第一篇：LED在汽車照明系統(tǒng)中的應(yīng)用

【本文來源：中國電源博覽】引言

在20世紀(jì)80年代中期,LED開始被用于汽車中央高位剎車燈(CHMSL)。進(jìn)入90年代,汽車儀表LCD面板背光照明普遍采用LED這種固態(tài)新光源。進(jìn)入新世紀(jì)后,隨LED功率和亮度的提升,除了汽車前照燈外,LED全面進(jìn)入了汽車照明和信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用。2005年,全球LED在手機(jī)中所占的市場份額達(dá)52%。自從2005年以后,由于手機(jī)市場趨于飽和,不再呈增長的態(tài)勢(shì),取而代之的則是汽車、交通信號(hào)燈、景觀裝飾照明和一般照明市場,其中車用LED市場具有較大的誘惑力。傳統(tǒng)汽車燈的發(fā)展歷程及其分類

2.1 傳統(tǒng)汽車的發(fā)展歷程

1879年,愛迪生發(fā)明了以電能作能源的真空白熾燈泡。1886年汽車問世之初,老爺車在夜間行駛時(shí)懸掛的是搖晃不定的汽燈。由于那時(shí)車輛很少,車速很低(不到30km/h),盡管道路狹窄而崎嶇不平,既無傷人之虞,更無撞車之險(xiǎn)。

在汽車車輛逐漸增加、車速也有所提高的情況下,路上行人也漸多,汽車不再允許僅靠一盞汽燈悠閑晃蕩了。于是光源工程師依托新興的白熾燈為汽車設(shè)計(jì)了一雙錚亮的白熾燈眼睛。當(dāng)時(shí)的汽車的電氣工程師已給汽車配備了車載小型發(fā)電機(jī),這為汽車電氣照明的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

在車輛日益增多、車速不斷提高的形勢(shì)下,照明僅是瞻前已經(jīng)不夠,還需左顧右盼和免除后顧之憂,從此不僅車前燈,而且各種尾燈如行車燈、剎車燈、轉(zhuǎn)向燈、后霧燈等一系列燈種相繼問世,為避免夜晚行車的追尾或轉(zhuǎn)彎時(shí)的相撞起了關(guān)鍵性作用。隨后前照燈又發(fā)展成近光燈、遠(yuǎn)光燈、前霧燈等多種燈種。

為在不降低白熾燈壽命的前提下,提高燈絲溫度和發(fā)光效率,上世紀(jì)50年代光源工程師發(fā)明了充氣白熾燈泡,隨后60年代又發(fā)明了在充氣白熾燈中加入鹵素的鹵鎢燈。20世紀(jì)70年代,光效達(dá)201m/W的鹵鎢燈大規(guī)模替代了自熾燈用于汽車照明,至今仍然是汽車前照燈中占統(tǒng)治地位的燈種。為滿足高速車輛的照明要求,更先進(jìn)的高強(qiáng)度放電(HID)燈應(yīng)運(yùn)而生,其中的代表性光源則是氙氣金鹵燈。一只35W氙氣金鹵燈輻射光通(3200lm)為55W鹵鎢燈(1101lm)的3倍,光效比金鹵燈高4.5倍,壽命超過10倍。

2.2 汽車燈的分類

汽車燈按用途分照明燈和信號(hào)燈兩大類。照明燈猶如汽車的“眼睛”,在黑暗中照亮汽車行駛方向上的道路,延伸和拓寬駕駛員的視野;信號(hào)燈如同汽車的“嘴巴”,車輛可通過燈

光信號(hào)同其它車輛進(jìn)行“語言”交流,向其它汽車司機(jī)明示本車的存在及其行駛的狀態(tài),以使汽車在道路上能夠安全快捷行駛。

照明燈又分為車外照明燈和車內(nèi)照明燈。車外照明燈包括前照燈、前霧燈和牌照燈等;車內(nèi)照明燈主要是指儀表燈和閱讀燈等。

信號(hào)燈也分車外信號(hào)燈和車內(nèi)信號(hào)燈。車外信號(hào)燈是指轉(zhuǎn)向指示燈、制動(dòng)燈、尾燈、示寬燈、倒車燈等;車內(nèi)信號(hào)燈泛指儀表板指示燈,主要有轉(zhuǎn)向、機(jī)油壓力、充電、關(guān)門提示及音響、空調(diào)等指示燈。在這些車燈中,屬于控制性檢驗(yàn)的有車外照明燈和車外信號(hào)燈,因?yàn)樗鼈兪切熊嚢踩年P(guān)鍵部件。

汽車車前燈具如圖1所示。其中的前照燈像人的眼睛一樣,起到畫龍點(diǎn)睛的作用,為汽車增色不少,如圖2所示。

在車用燈具中,通常人們還將后轉(zhuǎn)向燈、制動(dòng)燈、尾燈、后霧燈、倒車燈和行李箱燈等稱為輔助燈具,如圖3所示。

2.3 汽車燈的重復(fù)作用

汽車車燈是汽車行駛必不可少的安全部件。據(jù)統(tǒng)計(jì),車輛總行駛里程的25%是在夜晚或自然光線不足的情況下行駛的,而在此間發(fā)生的交通事故占到總事故的33%,并且50%的傷亡事故發(fā)生在夜間。在多個(gè)ECE法規(guī)中,與車燈有關(guān)的法規(guī)就有近40個(gè)。我國目前汽車產(chǎn)品的74項(xiàng)強(qiáng)制性檢驗(yàn)中,與車燈有關(guān)的項(xiàng)目就占23項(xiàng)。新一代固態(tài)光源LED成為汽車車燈的新寵

