Tag LED模组

Red Dot Award

      德国红点奖是国际公认的全球工业设计顶级奖项，在业内具有极高的权威性和专业性。德国红点设计奖与德国iF概念设计奖、美国杰出工业设计奖IDEA、日本G-Mark奖齐名，誉为世界四大国际设计竞赛。

一、红点最佳设计奖 Red Dot:Best of Best

1. Acoustic Team办公灯

      为了营造一个愉快的工作氛围，办公室应避免过于嘈杂，因为环境噪音不仅容易造成压力，而且还会妨碍人们正常的注意力。在这种背景下，Acoustic Team办公灯的设计将创新的减噪品质与令人惊讶的设计语言相结合。模块化设计：该灯由三个元素组成，有许多不同的配置。其有机的外观通过创造一个舒适的氛围来丰富室内空间。声学团队将这些美学品质与吸音的功能特性结合起来，能够减少一半以上的噪音。它还提供了组合不同形式和颜色的选择。

      灯具模块由热成型的毛毡制成，有海洋蓝、森林绿、大胆的红色和两种灰色的色调。此外，还可以从RAL调色板中为纯色或混色版本订购定制颜色，而后者则与深色或浅色纤维混合。

2. AMBITUS吊灯

      AMBITUS 是一款圆形 LED 吊灯，具有几乎360°的高效光分布。这个项目源于观察到线性照明系统往往会在变得越来越复杂的建筑空间中产生相当破坏性的效果。圆形的灵感来自太阳等自然光源，模仿自然光的基本功能，增强空间感，带来更有意识的体验。结合底部迷人的穿孔，该灯展示了视觉上突出的环状形状，营造出令人愉悦的美学效果，唤起与自然光现象的各种联系。同时，圆形产生和谐的光分布，即使从不同角度观看吊灯也是如此。材料的选择进一步强调了对光线质量的关注，仅24毫米的灯具厚度使这款吊灯具有出色的丝质魅力。

      AMBITUS 灵活适应人们的需求，非常适合办公室使用：强大的均匀间接光组件可以与适合工作场所的高精度，还可以更换为减少眩光的光学组件。由于 TunableWhite功能，灯具色温可以单独调整。AMBITUS 的直径为60厘米，光通量为 11,300 流明，可为5×5米的两人办公室提供最佳照明。

3. Illan吊灯

      Illan吊灯是对激光切割材料和方法进行深入研究的结果。灯罩由轻薄的胶合板制成，厚度为 1 至 2.5 毫米，采用创新的激光技术切割而成。简单的同心圆的切割主题将木材变成了一个三维的雕塑物体，只有在安装时才会呈现出形式和体积。灯具漂浮在半空中，独特的形状赋予灵活和半透明的特性。当灯具受到最轻微的气流时，它就会开始以微妙的波浪状运动振动做出反应，发出的光通过薄振动的木板条不断扩散以产生变化的效果。

除了这种吸引人的效果，该项目实现了生态可持续——使用可持续生长的木材和使用 LED 作为光源方面。此外，组件的数量减少到最低限度，所有部件都可以轻松分离以进行回收。该灯以扁平的形式运输，便于减少包装体积。

4. prado 光+通风

      为了营造健康的室内环境，持续供应新鲜空气是当代建筑不可或缺的元素。然而，安装在天花板或墙壁上的通风设备经常被认为会破坏室内的整体氛围。“光+通风”概念旨在将通风阀的美学和功能提升到一个新的水平。得益于令人印象深刻的一体化设计，Prado结合了高性能通风阀和高端灯具。该照明系统视觉上是一个小型的圆柱形，由耐用的阳极氧化铝制成，具有高端LED和玻璃透镜。该灯具水平方向可调整360°，垂直方向可调整30°，可轻松安装在任何房间。此外，防护等级为IP44，因此也非常适用于潮湿的环境，如浴室。

      通风阀被完美地整合到灯具的设计中，使其不可见。该灯具拥有优化的空气抽排性能，每个灯具的抽排量高达50立方米/小时。它运行安静，易于维护。从功能和人机工程学角度考虑，各个灯具和通风阀可以直观地调整，从而准确地适应各种的情况。

5. TEAM办公灯系列

      TEAM照明系列为每个工作场所的安排提供最佳照明。TEAM产品系列中包括五种类型的灯，所有的型号都由一种极简主义的设计语言统一起来——具有优雅而纤细的铝制外壳、柔和的圆形边缘和哑光的粉末涂层表面。

      由于其一致的美学设计，产品很容易融入不同的建筑环境，并适合于各种家具风格、区域和应用。该照明系列配备了创新的BEAM LENS技术。该技术在有角度的透镜后面配备了数百个LED，提供了出色的工作场所照明，确保了和谐的照明。此外，还有出色的眩光控制和特别宽的色谱。创新的光线和运动传感器，无缝地集成到灯体中，为用户提供额外的舒适环境。

二、红点设计奖 Red Dot

1. BACH5系列

      BACH5 系列被开发用作酒店、别墅、餐厅和住宅区的重点照明，并提供舒适的照明质量。为了提高光效，灯体配备了双层倾斜机构。在最大倾斜角度35°下，倾斜轴的中心距安装孔的中心仅8毫米，这将光输出增加到85%。

2. Hue Lily XL 投光灯

      Hue Lily XL 是一款大型户外聚光灯，通过照亮大型植物和树木营造出宜人的彩色花园氛围。由于其简单的低压布线，任何人都可以安全地安装。相应的配件可以轻松放置在不同的地面上。可以安装遮光罩以确保光线不刺眼，令人赏心悦目。

3. Tango LED G4 泛光灯

      Tango LED G4 使用耐用的LED技术提供高流明，以确保大面积的良好照明。泛光灯具有非常紧凑的结构，重量轻，有不同的版本。设计符合美学和功能要求。扁平的灯体结构可改善气流并使灯体坚固，安装结构支持灵活定向。

4. Creavo 天花灯

      该照明系列配备了集成在光室中的创新技术，能够提供令人愉快的光线质量。用户可以选择两种光线分布曲线：用于均匀照明的宽光束透镜和增强的光分布。其他版本的不对称照明或洗墙器对该系列进行了补充。独特的光室有标准的白色、银色或哑光黑色可供选择，并可根据要求定制颜色。
 

5. E Series Floodlight + KitLED®

      该系列有E Series投光灯和KitLED套件，支持多用途使用。E Series是一个带有可调节支架的泛光灯，KitLED则是一个灵活的LED套件。E Series可以通过更换支架来安装在任何品牌的灯具上（如：替换传统光源的路灯）。灯具配有二级防水的外壳抗冲击和抗腐蚀，并有一个铝制散热器。聚合物托盘将LED光源与任何金属部件隔离，确保防止浪涌。可定制的光学器件有助于实现多样化的照明方案。

6. Light-Borderless 筒灯

      为了实现多功能照明，并且不在侧面投射阴影，这款筒灯具有新颖的结构：扁平的外壳被一个非常宽的亚克力扩散器所覆盖，并延伸到边缘之外。结合五个弧形透镜，这个扩散器将光束角增加到99%。与传统的筒灯相比，受照面更宽。

7.Portal

      Portal 是一款优雅的照明灯具，由于其创新的光学技术，可提供高质量的定向照明和一般照明。环形灯体有两种直径可供选择，安装有嵌入式、半嵌入式、表面或吊灯。为了将灯具和谐地融入给定的建筑环境中，用户可以单独选择灯体颜色。此外，嵌入式版本上的可拆卸中心板可涂上相匹配的色调。

8. Y01泛光灯

      Y01 设计用于建筑行业，提供高照明性能和智能控制。泛光灯在其紧凑的机身中集成了一个平凸透镜。驱动和照明模块之间的间隙提高了其在室外的散热和抗风能力。根据照明要求，泛光灯可提供三种不同的功率规格。免螺丝外壳允许免工具维护。

9.Line Lamp 台灯

      这款简约的台灯巧妙地集成了所有元素。灯管前端的旋转按钮可以灵活调整灯光角度，而灯臂可以360°旋转。通过触摸控制面板，可以方便地打开和关闭灯光，并且可以连续调光。打开灯时，记忆功能会自动将亮度设置为之前选择的水平。带有90个LED的灯带可以照亮广阔的区域。

10. Hue Iris 台灯

      经过重新设计，Hue Iris 现在配备了织物包裹的电源线和铝制内管。因此，它提供了一种新的光效果，光色突出墙壁以产生柔和的背光。Hue Bridge 提供了各种可以轻松控制的照明功能。智能台灯有黑色或白色外壳，以及限量版。

11. STELLR® 吊灯

      这款吊灯具有新颖的操作方式，可塑造房间的氛围。利用专有的波导技术，当灯关闭时看起来是透明的，而当灯打开时则不透明。灯具主体包含两个隐藏式、独立控制且可调光的光源，在照明球体内产生定向筒灯。这创造了既直接又温暖的环境光。

