRa等通信技术，与传感器模块和控制中心进行数据交互。
3. 控制中心：使用单片机或者嵌入式处理器作为主控制芯片，负责数据的处理和决策。
4. 终端设备：可以是手机、平板电脑等移动设备，通过APP或者网页与控制中心进行交互。
四、系统软件设计1. 控制中心软件：包括数据采集模块、数据处理模块、决策模块等，负责对传感器数据进行处理分析，并制定控制策略。
2. 终端设备软件：提供用户界面，实现灯光的远程控制、定时控制、亮度调节等功能。
3. 云平台：使用云平台将系统数据进行存储和处理，实现大规模设备管理和云端分析。
LED照明系统设计完全版
LED照明系统设计完全版1.引言2.系统概述该LED照明系统设计旨在为大型商业建筑提供高效能、可靠性强的照明解决方案。
系统包括多个LED灯组成的照明装置，集中控制器，以及电源系统。
3.系统结构LED照明系统由多个LED灯安装在建筑物的天花板上。
每个LED灯具有一个独立的控制器，通过集中控制器发送控制信号来控制所有的LED灯。
集中控制器通过网络连接到一个计算机，可以通过计算机软件远程控制照明系统。
4.电源设计为了保证每个LED灯的正常运行，电源系统需要提供稳定、高质量的电源。
电源系统由多个电源模块组成，每个电源模块连接到一个或多个LED灯。
每个电源模块使用开关电源供电，具有过流保护、过压保护和短路保护等功能。
5.控制设计控制器是照明系统的关键部分，它通过发送控制信号来控制LED灯的亮度、颜色和闪烁等参数。
控制器使用高速数字信号处理器(DSP)来处理控制信号，并通过PWM方式控制LED灯的亮度。
同时，控制器还可以接收外部传感器的信号，实现自动调光和自动控制等功能。
6.光学设计LED照明系统使用光学设计来实现灯光的均匀分布和照明效果的最大化。
每个LED灯具有一个透镜或反射器，用于控制光的方向和散射。
通过合理设计透镜或反射器的形状和材料，可以实现不同的灯光效果，例如聚光和泛光。
7.安全性设计8.结论本文详细介绍了一个完整的LED照明系统设计，包括系统概述、系统结构、电源设计、控制设计和光学设计。
该照明系统提供高效能、可靠性强的照明解决方案，适用于大型商业建筑。
此外，该系统还具有良好的安全性和使用便利性，是一种理想的照明解决方案。
大小功率LED照明方案设计指南
•大小功率LED照明方案设计指南•不管是大功率的还是小功率的LED照明应用，一般都由电源、LED驱动器、LED、透镜和基板几部分构成，其中关键的元件是LED驱动器，它必须提供一个恒流输出才能保证LED发出的光不会忽明忽暗、以及不会发生LED色偏现象,它一般接受24V—48V 的直流电压输入,但也有一些先进的LED驱动器可直接接受220V市电交流输入。
大多数客户都要求采用高性能的LED驱动器,以满足“PF值〉0。
9”和“+85效率"等即将出台的LED 照明规范。
LED照明应用的主要设计挑战包括以下几个方面：散热、高效率、低成本、调光无闪烁、大范围调光、可靠性、安全性和消除色偏。
这些挑战需要综合运用适当的电源系统拓扑架构、驱动电路拓扑结构和机械设计才能解决。
Diodes公司亚太区技术市场总监梁后权指出：“对设计师来说，最大的技术挑战将是高效率要求、光学设计、热管理和提高某些应用的可靠性，如高亮度LED街灯。
我们现在提供的一系列LED照明解决方案覆盖从0.1W到250W的应用.”“在LED照明系统的应用中，除了选择合适的LED产品，一个完整的LED照明设计还要包括光学设计、热设计、产品设计和电气驱动设计.由于LED是低压器件，因此将高压交流供电转换为LED使用的低压恒流驱动将面临许多挑战.”安森美半导体中国区高级应用经理郑宗前指出：“进一步说，为了保证LED照明的优势，LED电气驱动必须是可靠的、高效率的、安全的和低成本的.因此，针对不同的LED照明的应用，首先需要选择正确的驱动电路拓扑结构。
”安森美半导体现可以提供从1W到500W功率范围内的全部LED照明解决方案。
为了快速推动LED照明市场的起飞，美国国家半导体公司(NSC)最近瞄准了一块非常庞大的白炽灯直接替代市场，即用LED灯直接替代现有家庭或其他应用市场中的白炽灯，并推出了一款针对该市场的直接市电输入LED驱动芯片LM3445。