3.1 LED在汽車照明系統(tǒng)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

新一代固態(tài)冷光源LED于上世紀(jì)60年代問世。直到80年代之前,由于那時(shí)LED的亮度不高,只是將其作為指示燈等使用,不會(huì)有人想到它會(huì)能作為汽車車燈。進(jìn)入80年代后,LED亮度有了較大提高,1985年被用于一輛客車上。1986年Nissan公司在300ZX型汽車上使用了72只φ5mm的LED作為中央高位剎車燈,標(biāo)志著LED開始進(jìn)入了汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用。與傳統(tǒng)車燈光源比較,LED的優(yōu)勢(shì)如下：

(1)壽命長,免維護(hù),在整個(gè)汽車使用期限之內(nèi)有可能不用再更換燈具。

(2)非常節(jié)能,比同等亮度的白熾燈節(jié)能至少在一半以上。表1列示了汽車信號(hào)燈與白熾燈能耗的比較。

根據(jù)2003年美國能源署(DOE)車用LED節(jié)能審估報(bào)告,結(jié)果令人吃驚。僅對(duì)小轎車而言,若美國全國都使用LED車燈,每年可節(jié)省燃料14億加侖(美制1加侖=3.785升),而且載貨卡車節(jié)省的燃料比小轎車多2倍。

(3)無須熱啟動(dòng)時(shí)間,亮燈響應(yīng)速度快。普通自熾燈燈泡的啟動(dòng)時(shí)間一般為100-300ms,而LED通常不足70ms。對(duì)于事關(guān)重要的制動(dòng)燈來說,這樣的時(shí)間差距意味著高速行駛時(shí)的制動(dòng)距離相差4～7m,從而使汽車追尾事故發(fā)生率降低5%。

(4)結(jié)構(gòu)簡單,擾震動(dòng)和耐沖擊性能強(qiáng)。

(5)體積小,設(shè)計(jì)靈活性大,可以隨意變換燈具模式,適用各種造型的汽車。

(6)LED的冷光特性,使燈具不會(huì)因長期受熱而變形,從而提高了整套燈具的壽命。

(7)受電壓變換的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通燈泡,而且易于控制。

表2給出了LED高位制動(dòng)燈與自熾燈高位制動(dòng)燈的比較。

LED以其卓越的安全性、可靠性、環(huán)保性和節(jié)能性,成為汽車照明系統(tǒng)的新寵,給汽車車燈的升級(jí)和革命帶來了楔機(jī)。

3.2 LED在汽車照明系統(tǒng)中的應(yīng)用

LED在汽車中的應(yīng)用非常廣泛,除車頭前照燈外,其它一些車外和車內(nèi)燈、照明與信號(hào)燈、高照度與低照度燈均可采用LED光源,如圖4所示。

3.2.1 LED在汽車低照度照明中的應(yīng)用

LED在汽車低照度照明系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是儀表板背光照明、操作開關(guān)、閱讀燈、示寬燈、牌照燈等,這是汽車制造商最早將LED應(yīng)用于汽車,同時(shí)也是目前LED在汽車中應(yīng)用最多的部分。

汽車內(nèi)部的顯示,如儀表盤,過去主要采用白熾燈或真空熒光(VF)來提供背光,后來出現(xiàn)了用CCFL作為背光源的顯示板。隨著LED技術(shù)的不斷進(jìn)步,LED已經(jīng)取代傳統(tǒng)光源組合到背光照明中。從儀表盤到整個(gè)娛樂、導(dǎo)航、行程計(jì)算及信息中心控制顯示等等,LED幾乎無處不在。LED用于背光照明主要有以下三種方式：

(1)最簡單的方式是把LED直接安裝在LCD散射膜的后面,可使用許多封裝的LED,也可采用未封裝的管芯。

(2)另一種方式是將LED發(fā)出的光導(dǎo)入光纖束中,在光纖束的散射膜后面構(gòu)成一個(gè)平坦的薄片,可以不同的方式將光從薄片中取出作為LCD的背光照明。

(3)還有一種方式是邊緣光LCD背光照明,用一個(gè)透明或半透明的矩形塑料塊作為導(dǎo)光體,將其直接安裝在LCD散射膜后面,塑料塊的后表面涂有白色反光材料,LED光從塑料塊的一個(gè)側(cè)邊射入,其余側(cè)邊或白色反光材料。

當(dāng)多個(gè)LED一同用于汽車儀表盤照明或娛樂系統(tǒng)控制時(shí),顏色和亮度的一致性就顯得特別重要,被照區(qū)域的亮度需要均勻一致,不應(yīng)有任何陰影。

LED在汽車內(nèi)部的照明主要包括一般照明用頂燈、閱讀燈、美容化妝燈、門鎖燈等等。其達(dá)到的目的是提供放松和友好的和諧氣氛,以減輕駕駛員的疲勞,改善和提高舒適程度,幫助駕駛員能得到大量可讀和清晰的信息。

3.2.2 LED在汽車高照度照明中的應(yīng)用

(1)LED在汽車信號(hào)燈中的應(yīng)用

汽車信號(hào)燈主要指剎車燈、方向燈和尾燈,對(duì)其照度和顏色都有明確的規(guī)定。在上個(gè)世紀(jì)80年代中期,LED開始進(jìn)入到汽車產(chǎn)業(yè)。我國第一個(gè)LED車燈是桑塔納2000型轎車的高位制動(dòng)燈,它由上海汽車電子工程中心和上海小系車燈有限公司聯(lián)合開發(fā),并于2000年通過上海大眾汽車公司認(rèn)證而投產(chǎn)。迄今為止,LED在汽車上的應(yīng)用除了儀表LCD面板背光照明外,最流行的當(dāng)屬中央高位剎車燈,目前已有80%以上的歐系和日系汽車安裝了LED中央高位剎車燈。

