與傳統(tǒng)光源燈具的光學系統(tǒng)相比,LED 燈具光學系統(tǒng)具有如下特性：
（1）光學系統(tǒng)一般由LED 芯片和透鏡組成LED 單元或LED 單元陣列組成,陣列有時排列在平整的鋁基板上、也可能在突起的或凹下的成型基板上,燈具使用、或不使用透光罩。
由于 LED 單元具有2π發(fā)光的光度特性,燈具的光度系統(tǒng)與傳統(tǒng)光源燈有很大區(qū)別。
制造商根據(jù)照明需求,將多個 LED 單元或數(shù)十個LED 單元組合在基板上,而這種組合是由燈具制造商完成的,所以必須控制組合后LED 單元光色的一致性,考核LED 燈具的色空間均勻度。
（2）由于LED 的光電特性對PN 結(jié)溫度的變化非常敏感；封裝樹脂在高溫和強光照射下會快速劣化；長期的光輻射會使熒光粉的光致轉(zhuǎn)換率逐漸降低,并導致色座標會偏移。
在給出 LED 燈具壽命評價方法時,應(yīng)考慮溫度的影響,并在限制色偏移的條件下,考核LED 燈具的流明維持率。
2.電氣配件
LED 驅(qū)動電源是構(gòu)成LED 燈具性能優(yōu)劣的關(guān)鍵要素,也是燈具選擇或設(shè)計要件之一。
LED 是2V—3V 的低電壓恒流源驅(qū)動,所以不象普通的白熾燈泡可以直接連接220V 的交流市電,必須要設(shè)計復雜的變換電路驅(qū)動LED。
LED 燈具電氣設(shè)計應(yīng)考慮燈具要使用LED 特性和數(shù)量、燈具的安裝地點,以及燈具在電網(wǎng)中的位置來考慮電氣安全、恒流驅(qū)動、抗擾度和EMI,選擇或設(shè)計合適的LED 驅(qū)動電源。
LED 驅(qū)動電源的可選擇參數(shù)包括與內(nèi)部元器件工作溫度相關(guān)的測溫點與溫度、驅(qū)動方式（恒壓型、恒流型、或恒壓恒流混合型）、功率因數(shù)、輸出電流和輸出電壓的穩(wěn)定性、單一功率負載或功率范圍負載、能效等級。如是獨立式安裝,外殼防護等級、防觸電類型、浪涌和雷擊防護的適宜性也是重要參數(shù)。
除了驅(qū)動電源本身以外,它與LED 模組的電氣連接也是LED 燈具電氣系統(tǒng)的重要組成部分,應(yīng)充分考慮這些電氣連接的安全性,包括應(yīng)采用標準的連接件、充分絕緣、防觸電保護等,特別應(yīng)注意的是,由于可能存在多路連接,未來保證安裝和維護是電氣連接的正確可靠,應(yīng)對連接件進行識別,如電源極性標記等。
3.散熱措施
與傳統(tǒng)光源燈具一樣,LED 燈具也是會發(fā)熱的,LED 燈具的熱來自LED 光電轉(zhuǎn)換中的損耗以及LED驅(qū)動電源。
傳統(tǒng)電光源按發(fā)光原理分為典型白熾燈的熱幅射光源和熒光燈等的氣體放電光源兩大類,前者是利用物體加熱時輻射發(fā)光的原理做成的光源,而后者是在高溫和電場雙重作用下,直接激發(fā)形成分子發(fā)光,兩者的發(fā)光過程都需要熱,同時,產(chǎn)生的熱與發(fā)出的光一起向周圍輻射。
LED 的發(fā)光原理是在外加電能量作用下,芯片中PN 結(jié)電子和空穴的輻射復合發(fā)生電致發(fā)光,由于轉(zhuǎn)換效率的問題,zui終大概只有30％的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能,其余70％的能量主要以非輻射復合發(fā)生的點陣振動的形式轉(zhuǎn)化熱能。需要說明是LED 發(fā)光過程中產(chǎn)生的熱并不是LED 達到標稱工作狀態(tài)所需要的,相反,LED 亮度輸出與溫度成反比,而且熱傳遞的方式不是輻射而是傳導。
