LED荧光灯的优点与应用场景

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：表8-7 LED荧光灯与传统荧光灯的比较（续）2.LED荧光灯的结构LED荧光灯的结构与荧光灯类似，连长短、粗细也都一样，甚至称呼也是T10、T8、5。LED荧光灯主要由PC罩、铝基板、LED、铝支架、电源和灯头等组成。在需要透光的那一半采用塑料，在不需要透光而需要散热的那一半采用铝合金，电源放在铝管里面，即半塑半铝管，现在市售的LED荧光灯大多是半塑半铝管形式。

荧光灯是家居照明常用的光源之一，荧光灯规格有T8、T5、T4灯管，企业用的三支灯管一组的通常是T8灯管，长度为60cm。家庭用的荧光灯也为T8灯管，长度为60cm和120cm。T5灯管主要用来做装饰照明，也有少量用做功能照明。我们以办公场所照明为例，其主要应用于办公室、写字楼、商务中心等处，此场所照明要求如下：

1）光源色温及显色指数：在办公场所中一般选择色温大于4000K，显色指数Ra≥75。

2）照明水平：不同环境、不同场所，对灯光的要求各有不同。办公场所的照度应满足使用要求，一般为500～1000lx。

3）照明均匀度：合理布置灯具，使照度均匀，使办公室最大、最小照度与平均照度之差小于平均照度的1/3。

4）舒适度和眩光控制：若视野内有过高亮度或过大亮度比，就会使人感到有刺眼的眩光。防止眩光的措施主要是限制光源亮度，合理布置光源。例如，使光源在视线45°范围以上，形成遮光角或用不透明材料遮挡光源。

5）安全性：主要考虑灯具结构的安全性、电器的安全性，以及灯具是否符合国家标准，是否通过3C认证（国家强制认证）等。

6）节能和环保：选用高光效光源，高效率、长寿命、配光合理的灯具，高性能、长寿命的附件等。

1.荧光灯与LED荧光灯的性能比较

荧光灯不仅满足了以上要求，同时有着较高的性价比，而LED荧光灯与传统荧光灯相对，更具优势，我们以LED荧光灯与传统荧光灯（500盏）为例，其性能比较见表8-7。

表8-7 LED荧光灯与传统荧光灯的比较

（续）

2.LED荧光灯的结构

LED荧光灯的结构与荧光灯类似，连长短、粗细也都一样，甚至称呼也是T10、T8、5。LED荧光灯主要由PC罩、铝基板、LED、铝支架、电源和灯头等组成。

（1）全塑灯管

早期的LED荧光灯采用的是全塑灯管，主要采用非隔离式电源，PCB板上LED采用的是5mm的草帽管，但光衰严重，寿命非常短，不到1000h就坏了，其最大的问题是散热问题。草帽管LED主要是LED的阴极（负极）散热，由于把热量全部封死在管内，根本无法散出去，再加上草帽管本身散热不是很好，影响草帽管寿命，所以用草帽管做的LED荧光灯寿命较短。

（2）半塑半铝管

在发现了散热问题以后，就开始采用半塑半铝的方案。在需要透光的那一半采用塑料，在不需要透光而需要散热的那一半采用铝合金，电源放在铝管里面，即半塑半铝管，现在市售的LED荧光灯大多是半塑半铝管形式。

（3）扇骨形铝管

电源放到管外，从而可以把半边铝壳完全做成散热器。扇骨形铝管采用扇骨形状的散热结构，大大增加了散热器面积。相对于半圆形的铝管来说，其散热面积至少增大了3倍以上。再加上电源不放在管内，又可以减少热量，所以大大延长了LED的寿命。

3.LED荧光灯电源

LED荧光灯的电源分为内置式和外置式两种。

（1）内置式

所谓内置式就是指电源可以放在灯管内部。其最大优点是可以做成直接替换的荧光灯管，而无须任何改动。所以内置式电源的形状都是长条形的。

① 非隔离式恒流电源。非隔离式恒流电源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式直接降压型电源，也就是把交流电整流以后得到直流高压，然后直接用降压电路进行降压和恒流控制。

非隔离式恒流电源的优点是简单、指标高，其输出电流可以按LED串、并联的个数决定。但是大多数情况下，输出电流不能太大，输出电压也不能太高。例如，288颗小功率LED（LED的电压典型值为3.2V，电流为20mA）连接成24个串联、12串并联（每串20mA，一共240mA）。体积也可以做得很小，通常做成长条形的，以便放进T10或T8的管子里。假如每串的电流是30mA，12串并联电流是360mA，在有些非隔离式电源中就无法实现，为了保持总电流240mA不变，只能改成8串并联。但假如LED的总数不变，就要求串联的数目增加到36个。这时候总电压就会增加到115.2V。但是通常非隔离式恒流源允许的最高输出电压是80V。所以只能维持原来的24个串联，这样LED的总数是192个，即使采用电流30mA，其总流明数也可能不满足要求。通常效率大约为88%～90%，功率因数大约为0.88～0.92。

然而非隔离式电源也有一些局限性，因为非隔离式电源会把交流电源的高压引入到负载端，从而引起触电危险。通常LED和铝散热器之间的绝缘依靠铝基板印制板的薄膜绝缘。虽然绝缘层可以耐2000V高压，但有时螺钉孔的毛刺会产生“爬电”现象，使其难以通过CE认证。

② 隔离式恒流电源。隔离式恒流电源是指在输入端和输出端之间有隔离变压器隔离，隔离变压器可以是工频的也可能是高频的，但都能把输入和输出隔离起来，以避免触电危险。一般来说，由于加入了变压器，所以隔离式电源的效率会有所降低，通常为88%左右。而且变压器的体积也比较大，放进T10灯管还可以，但是放进T8的灯管内就比较紧张。

（2）集中式外置电源

为了得到最高的性能最好采用集中式外置电源。因为目前推广LED荧光灯的主要场所是政府机关、办公室、商场、学校、地下停车库、地铁等，往往一间房间采用不止一个荧光灯（可能在10个以上），这时候就应该采用集中式的外置电源。所谓集中式是指采用一个大功率的AC/DC开关电源，统一供电，而每个荧光灯则采用单独的DC/DC恒流模块，以得到最高的效率和最大的功率因数。

LED荧光灯的优点与应用场景

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