LED日光燈入門教材課件

LED概述

LED是一種由半導體材料制成的組件，是一種新型的用微弱的電能就能發(fā)光的高效固體光源。LED主要特點是：壽命長、能耗低、顯色度高、易維護、體積小、直流電驅(qū)動、驅(qū)動電壓低、點亮速度快、無頻閃、眩光少、耐震性強、發(fā)熱少、防爆（無高氣壓元件）等特性，是近年來全球最具發(fā)展前景的高新技術(shù)領域之一。LED常規(guī)參數(shù)和含義光通量：

發(fā)光體每秒種所發(fā)出的光亮之總和，單位-流明（LM）。光強：一般來講，光線都是向不同方向發(fā)射的，并且強度各異，可見光在某一特定方向內(nèi)所發(fā)射的強度稱為光強，單位-坎德拉（cd）照度：照度是光通量與被照面的比值，單位-勒克斯Lux（Lux

）。1Lux的照度為1LM的光通量均勻分布在面積為一平方米的區(qū)域。光衰：LED光衰是指LED經(jīng)過一段時間的點亮后,其光強會比原來的光強要低,而低了的部分就是LED的光衰。頻閃：電光源光通量隨交流電壓周期變化而變化稱為頻閃，研究表明，頻閃是引起近視和偏頭痛的主要原因。發(fā)光效率：代表光源將所消耗的電能轉(zhuǎn)換成光的效率，單位-流明每瓦（LM/W）顯色指數(shù)：

是光源顯色性的定量描述，表示符號為Ra。光源對物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性，也就是顏色逼真的程度，顯色性高的光源對物體再顯較好，我們所看到的顏色也較接近自然原色；顯色性低的光源對顏色的再現(xiàn)性差，我們看到的顏色偏差也較大。國際照明委員會CIE把太陽的顯色指數(shù)定為Ra=100，各類光源的顯色指數(shù)各不相同。顯色性是照明設計上非常重要的參數(shù)，直接影響被照物品燈光下顏色真實的效果。平均壽命：指一批LED燈50%的數(shù)量損壞時的小時數(shù)，單位-小時（H）可參照此圖理解各專業(yè)術(shù)語冷白、正白、暖白的區(qū)別暖白在3000K色溫值左右，正白在6000K左右，冷白在6500K以上（如下圖）LED燈管結(jié)構(gòu)概述

LED燈管由燈管外殼、堵頭、燈珠、線路板、電源組成，每個件都可以折除，其中任何一個部件壞了，都可以維修或更換，LED燈具的所以材質(zhì)都可以回收再利用，是一種較為環(huán)保的照明產(chǎn)品。LED燈管是第四代新型冷光源，主要使命是為了代替現(xiàn)有的熒光燈，因此，其結(jié)構(gòu)尺寸和現(xiàn)在的熒光燈是一致的，常用的燈管依據(jù)燈管的直徑來標稱，如T5、T8、T9、T10等，而T是tube的簡寫，意指管狀燈具，就是普通的日光燈管，每個T就是1/8inch（英寸）T8燈管也就是燈管直徑為一英寸的燈管。

常用燈管的長度有0.6m、0.9m、1.2m、1.5m等。LED日光燈主要結(jié)構(gòu)驅(qū)動電源燈板PC+散熱鋁外殼堵頭LED燈管常用驅(qū)動電源的分類與特點

1.非隔離式恒流電源：

LED燈管常用驅(qū)動電源的分類與特點

2.隔離式恒流電源：

LED日光燈燈板的材質(zhì)與特點LED日光燈常用的燈板為：1.玻纖板(FR4)玻纖板是采用玻璃纖維布制成的,玻纖布基板的機械性能、尺寸穩(wěn)定性、沖擊性、耐濕性都比較高。其電氣性能優(yōu)良，工作溫度較高，本身性能受環(huán)境影響小。相對于鋁基板來說,其成本要比鋁基板低,但在散熱方面卻遠不如鋁基板.2.鋁基板鋁基板是一種獨特的金屬基覆銅板，它具有良好的導熱性、其電氣絕緣性能和機械加工性能比不上玻纖板.LED燈管結(jié)構(gòu)設計的發(fā)展二、PC+散熱鋁在全PC燈管的散熱問題被發(fā)現(xiàn)后，研發(fā)工程師們針對這一現(xiàn)象對燈管的結(jié)構(gòu)重先設計，而以PC+散熱鋁+鋁基板組成的LED鋁塑管因其具有散熱性能好、光線分布均勻、不易變形等特點而成為目前市場上主流產(chǎn)品。（目前PC管已經(jīng)漸漸淡出市場，還有一種玻璃燈管因其散熱效果和PC管一樣，而且易碎、不易運輸已經(jīng)被市場所淘汰）LED燈的特點一、高效節(jié)能