從 LED 發(fā)光原理和熱傳遞特性考慮,與傳統(tǒng)燈具有很大不同的熱管理是LED 燈具散熱設(shè)計的重要任務(wù),其目標有效地將LED 芯片的熱有效地傳導出去,并有效地控制燈具的微環(huán)境,將LED 結(jié)溫控制在可接受的范圍內(nèi)。
LED 結(jié)溫是燈具光電性能的關(guān)鍵,但由于燈具中LED 結(jié)溫測量比較困難,可行的評價方法是測量與LED 結(jié)溫相關(guān)的燈具上點的溫度,如焊點、基座、燈具外殼等。通過控制這些LED 結(jié)溫相關(guān)點的溫度來控制LED 結(jié)溫。制造商需確定其燈具產(chǎn)品的LED 結(jié)溫相關(guān)的溫度控制點和溫度,如LED 模塊的焊點、基座、燈具外殼等等,制造商確定的這些參數(shù)應(yīng)以產(chǎn)品信息的方式隨燈具提供。
除了 LED 以外,LED 燈具中的驅(qū)動電源也是發(fā)熱部件,為了保證具有與LED 光源協(xié)調(diào)的壽命,LED驅(qū)動電源的熱控制也非常重要,燈具應(yīng)選用具有相應(yīng)溫度適宜性的LED 驅(qū)動電源,如果采用內(nèi)裝的驅(qū)動電源,燈具應(yīng)根據(jù)其內(nèi)環(huán)境溫度選擇標有相應(yīng)tc 的驅(qū)動電源。選擇獨立安裝的驅(qū)動電源,則應(yīng)根據(jù)安裝地可能的環(huán)境溫度選擇具有相應(yīng)的tc 的電源。
4.機械部件和結(jié)構(gòu)
機械的作用是通過結(jié)構(gòu)設(shè)計把燈具的光學系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)和熱系統(tǒng)的位置和相互關(guān)系確定下來,使燈具得以在設(shè)定的環(huán)境中固定并安全的使用。
傳統(tǒng)燈具的機械系統(tǒng)由固定光源、反射器、燈的控制裝置等部件的結(jié)構(gòu)、軟纜或軟線的走線結(jié)構(gòu)、密封結(jié)構(gòu)、機械防護結(jié)構(gòu)、燈具固定結(jié)構(gòu)和燈具調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)等部分構(gòu)成,具體由燈座或光源連接器、燈座安裝支架、軟線固定架、接線端子座、載線座、密封圈、外殼、燈罩、調(diào)節(jié)手柄和燈具安裝架等組成。
由于 LED 光源的特性,LED 光源有LED 模組、自鎮(zhèn)流LED 模組和帶有燈頭自鎮(zhèn)流LED 模組等幾種形式,除了zui后一種形式以外,其他兩種LED 模組不帶有燈頭,相應(yīng)的LED 燈具中沒有傳統(tǒng)的燈座,而是采用連接件。
5.LED 燈具的光生物安全性
LED 是窄光束、高亮度的發(fā)光器件。隨著在LED 的功效不斷增大,亮度不斷提高,尤其是在大功率白光LED 出現(xiàn)后,LED 光輻射對人體的危害已經(jīng)引起各方面的廣泛關(guān)注。過去的LED 出射光不會對人體造成危害的時代也一去不復返了。LED 和其它光源一樣,LED 的光輻射理論上也能對人體造成危害。傷害主要發(fā)生在人的眼睛和皮膚,如皮膚和眼睛的光化學危害、眼睛的近紫外危害、視網(wǎng)膜藍光光化學危害、視網(wǎng)膜無晶狀體光化學危害、視網(wǎng)膜熱危害和皮膚熱危害等,而兩者之中更容易受到傷害的是眼睛。
