日光灯培训教材课件

LED光源简述

发光方式

代表产品热辐射发光白炽灯、卤素灯荧光灯、高压汞灯、光源：气体放电发光氙灯、高压钠灯、金属卤化灯电致发光光源LED化学光源荧光棒LED照明是继钨丝灯、荧光灯、气体放电灯之后出现的人类第四代照明产品，与前三代光源相比LED具有高能效、寿命长、发光纯净、通用性好、节能环保等显著优点：1、高能效1W的LED灯具一般能达到90-100lm，是一般光源光效的5-6倍，耗能是钨丝灯的1/10、荧光灯的1/4。Cree白光LED实验室光效突破231lm/W，打破行业最高光效记录。2、寿命长普能节能灯的寿命一般在8000H、LED灯具的寿命至少30000H以上。3、发光纯净、通用性好LED发出的光不含有紫外线、可获得不同颜色。4、节能环保LED灯具相比前三代光源不含有对环境有害的卤素元素、汞和一些有毒气体，光源代表产品图：光度学中的专业述语解释1、光通量：单位时间内光源向空间发出的、使人产生光感觉的能量，用Φ表示，单位-流明（lm）。2、发光强度：光源辐射光通量的能力，符号为I，单位-坎德拉（cd）3、照度：是指单位被照面积上的光通量，符号为E，单位-勒克斯（lx）。E=Φ/AA为面积，单位m2。距离平方反比法则：连续光强光源在光接收表面的照度与光源到接收表面的距离的平方成反比。因此，理想的照度测量必须能精确控制距离的大小，如果一个光源在某一距离的照度值已知，任何距离的照度都可以经以下公式计算所得。E=I/d2。4、亮度：

是表示眼睛从某一方向所看到的物体发射光的强度，单位为坎德拉/米2（cd/m2）。5、显色指数：用光谱功率分布不同的光源去照射物体，产生的颜色的感觉是不一样，光源是这种决定被照物体颜色感觉的性质称为显色性，显色指数即为评价显色性的参数。单位为1，颜色形成非常复杂，但至少包括3个要素：人眼、光源和被照物体。6、色温：灯的色温指定了光源的冷度或暖度，其定义为光源发射的颜色与某一温度下的黑体发射光的颜色相同，那么，此时黑体的绝对温度值就叫做该光源的颜色温度，简称色温。不同色温给人的感觉如下所示：<3300K温暖（带红的白色）稳重、温暖3000－5000K中间（白色）爽快>5000K清凉型（带蓝的白色）冷不同色温的区别：色品坐标色度测量的核心是色品坐标，由它可以用公式推导出一系列色度量。对单色光LED，主要测定其峰值波长和半宽度。对于白光LED，主要测定其相对功率承随波长的分布，从而得到如图所示的色品坐标。横坐标：表示的是可见光的波长（人眼可见光的波长范围为380nm-780nm）纵坐标：表示各种波长的峰值。注：波长=光速/频率波长单位：m光速：3.0×108米/秒频率单位：HzCIE1931色度图CIExyY色度图是从XYZ直接导出的一个颜色空间，它使用亮度Y参数和颜色坐标x,y来描述颜色。xyY中的Y值与XYZ中的Y刺激值一致，表示颜色的亮度或者光亮度，颜色坐标x,y用来在二维图上指定颜色，这种色度图叫做CIE1931色度图(CIE1931ChromaticityDiagram)。例如一个点在色度图上的坐标是x=0.4832，y=0.3045，那么它的颜色与红苹果的颜色相匹配。CIE1931色度图是用标称值表示的CIE色度图，x表示红色分量，y表示绿色分量。E点代表白光，它的坐标为(0.33，0.33)；环绕在颜色空间边沿的颜色是光谱色，边界代表光谱色的最大饱和度，边界上的数字表示光谱色的波长，其轮廓包含所有的感知色调。所有单色光都位于舌形曲线上，这条曲线就是单色轨迹，曲线旁标注的数字是单色(或称光谱色)光的波长值；自然界中各种实际颜色都位于这条闭合曲线内；RGB系统中选用的物理三基色在色度图的舌形曲线上。

