可调白色照明及其在照明行业的应用

引言

在当今快节奏的生活中，照明在人们的生活中扮演着至关重要的角色。研究表明，特定波长和强度的光对我们的身心健康、生物节律和身体健康都有一定影响。随着LED技术的不断进步，可调白色LED照明已成为支持以人为本的照明（HCL）的一种灵活且动态的选择。它允许用户根据需要调整光源的相关色温（CCT）。这种技术使得光可以从暖白色（色温较低，如黄色或橙色色调）变为冷白色（色温较高，如蓝白色调），这意味着光源中不同波长的光的组成发生了变化。例如，道路照明正逐渐向低色温（2200K）的解决方案转变。室内照明则会根据场景变化很大，如工作时光照需达到5000K或更高，而在客厅则需4000K或更低。可调白色LED技术可在多种色温之间切换。同时，它还能满足不同客户对光色的需求。本文主要介绍什么是可调白色照明、如何实现可调白色照明以及可调白色照明在高空间照明、泛光照明、公共照明和隧道照明中的应用。

3000K 对比 5000K 色温

什么是CCT？

CCT即“相关色温”，是用来描述光源发出的光颜色的外观的一种度量，通常以开尔文（K）为单位。色温在商业照明、家居照明、户外照明和道路照明领域都是一个非常重要的参数，用于描述光源的颜色。它意味着，当一个标准黑体被加热时，颜色会逐渐从深红变为浅红、橙色、白色和蓝色。当某一光源与某一黑体具有相同颜色时，我们将该黑体在此时的绝对温度称为该光源的色温，即光的颜色，也称为相关色温。开尔文数越高，光看起来越冷。在各种应用中，根据应用和要求的不同，照明的色温通常在2200K至6500K之间。色温较低的光呈黄色，如卧室灯光，通常低于3000K。色温较高的光更白，如餐厅和书房的灯光，通常在4000-5000K左右。色温更高的光呈蓝色，如荧光灯和体育场灯光，通常在5700-6500K左右。

什么是可调白色照明？

可调白色照明是一种先进的照明技术，允许用户根据需要调整照明系统的色温和亮度。在这种系统中，灯具通常使用LED灯，用户可以通过开关、控制器或智能手机应用程序调整色温和亮度，以创造不同色温和亮度的照明效果。它为用户提供了根据具体需求和偏好选择不同相关色温灯光的选项，从暖白色（色温最低，如黄色或橙色色调）到冷白色（色温最高，如蓝白色调）。可调白色照明在医疗设施、教育机构、家庭、商业环境和工业空间中都有应用。例如，在家庭照明中，我们可以在晚上使用较高的色温和亮度来提高家庭成员的感知力和活力，并在睡前调整较低的色温和亮度以帮助放松和入睡。这些都是以人为本的照明的体现。

可调白色照明是如何工作的？

可调白色照明利用LED（发光二极管）技术来控制发出光的强度和色温。在这种技术中，LED灯通常包含两种或两种以上色温（CCT）的LED芯片，通常是冷白色和暖白色的不同LED芯片。此外，为了独立控制这些LED的强度，我们需要在系统中添加额外的开关或控制单元，以便为不同的LED芯片提供不同的驱动电流。例如，当需要暖色温时，暖色温LED芯片的驱动电流会更大，反之，冷色温LED芯片的驱动电流会更小。当两者混合时，灯的色温会更低、更暖，反之亦然。当需要中性色温（4000K）时，需要给色温为5700的冷白色LED芯片和色温为2200的暖白色LED芯片提供大致相等的驱动电流，以获得4000K的色温。这通常通过使用控制系统来实现，如可编程照明控制器或智能照明系统，允许用户调整色温和照明强度。下面，我们逐一介绍不同的解决方案。

可调白色照明中的可切换开关

在这种解决方案中，LED模块由两种色温组成，如一半3000K，一半5000K。当需要3000K时，只需通过开关选择CCT为3000K的LED芯片点亮即可。当需要5000K时，只需通过开关选择色温为5000K的LED芯片点亮即可。如果需要4000K呢？只需将开关转到4000K即可。此时，3000K和5000K的LED模块将同时点亮，电流约为之前的一半。混合后，您将获得一盏相关色温为4000K的LED灯。灯的瓦数变化是通过1-10V的调光来实现的。当我们打开开关时，直流电压信号发生变化，电源的输出电流也随之变化，即改变了LED路灯的功率。通过这个选择器，我们可以获得可选择的CCT和流明输出。

可调白色照明的无线控制

在这种解决方案中，LED模块也由两种色温组成。但它实现色温和亮度调节的方式有所不同。例如，使用英飞特电子的双通道控制器，它使用两路直流信号来独立且连续地改变色温和亮度。例如，直流信号1的变化可以调节CCT，直流信号2的变化可以调节亮度，如下图所示。这种解决方案通常需要一个额外的调光器或无线控制器来为LED控制器提供直流电源。前者在户外照明（LED路灯、体育场灯）中的应用较少，而后者通常需要灯具配备NEMA或Zhaga插座，以接收无线控制器的直流电源。这样，用户可以相对自由地改变灯具的色温和照明强度，以适应一天中不同时间对灯具照明强度和色温的要求。