12. Mijia Gen3 台灯

      台灯 Gen3 配备了一个铰链，可以灵活调整灯头。独特的眩光阻挡设计可防止用户直视光源。此外，亮度可以单独设置，甚至可以很好地照亮大型工作区域。为了避免眩光，灯光控制还考虑了桌面的亮度。

13. Lotus 吸顶灯

      Lotus 定位是模块化天花灯，用于照明各种生活空间。模块的数量可以根据任何房间大小调整。多边形设计将每个模块分为两个区域，一个用于暖色照明，一个用于冷色照明。可以通过遥控器方便地控制多个模块，以实现功能性和美观性的照明效果。

14. Mijia Study 台灯

      第三代书房台灯与其前代型号相比缩小了20%，从而在办公桌上提供了更多空间。为了提供宽阔的照明区域，由橡胶制成的灵活灯臂可360°旋转。该灯使用优化的光反射系统，过滤从表面反射的光，从而减少间接眩光，使印刷文本的对比度更加丰富，从而更容易阅读。

15、Halftone 壁灯

      从基本的铅笔到纸草图，这款壁灯的设计侧重于圆形的简单几何形状。因此，Halftone 配备了圆形亚克力圆盘。半透明丙烯酸特征在于借给灯具的附加动态感一个微妙的图案。这款壁灯有两种尺寸和深度可供选择，使其也可以分层安装。当组合在一起时，该照明产生了特别强烈的空间效果。

16. Up 落地灯

      受地平线的启发，Up落地灯在房间的照明区和非照明区之间创造了一个水平分隔。垂直的光线分布以一种自然的方式照亮了天花板和上墙面。黑色的金属灯体和圆柱形的灯座特别产生了一种高度的视觉简洁。由于其简化的形式语言，该落地灯让人联想到一个简单的雕塑，上面有一个发光的光环。

17. Motus 系列

      Motus 是一系列工作站灯，可提供灵活的方向和高效的直射光输出。为了以对用户友好的方式照亮工作站，品牌开发了一种非对称灯，可提供均匀、无眩光的光分布，减少反射和阴影。新型结构允许在三个轴上连续排列。精心的设计能与各种不同的室内设计完美融合。

18、Slim in Motion 吊灯

      这款引人注目的吊灯的三个环可以灵活调整高度和倾斜角度。通过APP控制，“Slim in Motion”可以悬挂在半空中，像现代吊灯一样。每个环形灯都悬挂在三根细丝钢绳上，并且是可调光的，色温从 2700K 到 6000K不等。灯具的数量、尺寸和表面可自由配置。为了不影响优雅的整体外观，吸顶盘被安装在天花板上，从而隐藏起来。

19、Mill 吊灯

      Mill是一个声学灯具系列，可以减少环境噪音并均匀地照亮房间。五个重叠的毛毡叶片形成了一个圆柱形的灯罩，通过将声音困在其空心柱中来吸收噪音。重复的灯罩结构使灯体具有动态的外观。该吊灯展示了一种永恒的设计，有30种颜色、三种不同的尺寸，并有多种照明选择。PET毡至少由40%的回收材料组成，可100%回收。

20、OLO Ø 台灯

      由于其创新的灯罩，OLOØ 提供无眩光的LED照明。它的轮廓可以有效地引导直射光成分到前面，而可旋转的接头可实现灯罩的精确对齐。灯罩背面的圆形开口能够将光线扩散到背面，减少房间内明暗区域之间的对比。整个产品高度紧凑，易于运输。

当LED光源进入成熟期的时候，光源的发光效率得到了进一步的提升。如图1深蓝色、浅蓝色和草绿色分别为为白炽灯、荧光灯和LED的发光效率的走势。可以看出LED的光效的走势从2010年至2020年处于快速的增长时期，因此和之前预测的2014年左右LED处于成长期是相吻合的。2020年以后已经越来越接近LED光源的成熟期，将会更加的节约能源、光效将会进一步提高。显色指数也会进一步提高。

图1 白炽灯、荧光灯、LED灯发光效率走势

      当LED光源进入成熟期的时候，光源的技术性能得到了进一步的提升，并且也出现了针对不同的需求的很多不同类型的新的光源。光源也是朝着更容易改变形态、体积向更加小型化、多样化的方向发展。例如，陆续出现了COB光源、全光谱光源、特殊色点的光源、高密度双色温光源、倒装LED光源等。

一、COB光源

      COB光源的全称是chip－on－board，即板上芯片封装，是一种区别于SMD表贴封装技术的新型封装方式，具体是将LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上的高光效集成面光源技术，此技术剔除了支架概念，无电镀、无回流焊、无贴片工序，因此工序减少近三分之一，成本也节约了三分之一。COB光源可以简单理解为高功率集成面光源，可以根据产品外形结构设计光源的出光面积和外形尺寸。这种封装方式生产都在一个工厂内完成，整合和简化了企业的生产流程，生产过程更易于组织和管控，产品的点间距可以更小、可靠性成倍增加、成本更接近平民化。

      随着LED应用市场的逐渐成熟，用户对产品的稳定性、可靠性需求越来越高，特别是在同等条件下，要求产品可以实现更优的能效指标、更低的功耗，以及更具竞争力的产品价格。正是基于此，与传统LEDSMD贴片式封装和大功率封装相比，板上芯片（COB）集成封装技术将多颗LED芯片直接封装在金属基印刷电路板上，作为一个照明模块通过基板直接散热，不仅能减少支架的制造工艺及其成本，而且还具有减少热阻的散热优势，因此成为照明企业主推的一种封装方式。

COB封装的应用在各方面都存在诸多优势，所以得到了诸多照明企业的青睐有着传统封装技术不可比拟的优势。

      （1）超轻薄

      可根据客户的实际需求，采用厚度从0.4－1.2mm厚度的PCB板，使重量最少降低到原来传统产品的1/3，可为客户显著降低结构、运输和工程成本。

      （2）防撞抗压

      COB产品是直接将LED芯片封装在PCB板的凹形灯位内，然后用环氧树脂胶封装固化，灯点表面凸起成球面，光滑而坚硬，耐撞耐磨。

      （3）大视角

      COB封装采用的是浅井球面发光，视角大于175度，接近180度，而且具有更优秀的光学漫散色浑光效果。便于产品的二次光学配套，提高照明质量。

      （4）可弯曲

      可弯曲能力是COB封装所独有的特性，PCB的弯曲不会对封装好的LED芯片造成破坏，因此使用COB模组可方便地制作LED弧形屏，圆形屏，波浪形屏。是酒吧、夜总会个性化造型屏的理想基材。可做到无缝隙拼接，制作结构简单，而且价格远远低于柔性线路板和传统显示屏模组制作的LED异形屏。

      （5）散热能力强

      COB产品是把灯封装在PCB板上，通过PCB板上的铜箔快速将灯芯的热量传出，而且PCB板的铜箔厚度都有严格的工艺要求，加上沉金工艺，几乎不会造成严重的光衰减。所以很少死灯，大大延长了的寿命。

      （6）耐磨、易清洁

      灯点表面凸起成球面，光滑而坚硬，耐撞耐磨；出现坏点，可以逐点维修；没有面罩，有灰尘用水或布即可清洁。

      （7）全天候优良特性

      采用三重防护处理，防水、潮、腐、尘、静电、氧化、紫外效果突出；满足全天候工作条件，零下30度到零上80度的温差环境仍可正常使用。

图2 COB光源

      COB光源除了散热性能好、造价成本低之外，还能进行个性化设计。但在技术上，COB封装仍存在光衰、寿命短、可靠性差等不足之处，如能得到解决，将是未来封装发展的主导方向之一。

二、全光普光源

      现在人们经常都在提倡健康照明，全光谱的光源也属于健康照明的光源。当光线进入人的眼睛，使我们产生色感。这个过程是太阳的光线照在物体上，然后物体将光线反射，反射的光线进入人的眼睛，那么眼睛的视网膜接受了来自物体的光，然后就会将这个信息传递给大脑。视网膜中的三种锥状细胞分别识别红绿蓝三种不同的颜色，然后人脑再根据眼睛所看到的信息识别颜色，然后最终做出判断。例如说红色的苹果，那么人脑就根据眼睛所识别的颜色判断。我看到了红色，所以苹果是红色的。