不过，NSC亚太区电源管理产品市场营销经理吴志民表示：“白炽灯电灯已面世很多年,对于许多多年未改的技术标准,我们的家居照明系统一直也在沿用许多多年未改的技术标准,这个情况并非一朝一夕可以改变过来.例如,基于散热及照明角度等问题，原有的旧式电灯插座或装置并不适宜用来安装LED灯泡。
LED系统设计方案
目录第一部分工程概况与用户需求 (2)一、工程概况 (2)二、用户需求分析 (2)第二部分初步设计方案 (2)一、系统概述 (2)二、技术规及标准 (3)三、设计原则、系统特点 (3)1、............................................ 设计原则 32、............................................ 系统特点 6四、系统设计 (7)五、设计方案 (7)1、信息引导及发布系统的功能 (7)2、信息引导及发布系统的软件方案 (8)4、嵌入式系统技术参数 (9)5、单机多屏控制方案与多机多屏控制方案的比较 (10)6、双基色LED电子显示屏示意图 (12)7、三基色LEE显示系统 (12)8、土建与环境要求之供电系统设计 (13)9土建与环境要求之系统防雷接地设计 (13)10土建与环境要求之机房设计 (13)11土建与环境要求之线路敷设 (14)第三部分产品选型原则及依据 (14)第一部分工程概况与用户需求一、工程概况LED信息引导及发布系统必须要满足现在及将来较长一段时间使用功能的需要。
建成后的该系统在完全满足使用需求的前提下，我们的目标是要利用我公司在本专业工程领域系统中多年来的实际经验，立志要将该系统建成为本楼一个亮点系统。
二、用户需求分析根据武警办公楼智能化系统工程信息化建设对本专业的要求，同时使用要求的分析，进行专业的LED信息发布系统的设计。
第二部分初步设计方案一、系统概述信息引导及发布系统作为一种重要的媒体手段，地位十分重要。
1、大屏幕系统显示屏采用专业的LED发光二极管，亮度高、色彩鲜艳、功耗低、使用寿命长。
大屏幕LED电子显示系统由管理计算机和LED显示屏及控制转换系统设备组成。
在计算机控制下，可动态显示文字、图形等信息。
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照明系统设计指南完全版本文详细讨论照明系统设计的六个设计步骤：(1)确定照明需求；(2)确定设计目标估计光学；(3)热和电气系统的效率；(4)计算需要的数量；(5)对所有的设计可能都予以考虑，从中选择最佳设计；(6)完成最后步骤。
虽然本文以一个室内照明设计为例，但所述的设计过程可以用于任何照明设计中。
现在的照明应用，具有普通照明所需的亮度、效率、使用寿命、色温以及白点稳定性。
因此，绝大多数普通照明应用设计中都采用这类，包括路面、停车区以及室内方向照明。
在这些应用中，由于无需维护(因为的使用寿命比传统灯泡的要长得多)且能耗降低，所以基于的照明降低了总体拥有成本()。
全世界有200亿以上的灯具使用白炽、卤素或荧光灯。
其中许多灯具用作方向照明，但都是采用在所有方向发光的灯。
美国能源部()称，在新住宅建筑里，嵌顶灯是安装最普遍的照明灯。
此外，报告称，采用非反射灯的嵌顶灯一般效率只有50%，就是说，这类灯所产生光的一半都浪费到灯具内了。
相反，照明级具有至少50,000小时的高效、方向性照明。
利用照明级的所有优点设计的室内照明有以下优点：1 功效超过所有白炽灯和卤素灯具2 能与甚至最好的(紧凑荧光)嵌顶灯的性能相媲美3 与这些灯具相比，需要维修前的寿命要长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。
照明还是灯？在普通照明中设计需要在两种方法间作出选择，是设计基于的完整的照明，还是设计安装到已有灯具上的基于的灯。
一般来说，一个完整的照明设计，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。
针对已有照明的设计方法如果目标应用采用构造新型照明更好，那么就设计照明的光输出，使其相当于或者超过现有照明匹配具有多种优点。
首先，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。
如果外形尺寸相同，终端用户转换成照明更容易一些。
遗憾的是，有些照明制造商错误报告或者夸大了照明的效率和使用寿命特性。