在2004年北京車展上,法國富奧公司展示了用4個(gè)LED做成的高位剎車燈,還有用一個(gè)LED燈來實(shí)現(xiàn)所有尾部信號(hào)燈功能,包括停車燈、后小燈、轉(zhuǎn)彎指示燈、霧燈和倒車指示燈等。到2010年,絕大部分汽車尾燈照明將采用LED,包括倒車燈和牌照燈在內(nèi)。2000型凱迪拉克和S級(jí)奔馳車上,后燈(尾燈、剎車燈和轉(zhuǎn)向燈)全部使用了LED。新奧迪A8轎車側(cè)面轉(zhuǎn)向燈、行車燈、剎車燈和轉(zhuǎn)向燈等,也全部使用了LED。目前國際上新款式高檔轎車,如凱迪拉克、寶馬、豐田、奔馳和福特等,都裝配了五彩繽紛LED燈具。

(2)LED在汽車前照燈中的應(yīng)用初見端倪

前照燈是汽車在夜問行駛時(shí)照明前方道路的燈具,是保障汽車安全運(yùn)行的重要部件之

一。前照燈的照明距離越遠(yuǎn),配光性越好,汽車行駛的安全性能也就越高。汽車前照燈發(fā)出遠(yuǎn)光和近光兩種光束,其中遠(yuǎn)光在無對(duì)方來車的道路上,汽車以較高速度行駛。遠(yuǎn)光應(yīng)保證在車前100m或更遠(yuǎn)的路面上得到明亮而均勻的照明。

在全部車LED燈具中,最難也是最后投入使用的則是車頭前照燈。目前LED前照燈都是用在一些車展上的概念車上,如圖5所示。

自2003年以來,有15多家汽車制造廠在相關(guān)車展上展出了采用LED頭燈的概念車。在北美一次國際車展上登場的福特概念車中,其中一輛則采用了LED頭燈。日本小系等公司也有樣燈展出。2007款林肯Aviator等車型同樣采用全新的照明系統(tǒng),其中包括LED前照燈。Lexus公司在2007年推出一款2008LSGoohL混合動(dòng)力豪華汽車量產(chǎn)車,其前照燈采用了LED設(shè)計(jì)。日本豐田于2007年在凌志600H車型上開始安裝LED車頭前照燈,德國大眾計(jì)劃于2008年在奧迪R8車型上安裝LED前照燈。從目前的情況來看,LED前照燈還處在研發(fā)階段,預(yù)計(jì)在10年之內(nèi)將會(huì)在普通轎車上比較普遍地被采用。

LED這種新光源,對(duì)于汽車前照燈的形狀和排列有著較大的靈活性。利用LED體積小這一優(yōu)勢(shì),可以大幅縮小前照燈整組燈具的體積,讓出一些寶貴的空間給其它相關(guān)裝置?，F(xiàn)有的鹵鎢燈或HID燈燈具總長約30cm,而許多概念車上的LED燈具只有12.5cm,而且可以在造型上突破傳統(tǒng)燈具的圓形設(shè)計(jì)。由于LED采用模塊化設(shè)計(jì),從造型上看,前照燈設(shè)計(jì)給人們以全新的視覺沖擊。使用LED作為前照燈,不僅顏色識(shí)別性比鹵鎢燈等老式燈高,而且由于老式燈只有一個(gè)光源,難以擴(kuò)大照明區(qū)域,而LED燈具有多個(gè)光源,由此可使照明區(qū)域廣度擴(kuò)大。

(3)LED在汽車前照燈中應(yīng)用面臨許多挑戰(zhàn)

在LED全面進(jìn)軍汽車應(yīng)用市場中,一個(gè)最大的障礙就是前照燈。前照燈傳統(tǒng)光源已經(jīng)十分成熟,像代表性光源鹵鎢燈,雖然光效不是很高(約201m/W),但價(jià)格低廉。高壓氙燈雖然價(jià)格相對(duì)較高,但安全、高效、節(jié)能,而且體積小,燈具設(shè)計(jì)簡單,因而倍受青睞。LED要在汽車頭燈中取代傳統(tǒng)光源,并非是一件容易的事情,需要解決以下幾方面的問題。

一是亮度輸出。前照燈的亮度要求是：近燈900lm,遠(yuǎn)燈1100lm,整體為2000lm,約是Lumileds公司的40個(gè)1W的LuxeonLED在25℃時(shí)的總光源輸出。這類LED當(dāng)環(huán)境溫度升至50℃時(shí),效率會(huì)降至80%以上。為提高亮度,需要更多數(shù)量的LED,這不僅會(huì)引起成本增加,而且會(huì)使LED的故障率增加。

二是散熱問題。傳統(tǒng)光源產(chǎn)生的熱雖然遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于LED,但不會(huì)囚高溫而降低其光輸出。然而,LED光輸出卻會(huì)因結(jié)溫升高而下降。因此,散熱問題在LED前照燈燈具設(shè)計(jì)工作中至關(guān)重要。為防止LED過熱而燒毀,需要為其加裝散熱片。由于前照燈需用很多個(gè)LED,加設(shè)散熱片后體積會(huì)過于龐大,難以納入燈具之中。

