1 导言
LED照明商场商机为业界带来无量幻想空间，LED照明运用现已从曩昔室外LED跳向室内照明运用。依据Strategies Unlimited计算，未来五年内LED室内照明的开展将有指数型添加趋势。依照估量，至2011年，其产量将高达数百亿美元。尤其是2009年欧盟首先施行禁用白炽灯方案，以及节能议题备受重视，造就了LED室内照明巨大的商场机会和达观的远景。下文从散热技能、光学规划和驱动规划等灯具技能的需求，剖析高功率LED 在室内照明领域中的开展。
高功率LED照明的开展高功率LED照明的开展取决于两大元素：一是芯片自身；二是灯具技能，包含散热、光学、驱动。
2 芯片支撑
现在，LED 芯片技能开展的要害在于基底资料和外延成长技能。基底资料由传统的蓝宝石资料、硅和碳化硅，开展到氧化锌、氮化镓等新资料。无论是面向要点照明和全体照明的高功率芯片，仍是用于装修照明和一些简略的辅佐照明的低功率芯片，技能晋级的要害都关乎怎么开宣布更高效、更安稳的芯片。在短短数年内，凭借于包含芯片结构、外表粗化处理和多量子阱结构规划在内的一系列技能改善，LED 在光效方面完成了巨大打破。图1是LED 芯片结构的开展示意图。跟着生产技能的逐步老练，LED 量子功率将进一步进步，LED 芯片的光效也将随之增强。
薄膜芯片技能是超亮 LED 芯片生产中的核心技能，能够削减各旁边面的光输出损耗，并能凭借底部的反射面使 97% 以上的光线从正面输出（见图 2）。这不只明显进步LED 的光效，还为透镜规划发明了优胜的便当条件。
3 灯具技能的需求
3.1 散热技能
群众一向重视灯具的运用寿命。若只是依托运用低热阻的 LED 元件是未能为灯具设备构建杰出的散热体系，而有必要有用地减小从 PN 节点到周围环境的热阻，才干大大下降 LED 的 PN 节点温度，而成功实践延伸 LED 灯具的运用寿命并进步实践光通量的方针。有别于一般传统灯具，印刷电路板既是 LED 的供电载体，也是 LED 的散热载体，所以散热片和印刷电路板的散热规划十分重要。除此之外，灯具制作商还须考虑散热资料的质量、厚度和尺度以及散热界面的处理和衔接等要素。
3.2 光学规划
与传统灯具比较，定向性和点光源是 LED 最典型的两大特色，而怎么善用 LED 的这两大特色就是灯具光学规划的要害之处。
透过 LED 的二元光学规划，LED 灯具能够到达更好的配光曲线。例如，在室内照明运用中灯具的光线需求十分亮堂，则可运用高透光率灯罩进步光提取功率。或是将导光板技能运用到灯具中，然后将 LED 点光源更改为面光源，不但能进步灯具的配光均匀度，还能够避免眩光。别的，在一些辅佐照明和要点照明运用中，为了杰出要照亮的物体而需求特定的聚光作用，在这种情况下，可配合一些聚光透镜或反射器运用，以到达抱负的光学作用。
3.3 驱动规划
有必要保证 LED 驱动电流为恒流输出。当 LED 在正向电流下作业时，节点电压的相对改变十分小。因而，保证安稳的 LED 驱动电流，基本上等于保证安稳的 LED 输出电流。此外，灯火操控规划是现在干流驱动规划之一，多用于气氛照明运用中，可依据不同的环境完成不同的亮度等级，还能彻底完成节能方针。现在，驱动规划的首要趋势侧重于进步功率因数、下降驱动功耗、优化操控精度和加速响应速度。在规划过程中，电源的规划、印刷电路板的布局和串并联方法都是有必要考虑的要素。
4 高功率LED照明的技能应战
即便 LED 在室内要点照明和装修照明运用中已有令人满意的体现，可是在一般照明和气氛照明运用中依然面对许多应战，包含初置本钱、色温较低时的光效、显色指数和体系牢靠性等。
4.1 进一步下降初置本钱
本钱是室内照明中相对比较灵敏的要素，特别是在家居照明运用中。虽然 LED 灯类型越来越多，光效也在不断进步，可是价格高这个问题依然存在。可是当LED光源价格下降，体系规划的全体优化，总本钱就必定下降。回想紧凑型节能日光灯初次投放商场时，本钱约为 15 美元，现在已降至 1.50 美元以下。因而，能够揣度，跟着商场的不断开展，LED 灯的价格很快便能到群众能够承受的程度。
4.2 进步低色温时的光效
4，000K 以下的低色温一般是室内家居照明的首选。暖白光令整个环境愈加温温暖放松；而冷白光则给人洁净、高效、亮堂的感觉，较适用于办公室和室外照明。因为荧光粉的原故，低色温时 LED 的光效一般会比高色温时低大约 30% 。
4.3 办理光效和显色指数