可调白色照明的定时调光

在这种解决方案中，LED模块也由两种色温组成。其色温和亮度调节不是通过开关或无线控制器实现的，而是通过内置的调光和色温曲线实现的。在修订后的方案中，直流电源被内置的调光曲线所取代。电源会根据曲线指示电源在适当时间向两个通道发出多少电流，最终实现色温和亮度的变化。

我们为什么需要可调白色照明？

可调白色照明之所以如此受欢迎，主要归功于以下优点：

首先，它可以满足不同的需求。在繁忙的办公环境中，人们通常需要明亮、冷静的冷白色光来保持清晰的思维和工作效率；而在家中休息或看电影时，则更喜欢柔和温暖的暖白色光来营造舒适放松的氛围。

其次，可调白色照明可以模拟自然光的变化。这种自然光的变化不仅有助于调节人们的生物钟，还能提高人们的舒适度和幸福感。例如，白天的隧道需要明亮的照明以与隧道入口处的自然光相匹配。夜晚的隧道则需要较暗、色温较低的照明来模拟夜间照明，减少驾驶员的视觉不适。

此外，可调白色照明还提供了节能和成本节约的优势。如果传统照明系统想要实现可调白色照明的效果，往往需要安装不同色温的灯具，这不可避免地会增加购买和维护成本。此外，可调白色照明技术还便于销售商准备库存，以便客户选择合适的照明色温和亮度。

最后，可调白色照明还可以改善人们的视觉体验。适当的色温对人们的视觉体验至关重要。可调白色照明通过调节相关色温来提高人们的视觉舒适度，从而提供更好的视觉体验。此外，它还可以在一定程度上减少光污染。在学习表面，色温越低，光中的蓝色含量越少，对人体健康越有益（减少眼睛疲劳、降低视力障碍风险），此外，还能保护自然界的动物。

可调白色照明的应用

可调白色高空间照明和泛光照明

在高空间照明和泛光照明中，我们经常需要改变灯具的瓦数和相关色温，以适应客户对不同CCT和亮度（瓦数）的不同要求。这是因为客户的不同项目往往对这两个重要参数有不同的要求。例如，安装在不同高度的工业照明对瓦数有不同的要求。通过可调白色照明，我们可以为客户提供具有不同瓦数和CCT的泛光灯。例如，安装在十字路口的泛光灯通常需要更亮、CCT更高，而安装在公园和住宅区附近的泛光灯则需要瓦数稍低、色温较低。但这些都不是绝对的，最终取决于客户的偏好和项目要求。

可调白光照明

可调白色路灯

在公共照明中，一些客户也会购买一些路灯库存，以确保快速交货。然而，使用传统解决方案往往难以调整灯具的瓦数和色温。通过使用可调白色照明技术，我们可以选择一个开关来快速调整路灯的CCT和瓦数，以销售给不同的客户。此外，随着人们对LED技术的了解加深，越来越多的公共照明项目倾向于选择低色温的灯具，因为这是一种更环保、以人为本的照明。这里需要提出的一个问题是，CCT和光效通常呈正相关。相关色温越低，光效越低。同时，有研究表明，低相关色温照明在道路上的能见度相对较低。因此，我们建议在夜间交通流量大的前半夜使用高瓦数、高色温的路灯，以提高道路安全系数。相反，午夜后交通流量减少时，路灯可调整至低能效、低CCT状态，以节约能源并减少光污染。此时，采用解决方案2（无线控制）的可调白色照明是一个非常好的选择，可以完美满足上述要求。

可调白色隧道照明

驾驶员的安全是隧道照明中的一个重要因素。研究表明，隧道照明变化不足或剧烈都会对人眼产生负面影响，因为它试图适应亮度和颜色的变化。人眼无法适应变化会增加交通事故的可能性。这在使用暖光而非白光的隧道中很常见。简而言之，在隧道和白天入口段，光的强度和CCT必须很高。相反，隧道内部区域需要亮度较低、CCT较高的灯具。从隧道入口到隧道中部的颜色过渡呈现出逐渐变暗的光线水平。隧道出口区域需要亮度更高、相关色温更高的灯具。建议减少隧道入口和出口段夜间的亮度，并参照隧道入口LED路灯调整相关色温。此外，当隧道内没有车辆时，照明也可以调整到最低亮度，以提供优化的节能效果。

隧道照明中的可调白光照明

总结

本文全面介绍了可调白色照明的定义、工作原理、实现方法和应用特点。CCT，即相关色温，是理解可调白色照明的关键概念，指的是光的色温。可调白色照明允许用户调整CCT（这是通过调整不同色温LED的光强度来实现的），以满足各种照明需求。调光器（开关）和无线控制器是实现可调白色照明的具体解决方案。它们可以为不同色温的LED芯片提供不同的驱动电流，以调整LED芯片的最终色温和光强度。对可调白色照明的需求源于以人为本的照明需求，这是因为人们越来越关注照明的舒适度和光污染。通过可调白色照明，可以适应不同的照明需求，模拟自然光并改善视觉体验，同时在一定程度上节约能源和成本。此外，本文还探讨了可调白色照明在公共照明、商业照明和隧道照明中的应用特点。