LED光源在隧道照明中應(yīng)用的技術(shù)性分析

　LED(LightEmittingDiode)即發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件。LED的發(fā)光原理就是將電流通過化合物半導(dǎo)體，通過電子與空穴的結(jié)合，過剩的能量將以光的形式釋出，達到發(fā)光的效果。

　　自20世紀(jì)60年代第一個商用LED誕生以來，LED光源就得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。LED最初多用作指示燈、顯示板等，隨著白光LED的出現(xiàn)，其應(yīng)用范圍得到了很大的提高，現(xiàn)已在交通信號、廣告標(biāo)識、應(yīng)急照明、LCD背光照明、汽車照明系統(tǒng)、商用照明以及城市夜間景觀照明工程等諸多照明領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，LED光源被稱為第四代照明光源或綠色光源，成為21世紀(jì)新一代光源。

　　近些年來，隨著LED照明技術(shù)的飛速發(fā)展和我國節(jié)能減排政策的深入實施，LED光源也開始應(yīng)用于道路照明及公路隧道照明。據(jù)統(tǒng)計，我國開發(fā)和生產(chǎn)以白光LED為光源的道路和隧道照明燈具企業(yè)已經(jīng)有數(shù)百家。采用LED作為照明光源的隧道也逐漸增多，如上海長江隧道、北京德勝口隧道等。任何一個新生事物必然有一個發(fā)展與完善的過程，因此，在LED光源應(yīng)用于隧道照明初期，我們應(yīng)當(dāng)盡快了解和認識LED光源在當(dāng)前隧道照明中的優(yōu)點及不足，充分發(fā)揮LED光源的優(yōu)勢，正視存在的不足。從而為我們在隧道照明中正確使用LED光源提供參考依據(jù)，為今后LED光源在隧道照明中的應(yīng)用和發(fā)展指明方向。

　　1、LED光源的特點

　　LED光源作為新一代光源，與白熾燈、高壓鈉燈等傳統(tǒng)熱輻射和氣體放電光源相比，有著很大的不同，當(dāng)前的LED光源在照明方面具有以下一些優(yōu)點:

　　(1)體積小

　　LED光源與傳統(tǒng)光源相比體積小、重量輕，可以制作成各種形狀的器件，便于各種燈具和設(shè)備的布置與設(shè)計，適應(yīng)性強，適用范圍廣。

　　(2)環(huán)保性能好

　　由于LED光源在生產(chǎn)過程中無需添加金屬汞，因此LED廢棄后，不會造成汞污染，且其廢棄物幾乎可以全部回收利用，不僅節(jié)約了資源，還保護了環(huán)境。

　　(3)安全穩(wěn)定

　　LED光源使用低壓直流電就可以驅(qū)動，一般供電電壓在6~24V之間，因此安全性能比較好，特別適用于公共場所。另外在外界環(huán)境較好的條件下，LED光源比傳統(tǒng)光源的光衰小、壽命長，即使頻繁開關(guān)，也不影響其使用壽命。

　　(4)抗震、抗沖擊性能好

　　LED光源的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，在結(jié)構(gòu)上沒有玻璃外殼，不需要像白熾燈或者熒光燈那樣在燈管內(nèi)抽成真空或沖入特定氣體。因此，LED光源的抗震、抗沖擊性能良好，給其生產(chǎn)、運輸、使用各環(huán)節(jié)帶來了便利。

　　(5)指向性強

　　與傳統(tǒng)光源相比，LED光源發(fā)出的光線是定向的，從LED發(fā)出的大部分光線能直接射向被照面，利用率遠高于傳統(tǒng)光源。

　LED(LightEmittingDiode)即發(fā)光二極管，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件。LED的發(fā)光原理就是將電流通過化合物半導(dǎo)體，通過電子與空穴的結(jié)合，過剩的能量將以光的形式釋出，達到發(fā)光的效果。

　　自20世紀(jì)60年代第一個商用LED誕生以來，LED光源就得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。LED最初多用作指示燈、顯示板等，隨著白光LED的出現(xiàn)，其應(yīng)用范圍得到了很大的提高，現(xiàn)已在交通信號、廣告標(biāo)識、應(yīng)急照明、LCD背光照明、汽車照明系統(tǒng)、商用照明以及城市夜間景觀照明工程等諸多照明領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。因此，LED光源被稱為第四代照明光源或綠色光源，成為21世紀(jì)新一代光源。