      发光二极管（LED）等光源的使用会对人体健康造成危害，这类危害一般称为“蓝光危害（BLH）”，泛指实际的眼损伤风险及对一般健康状态的影响。“蓝光危害”仅在考虑到眼视网膜组织的光化学风险（技术上称为“光斑病变”）时使用，通常与凝视阳光或焊接电弧等明亮光源有关。因为光化学损伤的风险取决于波长，在光谱位于435 nm到440 nm的蓝光波段达到峰值。国际非电离辐射防护委员会（ICNIRP）发布了“蓝光危害函数”并规定了波长相关加权函数和指导性曝光极限。LED主要是白光灯具，通常会包含与蓝光危害相关的光。看起来“偏冷光”的灯或高色温的灯，相对于“偏暖光”或低色温的灯而言，可能包含更多蓝光成分。常规照明中白炽灯和LED灯中，相同色温的灯具其蓝光危害曝光极限是相同的。白色光源发出接近蓝光危害曝光极限剂量的蓝光时，发出的光会很亮，这样就产生了令人不适的眩光。凝视这样的光源会被认为是不正常的行为。另外，高色温的照明对于大多数人而言都是令人不愉快和不舒服的，尤其是作为家用照明。对于行为正常的人来说，每天都会有大量时间暂时曝光在高剂量的光中。然而，在一天当中这些曝光量的积累并不会曝光超过曝光极限。已有大量研究和媒体报道声称，白光光源对人眼健康存在不利影响。这些研究大多数是基于非常规状态，包括：长时间曝光、高色温LED灯（蓝光成分非常多）、显著超出ICNIRP曝光极限的曝光、凝视光源、使用夜行动物模型或人体离体细胞。

      如图3 可以看到的是太阳光的光谱。它有紫外线、可见光和红外线组成，人的肉眼可以看到的部分属于可见光光谱，显色指数80的LED光谱，其中的蓝光相对来说分布是比较多的，因此也对人眼的危害是比较大的。现在人们也在用LED模拟太阳光光谱的可见光段，也就是全光谱。

图3 太阳光光谱

      全光谱分两种，紫光激发的全光谱和蓝光激发的全光谱。它有以下特点：首先，显色指数比较高。一般由紫光激发的全光谱，它的显色性会比蓝光激发的全光谱相对会更高。另外，全光谱色域饱和度是比较好的，但是由紫光激发的全光谱，它的光效相对是比较低的。由蓝光激发的全光谱，它的光效比较高，相对人员的安全性来说，全光谱的安全性要远远高于普通显色指数90以上的LED光源的安全性，蓝光危害更小。从成本上来说，蓝光激发的全光谱和普通显色指数90以上的LED光源的全光谱是比较接近的。然后，对于全光谱来说，它的宽光谱相对连续性比较好，颜色还原更加的逼真。

图4 太阳光谱（红色）、全光谱COB（绿色）、普通LED（蓝色）

      例如，将太阳光谱、全光谱COB、普通LED4000K的全光谱的指标的对比，LED全光谱已经很接近太阳光谱。因此全光谱是一种健康照明的产物，会更加的健康、舒适，相对来说颜色更逼真，饱和度更高，光谱更连续，发光面更小，便于小角度的光学设计。

三、特殊色点光源

      颜色是商品在商业超市环境中最重要的视觉参数，超市内有红色的鲜肉，金黄的面包，翠绿的蔬菜，色泽鲜丽的水果，特色南北货、百货等，针对每一个区域的特点，灯光的显色性和色温的选择也要有所不同，力求能最大程度地凸显商品色泽特征，重点区域可以夸张表现。这样更有助展现产品的卖相和特点，获得消费者的信赖。那么对商品色彩的最好的表现手段就是灯具的使用，不同显色指数、色温、光色的灯具，对于商品色泽的展现也会呈现不同的效果。

      随着灯具设计越来越细分，以及消费升级，消费者对于不同场景、不同被照物都也提出了不同的要求。因此，市面上也出现了针对实木家具专用光色、时尚女士服装及布艺光色、鲜肉类专用光色、面包类专用光色、水果类专用光色、水产类专用光色等等30种以上甚至更多的不同特殊色点的光源。如图5，可以看到不同的材质在不同的显色指数、色温、色点的光源照射下，所呈现的材质是不一样的。

图5 不同材质不同色温和色点光源

      如图6，我们可以看到在常规环境灯光和专色灯光的照射下五花肉呈现出不同的颜色的效果。左图在常规灯光照射下的五花肉看起来是非常的不新鲜。然而右边的专门照生肉的灯光下，五花肉显得非常的新鲜，也激发了消费者想购买的欲望。

图6 常规环境灯光与专色灯光对比

      针对鲜肉的特殊光谱配方，没有非常高的显色指数，如图7 我们看到的是针对鲜肉的特殊色点的光源的光谱曲线，在曲线中增强红色和白色域饱和度，凸显肉色鲜、红，皮花皙白，瘦肉嫩红。色感逼真，未受光环境影响。

图7 鲜肉的光谱曲线

      如图8 可以看到的是红木专色的光效果和常规COB光效果的对比。红木专色的家具更能体现实木材质本身的质感。红木的种类比较多，颜色和纹理也各有不同，紫檀木类为红紫色，花梨木类为红褐色，香枝木类为红褐色，红酸枝类为红褐色。因此，在红木颜色的表现中我们着重还原红木的红褐色的本色。如图9我们看到的是针对红木的特殊色点的光源的光谱曲线，在曲线中增强黄色和红色域饱和度。

图8 红木专色与常规COB光效果对比

图9 红木专色的光谱曲线

      如图10 是针对面包和蛋糕作为烘培类的食品也是我们生活中不能或缺的食物。很多时候作为烘培店的老板不仅仅是在意装修，灯光的氛围也非常重要。因此，烘培店的灯光的要求和普通灯光或者太阳光底下看起来肯定是有一定的差别。灯光要让人们看到蛋糕或者面包的那一刻就有充满食欲的感觉，并且也要看起来非常的新鲜。如图11 为烘培类产品的光源参数，通过光源的特殊色点设计，减少蓝光，增加黄光、红光，达到更加的效果。

图10 烘培店灯光下的面包和蛋糕

图11 烘培类食物光源参数

      光源设计的厂家通过混光混色软件系统设计出不同色点的光源。通过混光混色软件系统，模拟光谱配方，能够实现批量生产过程中独特的光谱定制输出。通过科学配方，针对不同被照物进行特殊色点、特殊饱和度、特殊光谱、特殊光效果的设计，满足被照场景或被照物特殊、针对性饱和度、逼真度需求。

图12 混光混色软件系统

图13 照明混光混色软件系统（2）

四、高密度双色温光源

      COB光源是将LED芯片直接贴在高反光率的镜面金属基板上的高光效集成面光源技术。目前已经在市场上得到了广泛的应用。但是近几年来，封装厂家关注的焦点不仅仅在亮度方面，另外关注的是COB的光品质、更亮丽的色彩、功率密度等方面。高功率密度为最近各厂家主打取代筒灯、射灯的产品。由于高功率密度产品便于设计小角度射灯或变焦灯，各中大厂商纷纷推出相应产品去取代轨道射灯、甚至于陶瓷金卤灯。高密度光源是在原有的COB光源的基础上实现更小的发光面积，更大的功率。因此需要防止高温对光源质量产生影响，防止光电效率不高的问题。

图14 朗明纳斯高密COB（左图直径3.5mm、右图直径4.5mm）

      目前，COB光源多数只能显示一种色温，无法在同一个COB里面进行两种色温的转换，无法满足某些场景应用的需求，而且单色温的COB光源也给COB光源灯具的应用带来了一定的局限性。而市面上的一些可调色温的COB光源，主要是对半填充、环形填充、条状填充控制高低色温的荧光胶。但是这几种双色温光源形式填充面积大，发光面大，并不能均匀出光，有光晕，调节时光形会产生变化，光色品质差，且内部须用围坝的形式将高低色温区域分隔，工艺复杂，封装工艺多为正装COB，死灯率高。倒装的高密度双色温COB光源及制造方法，用倒装COB封装形式，实现高低色温在光学混色上均匀交叉式分布，混光均匀，光色品质好，同时高低色温无须用围坝的形式分隔，芯片可高密度集成，产品成本低，可靠性好，制造工艺简单。但是有如下缺点：

      1、光效比普通COB低。

      2、做变焦的光斑效果不好。

      高密度双色温COB光源，由于发光面积大大减小，功率提升，对于灯具设计小型化有很大的帮助。如图为明装LED聚光灯，可以变焦变色温，体积更加小巧。

图15 倒装双色温COB光源

图16 明装式LED聚光灯

五、倒装LED光源

      LED倒装COB，就是通过锡膏或共晶制程把一定数量的LED倒装芯片集成焊接在具有一定发光面、一定反射率和导热率的基板上，然后封装成光集成的光源。与正装COB最大的区别是封装工艺。倒装COB工艺采用倒装芯片无金线封装，正装COB工艺采用正装芯片有金线封装。

LED倒装芯片（Led Flip Chip)。倒装芯片之所以被称为“倒装”是相对于传统的金属线键合连接方式（WireBonding）与植球后的工艺而言的。传统的通过金属线键合与基板连接的晶片电气面朝上，而倒装晶片的电气面朝下，相当于将前者翻转过来，故称其为“倒装芯片”。

图17 正装COB光源和倒装COB光源原理图

图18 正装COB光源和倒装COB光源实物图

      采用倒装芯片，电压低、热阻低、散热性能好。无金线封装，焊接稳固，长期可靠性高，客户安装方便快捷，不会出现按压死灯问题。倒装芯片结温承受能力高(可达150℃，正装芯片只有125℃左右），耐大电流能力强，长期使用光衰小，寿命长。