在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技术的采用推迟了很多年。
美国能源部意识到了早期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照明的使用。
作为应对措施，美国能源部发起了“ 商用产品测试计划()”，对照明制造商声称的指标进行测试。
该计划以匿名方式测试照明的下列4个特性：照明光输出(流明)、照明效率(流明每瓦)、相关色温(开氏度)、显色指数。
的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，这为照明设计设定了一个很好的先例。
灯的概念可能过时了光的使用寿命很长，这就可能使灯的概念变得过时了。
照明级不会像电灯泡那样出现灾难性失效。
相反，照明级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，也就是说连续点亮5.7年！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的使用寿命延长到30年以上，如曲线1所示。
过了这么多年之后，照明将“烧尽”，而那时照明技术下的照明将更亮、效率更高，与老式照明相比很可能要节省。
不要忘记：照明的这5万小时使用寿命避免了多少对环境的影响。
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)。
或者，送往处理的含汞C灯泡至少减少5倍。
如前面提到的，不用维护是照明的一个重要优点。
因此，设计照明，使其使用寿命最长并节省是一个应对照明原始成本高这一障碍的极佳策略。
表1列出了设计大功率照明的一般步骤。
本文的其余部分依次讨论这些设计步骤。
为了更好地说明这些设计概念，本文给出了一个照明取代23W 嵌顶灯的计算例子。
不仅对本例，对所有类型照明，本设计步骤都可重复使用。
步骤一：确定照明需求照明必须满足或超过目标应用的照明要求。
因此，在建立设计目标之前就必须确定照明要求。
对于某些应用，存在现成的照明标准，可以直接确定要求。
对其它应用，确定现有照明的特性是一个好方法。
表2列出了确定现有照明特性时要考虑的主要特性。
光输出和功率特性始终很关键，而根据应用的不同，其它特性可能重要，也可能不重要。
所有照明公司都可以提供数据文件或文档，详细给出其各种灯具的关键特性。
“潜在关键”的特性要更主观一些，或者在制造商文档里没有列出。
在这种情况下，由设计师确定现有照明的特性。
图1说明了例中嵌顶灯的关键特性。
表3给出了现有照明的全部特性。
步骤二：确定设计目标照明要求确定好了之后，就可以确定照明的设计目标了。
与定义照明要求时一样，关键设计目标与光输出和功耗有关。
确保包含了对目标应用也可能重要的其它设计目标，包括工作环境、材料清单()成本和使用寿命。
表4以照明为例列出的设计目标。
步骤三：估计光学系统、热系统和电气系统的效率设计过程中最重要的参数之一是，需要多少个才能满足设计目标。
其他的设计决策都是围绕数量展开，因为数量直接影响光输出、功耗以及照明成本。
查看数据手册列出的典型光通量，用该数除设计目标流明，这种方法很诱人。
然而，此方法太简化了，依此设计将满足不了应用的照明要求。
的光通量依赖于多种因素，包括驱动电流和结温。
要准确计算所需要的数量，必须首先估计光学、热和电气系统的无效率。
以前原型机设计的个人经验，或者本文提供的例子数量，都可以作为指南来估计这些损失。
本节对估计这些系统损失的过程进行简述。
光学系统效率通过考察光损失估计光学系统的功效。
要估计的两种主要的光损失源为：1.次级光学器件次级光学器件是不属于本身的所有光学系统，如上的透镜或扩散片。
与次级光学器件相关的损失根据使用的特定元件的不同而变化。
通过各次级光元件的典型光学效率在85%和90%之间。
2．灯具内的光损失当光线在到达目标物之前，打到灯具罩上时，就产生了灯具光损失。
某些光被灯具罩吸收，有些则反射回灯具。
固定物的效率由照明的布局、灯具壳的形状及灯具罩的材料决定。
如图2所示，光具有方向性，可达到的效率比全方向照明可能达到的要高得多。
对示例中的照明，如果照明需要次级光学器件，则只存在次级光损失。
次级光学器件的主要目的是改变的光输出图像。
曲线2将的光束角度与目标灯具的光输出图像进行了比较。