一千小時僅耗幾度電（普通60W白熾燈十七小時耗1度電，普通10W節(jié)能燈1百小時耗1度電），低壓驅(qū)動，超低功耗（單管0.05W）.光效高，比普通照明燈具節(jié)能60%-80%.二、超長壽命

半導體芯片發(fā)光，無燈絲、無玻璃泡、不怕震動、不易破碎、使用壽命3萬到5萬小時（普通的白熾燈使用僅有一千小時，普通節(jié)能燈使用壽命也只有八千小時）相當于不間斷照明3年時間。三、健康

光線健康光線中不含紫外線和紅外線，不產(chǎn)生輻射（普通燈光線中含有紫外線和紅外線）四、保護視力

由恒流源驅(qū)動，無頻閃現(xiàn)象。LED燈的特點五、安全系數(shù)高

所需電壓、電流較小、發(fā)熱較小，不會產(chǎn)生安全隱患。六、綠色環(huán)保

不含汞和鉛等有害元素，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。七、響應時間快LED一般可在幾十毫秒（ns）內(nèi)響應，因此是一種高速器件，這也是其他光源望塵莫及的。

八、易于調(diào)光、調(diào)色、可控性大：LED作為一種發(fā)光器件，可以通過流過電流的變化控制亮度，也可通過不同波長LED的配置實現(xiàn)色彩的變化與調(diào)節(jié)。

影響LED燈具品質(zhì)的幾大因素四、驅(qū)動電流

LED在其電流極限參數(shù)范圍內(nèi)流過LED的電流越大，它的發(fā)光亮度就越高.即LED的亮度與它的工作電流成正比.但如果流過LED的電流超出極限參數(shù)范圍,LED就會出現(xiàn)飽和,不僅使發(fā)光效率大幅降低,而且使用壽命也會縮短五、光線分布處理

LED是一個方向性的點光源，如何創(chuàng)造性地應用LED的這個特點，營造一個舒適的光環(huán)境是LED燈光學設計技術(shù)的核心。LED光源本身一般會有透鏡或者透射材料，用于提高光線出射效率，同時滿足出光約120度的配光分布，一般稱為一次光學設計。但是為了滿足室內(nèi)照明的各種需求，需要將光根據(jù)需要重新分配，采用何種方式將LED發(fā)出的光進行二次分配，以達到舒適的光環(huán)境，也是影響LED品質(zhì)的重要因素。燈具主要電性參數(shù)輸入電壓：

即LED燈具正常工作所需要的電壓值，根據(jù)不同的國家有著不同的輸入電壓值，我們通常指的民用全電壓就是AC85~264V。輸入功率：

輸入功率是指各類用電器件的輸入電壓和輸入電流的乘積，即電源或電網(wǎng)給各類用電器件提供電能的功率。單位—瓦特（W）Pi（輸入功率）=Vin（輸入電壓）*Ii（輸入電流）功率因數(shù)：又稱為功率因子，英文縮寫PF(PowerFactor),是有功功率與視在功率的比值。功率因數(shù)在一定程度上反映了電能得以利用的比例，是合理用電的重要指標。

燈具主要電性參數(shù)恒流精度：

恒流精度意指當驅(qū)動電源的輸入電壓在一定范圍內(nèi)變化時，輸出電流波動值與額定輸出電流之比，通常用百分數(shù)來表示.如某LED驅(qū)動電源額定輸出電流0.45A,當輸入電壓在AC80~264V變化時，測得輸出電流在0.43-0.45之間變化,那么恒流精度=(0.45-0.43)÷0.45≈0.045=4.5%.恒流精度越高,則LED工作越穩(wěn)定,反之,則會出現(xiàn)頻閃現(xiàn)象，更為嚴重的還會導致LED失效。電磁兼容：

電磁兼容（EMC）是指設備或系統(tǒng)在所處的電磁環(huán)境中能正常工作并且不對該環(huán)境中任何其他事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾的能力（如導致收音機無法正常播放、導致電視畫面出現(xiàn)雜迅等現(xiàn)象）。