图19 倒装芯片和正装芯片电流-光通量曲线图

图20 倒装芯片和正装芯片电流-电压曲线图

      随着电流的增大，在600MA以前，正装COB光通量和倒装COB光通量都是持续增长的，但是在电流达到600MA以后，正装COB光通量率先出现饱和点或拐点，说明正装COB的耐电流能力比倒装差，倒装产品可以承受更大的电流。另外随着电流的增大，正装COB光效下降比倒装更快，同样说明正装COB的耐电流能力比倒装差。

      根据分析我们可以得出以下结论：

      （1）相似规格尺寸芯片，相似发光面、单颗电流150Ma条件下测试，正装COB光通比倒装有一定优势，但光效方面优势已经很小，两者已经比较接近。

      （2）倒装COB电压较低，瞬间耐电流特性比正装强很多，不容易出现过瞬间脉冲电流冲死的现象。

      （3）倒装COB可靠性、温升和长期耐电流特性等方面都比正装有优势。

      因此，未来光源的发展趋势，在流通型产品上，倒装COB的性价比会越来越来高，市场占有率会快速超过正装COB光源。正装COB光源虽然发展比较成熟，光电参数提升的空间有限，同时利润空间有限。另外，倒装芯片发展比正装芯片晚，光通光效还有很大提升空间，根据芯片厂家的推断倒装芯片亮度每年会有4-5%的提升，同时成本下降的空间比较大。倒装Al基板发光区的反射率只有90%左右，跟正装镜面铝（98%）还有些差异，通过优化焊盘和白油层 ，反射率还有一定的提升空间。

谈到色彩对人的影响，相信大家都对色彩基础理论知识已经耳熟能详了。本期将聚焦照明领域，通过艺术灯光装置、家居照明、户外照明等领域为大家介绍光色对人的情感的影响。

01、色彩对人的影响

      色彩对人的影响可大致分为生理影响和心理影响两个方面。

      色彩对人体生理的影响

      色彩对人体机能和生理过程有影响。红色色调会使人的各种器官机能兴奋和不稳定，有促使血压升高及脉搏加快的作用；而蓝色色调则会抑制各种器官的兴奋使机能稳定，起降低血压及减缓脉搏的作用。

      人的视觉对色彩需要一种生理的平衡，即人眼看到任何一种颜色时，总是要求它的相对补色。如医院手术室的色彩一般运用冷色，正是因为医生长时间接触血的颜色，容易引起视觉疲劳，需要对比的色彩加以调节。

手术室中含有大量白色、蓝绿色

      色彩给人的心理感受

距离感——波长长的暖色，如红、橙等色为前进色；波长短的冷色，如蓝、紫等色为后退色。

重量感——高明度、高纯度色使人轻松；低明度、低纯度色使人感到沉重。

尺度感——暖色、明度高的色彩具有膨胀感；冷色、暗色则有收缩感。

02、光色与艺术装置

      詹姆斯・特瑞尔（James Turrel），美国当代艺术家，擅长以空间和光线为创作素材。

      他的作品通常利用封闭空间将观者包围，以控制观者接收光线的程度：以作品“Turrel Skyspace”为例，它是一个特殊比例的空间，天花板上有一个通向天空的天窗。天窗可以是独立的结构，也可以整合到现有的建筑中。天窗可以是圆形、椭圆形或方形。

Twilight Epiphany (2012)

Outside, Insight (2011)

Tewlwolow Kernow (2013)

      还有特瑞尔最出名的艺术装置——罗丹火山口（Roden Crater）。罗丹火山口位于亚利桑那州北部的彩绘沙漠地区，是詹姆斯·特雷尔在火山灰渣锥内创造的史无前例的大型艺术品。

罗丹火山口 Roden Crater

      罗丹火山口一方面它仍然包括经典的Skyspace，另一方面，则通过长长的甬道，让观众产生置身时光隧道的错觉和神圣感。

罗丹火山口 EAST PORTAL

罗丹火山口 Alpha (East) Tunnel

03、光色与艺术装置

      奥拉维尔·埃利亚松（Olafur Eliasson），丹麦裔冰岛籍艺术家，以雕塑和大型装置艺术闻名。他善在作品中使用光、水等元素或调节空气温度以增强观赏体验。

《气象计划》（The Weather Project）

      《气象计划》（The Weather Project）是埃利亚松玩弄光影的典型之作，他把巨大的太阳搬进涡轮大厅，用光影打造出日落的景象。太阳由数百个钠灯组成，空气中弥漫着人造雾气和岚气，整个空间的感知性变得更加强烈。

《气象计划》（The Weather Project）

      展览期间人流蜂拥而至，他们进入到展厅内，感受着日落，也感受着自己与整个场景的交融。很多游览者可以在日落展厅内坐上一整天，尽情感受这幅作品营造出的各种气氛，身体和空间借此产生感知。

《你的彩虹全景》（2006-2011）

      2007年，Eliasson和他的工作室赢得了一场建筑竞赛，方案是改造丹麦ARoS奥胡斯美术馆的屋顶。2011年建成的《你的彩虹全景》（Your rainbow panorama, 2006-2011）为游客提供了城市、天空和远方地平线的壮阔景色。

《你的彩虹全景》（2006-2011）

      360°的高架步道由一条150米长、3米宽的环形走廊构成，其玻璃墙面色若光谱，五彩斑斓。从远处看，该作品将奥胡斯分为不同的色彩区域，并作为城市中人们的灯塔——在夜间，当步行道周围的灯光从内部照亮时，这种效果会更加突出。

《你的彩虹全景》（2006-2011）

04、用新的视角和颜色装点家居生活

      今年年初在网络各平台爆红的日落灯也是因其模仿自然日落余晖所营造出的浪漫氛围而受到家居消费者青睐。

Halo One

Halo Evo

Halo Big

      比起家居照明中常用的白光、黄光，日落灯把夕阳搬进家，在五彩斑斓的灯光照耀下，整个空间瞬间衬出质感大片，增添氛围感。Halo系列最近还推出了新品，Halo Giga和Halo Line。

Halo Giga

新品亮点：Halo Giga的功率提高了5倍，可以在夜间实现最大10米直径的投影。

Halo Line

新品亮点：Halo Line旨在给人以火的温暖感，它的灵感来自古老的元素。

05、夜景照明项目中的灯光渲染

      华灯初上，夜色迷人。夜景经济正成为国内外不少大城市青睐的重要经济发展引擎。照明设计师通过设计灯光的光色、光型、光束角、照度等，为园林景观、桥梁、建筑等打出造型。

广州灯光艺术节

      在广州国际灯光节的第十年，幸福彩虹的概念和色彩元素成为现场场景氛围的主要视觉效果。大面积彩虹色系的运用，将每个人七彩斑斓的幸福感直观地表达出来，也为十年来城市发展的无数故事作出最佳注释。

澳门巴黎铁塔灯光秀

亚洲瞩目新地标澳门巴黎人的巴黎铁塔从18:15到午夜，伴随着时下最流行的金曲，塔身上安装的灯具变换光色，给游客带来一场视觉盛宴。

澳门大三巴灯光秀

澳门著名旅游景点——大三巴的灯光秀，运用灯光投影结合大三巴牌坊的造型，重现出一幕一幕创意作品，呈现出裸眼3D的效果。

      本文中，我们举例了不同场景中灯光颜色对空间氛围的影响和不同的设计师利用光的画笔创造出艺术作品。在这些作品中，艺术家将光色与自然元素、建筑空间的构造结合为一体，给参观者带来沉浸式的体验；利用灯光的色彩为家居环境烘托神秘的气氛；利用灯光投影为夜景打造出另一番面貌。这些作品有的让我们充满激情、感激和感动；有的让我们对人生重新进行了思考；有的让我们充满了对宇宙空间的冥想。光色影响了我们的情感，让我们以光为画笔，一起做出更好的艺术作品吧。

要成为一名合格的工业设计师，一定要深入了解CMF。CMF是Color-Material-Finishing的缩写，指的是色彩、材料、工艺。

      CMF中的“C”（Color）即色彩，它对产品的颜值有重要影响，同时也影响着消费者的购买欲；优秀的色彩设计也可以为品牌创造价值。

色彩系统

      色彩系统有很多，除了我们在工业产品生产中常提及的PANTONE潘通色号以外，还有电子显示屏领域的RGB体系、印刷领域的CMYK体系、专业建筑业的RAL体系，和MUNSELL、CNCS、NCS、ARCHROMA、YKK/CSI等……

RGB

      RGB一般称为色光三原色，R（red）红、G（green）绿、B（blue）蓝，RGB的颜色阶调为0-255，由于RGB是色光，所以颜色叠加是越加越亮，这就是称为“加色法”的原因。

      通俗点说RGB的颜色混合方式就好像有红、绿、蓝三盏灯，当它们的光相互叠合的时候，色彩相混，而亮度却等于两者亮度之总和，越混合亮度越高，即加法混合。红、绿、蓝三盏灯的叠加情况，中心三色最亮的叠加区为白色，加法混合的特点：越叠加越明亮。

