LED灯与节能灯区别,各灯具及原理优缺点分析

1、LED灯与节能灯区别，各灯具及原理优缺点分析节能灯概念：节能灯，又称为省电灯泡、荧光灯，节能灯管是指荧光灯与镇流器（定安器）组成的一个整体照明设备，使用了镇定器的节能灯产品有常见的灯管等。节能灯的尺寸与白炽灯相似，灯座的接口和安装方式也和白炽灯相同，所以可以直接替换白炽灯，达到节能的作用。节能灯的正式名称是稀土三基色紧凑型荧光灯，20世纪70年代诞生于荷兰的飞利浦公司。被国家纳入到了863推广计划，最早在山东的胶东半岛推广，其中最早响应的两家工厂为威海北洋和栖霞灯具厂，但是由于早期成本比较高，推广难度比较大。广东依靠其优越的地理位置，以及国家的政策支持，以低成本的原材料大批量生产节能灯，并销往

2、全国。因为早期人们对于节能灯的概念比较模糊，广东生产的卤粉节能灯成本较低，销往市场的价格也比较低，现全国80%的节能灯来自广东生产，其中80%的节能灯是在中山古镇生产的。这种光源在达到同样光能输出的前提下，只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4，从而可以节约大量的照明电能和费用，因此被称为节能灯。节能灯的主要结构以及组成部分：节能灯主要是由“上部灯头结构”以及“底部灯管结构”组成；在该结合结构的内部包设一节能电子镇流器组成；其特征是在上结合结构部与节能电子镇流器的空间下方，增设一隔板结构；而在下结合结构部设一增长区段空腔结构；并在该段增长空腔结构外壁周围，环设多数个通孔，用于多元隔热、分流、

3、散热、确保节能灯正常使用寿命。工作原理节能灯实际上就是一种紧凑型、自带镇流器的日光灯，节能灯点燃时首先经过电子镇流器给灯管灯丝加热，灯丝开端发射电子（由于在灯丝上涂了一些电子粉），电子碰撞充装在灯管内的氩原子，氩原子碰撞后取得了能量又撞击内部的汞原子，汞原子在吸收能量后跃迁产生电离，灯管内构成等离子态。灯管两端电压直接经过等离子态导通并发出253.7nm 的紫外线，紫外线激起荧光粉发光，由于荧光灯工作时灯丝的温度约在1160K左右，比白炽灯工作的温度2200K-2700K低很多，所以它的寿命也大进步，到达5000小时以上，由于它运用效率较高的电子镇流器，同时不存在白炽灯那样的电流热效应，荧光粉

4、的能量转换效率高，到达每瓦50流明以上，所以节约电能.外形规格分析节能灯因灯管外形不同，主要为U型管、螺旋管、直管型，还有莲花型、梅花型、佛手型等。1、U型管节能灯：管形有：2U、3U、4U、5U、6U、8U等多种，功率从3W240W等多种规格。2U、3U节能灯，管径9mm-14mm。功率一般从3w36w。主要用于民用和一般商业环境照明。在使用方式上，用来直接替代白炽灯。4U、5U、6U、8U节能灯，管径12mm-21mm。功率一般从45w240w。主要用于工业、商业环境照明。在使用方式上，用来直接替代： 高压汞灯、高压钠灯、T8直管型日光灯。2、螺旋管节能灯：螺旋灯管直径。螺旋环圈（用T表示

5、）数有：2T、2.5T、3T、3.5T、4T、4.5T、5T等多种，功率从3W-240W等多种规格。3、支架节能灯：T4、T5直管型节能灯：T5、T4直管型节能灯。功率分为：8W、14w、21W、28W。广泛应用于民用、工业、商业环境照明。可用来直接替代T8直管型日光灯。T，就是代表灯管的直径。每一个“T”就是1/8英寸。一英寸等于25.4毫米。那么T8灯管的直径就是25.4mm。理论上，越细的灯管效率越高，也就是说相同瓦数发光越多。但是，越细的灯管启动越困难，所以发展到了T5灯管的时候，必须采用电子镇流器来启动。为了节约成本，T5、T4都采用了微型支架的形式出售，就是镇流器含在支架的微型空间