三是光學(xué)設(shè)計(jì),利用LED作為光源設(shè)計(jì)燈具,需要對(duì)傳統(tǒng)的柱光源變?yōu)槊婀庠?。為得到需要的流明輸?LED需要較大的封裝面積,致使光學(xué)設(shè)計(jì)難度增大。在目前一些概念車上,都以模塊化設(shè)計(jì)取代現(xiàn)有的單一燈室設(shè)計(jì),利用多組燈光源來達(dá)到傳統(tǒng)燈具的照明水平,從而減小了光學(xué)設(shè)計(jì)難度,并增加了車體造型設(shè)計(jì)感。

3.3 LED在汽車中應(yīng)用市場前景看好

在2006年之前,LED最大的應(yīng)用亮點(diǎn)是手機(jī),其在全球所占的份額達(dá)52%。2005年之后,手機(jī)趨于飽和,取而代之的是汽車、交通燈、景觀照明和一般照明。

汽車產(chǎn)業(yè)在全球經(jīng)濟(jì)中仍然是一個(gè)支柱產(chǎn)業(yè)。目前我國的汽車年產(chǎn)能達(dá)800多輛,已超過德國,產(chǎn)量位居世界第三。規(guī)模如此之大的汽車產(chǎn)業(yè),拉動(dòng)了車用燈具的發(fā)展,同時(shí)為LED在汽車上的應(yīng)用提供了廣闊的市場空間。按目前LED的技術(shù)水平,一輛汽車需要300多個(gè)LED,其需求量非常之大。未來幾年我國車燈將會(huì)有較大的發(fā)展,形成超過10億元的年產(chǎn)值。

第二篇：淺談LED照明燈具在維修機(jī)庫應(yīng)用

近些年來，中國經(jīng)濟(jì)保持高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，在能源消耗總量急劇增加的同時(shí)，能源使用效率卻處于國際落后的水平，因此國家提出節(jié)約能源的基本國策，隨著民航業(yè)務(wù)的發(fā)展，維修業(yè)務(wù)越來越多，很多航空公司都加大了對(duì)維修設(shè)施和維護(hù)設(shè)備的投資力度，如何合理利用電氣節(jié)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，節(jié)約企業(yè)運(yùn)行成本，提升企業(yè)競爭力，是需要深入考慮的問題。

照明燈具的合理選擇，是促進(jìn)節(jié)能的重要方向: 維修機(jī)庫一般由機(jī)庫大廳和附樓組成，維修大廳是停放和維修飛機(jī)的場所，附樓主要包括動(dòng)力設(shè)施和各類維修車間。

機(jī)庫跨度大，面積大，高度一般超過20米，對(duì)照明的質(zhì)量，照度，光效要求也比較高。

根據(jù)維修工藝不同，機(jī)庫及附樓維修車間照度一般為300-500Lux,辦公室等房間為300lux，其余場所按照【GB 50034-2013 建筑照明標(biāo)準(zhǔn)】，在滿足照度要求的情況下，各場所內(nèi)照明功率密度限定在目標(biāo)值以下。

目前，LED燈具已經(jīng)在民航機(jī)場廣泛應(yīng)用，包括跑道，滑行道，停機(jī)坪，高桿等區(qū)域和場所，今后LED燈使用的范圍將逐步擴(kuò)大，對(duì)機(jī)場進(jìn)行全覆蓋。

相對(duì)傳統(tǒng)鹵素?zé)艋蚋邏衡c燈來說，如采用LED燈具作為維修機(jī)庫照明光源，以愛視麗(Eye's Light)品牌燈具為例，具有顯色性好（Ra>75以上，保護(hù)機(jī)務(wù)維修人員視力，防止用眼疲勞），發(fā)光效率高(整燈100lm/W)，功率因素高(PF>0.98)，免維護(hù)（5年免維護(hù)，避免高空作業(yè)頻繁更換燈具），色溫選擇多(2700-6500K)，適用于大空間場所，滿足不同場所不同需求等優(yōu)勢(shì)。

LED 150W燈具可替代傳統(tǒng)燈具400W

LED 400W燈具可替代傳統(tǒng)燈具1000W

節(jié)能60%以上，效果非常明顯。

以下是某知名品牌燈具在機(jī)庫改造項(xiàng)目實(shí)例：

香港飛行服務(wù)隊(duì)機(jī)庫150W LED投光燈應(yīng)用-安裝高度15米-平均照度300lux

管理方便，為節(jié)約企業(yè)成本，提升企業(yè)的競爭力，是電氣設(shè)計(jì)人員需要深入考慮的問題。

第三篇：LED照明燈具在軌道車輛上的應(yīng)用

LED照明燈具在軌道車輛上的應(yīng)用

技術(shù)工程部 宋玉慶 高夫基

摘要：本文簡述了LED照明燈具特點(diǎn)及應(yīng)用場合，重點(diǎn)介紹在軌道車輛客室照明系統(tǒng)的應(yīng)用結(jié)構(gòu)及可行性。

1.簡介

近年來，隨著以節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境為宗旨的綠色照明燈具的應(yīng)用。LED是Light Emitting Diode（發(fā)光二極管）的簡稱，早在上世經(jīng)60年代就已經(jīng)出現(xiàn)，80年代后在輔助、指示、信號(hào)等低照度的場合成功地廣泛應(yīng)用。從LED產(chǎn)生到現(xiàn)在，其能夠達(dá)到的最高光通量已經(jīng)增加了幾個(gè)數(shù)量級(jí)，目前達(dá)到了100lm以上，已逐漸開始成為白熾燈甚至熒光燈的實(shí)際替代品。