在一般情况下，LED 的光效越高，显色指数越低。室内照明一般要求 LED 具有更高的显色指数，才干客观显现物体的亮度和色彩及到达肉眼直接调查外部景象时的实在作用。为此，进步 LED 光效的一起，还需求进一步进步显色指数。另一种方法则是在灯具外表添加一些红光，然后到达显色指数超越 90 的作用。
4.4 提高高电流驱动期间的功率
现时，一般能够将 1W LED 的电流从 350mA 加大到 1，000mA。但是，在高电流驱动下，即便光通量添加，全体效能一般也会相对明显下降。因而，有必要平衡体系总本钱和光效。假如能够在高电流驱动下进步 LED 的光效，则只需保证供给更高的体系光效，就能够大大削减所需的 LED 数量，然后大幅减低本钱。
4.5 进一步缩小 LED 的封装尺度
除了环保、节能、无公害外，室内LED还具艺术性、尺度小和能显示特性这些特色。而经过进一步缩小 LED 封装尺度，能够令灯具规划更具灵敏性和立异空间。关于需求用混合照明以进步显色性的运用场合，较小的封装尺度十分有助于完成混合光透镜和混合光效规划。
4.6 延伸运用寿命、进步体系牢靠性
在一般照明运用中，LED 的全体功率、运用寿命和牢靠性有必要经过体系优化才干得以提高。传统灯具的体系拼装比较简略，而 LED 照明体系则触及多个元件，如图 3 所示。
LED 光源：紧凑、高效，有多种色彩和输出功率可供挑选。
电源转化：将交流电、电池和其他电源高效转化为安全的低电压、恒流电源。
操控和驱动：运用电子电路完成 LED 的恒流驱动和操控。
热办理：若要到达更长的运用寿命，操控 LED 节点温度显得十分重要，散热剖析也不可或缺。
光学元件：透镜、反射器或导光板资料是将光线聚集在方针区域必需的光学元件。
5 运用于室内照明的LED光源介绍
如前文所言，细巧、高效都是挑选LED作光源的重要考虑要素。OSLON SSL LED 是欧司朗光电半导体的最新产品，其功率约为1W。如图 4 所示，该款 LED 首要规划用于一般室内照明，外形细巧，封装尺度仅为 3mm x 3mm，并且功能安稳、牢靠，发光功率杰出，最大光效超越 100lm/w。即便在高电流下，它也能保持杰出的发光功率，从而有用下降灯具的全体本钱。且具有极高的牢靠性和 80°的光束角，所以能够顺畅地将光线投射到外部透镜上。该款 LED 仍是室内照明的聚光灯、台灯和天花板泛光灯的抱负光源。
因为这款 LED 能够有用处理高电流，因而能够助顾客创立极端节能和节省本钱的照明解决方案。就这点而言，OSLON SSL LED 具有成为未来“绿色”光源的一切特性。该款 LED 的热阻低至 7K/W，散热办理愈加简略，其细巧的外形更是使规划师能够更灵敏地创立杂乱精美的照明解决方案。假如需求等别强的光线，则能够与一些灯具调配运用。除了超白光（色温为 5，700 ～ 6，500K）版别，还有中白光和暖白光（色温为 2，700 ～ 4，500K）版别。
OSLON SSL LED 选用最新的芯片技能制作而成，保证了极高的光效。OSLON SSL LED 的首要参数如表1 所示。现在，当作业电流为 350mA 时，光源的超白光（色温为 5，700K 和 6，500K）典型亮度高达 110lm，光通量最大到达 130lm。当作业电流为 350mA且色温为 3，000K 时，其典型光效可达 75lm/W，亮度则达 85lm。当作业电流为 700mA（暖白光）时，亮度高达 155lm，即可下降单位流明本钱的，亦能保持极高的光效，即便少量 LED 亦可完成高标准的照明。
例如，只需求七颗 OSLON SSL LED，即可规划出一盏约 15W 的 LED 聚光灯（见图 5）。当驱动电流为 700mA 时，LED 灯的亮度可达近 1，400lm，并且尺度十分细巧。有赖它的 80° 光束角，搭载反射器或透镜时，光效仍十分高。即便将散热和光损耗考虑在内，灯具的终究光通量也可超越 1，000lm。此外，当需求不同的色温或显色指数时，这七颗 LED 中只要少量须更换为暖白光或其他单色 OSLON SSL LED。这样，既可取得任何色温或更高的显色性，也大大添加 LED 灯的规划灵敏度。
6 结语
跟着LED 技能的快速开展以及LED光效的逐步进步，LED 的运用将越来越广泛。特别是跟着全球功动力缺少问题的日益严重，人们越来越重视 LED 在照明商场的开展远景，LED 将是替代白炽灯、钨丝灯和荧光灯的潜力光源。此外，在室内灯具规划方面，LED 将趋向节能化、人性化和艺术化。而OSLON SSL LE