6、里面，这种镇流器的效率和质量一般都不大好，导致应该很高效率的灯管反而不如常规的T8灯管亮，寿命方面也有点打折。尽管如此，细管的诱惑还是很大，T5、T4灯管的销量越来越大了。4、莲花型节能灯结构组成节能灯分三部分组成：1、毛管分类U型、全螺、半螺U型：2U 3U 4U 5U 6U 7U 8U 9U 10U全螺：2.5T、3T 4T螺旋灯的盘绕圈数用“T”表示。半螺：2.5T，3T 4T螺旋灯的圈数用“T”表示。2、塑料件：按材料分有：PP、PC、PBTPP料非常软，多用于低挡产品。PC料属于高档品表面光。PBT料属于高档阻燃材料，表面有光面和磨砂亚光。3、灯头分三种材料有铜灯头、铁灯头、铝灯头、

7、 镀镍灯头（镀镍灯头是高档产品）颜色：:绿色、白色、黑色。灯头按规格分：E14 、E27、E40 螺旋口B22 卡口根据功率大小可分为：3W、5W、7W、9W、11W、26W、30W、36W、45W、55W、65W、75W、节能灯管按照荧光粉划分有：混合粉、卤粉、三基色。卤粉寿命在30004000小时。混合粉寿命在40006000小时。三基色在8000小时以上。参数指标电参数(1)电压范围： 额定电压 +10% -20%(2)功率范围： 额定（标称）功率 +5% -10%(3)功率因数： 根据实际的情况选择 PF>0.6 及 PF>0.9(4)符合安全规定和电磁干扰及电磁兼容 EM

8、C 的规定要求(5)电子镇流器的工作频率避让家用电器的遥控频率(6)符合在高温环境和低温环境下的稳定、可靠工作要求 2.光参数(7)光通量:光源每秒钟所发出光的量之总和：用于表示灯管射出的光的量，即发光量。通用符号表示，单位为流明（Lm）。光效、光通量要求：小于 15W ， 光效要求 45LM/W； 大于等于 15W ， 光效要求 60LM/W。显色指数：50色温： 色温偏差小，一致性好，白色的为冷光一般温度很低在12摄氏度左右，黄色的为暖光在45摄氏度左右。有效寿命八千小时以上（流明维持率达到 70% 以上）电压波动的冲击，节能灯能稳定可靠地工作灯管与电子镇流器的连接强度满足规定的扭矩要求发

9、展历程：2008年国家启动“绿色照明”工程，大力推广节能灯替换普通白炽灯的活动，城乡居民和企业使用中标企业节能灯享受一定比例的补助。节能灯的推广意义重大，然而，废旧节能灯对环境的危害也引起了关注。到2012年10月底，节能推广工程有上亿节能灯报废，每只可污染180吨水及土壤，废旧节能灯的处理和回收问题引起广泛关注。选购要点看有没有国家级的检验报告；看产品的外包装，包括产品的商标、标称功率、标记的内容、用软湿布擦拭，标志清晰可辨即为合格使用寿命，合格的节能灯在实验状态下可达500小时以上，在正常使用时必须达到200小时以上，如达不到此标准，即为劣质品；安全要求，在安装、拆卸过程中，看灯头是否松动

10、，有无歪头现象，是否绝缘；除此之外，看节能灯的外管材料是否耐热、防火，灯中的荧光粉是否均匀。如未使用就出现灯管两端发黑现象，均为不合格产品；还有一点就是价格对比，一般说来，由于节能灯制造、生产过程中的特殊原因，成本相对来说较高。如果是七八块钱的节能灯，很可能是一些小厂生产的劣质品，一般国产的节能灯价格均在四五十元以上，进口的就更高了。功能特点宽工作电压：170V250V适合中国供电需求，寿命比白炽灯更长，平均使用寿命5000小时。无噪音、无太大频闪，对通讯、家用电器设备无干扰。比普通白炽灯泡省电80%。采用纯三基色荧光粉灯管，光效比白炽灯高、光衰小，光线自然，耗电少，发热低，色温2700K、6