由已知電源功率計算燈珠數(shù)量例：一額定輸出功率為18W的電源，在使用額定正向電流20mA，耗散功率0.07W的LED,可以配置多少個LED?解：已知電源額定功率為18W，LED耗散功率為0.07W,則得出可配置的燈珠數(shù)量為18÷0.07≈256顆（取整數(shù)），在實際使用中，為了延長LED的使用壽命及考慮到LED的可靠性，因此需要降額使用，即降低LED的工作電流（一般在17~18mA之間），而降低了LED的工作電流，則LED的耗散功率就必然會減少。耗散功率P=VF（LED正向壓降）XIF（LED額定電流）那么，實際上可以配置的LED數(shù)量如下：VF=P÷IF=0.07W÷0.02A=3.5V取LED實際工作電流為18mA則：實際耗散功P=VFXIF=3.5VX0.018A=0.063W燈珠數(shù)量為18W÷0.063W=285顆(取整數(shù))

LED日光燈的國家標準及行業(yè)標準

1范圍

本標準規(guī)定了室內(nèi)照明LED日光燈(以下簡稱LED日光燈)的定義、產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、試驗方法、檢驗規(guī)則、標志、包裝、運輸及貯存。

本標準適用于交流頻率(50-60)Hz,電壓(86-265)V電源供電，應用于會議室、地下停車場、辦公場所等室內(nèi)照明領域用LED日光燈。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。

GB/T191-2008

包裝儲運圖示標志

GB/T2828.1-2003

計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃

GB/T2829-2002

周期檢驗計數(shù)抽樣程序及表(適用于對過程穩(wěn)定性的檢驗)

GB/T2900.65

電工術(shù)語照明

GB3096-2008

聲環(huán)境質(zhì)量標準

GB/T6882-2008

聲學聲壓法測定噪聲源聲功率級消聲室和半消聲室精密法

GB7000.1

燈具

第1部分：一般要求與試驗

GB/T9468

燈具分布光度測量的一般要求

GB10682

普通照明用管形熒光燈

GB/T14862-1993

半導體集成電路封裝結(jié)到外殼熱阻測試方法

GB17625.1

電磁兼容

限值諧波電流發(fā)射限值(設備每相輸入電流≤16A)

GB17743

電氣照明和類似設備的無線電騷擾特性的限值和測量方法

GB/T18595-2001

一般照明用設備電磁兼容抗擾度要求

GB19510.1

燈的控制裝置

第1部分：一般要求和安全要求

GB19510.14-2009

燈的控制裝置第14部分：LED模塊用直流或交流電子控制裝置的特殊要求

GB19651.3-2008

雜類燈座

第2-2部分

LED模塊用連接器的特殊要求

GB/T24819-2009

普通照明用LED模塊安全要求

GB/T24823-2009

普通照明用LED模塊性能要求

GB/T24824-2009

普通照明用LED模塊測試方法

GB/T24825-2009

LED模塊用直流或交流電子控制裝置性能要求

GB/T24826-2009

普通照明用LED和LED模塊術(shù)語和定義

SJ/T11364

電子信息產(chǎn)品污染控制標識要求

SJ/T11395-2009

半導體照明術(shù)語

IEC62471

燈和燈系統(tǒng)的光生物安全3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本標準。

3.1

LED日光燈(LEDtubefluorescentlight)

以LED為光源，與傳統(tǒng)日光燈在外型上一致的一種用于室內(nèi)普通照明的組合式直管型照明燈具，它由LED模塊、LED驅(qū)動控制器、散熱鋁型材、罩殼、導熱膠帶和兩個堵頭構(gòu)成，可包括燈座和燈架。

注：根據(jù)SJ/T11395-2009

<<半導體照明術(shù)語>>中3.9.5術(shù)語修改

注：根據(jù)SJ/T11395-2009

<<半導體照明術(shù)語>>中3.6.16術(shù)語及GB/T24826-2009

<<普通照明用LED和LED模塊術(shù)語和定義>>中2.36術(shù)語、GB/T2900.65《電工術(shù)語照明》中845-07-59術(shù)語修改

3.7

光通量維持率(lumenmaintenance)

LED日光燈在規(guī)定條件下點燃，在壽命期間內(nèi)一特定時間的光通量與初始光通量之比，以百分數(shù)表示。為測試簡便，可用在規(guī)定距離下燈下點的照度替代光通量來計算光通維持率。