裸的光束角度与目标灯具的非常相似，所以不需要次级光学器件。
因此，对本示例照明，不存在次级光学器件引起的光损失。
要计算本示例的灯具损失，我们假定灯具反射杯的反射率为85%，60%的光将打到反射杯上。
因此，光学效率为：热损失的相对通量输出随着结温的上升而降低。
大多数数据手册都列出了25℃下的典型光通量值，而大多数应用都采用较高的结温。
当结温> 25℃时，光通量肯定比数据手册给出的值差。
数据手册中有一个曲线，给出了相对光输出与结温的关系，例如如曲线3所示的白色。
该曲线通过选择特定相对光输出或者特定结温，给出了其它特性值。
对本示例，其照明只是为屋顶通风的商业建筑设计的。
本设计基于所列的设计目标，对光输出、功效和使用寿命的优先次序进行了划分。
额定为5万小时后提供平均70%的流明维持率，结温保持在80℃或以下。
因此，示例的最高合适结温为80℃。
对应的最小相对光通量为85%，如曲线3所示。
这一85%相对光通量是对本例照明热功效估计的值。
电气损失驱动电子设备将可用功率源(如墙体插座交流电或电池)转换成稳定的电流源。
这一过程与所有电源一样，效率不会达到100%。
驱动器中的电气损失降低了总体照明效能，因为把输入功率浪费在发热上了，而没有用在发光上。
在开始设计系统时，就应考虑到电气损失。
典型驱动器的效率在80%到90%之间。
效率高于90%的驱动器的成本要高得多。
要注意，驱动器效率可能随输出负载而变化，如曲线4所示。
应指定驱动器工作在大于50%输出负载下，以使效率最大，并使成本最低。
曲线4示例的驱动器效率与负载的关系对于室内应用，驱动器效率87%的估值很好。
室外用或非常长的使用寿命的驱动器，效率可能要低一些。
表5概括了示例照明的光、热和电气系统的效率。
步骤四：计算需要的数量实际需要的流明量所有系统效率估算好之后，就可计算要达到设计目标需要的实际流明数。
对本计算，只使用光效率(光学和热)。
电气效率只影响总功耗和灯具效能，而不影响照明的光输出量。
示例照明“需要的实际流明”的计算如下：所需的实际流明=目标流明/(光学效率×热效率)=810/(91%×85%)=1,050工作电流另一个需要确定的是的工作电流。
工作电流在确定照明的效能和使用寿命时很重要。
增加工作电流，则各的光输出会变大，因而减少了所需的数量。
不过，增加工作电流同时也带来多个缺点，如表6所示。
根据应用的不同，考虑到每个流明输出值更高，这些缺点也许可以接受。
对示例照明，使用寿命和功效是最应优先考虑的设计目标，本照明以数据手册所列的最小工作电流(350 )工作，以最大限度提高功效并延长使用寿命。
数量工作电流确定之后，就可以计算各的流明输出数了。
由于的热损失已经在实际需要的流明数计算中考虑到了，故供应商文档给出的数量可以直接使用。
对本计算，使用订单代码所列的最小通量，而不是使用数据手册给出的典型数量。
大多数公司根据最小通量范围销售。
根据此最小数来设计，就可以确保用该订单代码制作的所有照明都能满足目标要求。
本例中的照明使用4000K 的，350 时的最小光通量为67.2 (P2 )。
的数量计算如下。
的数量=实际所需的流明数/每个的流明数＝1,050 / 67.2 16个步骤五：考虑所有设计可能并选择最佳设计数计算好之后，考虑满足设计目标的所有设计可能。
由于每个都是一个小照明，比传统照明的使用寿命要长许多，因此可以与新型和非常规设计元件一起集成到照明中。
设计师可以充分利用光的方向性和大量可用的次级光学器件来构造原始设计，。
同时不要忘记，有许多不同规则限制着设计的选择。
要给出适用照明的完整的世界标准列表超出了本文的范围，不过，下面的表7给出了世界某些地域使用的规则的例子。
本节的其余部分对本示例照明的各系统(光学、热和电器)的3个选项进行说明。
对每个系统，给出了最佳选项的选择指南。
光学系统选项1．裸和现有灯反射器如前面所述，现有灯具的角度和的角度非常相似，因此，可选则不使用次级光学器件。
本选项可使成本最低，并且系统光损失最小。
使用的元件较少，人力也较少，这样使照明安装更简单并且费用更低。
缺点是会出现多照明阴影效应，下面将对此予以说明。
另外，如果的光分布与目标照明的光分布差异很大，就不能采用此方法。
2．带有次级光学器件的和现有灯反射器次级光学器件是除初级光学器件外附加的光学元件，用于对的光输出进行整形。