隨著軌道車輛的技術(shù)發(fā)展，客室照明要求相應(yīng)地日趨嚴(yán)格，LED作為一種新型的固態(tài)光源，正逐漸被應(yīng)用在客室照明系統(tǒng)中，將成為軌道車輛的新一代照明光源。

2.LED發(fā)光的原理及性能特點(diǎn) 電致發(fā)光原理

與其他二極管一樣，LED包含有一片半導(dǎo)體材料基片與雜質(zhì)相互滲秀或摻雜形成的pn結(jié)。穩(wěn)態(tài)時(shí)，極性相反的載流子（電子或空穴）因形成了空間電場無法穿過Dpn結(jié)。當(dāng)LED的pn結(jié)正向偏置時(shí)，電流可以正分容易地從P區(qū)（陽極）流向N區(qū)（陰極），但不能反向流動(dòng)。當(dāng)電子空過PN結(jié)從N型材料進(jìn)P型材料時(shí)，電子和空穴的復(fù)合過程會(huì)產(chǎn)生光子。這一過程稱為電致發(fā)光。因此暴露的的半導(dǎo)體材料表面可以發(fā)光，這就是LED發(fā)光的原理。

燈具的作用

燈具是能起到分配、透過和改變光源的光的設(shè)備，包括除光源外所有用于固定和保護(hù)所需的全部零部件，必要時(shí)還可包括其與電源連接的線路附件。其具體作用是

1).合理地分配光，即將光源的光通量重新分配 2).防止光源或燈具所產(chǎn)生的眩光 3).提高光的利用率 4).保護(hù)光源免受損傷 5).美化和裝飾照明環(huán)境。

光學(xué)特性

燈具的光學(xué)特性主要由下列三特性決定。1).燈具效率

燈具效率是在規(guī)定條件下燈具所發(fā)出的光通量ΦL與燈具內(nèi)的全部光源在燈具外點(diǎn)燃時(shí)發(fā)射的總光通量Φs之比。以符號(hào)η表示。

η=ΦL/ΦS

燈具的效率愈高愈好，一般燈具的效率為0.7時(shí)屬于較高效率的燈具；如果燈具效率達(dá)到0.8，則屬于高效率燈具。燈具所用的材料影響燈具的效率，如采用高反射比和透射比的材料，則燈具效率提高甚大。效率也取決于燈具的出光口大小，出光口愈大，則效率愈高。此外燈具效率還取決于燈罩和反射器形狀的光學(xué)設(shè)計(jì)。

2).燈具的截光角和遮光角 燈具的截光角（γ）是在燈具垂直軸與剛好看不見高亮度發(fā)光體的視線之間的夾角。而遮光角是截光角的余角（α）。遮光角愈大，則眩光愈小。

3).配光曲線

燈具在空間各個(gè)方向上的光強(qiáng)分布情況，用配光曲線來描述。配光特性是衡量燈具光學(xué)特性的重要指標(biāo)。

在城軌車輛的客室照明實(shí)際應(yīng)用中，一般要求燈具光線均勻，不能有防礙視覺的眩光或閃光。同時(shí)照度均勻易于控制。在距地板面0.8米處的照度不低于300lx。

LED燈具特點(diǎn)

與軌道車輛上目前廣泛應(yīng)用日光燈相比，LED燈具的優(yōu)點(diǎn)是比較明顯的，作為新一代的照明光源，較其他照明光源，具有以下優(yōu)點(diǎn)：光效高、功率因素高、無頻閃、無紫外光、啟動(dòng)快、壽命長、抗震性好、綠色環(huán)保。

第一，節(jié)能，在滿足同樣要求照度情況下，采用LED燈的功率僅為普通日光燈的1/2~1/3。節(jié)省效果是很明顯的。這一點(diǎn)在軌道車輛的客室照明系統(tǒng)，將再通過合理的電源選擇形式與應(yīng)急燈設(shè)置方式，可以在簡化線路與控制方式的同時(shí)，并大大減少照明系統(tǒng)輔助功率的需求。

第二，耐震性優(yōu)良，作為一種新型的固態(tài)光源確立了在機(jī)動(dòng)車、軌道交通等車輛中應(yīng)用的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，目前汽車除前大燈外幾乎都由LED取代。

第三，維護(hù)簡單壽命長。一般普通日光燈的壽命在5000小時(shí)左右，由于軌道車輛的交流供電品質(zhì)影響，其實(shí)際壽命會(huì)更低。再加上因鎮(zhèn)流器、啟輝器等零件的故障造成車輛使用過程的維護(hù)保養(yǎng)方面花費(fèi)在照明系統(tǒng)的費(fèi)用與時(shí)間很大。而LED燈的壽命一般在30000小時(shí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于日光燈的使用壽命，幾乎是軌道車輛系統(tǒng)壽命最長的零部件。而且LED燈采用直流恒壓供電，受電源品質(zhì)的影響也小得多。因此采用LED燈具會(huì)極大地減輕軌道車輛在照明系統(tǒng)的維護(hù)精力，提高整個(gè)車輛的可靠性。

第四，無頻閃效應(yīng)，照明品質(zhì)高。日光燈的閃爍頻率為電源頻率的兩倍。第五，啟動(dòng)過程簡單、迅速，并且不會(huì)因頻繁啟動(dòng)而損害LED的工作壽命。