注：根據(jù)GB/T2900.65《電工術(shù)語照明》中845-07-65術(shù)語修改

3.8

燈具的功率因數(shù)(power

factorof

luminaire)

LED日光燈在標稱的額定電源電壓及額定頻率下工作時，其實際消耗的功率與額定功率之比。

注：根據(jù)GB/T24826-2009

<<普通照明用LED和LED模塊術(shù)語和定義>>中2.46術(shù)語修改

4產(chǎn)品分類和標示方法

4.1產(chǎn)品分類

LED日光燈按顏色可分為：暖白RN(色溫≤3300K)和冷白RL(3300K＜色溫≤6500K)。

4.2標示方法

4.2.1標示規(guī)則

LED日光燈的型號規(guī)格按下述形式標注：XXLFL30-10WRN

表示燈具類別：暖白為RN,冷白為RL，2位碼

表示燈具額定功率3位碼

表示燈管直徑，用具體毫米值，3位碼

表示燈具名稱：LED日光燈(LEDtubefluorescentlight)為FL,2位碼

表示公司簡稱4.2.2標示示例

暖白色的直徑為30mm，額定功率為10W的LED日光燈標記為：XXLFL30-10WRN。5技術(shù)要求

5.1工作環(huán)境要求

LED日光燈在下列條件下應能正常啟動和燃點：

a)

室內(nèi)溫度：-25℃～+45℃；

b)

月平均空氣相對濕度：不大于90%(25℃±5℃)；

c)

在超出上述環(huán)境范圍運行時，應由制造商和用戶共同商定技術(shù)要求。

5.2外形尺寸

5.2.1LED日光燈的主要外形尺寸與燈頭型號尺寸的配合應符合GB10682《普通照明用管形熒光燈》中3.1條的要求。應與普通照明用直管形熒光燈安裝尺寸相符，符合普通照明用直管形熒光燈燈座安裝要求。

5.2.2當超出上述尺寸或配合尺寸時，由制造商和客戶共同商定。應符合制造商的設計規(guī)定。結(jié)構(gòu)應便于安裝。

5.3外觀

5.3.1LED日光燈表面應平整、光潔，應無影響照明性能和使用的劃傷等缺陷，燈體內(nèi)外應無危及生產(chǎn)、運輸、安裝及使用人員的尖角和毛刺。燈的標志應清晰。

5.3.2所有零件均應定位安裝、牢固可靠，不應有松動現(xiàn)象；轉(zhuǎn)動件應能靈活轉(zhuǎn)動、接觸良好、無軸向竄動。

5.3.3焊接部位應平整、牢固，無焊穿、虛焊、飛濺等現(xiàn)象。

5.3.4燈頭應端正地固定在燈的兩端。成品燈頭上的插腳應能在不被扭曲的情況下，同時順利通過相應的燈座安裝。

5.4安全

5.4.1LED日光燈在標稱的額定電源電壓及額定頻率下應能長期、可靠、正常地工作，并對使用者和環(huán)境不產(chǎn)生危害。

5.4.2LED日光燈一般的性能、安全及相應的試驗要求應符合GB7000.1的規(guī)定。

5.4.3LED日光燈的控制裝置安全及性能要求應符合GB19510.14及GB/T24825的規(guī)定。

5.4.4LED日光燈的LED模塊安全及性能要求應符合GB24819及GB/T24823的規(guī)定。

5.4.5LED日光燈的燈座/連接器安全要求應符合GB19651.3的規(guī)定。

5.4.6LED日光燈的光生物安全要求應符合IEC6247及相應的國家標準的規(guī)定。

5.5電磁兼容性

5.5.1LED日光燈的電磁兼容要求應符合GB17743和GB17625.1的規(guī)定。

5.5.2輸入電流諧波應符合GB17625.1-2003的規(guī)定；

5.5.3電磁兼容抗擾度應符合GB/T18595-2001的規(guī)定。

5.6燈具電性能

5.6.1LED日光燈在標稱的額定電源電壓及額定頻率下，正常開啟并保持燃點。

5.6.2LED日光燈在標稱的額定電源電壓及額定頻率下工作時，其實際消耗的功率與額定功率之差不應大于10%，功率因素不應小于0.75。

5.7壽命

LED日光燈的額定壽命不應低于30000h。

6.3安全(對應)

當制造商不能提供有效的和合格試驗報告或認證證書時，應按照GB7000.1規(guī)定使用漏電測試儀或其他安全測試儀器對整體LED日光燈進行泄漏電流檢查等安全試驗。

