LED日光灯入门教材课件

LED概述

LED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。LED主要特点是：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常规参数和含义光通量：

发光体每秒种所发出的光亮之总和，单位-流明（LM）。光强：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向内所发射的强度称为光强，单位-坎德拉（cd）照度：照度是光通量与被照面的比值，单位-勒克斯Lux（Lux

）。1Lux的照度为1LM的光通量均匀分布在面积为一平方米的区域。光衰：LED光衰是指LED经过一段时间的点亮后,其光强会比原来的光强要低,而低了的部分就是LED的光衰。频闪：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。发光效率：代表光源将所消耗的电能转换成光的效率，单位-流明每瓦（LM/W）显色指数：

是光源显色性的定量描述，表示符号为Ra。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CIE把太阳的显色指数定为Ra=100，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。平均寿命：指一批LED灯50%的数量损坏时的小时数，单位-小时（H）可参照此图理解各专业术语冷白、正白、暖白的区别暖白在3000K色温值左右，正白在6000K左右，冷白在6500K以上（如下图）LED灯管结构概述

LED灯管由灯管外壳、堵头、灯珠、线路板、电源组成，每个件都可以折除，其中任何一个部件坏了，都可以维修或更换，LED灯具的所以材质都可以回收再利用，是一种较为环保的照明产品。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1/8inch（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日光灯主要结构驱动电源灯板PC+散热铝外壳堵头LED灯管常用驱动电源的分类与特点

1.非隔离式恒流电源：

LED灯管常用驱动电源的分类与特点

2.隔离式恒流电源：

LED日光灯灯板的材质与特点LED日光灯常用的灯板为：1.玻纤板(FR4)玻纤板是采用玻璃纤维布制成的,玻纤布基板的机械性能、尺寸稳定性、冲击性、耐湿性都比较高。其电气性能优良，工作温度较高，本身性能受环境影响小。相对于铝基板来说,其成本要比铝基板低,但在散热方面却远不如铝基板.2.铝基板铝基板是一种独特的金属基覆铜板，它具有良好的导热性、其电气绝缘性能和机械加工性能比不上玻纤板.LED灯管结构设计的发展二、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灯的特点一、高效节能

一千小时仅耗几度电（普通60W白炽灯十七小时耗1度电，普通10W节能灯1百小时耗1度电），低压驱动，超低功耗（单管0.05W）.光效高，比普通照明灯具节能60%-80%.二、超长寿命

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3万到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也只有八千小时）相当于不间断照明3年时间。三、健康

光线健康光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射（普通灯光线中含有紫外线和红外线）四、保护视力

由恒流源驱动，无频闪现象。LED灯的特点五、安全系数高

所需电压、电流较小、发热较小，不会产生安全隐患。六、绿色环保

不含汞和铅等有害元素，不会对环境产生污染。七、响应时间快LED一般可在几十毫秒（ns）内响应，因此是一种高速器件，这也是其他光源望尘莫及的。

八、易于调光、调色、可控性大：LED作为一种发光器件，可以通过流过电流的变化控制亮度，也可通过不同波长LED的配置实现色彩的变化与调节。

影响LED灯具品质的几大因素四、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。灯具主要电性参数输入电压：

即LED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AC85~264V。输入功率：

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。单位—瓦特（W）Pi（输入功率）=Vin（输入电压）*Ii（输入电流）功率因数：又称为功率因子，英文缩写PF(PowerFactor),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，是合理用电的重要指标。

灯具主要电性参数恒流精度：

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。电磁兼容：

电磁兼容（EMC）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）。

由已知电源功率计算灯珠数量例：一额定输出功率为18W的电源，在使用额定正向电流20mA，耗散功率0.07W的LED,可以配置多少个LED?解：已知电源额定功率为18W，LED耗散功率为0.07W,则得出可配置的灯珠数量为18÷0.07≈256颗（取整数），在实际使用中，为了延长LED的使用寿命及考虑到LED的可靠性，因此需要降额使用，即降低LED的工作电流（一般在17~18mA之间），而降低了LED的工作电流，则LED的耗散功率就必然会减少。耗散功率P=VF（LED正向压降）XIF（LED额定电流）那么，实际上可以配置的LED数量如下：VF=P÷IF=0.07W÷0.02A=3.5V取LED实际工作电流为18mA则：实际耗散功P=VFXIF=3.5VX0.018A=0.063W灯珠数量为18W÷0.063W=285颗(取整数)

LED日光灯的国家标准及行业标准

1范围

本标准规定了室内照明LED日光灯(以下简称LED日光灯)的定义、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。

本标准适用于交流频率(50-60)Hz,电压(86-265)V电源供电，应用于会议室、地下停车场、办公场所等室内照明领域用LED日光灯。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T191-2008

包装储运图示标志

GB/T2828.1-2003

计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划

GB/T2829-2002

周期检验计数抽样程序及表(适用于对过程稳定性的检验)

