LED日光灯基础知识

1、LED日光灯基础知识 LED LED是一种由半导体材料制成的组件，是一种新型的是一种由半导体材料制成的组件，是一种新型的 用微弱的电能就能发光的高效固体光源。用微弱的电能就能发光的高效固体光源。 寿命长、能耗低、显色度高、易维护、体 积小、直流电驱动、驱动电压低、点亮速度快、无频闪、眩 光少、耐震性强、发热少、防爆（无高气压元件）等特性， 是近年来全球最具发展前景的高新技术领域之一。 LED日光灯基础知识 发光体每秒种所发出的光亮之总和，单位发光体每秒种所发出的光亮之总和，单位- -流明（流明（LMLM）。）。 一般来讲，光线都是向不同方向发射的，并且强度各异，可见光在某一特定方一般来讲，光线

2、都是向不同方向发射的，并且强度各异，可见光在某一特定方 向内所发射的强度称为光强，单位向内所发射的强度称为光强，单位- -坎德拉（坎德拉（cdcd） 照度是光通量与被照面的比值，单位照度是光通量与被照面的比值，单位- -勒克斯勒克斯LuxLux（Lux Lux ）。）。1 Lux1 Lux的照度为的照度为1 LM1 LM 的光通量均匀分布在面积为一平方米的区域。的光通量均匀分布在面积为一平方米的区域。 LEDLED光衰是指光衰是指LEDLED经过一段时间的点亮后经过一段时间的点亮后, ,其光强会比原来的光强要低其光强会比原来的光强要低, ,而低了而低了 的部分就是的部分就是LEDLED的光衰。

3、的光衰。 电光源光通量随交流电压周期变化而变化称为频闪，研究表明，频闪是引起近电光源光通量随交流电压周期变化而变化称为频闪，研究表明，频闪是引起近 视和偏头痛的主要原因。视和偏头痛的主要原因。 代表光源将所消耗的电能转换成光的效率，单位代表光源将所消耗的电能转换成光的效率，单位- -流明每瓦（流明每瓦（LM/WLM/W） 是光源显色性的定量描述，表示符号为是光源显色性的定量描述，表示符号为RaRa。光源对物体颜色呈现的程度称为显色性，。光源对物体颜色呈现的程度称为显色性， 也就是颜色逼真的程度，显色性高的光源对物体再显较好，我们所看到的颜色也较接也就是颜色逼真的程度，显色性高的光源对物体再显较

4、好，我们所看到的颜色也较接 近自然原色；显色性低的光源对颜色的再现性差，我们看到的颜色偏差也较大。国际近自然原色；显色性低的光源对颜色的再现性差，我们看到的颜色偏差也较大。国际 照明委员会照明委员会CIE CIE 把太阳的显色指数定为把太阳的显色指数定为Ra=100Ra=100，各类光源的显色指数各不相同。显色，各类光源的显色指数各不相同。显色 性是照明设计上非常重要的参数，直接影响被照物品灯光下颜色真实的效果。性是照明设计上非常重要的参数，直接影响被照物品灯光下颜色真实的效果。 指一批指一批LEDLED灯灯50%50%的数量损坏时的小时数，单位的数量损坏时的小时数，单位- -小时（小时（H

5、H） LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 LED灯管是第四代新型冷光源，主要使命是为了代替 现有的荧光灯，因此，其结构尺寸和现在的荧光灯是一 致的，常用的灯管依据灯管的直径来标称，如T5、T8、 T9、T10等，而T是tube的简写，意指管状灯具，就是普 通的日光灯管，每个T就是1/8 inch （英寸） T8灯管也就 是灯管直径为一英寸的灯管。 常用灯管的长度有0.6m、0.9m、1.2m 、1.5m等。 LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 一般的一般的LEDLED只能采用直流电驱动，不能在只能采用直流电驱动，不能在LEDLED两端施加交变电流或电压。两