第六，工作時(shí)動(dòng)態(tài)范圍大，從3％工作電流～100％工作電流范圍內(nèi)可大幅度調(diào)光的特性，易實(shí)現(xiàn)智能化調(diào)光節(jié)能，既節(jié)能又延長LED的使用壽命。這在上海地鐵3號(hào)線等有頻繁開關(guān)或調(diào)節(jié)亮度的應(yīng)用中具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。

第七，LED供電電壓低，在普通照明中要設(shè)置電源轉(zhuǎn)換電路，使燈具結(jié)構(gòu)復(fù)雜。但是在軌道車輛上通過合理選擇客室照明系統(tǒng)的供電方式，會(huì)簡化照明系統(tǒng)的電氣設(shè)計(jì)及要求。

第八，LED燈具的制造和使用過程無重金屬污染，而且還能再利用，是具有綠色前景的新一代照明燈具。

3.LED照明燈具的結(jié)構(gòu)形式

LED作為軌道車輛的客室照明形式主要有三種方式

第一種方式最為簡單，制作外形結(jié)構(gòu)與原來熒光燈外形接口一致的LED燈具，直接替換下原來燈具。需要說明的是由于LED的工作方式與原來熒光類大不相同，電源部分需要重新設(shè)計(jì)，由于目前市場一般用的超高亮度LED單元，為直流12V或24V。所以這種熒光燈式LED燈在LED單元的背面均設(shè)有電源驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換電路，將交流220V電源轉(zhuǎn)換成LED照明單元所需的直流電源。對(duì)于我們軌道車輛來說，因?yàn)檐囕v系統(tǒng)本身有24V的直流電源，因此可以對(duì)客室照明系統(tǒng)的供電電路重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，直接使用車輛的24V系統(tǒng)供電，取消燈具本身的驅(qū)動(dòng)電路，將會(huì)極大增強(qiáng)燈具的可靠性。這種燈管式的LED燈具由于受制于遮光角度問題，難以避免在燈罩背面產(chǎn)生暗區(qū)，目前還難以被廣泛應(yīng)用。但是，在已有車輛的節(jié)能改造中是優(yōu)選的易行方案。

圖2 熒光燈管式LED燈具

第二種方式是邊緣布置LED光源的平板照明形式，這種燈的結(jié)構(gòu)如圖3所示，主要有超高亮度LED燈帶、散熱片、彈性卡簧、平板燈體、封裝膠帶及電源線組成，一般的平板燈的厚度可以做到8mm或者更小，長度和寬度通過組合幾乎不受限制。這種結(jié)構(gòu)的平板燈體將導(dǎo)光板與擴(kuò)散板設(shè)計(jì)集于一體，因此不會(huì)產(chǎn)生牛頓環(huán)等現(xiàn)象。與通過將單個(gè)LED光源通過列組成的平面光源（深圳地鐵5號(hào)線）相比，這種結(jié)構(gòu)的簡單，散熱性良好，此外還可以很容易地與頂板或側(cè)頂板集成嵌入安裝，但是由于結(jié)構(gòu)布置上的限制燈具照度較低，導(dǎo)光板的選材上也必須保證其出光率高，光色純正，無眩光，無暗區(qū)，透光率在90%以上，據(jù)報(bào)道目前已有可用于LED熱管理系統(tǒng)冷卻組件的聚碳酸脂導(dǎo)光板。在軌道車輛的客室照明上邊緣布置LED光源的平板燈應(yīng)趨于設(shè)計(jì)成條狀燈具，可以沿客室縱向布置多條燈具，來擴(kuò)大燈具面積，滿足照度要求。

圖3 LED平板燈結(jié)構(gòu)示意圖

第三種方式是設(shè)計(jì)LED燈帶（國外稱Light Bar），安裝在原來的燈安裝位置。這種結(jié)構(gòu)的燈具進(jìn)行線狀設(shè)計(jì)，利用LED自身的出光方向性把有效的光投到客室內(nèi)部，出光的利用率高，散熱性好。從根本消除了把幾十顆、甚至上百顆LED串、并聯(lián)集成在很小的面積內(nèi)，造成散熱差，影響光效，抹殺了LED長處的缺點(diǎn)。能充分發(fā)揮LED發(fā)出的光束集中，不需要反射器聚光的長處，或通過利用平面鏡光學(xué)系統(tǒng)，在用較少LED發(fā)光單元情況下照亮很大的面積，同時(shí)LED燈帶的截面尺寸可以做得很小，如圖4所示。因此原有的安裝空間完合可以滿足。固定形式可以采用端部或者背部嵌入安裝皆可。

圖4 LED燈帶結(jié)構(gòu)示意圖

圖5雙排布置的燈帶結(jié)構(gòu)

5.LED照明燈具設(shè)計(jì)注意的問題

LED照明燈具以其節(jié)能耐振及高可靠性，很適合于在軌道車輛客室照明中的應(yīng)用，但是LED產(chǎn)品本身也有不可避免的缺點(diǎn)：

1）怕高溫，尤其散熱不好時(shí)，會(huì)造成光效低、使用壽命短，光衰快。2）怕超功率運(yùn)行，那怕是瞬時(shí)的超功率也會(huì)明顯影響使用壽命。