11、400K。节能灯的寿命由两部分组成：灯管的寿命：灯管的寿命跟它的原材料、制造工艺、制造设备、以及质量控制及保证体系有非常大的关系。其中原材料首先就影响一个产品的寿命，并决定一个产品寿命长短。但是原材料好，如果工艺、设备、技术及管理没有配合好，只要一个环节出问题，这个产品的寿命周期就会很短。电子镇流器的寿命：一个普通型节能灯的电子镇流器大约由30个元器件组成，如果其中一个原器件损坏，那么这个节能灯就不能点亮；如果一个电子镇流器的原器件非常好，但如果参数适配不好，电子镇流器的寿命也不会长；如果上面两项都做得很好，但如果工艺控制不好，质量管理控制不好，上面的功夫即使做得再好也是白费。LED节能灯概念

12、：LED即半导体发光二极管，LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源，光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保；是新一代固体冷光源，光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗，绿色环保，适用家庭，商场，银行，医院，宾馆，饭店他各种公共场所长时间照明。无频闪直流电，对眼睛起到很好的保护作用，是台灯，手电的最佳选择。主要结构以及组成部分：50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于 1960 年。 LED 是英文 light emitting diode （发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂

13、密封，起到保护内部芯线的作用，所以 LED 的抗震性能好。LED主要结构因为用途的不一用，其主要结构也有所变动，下面将主要介绍家居用LED节能灯泡主要结构：配光系统由LED灯板（发光源）/导热板、均光罩/灯壳等结构组成；散热系统由导热板、内外散热器等结构组成；驱动电源由高频恒流源、线性恒流源构成，输入为市电交流电；机械/防护结构由散热器/外壳、灯头/绝缘套、均光罩/灯壳等结构组成。此外，按照两者总体的结构特点，又可以分为：白炽灯泡单一整体式；LED灯泡整体式/分裂式/多头组合式等多种形式大益LED节能灯泡的组成还有其他因素：1. 电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同

14、而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。2. 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。3. 适用性：很小，每个单元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。4. 稳定性：5万小时，光衰为初始的30%。5. 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒极。6. 对环境污染：无有害金属汞。7. 颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色。8. 价格：LED的价格比较昂贵，

15、较之于节能灯，2只节能灯的价格就可以与一只LED灯的价格相当。工作原理发光二极管的核心部分是由 p 型半导体和 n 型半导体组成的晶片，在 p 型半导体和 n 型半导体之间有一个过渡层，称为 p-n 结。在某些半导体材料的 PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。 PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理整理的二极管叫发光二极管，通称 LED 。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从 LED 阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。选购要点

16、从九个基本性能选择LED光源随着一哄而上的市场，作为消费者，选用LED依然要冷静，科学地分析，选用性价比最好的光源和灯具，下面介绍几种LED的基本性能：1、亮度： LED的亮度不同，价格不同。用于LED灯具的LED应符合雷射等级类标准。相同功率的情况下比亮度、质保、服务，最后是价格。2、抗静电能力：抗静电能力强的LED，寿命长，因而价格高。通常抗静电大于700V的LED才能用于LED灯饰。3、波长：波长一致的LED，颜色一致，如要求颜色一致，则价格高。没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正的产品。4、漏电电流： LED是单向导电的发光体，如果有反向电流，则称为漏电，漏电电流大的LED，寿

17、命短，价格低。5、发光角度：用途不同的LED其发光角度不一样。特殊的发光角度，价格较高。如全漫射角，价格较高。6、寿命：不同品质的关键是寿命，寿命由光衰决定。光衰小、寿命长，价格高。7、晶片 ：LED的发光体为晶片，不同的晶片，价格差异很大。日本、美国的晶片较贵，一般台湾及国产的晶片价格低于日、美。8、晶片大小：晶片的大小以边长表示，大晶片LED的品质比小晶片的要好。价格同晶片大小成正比。9、胶体：普通的LED的胶体一般为环氧树脂，加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵，高品质的户外LED灯饰应抗紫外线及防火。每一种产品都会有不同的设计，不同的设计适用于不同的用途，LED灯饰的可靠性设计方面包含

