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(1)灯具系统的热量管理
一般常称LED为冷光源，这是因为LED的发光原理是电子经过复合直接发出光子，而不需要热的过程。但由于焦耳热的存在，LED在发光的同时也有热量产生，而且对于大功率LED和多个LED应用的场合，热量将累积。LED不同于白炽灯、荧光灯等传统照明光源过高的温度会缩短其使用寿命。因LED是温度敏感器件，当温度上升时，其效率急剧下降，所以系统结构设计及散热技术开发也是LED应用需面对的课题。由于强制空气冷却通常在光源中是不可取的，所以，随着输入电功率的提高，散热片和其他增强自然对流冷却的方法可在LED灯和光源设计中发挥日益重要的作用。
(2)显色性的提高
目前白光LED普遍使用蓝光LED和由蓝光激发的发黄光的钇铝石榴石(YAG)荧光粉合成白光，由于其发光光谱中仅含蓝、黄这两个波谱，所以存在色温偏高、显色指数偏低的问题，不符合普通照明要求。人眼对色差的敏感性大大高于对光强弱的敏感性，对照明而言，光源的显色性往往比发光效率更重要。所以，加入适量发红光的荧光粉并能保持较高的发光效率是LED白光照明中的一个重要课题。
(3)灯具系统的二次光学设计
传统灯具长期以白炽灯、荧光灯光源为参照物来决定灯具的光学和形状标准，因此，LED灯具设计应摒弃传统灯具加上LED发光模块的组装方式，而应充分考虑其光学特性，为LED光源专门设计不同的灯具。光学系统设计内容主要包括如下几个方面。
①根据照明对象、光通量的需求，决定光学系统的形状、LED的数目和功率的大小。
②将若干个LED组合设计成点光源、环形光源或面光源(二次光源)，根据组合成的二次光源计算照明光学系统。
③构成照明光学系统设计的“二次光源”上的每只LED的配光分布控制十分重要LED发出的光束集中，更易于控制，且不需要反射器聚光，有利于减少灯具的深度。例如，利用平面镜光学系统，只用1~2个LED就可照亮很大的表面，而灯具深度很小；而利用光导技术，LED直接装于光导管旁，可大大减少光源及其他组件占用的空间，制成超薄的灯具。
(4)电源、电路与灯具的集成
为LED设计灯具，需要注意白炽灯和荧光灯灯具设计很少需要关注的一个问题，就是驱动电源。大多数白炽灯直接由交流电源供电，因此不需要驱动电源。荧光灯使用镇流器来完成驱动电源的功能。但LED需要专门的驱动电源与其配套，在设计灯具的时候应考虑电源与灯具系统集成。
(5)可靠性的提高
有人称LED光源为长寿灯，作为固体发光器件，其理论寿命在10万小时以上，使用寿命远比传统光源要长，因此在一些不易更换、维护的场合使用，其维护成本可大大降低。但是在目前许多实际应用中却无法看到这个优点，反而给使用者看到的是光衰严重，且寿命短，根本用不到1万小时就坏了，这是因为所使用的LED是电子工业界***常使用的用于指示的奶3~5mm的LED，利用简单的电子电路加大电流来增加其发光强度，使LED只获得了短暂的高亮度，却失去了应有的寿命。因此，在半导体照明灯具设计上要慎选LED，应使用大功率LED作为照明设备光源。
(6)光通量的提高和价格的降低
目前单个1W的LED器件的光通量约为25m，质量好的售价要超过5美元，差一些的也要3美元。而25lm的光通量对于普通照明而言太小了，一只普通的60W白炽灯的光通量大于π00Ⅷm，也就是说，要代替传统照明需要多个LED器件，还要加上驱动电路、灯壳、灯头等，如此高的成本是白光LED推广到普通照明中应用的***大问题。特别是效率，目前LED的光效是25~451mW，还有待于进一步提高。