6、端施加交变电流或电压。 同时，为了获得高质量的照明效果，使同时，为了获得高质量的照明效果，使LEDLED输出稳定、长寿命的光通量，输出稳定、长寿命的光通量， LEDLED的输入电流需恒定。但现有供电系统通常采用的输入电流需恒定。但现有供电系统通常采用120V120V或或220V220V的交流电。由的交流电。由 于于LEDLED不能直接用交流供电不能直接用交流供电, ,因此因此, ,要使要使LEDLED能正常、稳定的工作能正常、稳定的工作, ,则必须在前面则必须在前面 加一个加一个AC-DCAC-DC的转换电源的转换电源, ,目前广泛应用于目前广泛应用于LEDLED灯管的转换电源分为：灯管的转换

7、电源分为： 非隔离是指在负载端和输入端有直接连接，因此触摸负载就有非隔离是指在负载端和输入端有直接连接，因此触摸负载就有 触电的危险，因为非隔离的电源会把交流电源的高压引入到负载端，从而引起触电的触电的危险，因为非隔离的电源会把交流电源的高压引入到负载端，从而引起触电的 危险。通常危险。通常LEDLED和铝散热器之间的绝缘也就靠铝基板的印制板的薄膜绝缘。虽然这个和铝散热器之间的绝缘也就靠铝基板的印制板的薄膜绝缘。虽然这个 绝缘层可以耐绝缘层可以耐2000V2000V高压，但有时螺丝孔的毛刺会产生所谓的爬电现象，因此，在安全高压，但有时螺丝孔的毛刺会产生所谓的爬电现象，因此，在安全 上存在巨大隐

8、患。上存在巨大隐患。 隔离式是指在输入端和输出端有隔离变压器隔离，这种变压器可隔离式是指在输入端和输出端有隔离变压器隔离，这种变压器可 能是工频也可能是高频的。但都能把输入和输出隔离起来。可以避免触电的危险。能是工频也可能是高频的。但都能把输入和输出隔离起来。可以避免触电的危险。 由于隔离式开关电源在电气安全上占有绝对的优势，因此，在由于隔离式开关电源在电气安全上占有绝对的优势，因此，在LEDLED照明领域得到广泛的应照明领域得到广泛的应 用，但是由于隔离式开关电源比非隔离电源多加了一个变压器，而且变压器的体积也用，但是由于隔离式开关电源比非隔离电源多加了一个变压器，而且变压器的体积也 比较大

9、，因此，比较大，因此，LEDLED灯管内置隔离电源受到成本和空间的制约。灯管内置隔离电源受到成本和空间的制约。 LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 LEDLED日光灯常用的灯板为：日光灯常用的灯板为： LED日光灯基础知识 玻纤板是采用玻璃纤维布制成的玻纤板是采用玻璃纤维布制成的 , , 玻纤布基板的玻纤布基板的 机械性能、尺寸稳定性、冲击性、耐湿性都比较机械性能、尺寸稳定性、冲击性、耐湿性都比较 高。高。 其电气性能优良，工作温度较高，本身性能受环其电气性能优良，工作温度较高，本身性能受环 境影响小。境影响小。 相对于铝基板来说相对于铝基板来说, ,其成本要比铝

10、基板低其成本要比铝基板低, ,但在散但在散 热方面却远不如铝基板热方面却远不如铝基板. . 我们下一张看下玻纤板的图片：我们下一张看下玻纤板的图片： LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 铝基板是一种独特的金属基覆铜板，具有铝基板是一种独特的金属基覆铜板，具有 高散热、低热阻、寿命长、耐电压等优点。高散热、低热阻、寿命长、耐电压等优点。 它具有良好的导热性、导热系数在它具有良好的导热性、导热系数在1.21.2左右左右 我们下一张看下铝基板的图片：我们下一张看下铝基板的图片： LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 早期的早期的LEDLED灯管采用的都是灯管采用的

11、都是PCPC管，主要是因管，主要是因 为早期的为早期的LEDLED灯管驱动电源采用的是非隔离电灯管驱动电源采用的是非隔离电 源，为了防止驱动电源通过外壳漏电而用源，为了防止驱动电源通过外壳漏电而用PCPC 管，采用的灯珠是管，采用的灯珠是5DIP5DIP草帽灯珠，很快便草帽灯珠，很快便 发现了这种灯管的光衰很严重，主要是散热问发现了这种灯管的光衰很严重，主要是散热问 题，热量全部堵在管内无法散出去，再加上草题，热量全部堵在管内无法散出去，再加上草 帽灯珠的寿命本来就短，灯管的使用就有了局帽灯珠的寿命本来就短，灯管的使用就有了局 限。限。 所以，目前市场上基本上都采用贴片灯珠作为所以，目前市场上