　　近些年來，隨著LED照明技術(shù)的飛速發(fā)展和我國節(jié)能減排政策的深入實施，LED光源也開始應(yīng)用于道路照明及公路隧道照明。據(jù)統(tǒng)計，我國開發(fā)和生產(chǎn)以白光LED為光源的道路和隧道照明燈具企業(yè)已經(jīng)有數(shù)百家。采用LED作為照明光源的隧道也逐漸增多，如上海長江隧道、北京德勝口隧道等。任何一個新生事物必然有一個發(fā)展與完善的過程，因此，在LED光源應(yīng)用于隧道照明初期，我們應(yīng)當(dāng)盡快了解和認識LED光源在當(dāng)前隧道照明中的優(yōu)點及不足，充分發(fā)揮LED光源的優(yōu)勢，正視存在的不足。從而為我們在隧道照明中正確使用LED光源提供參考依據(jù)，為今后LED光源在隧道照明中的應(yīng)用和發(fā)展指明方向。

　　1、LED光源的特點

　　LED光源作為新一代光源，與白熾燈、高壓鈉燈等傳統(tǒng)熱輻射和氣體放電光源相比，有著很大的不同，當(dāng)前的LED光源在照明方面具有以下一些優(yōu)點:

　　(1)體積小

　　LED光源與傳統(tǒng)光源相比體積小、重量輕，可以制作成各種形狀的器件，便于各種燈具和設(shè)備的布置與設(shè)計，適應(yīng)性強，適用范圍廣。

　　(2)環(huán)保性能好

　　由于LED光源在生產(chǎn)過程中無需添加金屬汞，因此LED廢棄后，不會造成汞污染，且其廢棄物幾乎可以全部回收利用，不僅節(jié)約了資源，還保護了環(huán)境。

　　(3)安全穩(wěn)定

　　LED光源使用低壓直流電就可以驅(qū)動，一般供電電壓在6~24V之間，因此安全性能比較好，特別適用于公共場所。另外在外界環(huán)境較好的條件下，LED光源比傳統(tǒng)光源的光衰小、壽命長，即使頻繁開關(guān)，也不影響其使用壽命。

　　(4)抗震、抗沖擊性能好

　　LED光源的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，在結(jié)構(gòu)上沒有玻璃外殼，不需要像白熾燈或者熒光燈那樣在燈管內(nèi)抽成真空或沖入特定氣體。因此，LED光源的抗震、抗沖擊性能良好，給其生產(chǎn)、運輸、使用各環(huán)節(jié)帶來了便利。

　　(5)指向性強

　　與傳統(tǒng)光源相比，LED光源發(fā)出的光線是定向的，從LED發(fā)出的大部分光線能直接射向被照面，利用率遠高于傳統(tǒng)光源。

　　(6)響應(yīng)時間快

　　白熾燈的響應(yīng)時間為毫秒級，LED光源的響應(yīng)時間則為納秒級。因此，廣泛應(yīng)用于交通信號及汽車信號燈領(lǐng)域。

　　(7)發(fā)光效率較高

　　隨著LED照明技術(shù)的發(fā)展，LED光源的發(fā)光效率已經(jīng)由原來的不到10lm/W提高到100lm/W以上，且其發(fā)光效率仍有較大提高的潛力。

　　(8)光色豐富

　　LED光源通過改變電流、化學(xué)修飾、單色光混合等方法，可以實現(xiàn)可見光波段各種顏色的發(fā)光和變色，即使對于白光LED也可以制作成各種色溫的光源。因此，在室內(nèi)裝飾照明和景觀照明中具有明顯的
優(yōu)勢。

　　(9)無閃爍、無紫外線

　　LED光源采用的是直流供電，發(fā)光穩(wěn)定不閃爍，且光譜主要集中在可見光區(qū)域，基本無紫外線或紅外線輻射的干擾，從而可以避免頻閃效應(yīng)帶來的不利影響，提高人眼舒適性。

　　(10)亮度可調(diào)性好

　　根據(jù)LED光源的發(fā)光原理，LED的發(fā)光亮度或輸出光通量基本隨電流正向變化。而其工作電流在額定范圍內(nèi)可大可小，具有良好的可調(diào)性，為LED光源實現(xiàn)按需照明、亮度無級控制奠定了基礎(chǔ)。

　　正是因為LED光源具有以上傳統(tǒng)光源無法比擬的優(yōu)勢，因此LED光源成為各國照明事業(yè)發(fā)展的重點和方向。

　　2、隧道照明的特點及對光源的要求

　　隧道照明是為了保證隧道內(nèi)交通順暢而設(shè)置的功能性照明，其照明的目的是為了給駕駛員在隧道行駛過程中提供一個安全、舒適的視覺環(huán)境，保障交通運行，提高運輸效率。由于隧道是一個半封閉空間，隧道在行車視覺特性上要比其他照明復(fù)雜得多，它不僅需要