      红、绿、蓝三个颜色通道每种色各分为256阶亮度，在0时“灯”最弱——是关掉的，而在255时“灯”最亮。

加色原理

      RGB用于照明光、电视和计算机显示器。例如，显示器通过红色、绿色和蓝色荧光粉发射光线产生颜色。绝大多数可视光谱都可表示为红、绿、蓝 (RGB) 三色光在不同比例和强度上的混合。这些颜色若发生重叠，则产生青、洋红和黄。

RGB色环

CMYK

      CMYK一般俗称印刷四色，C（Cyan）青色、M（Magenta）洋红色、Y（Yellow）黄色、 K（Black）黑色，这是由颜料构成的颜色，一般用在印刷或是大图输出的使用。

      由于颜料本身并非真正纯色，青色、洋红色、黄色三色等量相加之后只能形成一种深灰色或深褐色，而非黑色。而直接以黑色油墨替代不纯的CMY三层叠印所产生的不纯黑色，也可以大大节省成本。故此“黑色”虽非“原色”，却成为彩色印刷必备的色彩之一。

CMYK色阶

      CMYK的颜色阶调为0-100，颜色叠加是越加越深，所以称为减色法。

减色卡

    当Y=0%，K=0%时，C和M不同比例混合出来的颜色

潘通色卡PANTONE

      谈起潘通色卡，大家一定很熟悉。1963年，PANTONE 公司的创始人Lawrence Herbert开发了一种革新性的色彩系统，可以进行色彩的识别、配比、和交流，从而解决有关在制图行业制造准确色彩配比的问题。他意识到每个人对同一光谱见解各不相同而带来了潘通配色系统的革新，该系统是一册扇形格式的标准色。
潘通色卡真正的中文名其实是彩通，“PANTONE”的英文读音与“潘通”读法相同，在我国就把它念成了潘通色卡。
      50多年来，彩通已经将其配色系统延伸到色彩占有重要地位的各行各业，如彩妆、产品设计、平面设计、塑胶、建筑和室内装饰及涂料等。

潘通色卡 

纺织、印染

彩妆领域

产品设计

平面设计

室内装潢

潘通年度色

      自2000来，PANTONE的色彩专家每年都在寻找一种能够捕捉时代精神的色彩作为年度流行色，来表达全球的文化情感和态度。

2021年度代表色

      PANTONE 17-5104 极致灰 + PANTONE 13-0647 亮丽黄是梦寐以求、带来希望的组合，传达出坚定不移的幸福感。

2021潘通年度代表色

德国劳尔色卡

      RAL中文名全称“德国劳尔色卡”，是德国的一种色卡品牌。自从1927年，当RAL涉入色彩时，就创建了一种统一的语言，为丰富多彩的颜色建立标准统计和命名，在国际上广泛通用。RAL设计系统已被发展用于专业色彩设计，对建筑业尤其有用。

德国劳尔色卡 

金属材料表面处理油漆
 

“鸟巢”钢结构氟碳漆
 

      除了满足防护年限、抗腐蚀性、耐老化、抗紫外线辐射、防锈等多项硬性指标和运维成本外，采用了金属银灰色的高性能氟碳漆作为“鸟巢”表面涂层颜色，这得益于金属银灰色对红外线的反射能力强，太阳辐射吸收系数不大于的0.45。

孟塞尔颜色系统 MUNSELL

      孟塞尔颜色系统（Munsell Color System）是色度学里透过明度（value）、色相（hue）及色度（chroma）三个维度来描述颜色的方法。这个颜色描述系统是由美国艺术家阿尔伯特·孟塞尔（Albert H. Munsell，1858－1918）在1898年创制的。至今仍是比较色法的标准。

孟塞尔系统的三个维度 

孟塞尔颜色系统模型 

      Munsell颜色系统由三个独立的维度组成，可以用三维圆柱形表示为不规则颜色固体：色相（hue）以水平圆周围度数衡量；色度（chroma）从中性（灰色）垂直轴径向向外测量；明度（value）是垂直方向，从0（黑色）到10（白色）测量。孟塞尔通过测量人类视觉反应来确定沿着这些维度的颜色间距。在每个维度上，孟塞尔颜色尽可能地接近感知上的均匀性，这使得形状非常不规则。

      Munsell颜色系统广泛的应用到色彩研究，艺术设计，包装产品设计，色彩详述以及质量控制等等行业。

CNCS COLOR色彩体系（中国标准色系统）

      中国纺织信息中心联合国内外顶级色彩专家和时尚机构，在中国人视觉试验数据基础上，经多年精心研发建立了中国应用色彩体系——CNCSCOLOR色彩体系，力求为中国纺织服装行业提供权威、时尚的色彩选择、沟通、比对工具和色彩管理解决方案。

      作为国家标准，CNCS色彩体系科学严谨，简洁实用。每个色彩均有唯一的七位数字编码，色彩按色相、明度、彩度三属性变化编排，清晰反映各色彩间关系，符合你对色彩的直观认识，助你构建清晰的色彩空间观。

瑞典自然色彩系统NCS

      瑞典自然色彩系统（Natural Colour System）的英文简称叫NCS，NCS的基本色是红、绿、黄、蓝四色，其理论根源是来自色彩视觉理论中的赫林的四色学说，加上黑和白，NCS是用6个基本色混合出来的色空间。

NCS色彩体系 

NCS色彩体系命名规则

      由于NCS色彩体系是用视觉感受来给黑白量定级，把颜色分级分得很细很细，而且它的颜色分级基本和视觉感觉一致。NCS体系在当今社会是一个非常实用的颜色空间，在欧洲的工业、商业、设计行业很常用。
      NCS是如今世界上最具盛名的色彩体系之一，是国际通用的颜色规范，更是国际通用的颜色交流的言语。NCS色彩系统的运用非常广泛，有汽车、建筑、室内设计、工业设计、平面设计、纺织服装设计、油漆等领域。
 

法拉利红

      红色代表了浪漫、激情与力量，而在汽车界中，法拉利是可以用颜色来引证的一个品牌。汽车狂热者一定会知道法拉利的红色，它具有“法拉利红”的专属名词，色号NCS1977-Y95R，它永远热辣张扬，让人感觉激情澎湃，演绎潮流时尚，具有传奇色彩。

法拉利跑车

“光的节律效应打开生命时钟，人们尝试利用人工光和自然光来塑造生物节律，优化生命活动，维持机体的稳态，更健康的生活。光已不只是作为照亮空间，营造用于阅读、交谈、行走、休闲舒适环境的工具，更成为了生命活动的调节器，在光与健康方面存在着不可估量的价值，更颠覆了人们对光的研究与应用。”

             ——同济大学建筑与城市规划学院郝洛西教授

        人体最小的器官-松果体分泌着一种能够对睡眠–觉醒模式与昼夜节律功能调节产生影响的激素-褪黑色素（Mekation)。光信号从视交叉上核（SCN）传出，经下丘脑室旁核（PVN）–脊髓的中间外侧细胞柱–颈上神经（SCG）到达松果（Gland)，从而影响褪黑色素的分泌。褪黑色素也被称为“黑暗荷尔蒙”，黑暗会刺激松果体中的褪黑色素分泌，反之光亮则会使其分泌抑制。

       褪黑色素具有较广泛的生理活性作用，对抗氧化、自由基清除、免疫调节、生殖系统、胃肠道功能、抑制肿瘤生长等方面均存在影响。大量研究提示，睡眠障碍、抑郁综合症、阿尔兹海默症乃至胃癌、乳腺癌等癌症发病过程中都存在褪黑色素分泌异常的现象。

             ——《光与健康》

       据数据调查发现，现代人平均86.9%的时间是在室内活动，另外5.5%的时间是在交通工具上，从而可以看出我们经常出现的疲惫感与失眠等亚健康状态可能和办公室、家庭、学校等人工光环境的灯光有关。自然光线中的蓝色光线波长，会直接影响人体褪黑色素的分泌或抑制。所以会让人在阳光下感觉更加的有活力，精力充沛。人的昼夜节律是和光是息息相关的。

       基于大量的数据研究基础上分析，如何针对不同的光环境空间打造合适的灯光效果，从而改善调节人们的工作、学习、休息不同时间段的身体状态，是人们对于现代美好生活提出的新的需求。所以来到智能照明的时代，智能家居的发展与健康光方面的需求密不可分。

       科研人员经过大量研究验证证明，根据黑视素光谱设计节律照明DAY和节律照明NIGHT的组合使用，可以达到与自然光环境下最相似的昼夜节律效果。从而匹配办公、家居、养老、医院等不同的灯光环境对于节律方面的需求。

01

室内空间节律照明解决方案

           节律照明-DAY方案

       节律照明DAY方案提供了3000K 3500K 4000K 5000K 5700K 6500K，不同的色温波段范围, @Ra80/90，适用于白天的时间中人们在办公、学习、会议等不同的场合的色温需求，通过特定的480nm波段的光谱抑制，可以帮助人们注意力更集中，效果更高。