12、基本上都采用贴片灯珠作为 光源。光源。 LED日光灯基础知识 在全在全PCPC灯管的散热问题被发现后，灯管的散热问题被发现后， 研发工程师们针对这一现象对灯管的研发工程师们针对这一现象对灯管的 结构重先设计，而以结构重先设计，而以PC+PC+散热铝散热铝+ +铝基铝基 板组成的板组成的LEDLED铝塑管因其具有散热性铝塑管因其具有散热性 能好、光线分布均匀、不易变形等特能好、光线分布均匀、不易变形等特 点而成为目前市场上主流产品。（目点而成为目前市场上主流产品。（目 前全前全PCPC管已经渐渐淡出市场管已经渐渐淡出市场） LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 散热铝

13、散热铝 LED日光灯基础知识 散热铝散热铝 LED日光灯基础知识 扩散罩效果图（透光率扩散罩效果图（透光率85%85%） LED日光灯基础知识 透明罩效果图（透光率透明罩效果图（透光率94%94%） LED日光灯基础知识 市场上LED日光灯管贴片灯珠目前主要采用3528贴片灯珠， 5050贴片灯珠，3014贴片灯珠等几种型号。 LED日光灯基础知识 贴片3528包装 LED日光灯基础知识 LED日光灯基础知识 一千小时仅耗几度电（普通一千小时仅耗几度电（普通60W60W白炽灯十七小时耗白炽灯十七小时耗1 1度电，普通度电，普通10W10W节节 能灯能灯1 1百小时耗百小时耗1 1度电），低压驱

14、动，超低功耗（单管度电），低压驱动，超低功耗（单管0.05W0.05W）. .光效高，比光效高，比 普通照明灯具节能普通照明灯具节能60%-80%.60%-80%. 半导体芯片发光，无灯丝、无玻璃泡、不怕震动、不易破碎、使用寿半导体芯片发光，无灯丝、无玻璃泡、不怕震动、不易破碎、使用寿 命命3 3万到万到5 5万小时（普通的白炽灯使用仅有一千小时，普通节能灯使用寿命万小时（普通的白炽灯使用仅有一千小时，普通节能灯使用寿命 也只有八千小时）相当于不间断照明也只有八千小时）相当于不间断照明3 3年时间。年时间。 光线健康光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射（普通灯光线中含光线健康光线中不含紫外线和

15、红外线，不产生辐射（普通灯光线中含 有紫外线和红外线）有紫外线和红外线） 由恒流源驱动，无频闪现象。由恒流源驱动，无频闪现象。 LED日光灯基础知识 所需电压、电流较小、发热较小，不会产生安全隐患。所需电压、电流较小、发热较小，不会产生安全隐患。 不含汞和铅等有害元素，不会对环境产生污染。不含汞和铅等有害元素，不会对环境产生污染。 LED LED 一般可在几十毫秒（一般可在几十毫秒（nsns）内响应，因此是一种高速器件，这也是其）内响应，因此是一种高速器件，这也是其 他他 光源望尘莫及的。光源望尘莫及的。 LED LED 作为一种发光器件，可以通过流过电流的变化控制亮度，也可通过不作为一种发光

16、器件，可以通过流过电流的变化控制亮度，也可通过不 同波长同波长LED LED 的配置实现色彩的变化与调节。的配置实现色彩的变化与调节。 LED日光灯基础知识 LEDLED灯管的热量累计不仅影响灯管的热量累计不仅影响LEDLED的电气性能，还可能最终导致的电气性能，还可能最终导致LEDLED失效。因失效。因 此，为了保证此，为了保证LEDLED灯的寿命，散热成为白光灯的寿命，散热成为白光LEDLED应用的一个关键技术，减少或者应用的一个关键技术，减少或者 迅速耗散迅速耗散LEDLED产生的热量成为白光产生的热量成为白光LEDLED在应用设计方面的首要问题在应用设计方面的首要问题。 LEDLED属