配光曲线极坐标配光曲线：直坐标配光曲线：光强曲线图：配光曲线的定义：

它是指光源（或灯具）在空间各个方向的光强分布。配光曲线的表示方法：

配光曲线一般有三种表示方法：一是极坐标法，二是直角坐标法，三是等光强曲线。其中最常用的是极坐标法。极坐标配光曲线：

在通过光源中心的测光平面上，测出灯具在不同角度的光强值。从某一方向起，以角度为函数，将各角度的光强用矢量标注出来，连接矢量顶端的连接就是照明灯具极坐标配光曲线。如果灯具是有旋转对称轴，则只需用通过轴线的一个测光面上的光强分布曲线就能说明其光强在空间的分布，如果灯具在空间的光分布是不对称的，则需要若干测光平面的光强分布曲线才能说明其光强的空间分布状况。

LED日光管灯具简述LED日光管是第四代新型固态光源，主要是为了替代已经普及的T5、T8、T10日光灯，因此，其结构尺寸和现在的日光灯是一致的，常用的灯管型号依据现有日光灯管的型号来标称，（日光灯规格：T8、T5、T4区别说明:常用的日光灯规格有T8、T5、T灯管，企业用的三支灯管一组的通常是T5的灯管，很早以前常用的日光灯规格有T10、T12。“T”，代表“Tube”，表示管状的，T后面的数字表示灯管直径。T8就是有8个“T”，一个“T”就是1/8英寸。一英寸等于25.4毫米。那么每一个“T”就是25.4÷8=3.175mmT12灯管的直径就是(12/8)×25.4＝38mm。）因为常用日光灯灯管各型号的长度如图示所以常用LED日光管的长度有0.6m、0.9m、1.2m、1.5m等。T5管14W28W35W570mm1170mm1475mmT8管20W30W40W620mm926mm1230mm常用日光灯各型号长度：传统日光灯管LED日光管LED日光管常用驱动电源的分类与特点

LED驱动器是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器，通常情况下：LED驱动电源的输入包括高压工频交流（即市电）、低压直流、高压直流、低压高频交流（如电子变压器的输出）等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。

其分类方式：按驱动方式分为恒流和恒压，按安装位置分为内置和外置，按电气隔离分为隔离和非隔离，按功率因数分为高功率因数与低功率因数（PF≥0.85就是高功率因数驱动器）。下面对隔离与非隔离电源详细说明一下：

1.非隔离式电源：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，从而引起触电的危险。通常LED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2000V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患。2.隔离式电源：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。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LED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比较大，因此，LED灯管内置隔离电源受到成本和空间的制约。

隔离式恒流电源：原理图：实物图：LED日光管灯板灯珠串并数简介由于LED日光管主要代替原T5、T8、T10日光灯，为了其发光效果与原来的日光灯一样所以其灯板采用多颗小功率的LED灯珠串并得到我们想要的功率。目前市场上常用做日光管的灯珠有3014、3528、5630等，下面就对他们的串并原理进行简单的介绍。首先大家应该记住这几个知识点：1、串联电路电流处处相等

，总电压等于各处电压之和。2、并联电路总电压与各支路电压相等，总电流等于各支路电压之和。3、功率（P）等于电压（U）、电流（I）的乘积。P=UI。功率单位：瓦（W）、电压单位：伏（V）、电流单位：安（A）。4、各单位之间的换算：1M=1061K=1031m=10-31u=10-61n=10-12。