           办公空间：节律-DAY

           节律照明-NIGHT方案

       节律照明NIGHT方案提供了2200K 2500K 2700K 3000K 3500K 4000K，不同的色温波段范围, @Ra80/90, 适用于酒店、家居、卧室、养老院等不同的场合的色温需求，通过特定的480nm波段的光谱抑制应用于床头灯、阅读灯、台灯等，可以帮助人们在温馨的灯光下，改善人体睡眠，促进快速入睡。

            酒店空间：节律-NIGHT

            居家空间：节律-NIGHT

           节律照明:养老院方案（DAY、NIGHT）

       通过抑制型、释放型方案，可提供2500K、6500K @Ra90 白天和晚上不同的节律照明灯光方案。可有效调节体内褪黑色素的分泌，改善老年人睡眠质量、增加白天警觉度、专注度。

            养老院空间：节律DAY＋HIGHT

02

节律照明5050RGBW方案

通过特定的光谱设计，运用在台灯等室内居家空间，有效调节人们的学习和作息节律，从而减少视觉疲劳，改善作息规律。

日出而作、日落而息，

这是人类在自然光照射下经过四百万年的进化，而形成的规律。

自然、健康的灯光是现代人工光环境追求的目标。

传感器作为信号采集和机电转换的器件，其机电技术已相当成熟，近几年来，传感器技术向小型化、智能化、多功能化、低成本化大踏步迈进。光敏传感器、红外传感器等各种类型的传感器都可与LED照明灯具组成一个智能控制系统，传感器将采集来的各种物理量信号转换成电信号，可以经由集成电路化的AD（模数）转换器、MCU（微控制器）、DA（数模）转换器对所采集的信号进行智能化处理，从而控制LED照明灯具开启和关闭。并可以籍此在MCU上设定各种控制要求，控制LED灯的开关时间、亮度、显色、多彩变幻，从而达到智能照明控制的目标。

光敏传感器

       光敏传感器是比较理想的因天亮、天暗（日出、日落）时照度变化而能控制电路自动开关的电子传感器。光敏传感器可根据天气、时间段和地区自动控制LED照明灯具开闭。在明亮的白天通过减少其输出功率来降低耗电量，与使用荧光灯时相比，面积为200平米的便利店最大可降低53％的耗电量，寿命也长达约5～10万小时。一般情况下，LED照明灯具的寿命为4万小时左右；发光的颜色也可采用RGB（红绿蓝）多彩变幻的方式，使灯光更多彩，气氛更活跃。

       光敏传感器是比较理想的因天亮、天暗（日出、日落）时照度变化而能控制电路自动开关的电子传感器。光敏传感器可根据天气、时间段和地区自动控制LED照明灯具开闭。在明亮的白天通过减少其输出功率来降低耗电量，与使用荧光灯时相比，面积为200平米的便利店最大可降低53％的耗电量，寿命也长达约5～10万小时。一般情况下，LED照明灯具的寿命为4万小时左右；发光的颜色也可采用RGB（红绿蓝）多彩变幻的方式，使灯光更多彩，气氛更活跃。

红外传感器

       红外传感器是靠探测人体发射的红外线而工作的。主要原理是：人体发射的10μm左右的红外线通过菲涅尔滤光透镜增强后聚集到热释电元件PIR（被动式红外）探测器上，当人活动时，红外辐射的发射位置就会发生变化，该元件就会失去电荷平衡，发生热释电效应向外释放电荷，红外传感器将透过菲涅尔滤光透镜的红外辐射能量的变化转换成电信号，即热电转换。在被动红外探测器的探测区内无人体移动时，红外感应器感应到的只是背景温度，当人体进人探测区，通过菲涅尔透镜，热释电红外感应器感应到的是人体温度与背景温度的差异，信号被采集后与系统中已存在的探测数据进行比较以判断是否真的有人等红外线源进入探测区域。

       被动式红外传感器有三个关键性的元件：菲涅尔滤光透镜，热释电红外传感器和匹配低噪放大器。菲涅尔透镜有两个作用：一是聚焦作用，即将热释红外信号折射在PIR上：二是将探测区内分为若干个明区和暗区，使进入探测区的移动物体／人能以温度变化的形式在PIR上产生变化的热释红外信号。一般还会匹配低噪放大器，当探测器上的环境温度上升，尤其是接近人体正常体温（37℃）时，传感器的灵敏度下降，经由它对增益进行补偿，增加其灵敏度。输出信号可用来驱动电子开关，实现LED照明电路的开关控制。

超声波传感器

       与红外传感器应用相仿的超声波传感器近年在自动探测移动物体中得到更多的应用。超声波传感器主要利用多普勒原理，通过晶振向外发射超过人体能感知的高频超声波，一般典型的选用25～40kHz波，然后控制模块检测反射回来波的频率，如果区域内有物体运动，反射波频率就会有轻微的波动，即多普勒效应，以此来判断照明区域的物体移动，从而达到控制开关的目的。

       超声波的纵向振荡特性，可以在气体、液体及固体中传播，且其传播速度不同；它还有折射和反射现象，在空气中传播频率较低、衰减较快，而在固体、液体中则衰减较小、传播较远。超声波传感器正是利用超声波的这些特性。超声波传感器有敏感范围大，无视觉盲区，不受障碍物干扰等特点，已经被证明是检测小物体运动最有效的方法。因此与LED灯具组成系统可灵敏控制开关。由于超声波传感器灵敏度高，空气振动、通风采暖制冷系统及周围邻近空间的运动都会引起超声波传感器产生误触发，所以超声波传感器需要及时校准。

温度传感器

       温度传感器NTC（负温度系数）做LED灯具的过温保护被比较早的广泛应用。LED灯具如采用大功率LED光源，就必须采用多翼的铝散热器，由于室内照明用的LED灯具本身空间很小，散热问题到目前还是最大的技术瓶颈之一。

       LED灯具散热不爽的话，会导致LED光源因过热而早期光衰。LED灯具开启后热量还会因热空气自动上升而向灯头富集，影响电源的寿命。因此在设计LED灯具时，可以在铝散热器靠近LED光源方紧贴一个NTC，以便实时采集灯具的温度，当灯杯铝散热器温度升高时可利用此电路自动降低恒流源输出电流，使灯具降温；当灯杯铝散热器温度升高到限用设定值时自动关断LED电源，实现灯具过温保护，当温度降低后，自动再将灯开启。

声控传感器

       由声音控制传感器、音频放大器、选择频道电路、延时开启电路及可控硅控制电路等组成的声控传感器（microphone array）。以声音对比结果来判断是否要启动控制电路，用调节器给定声控传感器的原始值设定，声控传感器不断地将外界声音强度与原始值做比较，当超过原始值时向控制中心传达“有音”信号，声控传感器在楼道及公共照明场所得到广泛的应用。

微波感应传感器

       微波感应传感器是利用多普勒效应原理设计的移动物体探测器。它以非接触方式探测物体的位置是否发生移动，继而产生相应的开关操作。当有人走进感应区内，并且达到照明需求时，感应开关自动开启，负载电器开始工作，并启动延时系统，只要人体未离开感应区，负载电器将持续工作。当人体离开感应区后，感应器开始计算延时，延时结束，感应器开关自动关闭，负载电器停止工作。真正做到安全、方便、智能、节能。 

目前LED照明灯具的最大技术难题就是散热问题，散热不畅导致LED驱动电源、电解电容器都成了LED照明灯具进一步发展的短板，LED光源早衰的缘由。

       在使用LV LED光源的灯具方案中，由于LED光源工作在低电压（VF＝3.2V）、大电流（IF＝300～700mA）的工作状态，发热很厉害，传统灯具的空间狭小，小面积的散热器很难很快导出热量。尽管采用了多种散热方案，结果都不尽人意，成为LED照明灯具一道无解的难题。寻找简单易用、导热性能好，而低成本的散热材料始终都在努力中。

       目前LED光源在上电后，大约30％电能转化为光能，其余的转化成热能。因此，要将这么多的热能尽快导出是LED灯具结构设计的关键技术，热能需要通过热传导、热对流、热辐射才能散发。只有尽快导出热量才能有效降低LED灯具内的腔体温度，才能保护电源不在持久的高温环境下工作，才能避免LED光源因长期高温工作而发生早衰。

       LED照明灯具的散热途径

       正因为LED光源自身没有红外线、紫外线，因此LED光源自身没有辐射散热功能，LED照明灯具的散热途径只能通过与LED灯珠板密切组合的散热器来导出热量。散热器必须具备热传导、热对流、热辐射的功能。

       任何散热器，除了要能快速地把热量从发热源传导到散热器的表面，主要的还是要靠对流和辐射把热量散发到空气中去。导热只解决了传热的途径，而热对流是散热器的主要功能，散热性能主要由散热面积、形状、自然对流强度的能力决定，热辐射只是辅助的作用。