17、于点状光源，如果使用较差的属于点状光源，如果使用较差的LEDLED，那么，那么LEDLED在工作过程中会放出大量在工作过程中会放出大量 的热量的热量, ,使管芯结温迅速上升使管芯结温迅速上升,LED,LED功率越高功率越高, ,发热效应越大发热效应越大.LED.LED芯片温度的升高将芯片温度的升高将 导致发光器件性能的变化与电光转换效率衰减导致发光器件性能的变化与电光转换效率衰减, ,严重时甚至失效严重时甚至失效。 LEDLED电源的质量直接制约了电源的质量直接制约了LEDLED产品的可靠性产品的可靠性 ，因此，国际市场上国外客户对，因此，国际市场上国外客户对 LEDLED驱动电源的效率转换、

18、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都 非常高，因为电源在整个灯具中的作用就好比像人的心脏一样重要。非常高，因为电源在整个灯具中的作用就好比像人的心脏一样重要。 LED日光灯基础知识 LEDLED在其电流极限参数范围内流过在其电流极限参数范围内流过LEDLED的电流越大，它的发光亮度就越高的电流越大，它的发光亮度就越高. .即即 LEDLED的亮度与它的工作电流成正比的亮度与它的工作电流成正比. .但如果流过但如果流过LEDLED的电流超出极限参数范围的电流超出极限参数范围,LED,LED 就会出现饱和就会出现饱和, ,

19、不仅使发光效率大幅降低不仅使发光效率大幅降低, ,而且使用寿命也会缩短而且使用寿命也会缩短 LED日光灯基础知识 即即LEDLED灯具正常工作所需要的电压值，根据不同的国家有着不同的输灯具正常工作所需要的电压值，根据不同的国家有着不同的输 入电压值，我们通常指的民用全电压就是入电压值，我们通常指的民用全电压就是AC85264VAC85264V。 输入功率是指各类用电器件的输入电压和输入电流的乘积，即电源或输入功率是指各类用电器件的输入电压和输入电流的乘积，即电源或 电网给各类用电器件提供电能的功率。电网给各类用电器件提供电能的功率。 单位单位瓦特（瓦特（WW） P Pi i（输入功率）（输入功

20、率） = =V Vin in（输入电压）（输入电压）* *I Ii i（输入电流）（输入电流） 又称为功率因子，英文缩写又称为功率因子，英文缩写PF(Power Factor),PF(Power Factor),是有功功率与视在功是有功功率与视在功 率的比值。功率因数在一定程度上反映了电能得以利用的比例，是合理率的比值。功率因数在一定程度上反映了电能得以利用的比例，是合理 用电的重要指标。用电的重要指标。 LED日光灯基础知识 恒流精度意指当驱动电源的输入电压在一定范围内变化时，输出电流波动值与恒流精度意指当驱动电源的输入电压在一定范围内变化时，输出电流波动值与 额定输出电流之比，通常用百分数

21、来表示额定输出电流之比，通常用百分数来表示. .如某如某LEDLED驱动电源额定输出电流驱动电源额定输出电流0.45A,0.45A, 当输入电压在当输入电压在AC80264VAC80264V变化时，测得输出电流在变化时，测得输出电流在0.43-0.450.43-0.45之间变化之间变化, ,那么恒流那么恒流 精度精度=(0.45-0.43)=(0.45-0.43)0.450.045 =4.5%.0.450.045 =4.5%.恒流精度越高恒流精度越高, ,则则LEDLED工作越稳定工作越稳定, ,反之反之, ,则则 会出现频闪现象，更为严重的还会导致会出现频闪现象，更为严重的还会导致LEDLED失效。失效。 电磁兼容（电磁兼容（EMCEMC）是指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作并且不对）是指设备或系统在所处的电磁环境中能正常工作并且不对 该环境中任何其他事物构成不能承受的电磁骚扰的能力（如导致收音机无法正常该环境中任何其他事物构成不能承受的电磁骚扰的