GB/T2900.65

电工术语照明

GB3096-2008

声环境质量标准

GB/T6882-2008

声学声压法测定噪声源声功率级消声室和半消声室精密法

GB7000.1

灯具

第1部分：一般要求与试验

GB/T9468

灯具分布光度测量的一般要求

GB10682

普通照明用管形荧光灯

GB/T14862-1993

半导体集成电路封装结到外壳热阻测试方法

GB17625.1

电磁兼容

限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)

GB17743

电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法

GB/T18595-2001

一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求

GB19510.1

灯的控制装置

第1部分：一般要求和安全要求

GB19510.14-2009

灯的控制装置第14部分：LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求

GB19651.3-2008

杂类灯座

第2-2部分

LED模块用连接器的特殊要求

GB/T24819-2009

普通照明用LED模块安全要求

GB/T24823-2009

普通照明用LED模块性能要求

GB/T24824-2009

普通照明用LED模块测试方法

GB/T24825-2009

LED模块用直流或交流电子控制装置性能要求

GB/T24826-2009

普通照明用LED和LED模块术语和定义

SJ/T11364

电子信息产品污染控制标识要求

SJ/T11395-2009

半导体照明术语

IEC62471

灯和灯系统的光生物安全3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1

LED日光灯(LEDtubefluorescentlight)

以LED为光源，与传统日光灯在外型上一致的一种用于室内普通照明的组合式直管型照明灯具，它由LED模块、LED驱动控制器、散热铝型材、罩壳、导热胶带和两个堵头构成，可包括灯座和灯架。

注：根据SJ/T11395-2009

<<半导体照明术语>>中3.9.5术语修改

注：根据SJ/T11395-2009

<<半导体照明术语>>中3.6.16术语及GB/T24826-2009

<<普通照明用LED和LED模块术语和定义>>中2.36术语、GB/T2900.65《电工术语照明》中845-07-59术语修改

3.7

光通量维持率(lumenmaintenance)

LED日光灯在规定条件下点燃，在寿命期间内一特定时间的光通量与初始光通量之比，以百分数表示。为测试简便，可用在规定距离下灯下点的照度替代光通量来计算光通维持率。

注：根据GB/T2900.65《电工术语照明》中845-07-65术语修改

3.8

灯具的功率因数(power

factorof

luminaire)

LED日光灯在标称的额定电源电压及额定频率下工作时，其实际消耗的功率与额定功率之比。

注：根据GB/T24826-2009

<<普通照明用LED和LED模块术语和定义>>中2.46术语修改

4产品分类和标示方法

4.1产品分类

LED日光灯按颜色可分为：暖白RN(色温≤3300K)和冷白RL(3300K＜色温≤6500K)。

4.2标示方法

4.2.1标示规则

LED日光灯的型号规格按下述形式标注：XXLFL30-10WRN

表示灯具类别：暖白为RN,冷白为RL，2位码

表示灯具额定功率3位码

表示灯管直径，用具体毫米值，3位码

表示灯具名称：LED日光灯(LEDtubefluorescentlight)为FL,2位码

表示公司简称4.2.2标示示例

暖白色的直径为30mm，额定功率为10W的LED日光灯标记为：XXLFL30-10WRN。5技术要求

5.1工作环境要求

LED日光灯在下列条件下应能正常启动和燃点：

a)

室内温度：-25℃～+45℃；

b)

月平均空气相对湿度：不大于90%(25℃±5℃)；

c)

在超出上述环境范围运行时，应由制造商和用户共同商定技术要求。

5.2外形尺寸

5.2.1LED日光灯的主要外形尺寸与灯头型号尺寸的配合应符合GB10682《普通照明用管形荧光灯》中3.1条的要求。应与普通照明用直管形荧光灯安装尺寸相符，符合普通照明用直管形荧光灯灯座安装要求。

