LED面板灯是一种表面发光装置,利用侧光技术在灯具的发光面 (LES) 上实现一致的均匀度。这项革命性的技术充分利用了LED独有的特性(例如定向发光和紧凑尺寸),并采用创新的光学设计,实现了极低的外形和在整个LES上均匀的亮度。商业建筑的普通照明和任务照明面临着巨大的挑战,即如何在区域或任务平面上实现均匀的照度分布,同时提供卓越的眩光控制和视觉舒适度。侧光式LED面板灯能够提供完全均匀、平滑且视觉舒适的照明,是取代荧光灯和其他类型LED吸顶灯的有力选择。

LED面板灯可以表面安装到平面天花板上,用作嵌入式吸顶灯。它们也可以悬挂在工作站或会议室桌子上方,提供工作照明。然而,这些平板LED灯最常安装在办公室、教育和医疗机构以及商业建筑中常见的吊顶上。吊顶(也称为悬吊式天花板、假天花板或网格天花板)是一种悬挂在主结构天花板下方的辅助天花板,旨在提供整洁美观的天花板和隔音效果,并提供一个隐蔽的空间来隐藏机械管道、电线管、水管和原始天花板。吊顶由通常由铝或钢制成的金属框架组成,天花板瓷砖被嵌入或夹入T型轨道,从而为空间打造出完整的天花板。灯具、喷头、空气扩散器或格栅、火灾探测设备和音响系统可以嵌入T型网格中,代替天花板瓷砖。
吊顶系统的顶灯采用嵌入式照明,与天花板表面齐平。此类灯具通常被称为嵌入式灯槽。LED面板灯是嵌入式灯槽的一种,其他类型还包括立体嵌入式灯槽、抛物线嵌入式灯槽和透镜嵌入式灯槽。在典型的网格天花板中,T型杆结构提供正方形或矩形开口的网格,在美国及其邻国,单元尺寸为2 x 2英尺(610毫米 x 610毫米)或2 x 4英尺(610毫米 x 1,220毫米),在欧洲和中国,单元尺寸为600毫米 x 600毫米或600毫米 x 1,200毫米。与其他类型的嵌入式灯槽一样,LED面板灯的尺寸略小,适合嵌入式网格安装。
传统的凹灯槽通常又深又笨重,因为为这些灯具设计的光学系统占用了相当大的体积。LED 是点光源。其发光表面的有限尺寸带来了额外的设计挑战,因为高通量密度光源的集中亮度必须分布在更大的表面上,才能产生可接受的亮度,而不会刺眼。抛物面凹灯槽使用铝制百叶窗来控制眩光。透镜凹灯槽依靠漫射光学元件来柔化 LED 光的刺眼程度。体积凹灯槽使用穿孔或不透明的篮筐来遮挡眩光,同时间接反射光线以产生漫射的 LES。所有这些光学设计都要求灯具保持一定的深度。LED 面板灯可以制成极薄的外形(小于 10 毫米),这使得灯具可以轻松安装在浅的静压天花板中。
侧光式 LED 面板灯采用挤压铝框架,为光源和光学元件提供机械支撑,同时兼具散热器的功能,散发 LED 半导体结产生的热量。侧光式 LED 的光通量由多层光学系统调节,该系统通常由顶部反射器、导光板 (LGP) 和乳白色底部漫射器组成。LGP 通过全内反射 (TIR) 将侧光式 LED 发出的光传输到一定距离外的点,从而最大程度地降低损耗。
导光板设计有出光点,允许一定量的光从导光板中逸出。导光板(LGP)上分布着一系列出光点,以确保所有LED的光通量均匀分布在整个发光面(LES)。顶部反射器用于将光线向下引导。底部漫射器进一步漫射经导光板散射的光线。复合光学系统打造出一种面发光装置,可提供柔和的亮度和完美的均匀度,带来赏心悦目的照明效果。
出光点的设计是决定面板出光分布以及导光板 (LGP) 光提取效率的主要因素。出光点可以设计成各种图案,并采用多种不同的技术制作。它们可以直接蚀刻或印刷在导光板上,也可以在模具上成型,然后注塑成型或热压印在导光板内部。导光板通常由光学透明的热塑性塑料制成,例如丙烯酸和聚碳酸酯。
聚碳酸酯因其比丙烯酸树脂更优异的热稳定性而成为一种主流材料。然而,最常用的 LGP 材料是丙烯酸,因为它具有高透光率和相对较低的成本。尽管如此,丙烯酸 LGP 在使用 4 到 6 年后容易变色,导致发射光的颜色发生变化。廉价产品的 LGP 甚至由聚苯乙烯 (PS) 制成,这种材料在两年内就会变黄。LGP 的颜色稳定性是 LED 面板灯的关键性能指标之一。不仅热应力会加速 LGP 的颜色变化,环境应力(例如暴露在潮湿环境中)也会导致 LGP 变色,除非采取足够的预防措施保护光学材料免受湿气侵入。

LED面板灯铝制框架边缘嵌入的光源是SMD LED,体积小巧,但质量参差不齐。虽然塑料LED封装的热性能始终是关键考虑因素,但光源的色彩特性也应得到认真关注。光源的特性可以通过其色彩还原性能和色温来表征,而这两者都由其光谱功率分布 (SPD) 决定。
自荧光灯普及以来,室内照明产品的显色质量常常被光效所取代。即使LED可以设计成在高光效下提供出色的显色性,LED照明也不例外。LED面板灯的典型显色指数 (CRI) 在85到86之间。该参数对于一般照明应用来说尚可接受,但由于光源在长波长方面存在缺陷,因此对于色彩要求严格的照明任务而言不够理想。为了获得出色的色彩还原,应使用CRI超过90且辐射功率覆盖所有光谱波长的LED。
发达国家的大多数商业应用使用相关色温 (CCT) 为 3500 K 至 5000 K 的光源。这种 CCT 选择很有意义,因为高 CCT 光源(例如 6000 K 至 6500 K)含有过高比例的蓝光波长,这可能会扰乱人体昼夜节律。由于制造工艺固有的差异性,SMD LED 可能会表现出更大的色差。侧光式设计允许在光导内进行混色,从而消除直接照明系统中常见的 LED 间色差。然而,为了确保灯具间的一致性,必须严格控制光源的色差。
当今的商业、医疗保健或教育环境中的空间需要灵活,以适应各种用途。这催生了可调白光照明系统的使用。LED 面板灯可以集成多通道光引擎,允许在一个系统中混合使用不同色温 (CCT) 的 LED,从而实现从暖白光到冷白光的可变色温控制。
LED面板灯由板外LED驱动器驱动,该驱动器将输出调节至恒定电流。LED驱动器面临的挑战是如何尽可能高效地将商用交流电转换为直流电,并将输出电流的纹波降至最低。较大的电流纹波会导致LED闪烁,这会严重损伤人眼,降低视觉任务执行能力,甚至导致一些体质虚弱的人出现头痛或癫痫发作。
可调光LED面板灯通常配备具有0-10V调光功能的驱动器。可调白光应用采用智能LED驱动器,能够独立控制色温和光强度。
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