大气与环境光学学报

半导体照明光源在情景照明中的运用分析 

来源:大气与环境光学学报 【在线投稿】 栏目:期刊导读 时间:2021-03-22

到了本世纪,夜晚景观取得了较快的发展。对于城市现代化而言,灯光夜景是一种较为关键的标志。发展夜晚景观,可为旅游业更好的发展,发挥一定的推动作用,有助于带动地方经济[1]。在如今的城市中,夜景照明是非常重要的,基于此,对于城市建筑而言,需发挥景观照明的作用。现如今,城市灯光发展方向得到了转变,慢慢向景观照明的趋势发展。

1 情景照明和照明

在对情景照明信息进行传达时,通常需借助于一系列的感官,比如视觉感官,对于正常人而言,通过视觉感官,能接收到大约70% 的情景照明信息,所以,在光色信息表达方面,照明是相当重要的。从传统意义的角度上来分析,针对建筑照明,基本上是对环境光的应用。在生产生活的环境中,环境光是相当重要的。实际上,对于建筑情景照明来讲,在需求方面,不单需要环境光。换句话来讲,在很大程度上,建筑与照明艺术已经融合了,或者可以这样说,建筑艺术吸收了照明艺术,在现代建筑中,这是一个闪光点。在对项目夜景进行建设时,就是基于此种艺术部分来进行表达的;不单利用到了环境光,而且在两个方面起到了很大的作用,一是光辉表现,二是焦点光功用,从投光灯具至照明灯具,甚至包括带状光源,皆能体现到这一点。不管是夜景照明的价值彰显,还是夜景照明的艺术形式,在建筑领域,照明技术有着独特的魅力。

与演剧以及音乐有关的领域,照明也有着一定的价值。在背景光需求上,需符合表演者演奏及识谱的要求。实际上,对于较为专业的演奏厅而言,在符合照度要求的同时,还要映衬出一种独特的气氛。所以基于古典氛围,合适色温的白光和现场基调有着很大的关系;在流行音乐中,灯光有着更大的作用,能提供较多的灯光效果。基于这样的场合,促使照明艺术得到充分彰显,此外,在照明能力方面,所提出的要求较低,而是需要灯光所释放出来的信息,对于光束角和方向的融合,实际上属于艺术的载体。此外,灯具本质上属于一种艺术品。在外观上,表现出较强的可塑性。对于立体构造而言,可借助于雕塑形式。值得一提的是,通过照明的表现功能,促使艺术想象空间得到显著的加大,基于此种艺术品,在表达实体的同时,也能彰显作者的思想。所以,对于此种艺术实体而言,不单具备有形、有质的灯具,而且在一定程度上,有着各种光线。

2 LED 的技术基础

对于传统LED 而言,其属于一种光源,有着较好的显色性,而且光效也是很强的,基于此,在对焦点光进行运用时,在照明场合中,能更好符合光色要求。值得一提的是,对于LED 输出而言,往往只介于380 纳米至780 纳米之间,其中可不含IR 成分。在光源较为敏感的场合中,例如时间较久的雕塑,受到紫外线的影响较小。由此说来,显色性的场合是相当重要的。在此情况下,光源原理基本上与白炽灯的类似,能提供较为充足的显色性,不过对于红外成分的应用,需进行一定的光学处理。所形成的有害谱线较少,而且能提供效果较好的显色性能,基于此,在情景照明场合中,促使LED 得到了广泛的应用,比如音乐厅。总而言之,情景照明空间和光源性能有着很大的关系。充分结合情景照明的需求,促使LED 光源的配色效果得到更好的发挥,在LED 不断发展的背景下,将会具有更大的情景照明价值。

3 LED 的情景照明运用

LED 本质上是一种光电器件,在进行工作时,大约有20% 的电能被转化为光能,对于剩下的电能而言,通常会被转化成热能,在此基础上,促使LED 的温度变高。对于较大功率的LED 而言,散热是较为突出的问题。比如针对10 瓦特的白光LED,若转换光能的概率为百分之二十,则剩下的8 瓦特电能会被转化成热能,在这样的情况下,如果没有采取散热措施,会导致LED 的温度显著上升,若温度超过极限值(通常情况下,温度极限值为150 摄氏度),将会导致LED 被损。所以在对LED 灯具进行设计时,散热设计是关键内容。此外,在对散热进行计算时,应确保结温不超过125 摄氏度。实际上,针对功率较大的LED,在进行散热设计时,结温往往低于125 摄氏度很多。这主要是因为结温不但能影响LED 的使用年限,而且在很大程度上,也能影响LED 的出光率;当结温提高时,出光率随之降低,LED 的使用年限缩短。

通过查阅相关资料得知,当结温为50 摄氏度时,LED 使用寿命为9万小时;,当结温为80摄氏度时,LED使用寿命为3.4万小时;当结温为115 摄氏度时,LED 使用寿命为1.33 万小时。在进行散热设计时,需提出最大的结温值,实际上,结温值远小于结温最大允许值。对于功率较大的LED 而言,通常被焊在PCB 上,也就是印制板。将PCB 和散热垫焊在一起,在此基础上,可降敷铜层视为散热面。一般情况下,为促使散热效率得到提升,可使用两层的印制板。这样的散热结构并不复杂。在热量进行散热时,方向是由高温处至低温处。对于较大功率的LED 而言,其散热途径为:管芯-散热垫- 敷铜层-PCB- 空气。结温比散热垫温度高,散热垫温度比空气温度高。利用有着较好散热效果的印制板,并装上印制板的试验板,当LED 处于运行状态时,先测出结温,之后在进行计算,在散热设计方面,这是一种较为容易且有效的方式,在此基础上,能设计出更好的散热结果,并且符合最大结温值的要求[2]。

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