浅析LED光源在船舶照明上的应用前景.doc

浅析LED光源在船舶照明上的应用前景[摘要]LED照明比传统照明方式的优点明显且具有广阔的发展前景总的来说LED具有长寿命、高效、高亮度、占用空间小同时其色彩和亮度可控制色泽温柔和丰富等优点。因此LED在船舶上应用时可以充分利用其优点使其为船舶和人员营造出更高效更适宜的照明环境。[关键词]LED光源；船舶照明；应用中图分类号：TM472文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）10-0372-011LED作为船用照明灯具的优势LED的出现带来了绿色的照明环境LED无红外线、紫外线和热辐射无频闪可靠性高使用寿命长。同时LED结构小巧安装方便无噪声的特点更加适合作为船用照明光源。作为船用照明灯具LED具有以下更明显的特征：（1）绿色环保安全性高。传统的灯具中含有大量的有毒气体及易碎玻璃破碎后有毒气体会挥发到空气中污染环境但LED不含有毒气体也不含铅、水银等重金属对环境起到保护作用能够为船员创造绿色的照明环境。使用过程中传统灯具会产生大量的热能而LED灯具则是把电能全都转换为光能不会造成能源的浪费作为船用灯具更没有因静电引发爆炸的隐患；LED灯体本身使用的是环氧树脂而并非传统的玻璃更坚固且安全性更高。（2）没有噪声无辐射。LED灯具不会产生噪声非常适合于驾驶舱、海图室等需要注意力高度集中的工作场所及船员的休息场所。传统灯具使用的是交流电所以会产生100～120Hz频闪。LED灯具是把交流电直接转换为直流电没有频闪现象更没有电磁辐射。（3）电压可调色温丰富。传统的灯具当电压降低时则无法点亮。而LED灯具在一定范围的电压之内都能点亮还能调节光亮度。同时LED的色温范围在2000～9000K能够营造出不同的照明效果为船员创造良好的照明环境。（4）维护简单、寿命长。LED的耗电量是节能灯的1/3以下寿命也是传统照明灯具的10倍使用寿命长可靠性高使用成本低且船舶剧烈震动所受影响不大。现以320000t原油船照明为例如果船上荧光灯、白炽灯替换为LED照明在相同的光通量中通过对比仅是荧光灯、白炽灯总功率的35.4%节约有效功率43473W电流为197A每小时节约能耗43kW?h（见表1）。对船上发电机、蓄电池和配电开关容量的选型减少不小；变压器额定容量减少约47%；LED灯具重量轻、对应灯具支架重量也轻能够减少船舶重量增加船舶装载量；其次由于LED功率小对应电缆芯线截面积也小保守计算电缆芯线截面积比原来可减少33%。综上所述LED能够为企业节约不少设备成本带来实惠和可观经济效益。2LED作为船舶照明光源需要解决的技术问题LED光源必须和驱动器、光学部件、结构外壳等组成灯具才能完成照明任务。船舶设备长期处于电压波动范围大、电磁干扰、振动、冲击、盐雾、高温高湿、油雾和霉菌的环境中对船用照明设备工作的可靠性和维修性等提出了更高要求。船舶的使用环境远高于一般的通用照明环境因此船舶用LED灯具有别于通用照明产品需针对船舶的使用环境开发船舶专用的LED照明灯具且需要解决以下技术方面的问题：（1）通过光学设计解决光线眩目的问题。LED属于点光源如果直接照射到眼睛上会感到眩目让人不舒服所以灯具的光线必须经过特殊处理才能达到柔和、不眩目的效果。（2）解决散热问题。LED是功率型器件受电流和温度影响较大通电后芯片产生的高温会导致LED发光效率急剧下降电极损坏环氧树脂加速老化光衰减快甚至寿命终止。因此改善散热能力是保证LED寿命最关键的问题。灯具要通过合理散热设计保证LED产生的热量能快速传递出来只有LED的结点温度低于105℃才能保证光源的寿命。为了保证在电压波动大环境中可靠使用必须遵循开关电源的设计标准在LED驱动电源设计开路和短路保护、过温保护、过载保护、恒定电流输出、并具有防雷和抗浪涌设计（可有效防止雷击4kv以上冲击）、对于功率50WLED驱动器要增加软启动。（3）解决盐雾腐蚀问题。LED光源硅晶片虽然被环氧树脂封闭但LED的焊盘依旧外露焊接部位在盐雾的腐蚀下容易失效从而导致LED失效。可通过两种方法解决：①通过提高产品的外壳防护等级保证灯具内部不存在水汽；②选用具有防盐雾特性的LED产品。（4）解决蓝光危害问题。LED可以得到白光被用于照明。目前获取白光最常用的方法是用发蓝色光的LED芯片激发荧光粉LED辐射出蓝光蓝光又被分成两部分一部分蓝光激发荧光粉发出黄绿光另一部分荧光投射出来与产生的黄绿光混合产生白光。这一特性决定LED发出的光中一定存在蓝光。但是蓝光会对人的视网膜产生损伤。要避免蓝光的危害一是降低色温二是在LED光源表面加装漫射罩并选择蓝光危害危险等级组别优于RG1以上的LED产品。3船舶LED照明发展趋势和方向由于