18、：电气安全、防火安全、适用环境安全、机械安全、健康安全、安全使用时间等因素。从电气安全角度看，应符合相关的国际、国家标准。由于LED是新产品，中国国家标准滞后，但国家提供产品合格测试。具有国际安全认证(如GS、CE、UL等)及国家产品质量合格证的LED灯饰价格要高，因为这些产品在安全设计上是可靠的。消费者注意的是要认真鉴别证书的真伪，现在有国际安全认证及国家产品合格证的厂家并不多。从健康方面，采用无毒材料设计的产品价格要高，特别是室内LED灯饰，千万别贪便宜选用有异味的LED灯饰，目前仅少数几家LED厂家是用无毒材料生产，辨别的方法可以直接用鼻子分别，有臭味的产品比无臭味的价格更低很多。类似铅

19、、汞、镉等毒素需专业人员分析。从适用环境安全看,有可靠的防尘防潮设计,材料防火、防紫外线、防低温开裂的LED产品的价格高。功能特点LED照明灯具有如下特点1、高纯度，鲜艳丰富的色彩。目前LED产品几乎覆盖了整个可见光谱范围，且色彩纯度高。而获得彩色光的传统方式是白炽灯加滤光片，大大降低了光效。2、超长寿命。LED的实际寿命超过5万小时，为一般光源的几倍甚至几十倍。3、光源中没有水银，光束中不含紫外线。LED是固体发光光源，绿色环保，特别适用于香 水店、珠宝店、博物馆、美术馆等专业场所，可满足其展示商品对照明的特殊要求。4、固体发光，抗震性能好，牢固可靠。5、节能，经济，免维护。6、动态的色彩控

20、制，明暗可调，三原色的LED组合可采用PWM实现颜色的变化。7、LED有很强的发光方向性，光通量利用率高，且体积小，易于LED灯具的外观设计和光强分布的控制。8、LED可采用直流低压供电，安全可靠。9、LED不受启动温度限制，可暂态启动，一般为几个ms，且能暂态达到全光通量输出。LED灯具有什么优点(1)高节能节能能源无污染即环保。直流驱动，超低功耗（单管0.030.06W）电光功率转换接近1OO%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。(2)寿命长LED光源也被称为长寿灯，意为永不熄灭的灯。LED光源为固体冷光源，用环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点

21、，使用寿命可达6万10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。(3)多变幻LED光源可利用红、绿、蓝三基色愿理，在让算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256×256×256=16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多样，可实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。(4)利环保LED光源的环保效果更佳。光谱中没有紫外线和红处线，既没有热量，也没有辐射，眩光小，而且废弃物可回收，没有污染，不含汞元素；冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源(5)高新尖与传统光源单调的发光效果相比，LED光源是低压微电子产品，其成功融合了计 算机技术、网络通信技术、图

22、像处理技术、嵌入式控制技术等，所以也是数字信息化产品，是半导体光电器件“高新尖”技术，具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。(6)体积小LED基本上是一块很小的芯片被封装在环氧树脂里，所以它非常小、非常轻。(7)高亮度、低热量LED发展历史基础研究阶段1907年，Henry Joseph Round发现了碳化硅的电致发光现象，但由于当时发光太暗，不适合实际应用，便放弃了研究。到了20世纪20年代晚期，Bernhard Gudden和Robert Wichard 在德国用从锌硫化物与铜中提炼的黄磷来发光，再一次因发光暗淡而停止研究。1936年，George Destiau 出版了一个关于硫化锌

23、粉未来发光的报告。随着研究的深入，最终出现了“电致发光”这个术语。20世纪50年代，英国科学家在电致发光的实验中使用半导体砷化镓发明了第一个具有现代意义的LED,并于20世纪60年代面世。据说在早期的试验中，LED需要放置在液化氮里，而且需要进一步的操作与突破以便能使LED高效地在室温下工作。1962年，GE、Monsanto、IBM 的联合实验室开发出了发红光的磷砷化镓（GaAsP）半导体化合物，从此可见发光二极管步入了商业化的发展历程。1965年，全球第一款商业化发光二级管诞生，它是用锗材料做成的可发出红外光的LED,当时的单价约为45美元。其后不久，Monsanto和惠普公司推出了用Ga

24、Asp材料整理的商业化红色LED。这种LED的效率大约为0.1 lm/w,比一般的60-100白织灯的15 lm/w要低100多倍。1968年，LED的研发取得了突破性进展，利用氮掺杂工艺使GaAsP器件的效率达到了1 lm/w，并且能够发出红光、橙光和黄光。 显示应用阶段到了20世纪70年代，磷化镓被用作光源，随后就发出灰白绿光。LED采用双层磷化镓芯片（一个红色、一个绿色）能够发出黄光。与此同时，苏联科学家利用金刚砂制造出能发出黄光的LED,此时它尚不如欧洲的LED高效。随后业界又推出有同等效率的GaP 绿色芯片LED。LED的研究开发己被普及，这也导致LED的价格直线下跌，使LED器件在

