隨著LED 技術、物聯網技術及無線通信技術的發展，LED 照明顆粒以其無污染、壽命長、指向性好及便于運輸等優點逐步發展到商業化階段。由于我國LED 產業發展的不均衡以及部分相關工程人員LED 專業知識的欠缺，致使盲目使用LED 照明顆粒以及LED 照明系統設計的不合理現象的出現。從LED 照明顆粒原理及特點入手，結合工程實踐經驗討論了LED 照明系統設計流程及注意事項，給出了解決相應問題的建議。

　　隨著我國對于半導體照明技術的逐步重視，2003 年6 月國家半導體照明產業工程正式啟動，2007 年12 月科技部和國家外國專家局聯合批準了33 家單位建立國家級國際聯合研究中心，中科院半導體所成為其中的“國家級半導體照明國際聯合研究中心”。直至2008 年7 月，國家半導體照明工程協調領導小組第六次工作會議的圓滿結束都說明了半導體照明技術的研究和應用對于進一步落實《國家中長期科學和技術發展規劃綱要》有著重大意義，同時也為照明技術的發展指明了方向。

　　2009 年10 月12 日，國家發改委、科技部、工業和信息化部等六部委聯合制定《半導體照明節能產業發展意見》，提出“到2015 年，半導體照明節能產業產值年均增長率在30% 左右，產品市場占有率逐年提高，功能性照明達到20%左右，景觀裝飾等產品市場占有率達到70% 以上”等目標。特別是物聯網技術、無線傳感器網絡技術及智能電網等綜合感知節能減排控制系統應用實踐，使得面向節能型的智能LED 照明控制系統應用于智能樓宇、智能電器及交通照明等領域。北京2008 年第29 屆奧運會和2010年上海世博會對LED 產業的發展做出了完美的詮釋，如圖1、圖2 所示。我國2008年LED 路燈數量為60 萬盞，預計2011 年將快速增長至500 萬盞，年復合增長率將達到102. 7%。預計至2013 年，中國LED照明市場應用于路燈的LED 市場規模年均復合增長率將達到38. 8%，用于景觀照明的LED 市場規模年均復合增長率將達到21. 7%。

　　一、LED 照明顆粒原理及特點

　　LED 即發光二極管，是一種固態的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。LED 的核心結構是一個半導體的晶片，晶片的一端附在支架上，一端為負極，另一端連接電源的正極，并將整個晶片用環氧樹脂（ 膠） 封裝起來。

　　圖3 LED 結構示意圖

　　LED 結構如圖3 所示，基本結構包括： 環氧樹脂、晶片、金線、銀膠及支架。環氧樹脂的作用是保護LED 的內部結構，添加不同材料或塑造形狀可改變LED 發光二極管的發光顏色、亮度及角度。晶片是LED 的主要組成材料，半導體晶片由兩部分組成： 一部分是P 型半導體，在它里面空穴占主導地位； 另一部分是N 型半導體，在此處主要是電子。

　　當這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P － N 結”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P 區，在P 區里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發出能量，而光的波長也就是光的顏色是由形成“P － N 結”的材料決定的。LED 中金線用于連接晶片焊墊（ PAD） 與支架，并使其能夠導通； 銀膠起到固定晶片和導電作用； 支架是由支架素材經過電鍍而形成。

　　LED 相對于白熾燈、熒光燈等傳統光源的優勢不僅體現在發光質量方面，在其生產、制造及易用性方面都大大得到改善。相對于老一代發光設備，LED 的特點主要體現在以下幾個方面：

　　1） LED 為環氧樹脂包裹結構，同時元器件封裝體積一般較小，無需考慮將燈管內部空氣抽取再注入惰性氣體，因此在抗振動、抗沖擊性方面具有良好的性能，為生產、運輸及安裝等各個環節提供便利。

　　2） LED 的光線能量集中度高，指向性好，集中在較小的波長窗口內，純度高，亮度衰減比傳統光源低很多。

　　3） LED 器件屬于固體冷光源，由于環氧樹脂封裝使得燈體內部沒有易于松動的結構，不存在燈絲發光易燒毀、熱沉積等缺點，普遍使用壽命在5 萬～ 10 萬h 之間，即使頻繁開關也不會影響到使用壽命。

　　4） LED 在生產過程中不添加“汞”，廢棄物可回收，光譜中沒有紫外線和紅外線，熱量低并且無頻閃、無輻射，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。

　　5） LED 響應時間非常快，在微秒級別。

　　6） LED 使用低壓直流電源即可驅動，超低功耗（ 單管功率為0. 03 ～ 1 W） ，對使用環境要求較低。

　　7） LED 可利用紅、綠及藍三基色原理，在計算機技術控制下使三種顏色具有256 級灰度并任意混合，即可產生16 777 216 種顏色，形成不同光色的組合，實現豐富多彩的動態變化效果及各種圖像。