5.2.2当超出上述尺寸或配合尺寸时，由制造商和客户共同商定。应符合制造商的设计规定。结构应便于安装。

5.3外观

5.3.1LED日光灯表面应平整、光洁，应无影响照明性能和使用的划伤等缺陷，灯体内外应无危及生产、运输、安装及使用人员的尖角和毛刺。灯的标志应清晰。

5.3.2所有零件均应定位安装、牢固可靠，不应有松动现象；转动件应能灵活转动、接触良好、无轴向窜动。

5.3.3焊接部位应平整、牢固，无焊穿、虚焊、飞溅等现象。

5.3.4灯头应端正地固定在灯的两端。成品灯头上的插脚应能在不被扭曲的情况下，同时顺利通过相应的灯座安装。

5.4安全

5.4.1LED日光灯在标称的额定电源电压及额定频率下应能长期、可靠、正常地工作，并对使用者和环境不产生危害。

5.4.2LED日光灯一般的性能、安全及相应的试验要求应符合GB7000.1的规定。

5.4.3LED日光灯的控制装置安全及性能要求应符合GB19510.14及GB/T24825的规定。

5.4.4LED日光灯的LED模块安全及性能要求应符合GB24819及GB/T24823的规定。

5.4.5LED日光灯的灯座/连接器安全要求应符合GB19651.3的规定。

5.4.6LED日光灯的光生物安全要求应符合IEC6247及相应的国家标准的规定。

5.5电磁兼容性

5.5.1LED日光灯的电磁兼容要求应符合GB17743和GB17625.1的规定。

5.5.2输入电流谐波应符合GB17625.1-2003的规定；

5.5.3电磁兼容抗扰度应符合GB/T18595-2001的规定。

5.6灯具电性能

5.6.1LED日光灯在标称的额定电源电压及额定频率下，正常开启并保持燃点。

5.6.2LED日光灯在标称的额定电源电压及额定频率下工作时，其实际消耗的功率与额定功率之差不应大于10%，功率因素不应小于0.75。

5.7寿命

LED日光灯的额定寿命不应低于30000h。

6.3安全(对应)

当制造商不能提供有效的和合格试验报告或认证证书时，应按照GB7000.1规定使用漏电测试仪或其他安全测试仪器对整体LED日光灯进行泄漏电流检查等安全试验。

电源控制装置按照GB19510.14及GB/T24825的规定进行试验。

LED模块按照GB24819及GB/T24823的规定进行试验。

LED模块用连接器按照GB19651.3的规定进行试验。

LED球泡灯光生物安全按照IEC6247规定进行试验。

6.4电磁兼容性(对应)

当制造商不能提供有效的和合格试验报告或认证证书时，LED日光灯的整体的电磁磁兼容按照如下方法进行试验

输入电流谐波按照GB17625.1的规定进行试验；

无线电骚扰特性应符合GB17743的规定进行试验；

电磁兼容抗扰度应符合GB/T18595-2001的规定进行试验。6.5灯具电性能

在25℃±1℃的环境温度下，在稳压电源(与灯具标称电压、频率相同)及LED日光灯之间接入精度不小于0.5级的交直流电参数测试仪，使LED日光灯处于正常工作位置，接通并调节电源电压至额定值(如灯具标称电源电压范围，则分别调节至电源电压范围的最大值和最小值)使LED日光灯工作2h，记录功率和功率因素值。

6.6光通量维持率和寿命

6.6.1灯具老化方法

灯具老化在没有强制通风、温度控制在20℃-30℃的环境中进行，灯具按规定条件正常点燃，按灯具标称额定电压或标称的适用电压范围的最大电压接通电源，灯具以满功率工作。灯具在老化过程中，每24h中关闭不少于5次，每次关闭时间应为10min～15min,接通时间至少为10mini间隔时间至少应为30min。样品数量不少于3支。试验中，灯具不得出现任何故障、烧毁，否则不合格。

6.6.2光通量维持率和寿命测量推算方法

选取LED日光灯，同时用光度分布测试法测0h和2000h时的光通量，计算出2000h光通量维持率。在2000h-5000h之间，每300h间隔测一次维持率值；如5000h时灯具仍然符合要求，则终止试验。参照GB/T24824《普通照明用LED模块测试方法》中附录D推算出起始值的70%或50%的时间，即为该灯具的推算寿命值。该试验环境温度应控制在25℃±1℃稳定30min以上的情况下进行。

6.7主要光参数

6.7.1色温和显色指数

在25℃±1℃的环境温度和额定电压、额定频率下，用积分光谱测试系统测量，灯具样品放入积分球内，避免直射光射入测试探头，灯具外表面应粘贴不明显影响色温测试的白色覆盖膜。燃点0.5h后测试。

6.7.2灯具的光通量和光效

在25℃±1℃的环境温度下，用光度分布测试系统测量。首先测试灯具的光通量及光强分布等，灯具光效为LED日光灯的光通量与灯具的实际消耗功率的比值。

6.8噪声

按GB/T6882规定的方法进行。

6.9散热

LED日光灯在额定的工作条件下,稳定工作2h后，按照GB/T14862-1993中规定的方法测量对称中心位置LED的结温。

7检验规则

7.1出厂检验

出厂检验的灯应从每班生产的同一型号灯中均匀地抽取。出厂检验按照GB/TGB/T2828.1-2003执行，其试验项目、抽样方案、检查水平及合格质量水平按表2规定。

表2

出厂检验项目的分组、抽样方案、检查水平和合格质量水平

检验项目

抽样方案

检查水平

AQL

外形尺寸

一次

S-3

4.0%

外观

安全a

S-3

0.05%

电磁兼容

S-3

0.05%

灯具电性能

S-2

6.5%

主要光参数(显色指数、初始光效、初始光通量、色温)

噪声

7.2型式检验

7.2.1型式检验的灯应从出厂检验合格的灯中随机抽取，其试验项目，不合格质量水平、抽样数量和不合格判定数组按表3规定进行。

7.2.2型式检验每半年年不少