因此，在實(shí)際應(yīng)用過程中，重視設(shè)計(jì)需求，從產(chǎn)品安全要求（結(jié)構(gòu)、IP等）、性能要求（包括配光要求），EMC（包括EMI和EMS）要求以及用戶使用的要求。采取適宜的措施，對(duì)照明系統(tǒng)的燈具、布置、電源、控制系統(tǒng)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)，從整車匹配到緊急照明燈的啟用等進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃考慮。杜絕產(chǎn)品缺陷，確?？褪艺彰飨到y(tǒng)壽命與可靠性。才能體現(xiàn)LED的安全、高效和長壽特性。

雖然傳統(tǒng)光源的產(chǎn)熱量遠(yuǎn)高于LED光源，但不會(huì)因?yàn)楦邷囟档推涔廨敵觯欢鳯ED的光輸出會(huì)因?yàn)榻Y(jié)溫升高而下降，因此散熱問題在LED燈具中設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。結(jié)合我們軌道車輛的具體情況來看，LED燈具的布置上一般靠近空調(diào)風(fēng)道，因此這對(duì)燈具的散熱特性有所改善，使散熱通道短，熱阻小。

電源及控制電路的設(shè)計(jì)，電源方面要設(shè)置合理的恒流源供電電路，提高LED燈具的穩(wěn)定性，同時(shí)進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)照明電源的電流監(jiān)控手段，尤其在有調(diào)光要求的應(yīng)用情況下，提高的系統(tǒng)可靠性。

6.結(jié)論及建議

LED用于軌道車輛的客室照明中，可以減少照明系統(tǒng)的輔助功率需求，通過對(duì)照明系統(tǒng)電路的系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)還能簡化整個(gè)照明系統(tǒng)的電氣線路，同時(shí)以其節(jié)能、高可靠、長壽命的特性將極大地減少客室照明系統(tǒng)燈具的維護(hù)，目前已在深圳5號(hào)線，北京14號(hào)線等車輛上逐步應(yīng)用，隨著LED照明技術(shù)迅速發(fā)展，此類產(chǎn)品必將以強(qiáng)大生命力更廣泛地應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

〔1〕劉軍良

鐘碧羿，城軌車輛客室LED照明的特點(diǎn)及燈具選型分析，《電力機(jī)車與城軌車輛》，2010年第2期

〔2〕張國富

方宇等，上海地鐵3號(hào)線列車客室照明節(jié)能方案設(shè)計(jì)，《上海工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)》，2011年第1期

〔3〕王聲學(xué)

吳廣寧等，LED在汽車照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，《燈與照明》，2007年第1期

第四篇：LED照明總結(jié)

LED照明總結(jié)

為期一個(gè)學(xué)期的LED照明選修課，即將告一段落。在這這一學(xué)期LTD選修課中，通過老師的講解，從我以前對(duì)LED概念以及認(rèn)識(shí)一片空白和無知，老師的講解后，我逐漸認(rèn)識(shí)和了解LED的概念、應(yīng)用以及LED照明在國外和國內(nèi)的發(fā)展和發(fā)展趨勢(shì)，以及LED照明對(duì)未來的世界的影響。

下面讓我?guī)€(gè)你們介紹我對(duì)LED的認(rèn)識(shí)和總結(jié)：LED（LightingEmittingDiode）照明即是發(fā)光二極管照明，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠、青、橙、紫、白色的光。LED照明產(chǎn)品就是利用LED作為光源制造出來的照明器具。LED被稱為第四代照明光源或綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各種指示、顯示、裝飾、背光源、普通照明和城市夜景等領(lǐng)域。近年來，世界上一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家圍繞LED的研制展開了激烈的技術(shù)競賽.美國從2000年起投資5億美元實(shí)施“國家半導(dǎo)體照明計(jì)劃”，歐盟也在2000年7月宣布啟動(dòng)類似的“彩虹計(jì)劃”。我國科技部在“863”計(jì)劃的支持下，2003年6月份首次提出發(fā)展半導(dǎo)體照明計(jì)劃。多年來，LED照明以其節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)勢(shì)，已受到國家和各級(jí)政府的重視，各地紛紛出臺(tái)相關(guān)政策和舉措加快LED的發(fā)展；大眾消費(fèi)者也對(duì)

這種環(huán)保新型的照明產(chǎn)品渴求已久。但是，由于投入在技術(shù)和推廣上的成本居高不下，使得令萬千消費(fèi)者翹首以待的LED照明產(chǎn)品一直可望而不可及，遲遲未能揭開其神秘的貴族面紗！

隨著國內(nèi)部分廠家技術(shù)和生產(chǎn)成本的降低，LED照明叫好而

不叫座的局面行將改變。價(jià)廉物美的LED照明產(chǎn)品，將給中國照明行業(yè)帶來革命性的沖擊，為廣大消費(fèi)者帶來光明的福音！

LED的出現(xiàn)改變了世界的面貌，讓人們的生活充滿了活力和

光彩，讓我介紹LED的優(yōu)點(diǎn)：

高節(jié)能：節(jié)能能源無污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗（單管0.03-0.06瓦）電光功率轉(zhuǎn)換接近100%，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能80%以上。

1、壽命長：LED光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)6萬到10萬小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。

2、多變幻：LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級(jí)灰度并任意混合，即

256×256×256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。

3、利環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，眩光小，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。

4、高新尖：與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品，成功融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件 “高新尖”技術(shù)，具有在線編程，無限升級(jí)，靈活多變的特點(diǎn)。

LED的應(yīng)用領(lǐng)域“

1、信號(hào)指示應(yīng)用:信號(hào)照明是LED單色光應(yīng)用比較廣泛也是比較早的一個(gè)領(lǐng)域，約占LED應(yīng)用市場的4%左右。