       一般来说，如果热量从热源到散热器表面的距离小于5mm，那么只要材料导热系数大于5时，其热量就可导出，其余散热就必须由热对流来主导的了。

       大多数的LED照明光源仍然使用低电压（VF＝3.2V）、大电流（IF＝200～700mA）的LED灯珠，由于工作时热量高，必须使用导热系数较高的铝合金。通常有压铸铝散热器、挤压铝散热器、冲压铝散热器。压铸铝散热器是一种压力铸造零件的技术，将液态锌铜铝合金浇注入压铸机的入料口，经压铸机压铸，铸造出事先设计模具限定的形状散热器。

       压铸铝散热器

       生产成本可控，散热翼无法做薄，很难使散热面积大化。LED灯具散热器常用压铸材料为ADC10和ADC12。

       挤压铝散热器

       将液态铝通过固定的模具挤压成型，然后将棒材通过机加工切割成需要的形状的散热器，后期加工成本较高。散热翼可以做得很多很薄，散热面积得到最大的扩展，散热翼工作时自动形成空气对流扩散热量，散热效果较好。常用材料是AL6061和AL6063。

       冲压铝散热器

       是通过冲床和模具对钢铁、铝合金的板材冲压、拉升，使之成为杯筒型的散热器，冲压成型的散热器内外周边平滑，因无翼而散热面积有限。常用铝合金材料是5052、6061、6063。冲压件质量很小，材料利用率高，是一种低成本方案。

       铝合金散热器的导热是比较理想的，比较适用于隔离的开关恒流电源。对于非隔离开关恒流电源来说，需要通过灯具的结构设计做好交流和直流、高压和低压电源的隔离，才能通过CE或UL认证。

       塑包铝散热器 

       是一种导热塑料外壳铝芯的散热器。导热塑料与铝散热芯在注塑机上一次成型，铝散热芯做埋件，需要预先进行机械加工。LED灯珠的热量通过铝散热芯快速传导给导热塑料，导热塑料利用它的多翼形成空气对流散热，利用它的表面辐射部分热量。

       塑包铝散热器一般利用导热塑料本来的颜色白色和黑色，黑色塑料的塑包铝散热器的辐射散热效果更好一点。导热塑料是一种热塑性材料，材料的流动性、密度、韧性、强度都易于注塑成型，具有很好的耐冷热冲击循环特性，绝缘性能优良。导热塑料辐射系数优于普通的金属材料。

       导热塑料密度比压铸铝和陶瓷小40％，同样形状的散热器，塑包铝的重量可减少将近三分之一；与全铝散热器相比较加工成本低，加工周期短，加工温度低；成品不易碎；客户自备注塑机可进行灯具差异化外形设计生产。塑包铝散热器绝缘性能好，容易通过安规。

       高导热塑料散热器

       高导热塑料散热器最近发展很快，高导热塑料散热器一种全塑料的散热器，它的导热系数比普通塑料高几十倍，达2－9w／mk，具有优异的热传导、热辐射能力；可应用于各种功率灯具的新型绝缘散热材料，可广泛应用于1W～200W的各类LED灯具。

       高导热塑料耐压等级可达交流6000V，适合采用非隔离开关恒流电源、HVLED的高压线性恒流电源。使这类LED照明灯具易于通过CE、TUV、UL等严格安规检测。HVLED采用高电压（VF＝35－280VDC）、小电流（IF＝20－60mA）工作状态，HVLED灯珠板的发热因此而降低。高导热塑料散热器采用传统的注塑、挤塑机均可。

       一次成型，成品光洁度高。大幅提升生效率，造型设计灵活度高，可充分发挥设计师的设计理念。高导热塑料散热器采用PLA（玉米淀粉）聚合而成，全降解、无残留、无化学污染，生产过程无任何重金属污染，无污水，无废气，符合全球环保要求。

       高导热塑料散热体内部PLA分子间密布纳米级金属离子，在高温下可快速运动，增加热辐射能量。其活力优于金属材料散热体。高导热塑料散热器耐高温，150℃五小时不破裂，不变形，配合高压线性恒流IC驱动方案应用，无需电解电容和大体积电感，大幅提升LED整灯寿命，非隔离电源方案，效率高、成本低。特别适合日光灯管、大功率工矿灯的应用。

       高导热塑料散热器可以设计很多精密的散热翼，散热翼可以做得很多很薄，散热面积得到最大的扩展，散热翼工作时自动形成空气对流扩散热量，散热效果较好。LED灯珠的热量通过高导热塑料直接到散热翼，通过空气对流和表面辐射快速散热。

       高导热塑料散热器密度要比铝轻。铝的密度是2700kg／m3，而塑料的密度为1420kg／m3，差不多为铝的一半，所以同样形状的散热器，塑料散热器的重量只有铝的1／2。而且加工简单，其成型周期可以缩短20－50％，这也就降低了成本的动力。

一、户外灯具防护

       户外LED灯具经常受到雨水、雾气、冰雪、风沙、酸咸、盐雾、灰尘、污物、湿度（潮气）、昆虫的侵扰，为了确保设计寿命期内灯具所用电子元器件、LED发光芯片和光学系统等始终处于正常状态，工程师们采用了严格的防护措施——

       1、防护等级通常定在IP68或以上；

       2、采用更耐用的密封圈或垫片以改善密封效果；

       3、增加壳体厚度以减少密封圈周围的壳体移动；

       4、在密封圈或垫片周围安装更多的螺钉以保持更持久的密封效果；

       5、应用结构性防护措施。

       这样一来，灯具结构也成为了一个实实在在的密闭腔体。

       一个不争的事实是，环境温度变化和灯具开关操作均会导致密闭腔体内外压力差的产生，这种压力差会在灯具结构连接处、密封圈及其它接头点形成应力集中现象，并对灯具结构及其密封零部件和材料性能产生破坏性影响。长时间正负压力差交替作用，致使结构件衔接处的缝隙变大，腔体密闭性变差，而同时产生呼吸效应。

       二、呼吸效应及影响

       实验证明，除了环境温度激烈变化的影响，户外LED灯具工作时因电光转换效率问题而产生的热量对灯具密闭腔体内外压差的产生影响最大。

       从理想气体状态方程：

PV＝nRT

      ［P为气体压强（Pa），V为气体体积（m³），T为热力学温度（K），R为摩尔气体常数（J/mol.K），n为气体质量（mol）。］

       可知，灯具温度升高时，内部压强将会增加，与大气形成压力差，如果灯具存在一定的缝隙，腔体内的气体就会泄出。当灯具温度下降时，内部气压降低，外面的空气、湿气、水气或者含有酸咸盐成分的腐蚀性气体将渗入，这便是密闭腔体之呼吸效应。

       呼吸效应所带来的最不好的影响在于其使得湿气、水气或者含有酸、咸、盐成分的腐蚀性气体渗入灯具，它们不仅会在透镜上凝结水珠而影响照明效果，更会腐蚀透镜、光源及电子元器件，使其丧失应有的技术性能以缩短灯具寿命。也会导致电器短路而引发各种安全问题。

       三、作用、原理和结构

       呼吸器是把ePTFE透气膜（膨体聚四氟乙烯多微孔膜）通过注塑、超声焊接等形式和塑胶、金属、硅胶等其他材料结合，形成可以密闭的安装部件。

       呼吸器有螺纹式、压入式、卡扣式、纽扣式等主要款式，透气量和防护等级是其最重要的两个性能指标。

       呼吸器安装在灯具上，使密闭腔体内部空气与大气通过ePTFE薄膜交换气体。

当灯体内温度发生变化——气体膨胀或压缩时，与外部大气形成压力差，空气将通过ePTFE薄膜流动，使灯体内部气压与大气压保持平衡，同时隔绝水气的进入，合理利用呼吸效应很好地解决了气压差带来的系列影响。

       ePTFE透气膜（膨体聚四氟乙烯多微孔膜）的微孔直径在0.1-10μm之间，而气体的分子只有0.0004μm左右，膜的孔径比气体直径大250-25000倍，因此气体可以顺利通过。
    

       细雨的直径有400μm，比薄膜的微孔直径大40-4000倍。由于ePTFE薄膜材料之表面能很低，接触角为135.6°，在表面张力（水分子相互拉扯）作用下，使水汽冷凝变成小水滴在ePTFE膜表面形大较大水珠，从而有效阻止液态水润湿和毛细渗透，因此具有良好的防水透气性能。

       ePTFE透气膜（膨体聚四氟乙烯多微孔膜）具有高度的可压缩性，极其容易填满密封面上存在的空洞和沟槽，能很好地堵塞界面的泄漏，并且在受到张力作用时，有回弹膨胀的特性。内部介质压力越高，密封作用力越大。

       四、结束语

       户外灯具呼吸器——

       防水、防尘、防油污，防护等级过IP68；耐化学剂、耐高低温、抗老化，能提高灯具在苛刻环境中的可靠性；ePTFE具有很好的耐蠕变性、极差的亲水性和吸附性、较好的透气性和极强的耐腐蚀性，具备在很宽的温度范围内皆能长期安全使用的性能。

