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(多图) LED日光灯 性能、电源、结构和寿命

上海龙茂微电子有限公司 茅于海?? 2010年04月06日 ?? 收藏0
算,那么一年下来,可以节省电费122.64元,两年下来,就可以节省出这根LED日光灯的成本。以后所节省的电费就成为纯收益了。

  所以现在国外有一种称之为EMC(能源管理合同Energy Management Contract)作法。就是由一家财团或银行出资。替一个地下停车场或商场免费安装LED日光灯,但是要向业主收取所有节省下来的电费,协议有效期可能为5年。只要2年以后,就可以回收所有投资,第三年开始,所有节省下来的电费就变成是纯收益了。这是一个十分有利的投资项目。国内也开始有人这样做了。

  更何况按照Haitz定律,LED的价格每十年将降低十倍!

  三.LED

  为了得到比较均匀的发光和把热量分散开,LED日光灯通常都是采用很多个小功率的LED灯珠串并联而构成。小功率LED有两种,一种是插针式,俗称草帽管,还有一种是贴片式。早期LED日光灯大都用草帽管,但是这种插针式LED因为热阻大(高达450°C/W),光衰严重,所以现在已经很少人用,而大多数采用贴片式的了。各种LED的主要指标为发光效率,小功率LED通常直接以其发光的流明数表示,寿命(通常以在多少结温时的寿命来

表示),和热阻Rjs。

  几种常用的贴片式LED的指标如下所示:

底板散热机构


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图3. 3020(a)的散热和3014(b)的底板散热机构

  由于3020只有两端电极焊接散热,而3014采用了底板散热,所以二者的热阻相差3倍多,二者的寿命也相差两倍多。3014 工作于30mA,所以它的发光也高达9流明。相当于90 lm/W的发光效率。

  在日光灯里所用的LED数目通常在200颗以上,显然不可能全部串联,而必须串并联。一般来说,希望串得少的,并得多,这样,一旦某一串中有一个LED开路,只会使这一串不亮,而这一串的电流将分摊到剩余的几路中去。例如,总数为200个的LED,假如连结成8串25并,每串30mA,25串的总电流750mA,有一串坏了,每一串的电流只增加了1.25mA。反过来,假如连成25串8并,每串30mA,8串总电流240mA,一串开路,30mA 就分到剩下的7路中,每路就要平均增加4.28mA。
不过有的LED每个都有一个并联的稳压二极管保护,即使有一个LED开路,这一串也不会都不亮,而只是这一个LED不亮而已。上述问题就不存在。

  此外,假如串联的LED数目少于10个,那么它所需要的电源电压低于35V,也就低于国际安全电压。

  究竟串多少并多少,还和电源的可能性有关。这将在下一节中讨论。

  四.电源

  LED日光灯的电源分为内置式和外置式两种。所谓内置式就是指电源可以放在灯管内部。这种内置式的最大优点就是可以做成直接替换现有的荧光灯管,而无需作任何改动。所以内置式的形状都是做成长条形,以便塞进半圆形的灯管中去。
下面先介绍两种内置式,非隔离型和隔离型。

  1.?非隔离式恒流电源: 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。

  目前用得最多的是非隔离直接降压型电源。也就是把交流电整流以后得到直流高压,然后就直接用降压(Buck)电路进行降压和恒流控制。其电原理图如下图所示:

非隔离恒流源的电原理图

  图1. 非隔离恒流源的电原理图

  这种非隔离式电源的主要技术特点:从18V到450V的宽电压输入范围,恒流输出;采用频率抖动减少电磁干扰,利用随机源来调制振荡频率,这样可以扩展音频能量谱,扩展后的能量谱可以有效减小带内电磁干扰,降低系统级设计难度;可用线性及PWM调光,支持上百个0.06W LED的驱动应用,工作频率25KHz-300KHz,可通过外部电阻来设定。

  非隔离恒流源的优点是简单、指标高,它的输出电流可以按LED串并联的个数决定。但是大多数情况下,它的输出电流不能太大,输出电压也不能太高。例如264个小功率LED连接成22个串联,12串并联,每串20mA,一共240mA。体积也可以做得很小,通常是做成长条形的,以便放进T10或T8的管子里。假如每串的电流是30mA,12并就是360mA。在有些非隔离的电源中就无法实现,为了保持总电流240mA不变,就只能改成8


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LED? 日光灯? 电源效率?

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