2、顯示應(yīng)用:指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等，LED用于顯示屏幕的應(yīng)用約占LED應(yīng)用的20%—25%，顯示屏幕可分為單色和彩色。

3、照明應(yīng)用:

①便攜燈具:手電筒、頭燈、礦工燈、潛水燈等；

②汽車用燈:高位剎車燈、剎車燈、轉(zhuǎn)向燈、倒車燈等，大功率的LED已被大量用于汽車照明中。

③特殊照明:太陽能庭院燈、太陽能路燈、水底燈等；由于LED尺寸小，便于動(dòng)態(tài)的亮度和顏色控制，因此比較適合用于建筑裝飾照明。

④背光照明:普通電子設(shè)備功能顯示背光源、筆記本電腦背光源、大尺寸超大尺寸LCD顯示器背光源等，LED作為手機(jī)顯示的背光源是LED應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域。

⑤投影光源:投影儀用RGB光源；

⑥普通照明:各類通用照明燈具、照明光源等；

通過一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)到LED照明的發(fā)展迅速，對(duì)以后的社會(huì)會(huì)有很大的影響。LED的出現(xiàn)和發(fā)現(xiàn)讓世界變得更有色彩和絢麗的景象。LED的發(fā)展讓我們的照明設(shè)備更加的明亮，對(duì)社會(huì)的環(huán)境更加的環(huán)保。LED的發(fā)展會(huì)改變世界原來的面貌，會(huì)讓世界煥然一新

led燈管、led日光燈：

第五篇：廣東省引領(lǐng)全國LED照明應(yīng)用發(fā)展

廣東省引領(lǐng)全國LED照明應(yīng)用發(fā)展

--廣東省首創(chuàng)的LED照明產(chǎn)品標(biāo)桿指數(shù)，將推動(dòng)LED亮化工程的發(fā)展

6月23日，廣東省科學(xué)技術(shù)廳、中山市政府和廣東半導(dǎo)體照明工程省部產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新聯(lián)盟在中山市小欖鎮(zhèn)聯(lián)合召開了新聞發(fā)布會(huì)，發(fā)布了“LED照明產(chǎn)品標(biāo)桿指數(shù)”。這一指數(shù)將有利于破解當(dāng)前LED行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)重落后于技術(shù)發(fā)展的困境，并有望結(jié)束國內(nèi)目前LED市場競爭無序，產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊的混戰(zhàn)。未來，廣東將在省內(nèi)推廣該指數(shù)體系的認(rèn)證。廣東省科技廳副廳長龔國平今天在發(fā)布會(huì)上表示，國內(nèi)各個(gè)LED產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)跟不上技術(shù)創(chuàng)新的速度，造成現(xiàn)階段產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)缺失，產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)管不力，導(dǎo)致研發(fā)能力弱、技術(shù)創(chuàng)新能力不強(qiáng)、合同能源管理模式存在諸多體制障礙等突出問題。

為破解這一難題，今年以來，當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)部門開展了半年的 “廣東省LED照明產(chǎn)品標(biāo)桿指數(shù)”研究和制定工作，制定統(tǒng)一的LED路燈測試方法，并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行定期檢測，獲得代表LED照明行業(yè)產(chǎn)品創(chuàng)新水平的動(dòng)態(tài)指數(shù)，也就是標(biāo)桿指數(shù)。

廣東省LED照明產(chǎn)品標(biāo)桿指數(shù)實(shí)質(zhì)上是產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，主要為LED照明產(chǎn)品提供一個(gè)質(zhì)量對(duì)比的參照物。其核心是選取基本代表產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展方向的產(chǎn)品，按評(píng)分細(xì)則加權(quán)計(jì)算出標(biāo)桿指數(shù)，以這個(gè)指數(shù)為基準(zhǔn)建立質(zhì)量評(píng)價(jià)體系，結(jié)合第三方檢測平臺(tái)，對(duì)市場上的LED照明產(chǎn)品進(jìn)行質(zhì)量和能效的評(píng)價(jià)和定位分級(jí)。例如納入標(biāo)桿指數(shù)的企業(yè)產(chǎn)品分值為1的話，質(zhì)量低于標(biāo)桿產(chǎn)品的，分值就為零點(diǎn)幾。這樣就有利于消費(fèi)者識(shí)別LED產(chǎn)品的質(zhì)量狀況。目前，全國有以廣州萊迪光電股份有限公司為代表的十家LED生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品納入了標(biāo)桿指數(shù)。

廣東省LED照明產(chǎn)品標(biāo)桿指數(shù)包括照明燈具的環(huán)境溫度、水平照度、垂直亮度、溫度循環(huán)、潮態(tài)耐久等10個(gè)指標(biāo)。參考產(chǎn)品由廣東省科技廳評(píng)選，目前，全國共有以廣州萊迪光電股份有限公司為代表的十家大型LED生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品納入了標(biāo)桿。

據(jù)悉，LED照明產(chǎn)品標(biāo)桿指數(shù)將在廣東省幾個(gè)綠色照明示范城市的LED路燈產(chǎn)品中推廣，條件成熟之時(shí)，將以該標(biāo)桿指數(shù)為指引，主導(dǎo)地方標(biāo)準(zhǔn)以及國家標(biāo)準(zhǔn)的研究與制定。同時(shí)，還將加強(qiáng)與美國DOE能源之星等國際標(biāo)準(zhǔn)研究機(jī)構(gòu)的聯(lián)系，適時(shí)推動(dòng)標(biāo)桿指數(shù)進(jìn)入LED路燈國際認(rèn)證體系。