       户外灯具呼吸器——

能防止透镜结露结雾，确保灯具照明使用效果；能保护灯具内温度敏感的电子、电感产品，延长灯具使用寿命；在极端环境下使用，能极大地减少由于盐腐蚀而引起的电子、电感产品故障；微散热及平衡灯具（密闭腔体）内外压力差，降低灯具壳体及密封硅胶条所承受的压应力，从而保证灯具结构的完整性。

一、光束角

       光束角（Beam angle）指在垂直光束中心线的某平面上，发光强度等于 50% 最大光强的两个方向之间的夹角。

这个参量常用来衡量角度比较窄的反射型光源、射灯和筒灯的光强分布。

       光束角不是指全光束包容角，所以打出来的光斑不可能是从灯具中心到光斑外边缘的连线与从灯具中心到光斑中心点的连线之间的夹角。

       那是不是用照度计测试，得到 50% 照度的点是 50% 光强直射的点呢？答案是NO！根据余弦定律和平方反比定律，理想状态下，50% 光强直射的点的照度值 Ep 应该是：

注意：室外灯具常把 1/10 峰值光强的包容角称为该灯具的光束角。

     二、遮光角（保护角shielding angle）

       灯具遮光角（shielding angle）指光源最边缘一点与灯具开口边缘的连线与水平线之间的夹角。

      三、截光角

       灯具截光角（cut-off angle）常常被与遮光角混为一谈，但差之毫厘谬以千里，它其实是遮光角的余角。

       遮光角和截光角，常用来控制灯具的眩光，是衡量灯具光度分布视觉舒适性的必需参数。室外路灯直接用截光角来衡量灯具的眩光等级。

       保护角为30°（截光角为60°）的灯具，为什么站在视线30°几何位置处，仍然这么刺眼？

从图中我们可以看出，灯具的光线，除了光源的直射可能造成眩光之外，灯具腔体材料表面的反射光线也可能造成眩光。此外，整体的灯具表面亮度也可能造成室内材料尤其是电脑等表面的反射眩光。

总的来说，光环境眩光控制是一个系统工程。只看保护角显然是不够的，而现在很多照明设计师仅仅用光束角来衡量灯具的眩光控制，也就显得有点简单粗暴了。

      一、什么是PF值？

       PF值即功率因素：是表示用电设备对电网电力系统利用率的一个指标。相同功率的用电设备，PF值较高的设备输入电流更小，所需电力系统的容量也更小。各国对民用、商业和工业用电设备都有明确的PF值要求。

      二、PF值过低有什么坏处？

       PF值过低会带来多方面的不良影响：首先PF值过低会导致输入电流较大，需要增大输入线线径保证线路安全，其次PF值过低会增大电网损耗，拉低电网电压，导致用电设备异常。同时PF值低的设备往往谐波也很大，谐波容易对电网用电设备产生干扰，影响设备正常工作。

      三、什么是总谐波失真（THD）？

       谐波是指电流中所含的频率为基波整数倍的电量。总谐波失真是指信号输入时，输出信号比输入信号多出的额外谐波成分，各谐波叠加在输入信号上会产生畸变的波形，THD通常用百分比来表示，表示电流谐波含量占基波含量的百分比。

      四、总谐波失真（THD）过高有什么不好？

       当大量使用THD过高的用电器设备时，它产生的谐波电流总量会严重污染整个供电系统和其他用电用户，同时也使电网电压波形发生畸变。

过大的谐波电流会产生以下危害：

       1、使电力变压器产生局部磁化，损耗增大，严重时会危及变压器及电力运行安全。

       2、谐波电流通过功率补偿设备的电力电容器时，容易导致电力电容器过流或过压损坏。

       3、谐波电流能对线路上的继电保护、仪器仪表、自动控制、电子通讯、卫星导航以及计算机系统产生强烈干扰，从而引起误动作、出现噪声等异常现象。

       4、在三相四线制供电系统中，谐波电流会使电网的相电流无法在中线相互抵消致使中线内电流产生叠加而过流损坏，若三相电位发生偏移，严重时会导致烧毁灯具，甚至引起火灾。

      五、什么是浪涌？

       顾名思义就是瞬间出现超出额定值的峰值，它包括浪涌电压和浪涌电流。浪涌也叫突波，顾名思义就是超出正常工作电压的瞬间过电压。本质上讲，浪涌是发生在仅仅几百万分之一秒时间内的一种剧烈脉冲。可以引起浪涌的原因有：重型设备、短路、电源切换或大型发动机。而含有浪涌阻绝装置的产品可以有效地吸收突发的巨大能量，以保护连接设备免于受损。

       1、浪涌简介

       浪涌电流是指电源接通瞬间或是在电路出现异常情况下产生的远大于稳态电流的峰值电流或过载电流。

       在电子设计中，浪涌主要指的是电源刚开通的那一瞬间产生的强力脉冲，由于电路本身的非线性有可能高于电源本身的脉冲；

       或者由于电源或电路中其它部分受到本身或外来尖脉冲干扰叫浪涌。它很可能使电路在浪涌的一瞬间烧坏，如PN结电容击穿，电阻烧断等。

       浪涌保护就是利用非线性元器件对高频（浪涌）的敏感设计的保护电路。简单而常用的是并联大小电容和串联电感。

       2、产生原因

       ⑴、外部原因（雷电原因）

       雷击引起的浪涌危害最大。在雷击放电时，以雷击为中心1.5～2.0KM范围内，都可能产生危险的过电压。雷击引起（外部）电涌的特点是单相脉冲型，能量巨大。

       外部电涌的电压在几微秒内可以从百伏特快速升高至20000V，可以传输相当长的距离。按ANSI/IEEE C62.41-1991说明，瞬间电涌可高达20000V，瞬间电流可达10000A。根据统计，系统外的电涌主要来自于雷电和其它系统的冲击，大约占20%。

       ①、感应雷击电涌过电压：雷击闪电产生的高速变化的磁场，闪电辐射的电场作用于导体，感应很高的过电压，这类过电压具有很陡的前沿并快速衰减。

       ②、直接雷击电涌过电压：直接落雷面电网上，由于瞬间能量巨大，破坏力超强，还没有一种设备能对直接落雷进行保护。

       ③、雷击传导电涌过电压：由远处的架空线传导而来，由于接于电力网的设备对过电压有不同的抑制能力，因此传导过电压能量随线路的延长而减弱。

       ④、振荡电涌过电压：动力线等效一个电感，并与大地及临近金属物体间存在分布电容，构成并联谐振回路，在TT、TN供电系统，当出现单相接地故障的瞬间，由于高频率的成分出现谐振，在线路上产生很高过电压，主要损坏二次仪表。

       直接雷击是最严重的事件，尤其是如果雷击击中靠近用户进线口架空输电线。在发生这些事件时，架空输电线电压将上升到几十万伏特，通常引起绝缘闪络。雷电电流在电力线上传输的距离为一公里或更远，在雷击点附近的峰值电流可达100KA或以上。在用户进线口处低压线路的电流每相可达5KA到10KA。在雷电活动频繁的区域，电力设施每年可能有好几次遭受雷电直击事件引起严重雷电电流。而对于采用地下电力电缆供电或在雷电活动不频繁的地区，上述事件是很少发生的。

       间接雷击和内部浪涌发生的概率较高，绝大部分的用电设备损坏与其有关。所以电源防浪涌的重点是对这部分浪涌能量的吸收和抑制。

       ⑵、内部原因（大型设备工作、短路、电源切换、设备故障、同一线路带载数量过多）

       内部浪涌发生的原因同供电系统内部的设备启停和供电网络运行的故障有关：

       在电力系统内部，由于断路器的操作、负荷的投入和切除或系统故障等系统内部的状态变化，而使系统参数发生变化，从而引起的电力内部电磁能量转换或传输过渡过程，将在系统内部出现过电压。系统内的电涌主要来自于系统内部用电负荷的冲击，大约占80%。在电力系统引起的内部过电压的原因大致可分为：

       ①、电力在负荷的投入和切除。

       ②、感性负荷的投入和切除。

       ③、功率因素补偿电容器的投入和切除。

       ④、短路故障。

       ⑤、同一线路带载数量过多。

      六、浪涌的等级分类

       根据GB/T17626.5-2008《电磁兼容试验和测量技术 浪涌（冲击）抗扰度试验》等同于国际标准：IEC61000-4-5:2005

       浪涌抗扰度试验等级分为：

备注：“X”可以是高于、低于或在其他等级之间的任何等级，该等级可以在产品标准中规格。

      七、纹波电流

       纹波电流定义为输出直流电流上叠加的交流成分。LED电源将输入端的交流电转换成直流电来驱动LED，转换的过程中因电路及器件的特性不可避免的叠加了交流成分。有试验证明，纹波电流对LED的光输出和光效有影响，纹波电流的存在会降低LED的光输出和光效，纹波电流幅值越大光效和输出下降越明显，但控制纹波幅值的大小，LED仍可保持较高的光效。