5、常用单颗灯珠功率：30140.1W、35280.06W、56300.4W此值只做参考实际数值以厂家规格承认书为准。6、LED单颗灯珠正向电压一般为3.1-3.3V（列阵的除外）。公式推导：P=UIU=P/II=P/ULED串并联示意图：LED符号LED串联I=I1=I2U=U1+U2LED并联I=I1+I2U=U1=U2应用举例：例如一灯板用180颗3014做成20串9并其各灯板参数如下计算：灯板总功率：P总=0.1W*180=18W单颗LED电流：I1=0.1W/3.2V≈30mA

灯板总电流：I=30mA*9=270mA

灯板总电压：V=3.2V*20=64VLED日光管结构设计的发展一、全塑灯管早期的LED灯管采用的都是PC管，主要是因为早期的LED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PC管，采用的灯珠是Φ5DIP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限。所以，目前市场上基本上都采用贴片灯珠作为光源。二、PC+散热铝在全PC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结构重先设计，而以PC+散热铝+铝基板组成的LED铝塑管因其具有散热性能好、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。（目前PC管已经渐渐淡出市场，还有一种玻璃灯管因其散热效果和PC管一样，而且易碎、不易运输已经被市场所淘汰）LED日光管结构的一些对比日光管发展的初级阶段产物，非常具有代表意义，缺点是热量堆积、易弯曲变形。相对前面的设计，轴向弯曲的径向弯曲要好一些，但散热效果更差。相比前两个系列，该系列的设计在散热和抗弯曲方面要好一些，但存在的问题还是散热一旦使用环境是封闭的，产品温升就会较高。影响LED灯具品质的几大因素一、散热

LED灯管的热量累计不仅影响LED的电气性能，还可能最终导致LED失效。因此，为了保证LED灯的寿命，散热成为白光LED应用的一个关键技术，减少或者迅速耗散LED产生的热量成为白光LED在应用设计方面的首要问题。二、光源材质

LED属于点状光源，如果使用较差的LED，那么LED在工作过程中会放出大量的热量,使管芯结温迅速上升,LED功率越高,发热效应越大.LED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,严重时甚至失效。三、驱动电源

LED电源的质量直接制约了LED产品的可靠性，因此，国际市场上国外客户对LED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。四、驱动电流LED在其电流极限参数范围内流过LED的电流越大，它的发光亮度就越高.即LED的亮度与它的工作电流成正比.但如果流过LED的电流超出极限参数范围,LED就会出现饱和,不仅使发光效率大幅降低,而且使用寿命也会缩短五、光线分布处理LED是一个方向性的点光源，如何创造性地应用LED的这个特点，营造一个舒适的光环境是LED灯光学设计技术的核心。LED光源本身一般会有透镜或者透射材料，用于提高光线出射效率，同时满足出光约120度的配光分布，一般称为一次光学设计。但是为了满足室内照明的各种需求，需要将光根据需要重新分配，采用何种方式将LED发出的光进行二次分配，以达到舒适的光环境，也是影响LED品质的重要因素。恒流精度：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，通常用百分数来表示.如某LED驱动电源额定输出电流0.45A,当输入电压在AC80~264V变化时，测得输出电流在0.43-0.45之间变化,那么恒流精度=(0.45-0.43)÷0.45≈0.045=4.5%.恒流精度越高,则LED工作越稳定,反之,则会出现频闪现象，更为严重的还会导致LED失效。效率：

驱动器输入功率与输出功率之比，是衡量驱动器一个重要参数。效率与驱动器的温升成反比。电磁兼容：电磁兼容（EMC、EMI）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播放、导致电视画面出现杂迅等现象）。

防尘、防固体异物和防水等级灯具应按GB4208中规定的“IP数字”进行分类。外壳防护等级的代号表示，代号通常由特征字母IP（Internationalprotection）和两个数字组成，特征数字的含义分别如下所示：防护等级第一位特征数字简要描述第二位特征数字简要描述0无防护0无防护1防护大于50mm的固体异物1防滴水2防护大于12mm的固体异物2向上倾斜150防滴水3防护大于2.5mm的固体异物3防淋水4防护大于1mm的固体异物4防溅水5防尘5防喷水6尘密6