電源控制裝置按照GB19510.14及GB/T24825的規(guī)定進行試驗。

LED模塊按照GB24819及GB/T24823的規(guī)定進行試驗。

LED模塊用連接器按照GB19651.3的規(guī)定進行試驗。

LED球泡燈光生物安全按照IEC6247規(guī)定進行試驗。

6.4電磁兼容性(對應)

當制造商不能提供有效的和合格試驗報告或認證證書時，LED日光燈的整體的電磁磁兼容按照如下方法進行試驗

輸入電流諧波按照GB17625.1的規(guī)定進行試驗；

無線電騷擾特性應符合GB17743的規(guī)定進行試驗；

電磁兼容抗擾度應符合GB/T18595-2001的規(guī)定進行試驗。6.5燈具電性能

在25℃±1℃的環(huán)境溫度下，在穩(wěn)壓電源(與燈具標稱電壓、頻率相同)及LED日光燈之間接入精度不小于0.5級的交直流電參數(shù)測試儀，使LED日光燈處于正常工作位置，接通并調(diào)節(jié)電源電壓至額定值(如燈具標稱電源電壓范圍，則分別調(diào)節(jié)至電源電壓范圍的最大值和最小值)使LED日光燈工作2h，記錄功率和功率因素值。

6.6光通量維持率和壽命

6.6.1燈具老化方法

燈具老化在沒有強制通風、溫度控制在20℃-30℃的環(huán)境中進行，燈具按規(guī)定條件正常點燃，按燈具標稱額定電壓或標稱的適用電壓范圍的最大電壓接通電源，燈具以滿功率工作。燈具在老化過程中，每24h中關閉不少于5次，每次關閉時間應為10min～15min,接通時間至少為10mini間隔時間至少應為30min。樣品數(shù)量不少于3支。試驗中，燈具不得出現(xiàn)任何故障、燒毀，否則不合格。

6.6.2光通量維持率和壽命測量推算方法

選取LED日光燈，同時用光度分布測試法測0h和2000h時的光通量，計算出2000h光通量維持率。在2000h-5000h之間，每300h間隔測一次維持率值；如5000h時燈具仍然符合要求，則終止試驗。參照GB/T24824《普通照明用LED模塊測試方法》中附錄D推算出起始值的70%或50%的時間，即為該燈具的推算壽命值。該試驗環(huán)境溫度應控制在25℃±1℃穩(wěn)定30min以上的情況下進行。

6.7主要光參數(shù)

6.7.1色溫和顯色指數(shù)

在25℃±1℃的環(huán)境溫度和額定電壓、額定頻率下，用積分光譜測試系統(tǒng)測量，燈具樣品放入積分球內(nèi)，避免直射光射入測試探頭，燈具外表面應粘貼不明顯影響色溫測試的白色覆蓋膜。燃點0.5h后測試。

6.7.2燈具的光通量和光效

在25℃±1℃的環(huán)境溫度下，用光度分布測試系統(tǒng)測量。首先測試燈具的光通量及光強分布等，燈具光效為LED日光燈的光通量與燈具的實際消耗功率的比值。

6.8噪聲

按GB/T6882規(guī)定的方法進行。

6.9散熱

LED日光燈在額定的工作條件下,穩(wěn)定工作2h后，按照GB/T14862-1993中規(guī)定的方法測量對稱中心位置LED的結(jié)溫。

7檢驗規(guī)則

7.1出廠檢驗

出廠檢驗的燈應從每班生產(chǎn)的同一型號燈中均勻地抽取。出廠檢驗按照GB/TGB/T2828.1-2003執(zhí)行，其試驗項目、抽樣方案、檢查水平及合格質(zhì)量水平按表2規(guī)定。

表2

出廠檢驗項目的分組、抽樣方案、檢查水平和合格質(zhì)量水平

檢驗項目

抽樣方案

檢查水平

AQL

外形尺寸

一次

S-3

4.0%

外觀

安全a

S-3

0.05%

電磁兼容

S-3

0.05%

燈具電性能

S-2

6.5%

主要光參數(shù)(顯色指數(shù)、初始光效、初始光通量、色溫)

噪聲

7.2型式檢驗

7.2.1型式檢驗的燈應從出廠檢驗合格的燈中隨機抽取，其試驗項目，不合格質(zhì)量水平、抽樣數(shù)量和不合格判定數(shù)組按表3規(guī)定進行。

7.2.2型式檢驗每半年年不少