25、家庭与办公设备中得到大量应用，LED在那个时代主打的是数字与文字显示，日本日亚化学公司对LED技术的发展做出了巨大的贡献，其具有代表性的科学家是中村修二。1988年日亚化学公司资助中村修二到美国佛罗里达州立大学研究金属有机化合物化学气相淀积法(MOCVD)，1989年又从日本酸素株式会社购买了一台MOCVD设备供中村修二研究。技术的突破首先从被称为氮化物之父的名古屋大学赤崎勇教授开始，他利用MOCVD在低温下生长出了氮化铝缓冲层，而后在高温下生长氮化镓。随后，中村修二在1991年利用低温生长非结晶氮化镓缓冲层，再以高温成长氮化镓结晶。1989年，赤崎勇教授利用电子束照射得到P型氮化镓，之后中村

26、修二直接利用热退火完成P型氮化镓的整理。这样，困扰氮化物半导体的两个重大难题先后被赤崎勇和中衬修二攻克，从此建立了今天氮化物半导体在白光LED中的核心地位。1991年，日亚公司研制成功同质结GaN基蓝光LED，峰值波长430nm，光谱半宽55nm，其光输出功率为当时市场上SiC LED的10倍，外量子效率约为0.18%。1995年，日亚化学公司又研制成功InGaN/AIGaN双异质结的烛光级超高亮度蓝色LED，在20mA的正向电流下，输出功率为1.5mW，外量子效率为2.7%，波长和半宽分别为450nm和70nm。1997年，Schlotter和Nakamura等人先后发明了用蓝光管芯加黄光荧

27、光粉封装成白光LED的技术。氮化镓LED之后科学界随即又制造出能产生高强度绿光和蓝光的铟氮镓LED。超亮度蓝光芯片是白光LED的核心，在这个发光芯片上抹上荧光粉，然后荧光粉通过吸收来自芯片的蓝色光源再转化为白光。利用这种技术能制造出任何可见颜色的光。2001年，Kafmann等人用UV LED激发三基色荧光粉得到白光LED。 照明应用阶段2006年，Cree公司宣布推出一款新的冷白光LED“XP.G”，发光效率和亮度都创下新的纪录，其在驱动电流为350mA时，光通量达139 lm，发光效率为132lm/W，亮度和光效分别比Cree公司最亮的XR-E LED提高37%和53%，被称为“业界最亮且

28、具有最高效率的照明级LED”。2007年,日亚公司发布了新型LED，该实验型产品在顺向电流为350mA的条件下，光通量可达145 lm,发光效率约为134 lm/W，芯片的大小为lmm2，色温为4988K(在I=20mA的情况下，发光效率更高达169 lm/W)。2007年,美国的Cree公司在SiC衬底上生长双异质结，SiC衬底可以把GaN基LED的金属电极制造在衬底的底部,电流能够通过低阻导电衬底的垂直流动，也为发展其他光电子器件奠定了基础。同年，日亚化学公司发布了下一代高功率白光LED, 350mA电流输入时光通量为145 lm，发光效率为134 lm/W.实现白色LED高效化的原因是实

29、现了所用的蓝色LED芯片的高效化。该蓝色LED在350mA驱动时的光功率为65lm/W，波长为444nm，外部量子效率为66.5%。2008年，大益光电选用台湾进口晶元芯片，白光发效率稳定在为120 lm/W。并讯速应用在工业LED照明领域，并在全球设立营销点，开拓LED领域的新纪元。目前LED的各项指标仍在不断的发展当中，随着应用领域的拓宽，对LED灯珠的要求也渐渐多样化。同时，技术的进步不仅体现在参数指标上，成本也在下降，但走进普通家庭仍需时间去沉淀。 中国LED产业的发展中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展，中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下，形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。目前，中国半导体照明产业发展向好，外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。2007年中国LED应用产品产值已超过300亿元，已成为LED全