LED2照明技术节能.ppt
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1、LEDLED介绍介绍LEDLED说白了就是发光二极管,就是将电转化成可见光的固态的半导体器说白了就是发光二极管,就是将电转化成可见光的固态的半导体器件。件。主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。主要由支架、银胶、晶片、金线、环氧树脂五种物料所组成。LEDLED节能灯是继紧凑型荧光灯节能灯是继紧凑型荧光灯( (即普通节能灯即普通节能灯) )后的新一代照明光源。相后的新一代照明光源。相比普通节能灯,比普通节能灯,LEDLED节能灯环保不含汞,可回收再利用,功率小,高光节能灯环保不含汞,可回收再利用,功率小,高光效,长寿命,即开即亮,耐频繁开关,光衰小,色彩丰富,可调光,变效,长寿命
2、,即开即亮,耐频繁开关,光衰小,色彩丰富,可调光,变幻丰富。大量使用普通节能灯,会造成汞污染,污染土壤水源,从而间幻丰富。大量使用普通节能灯,会造成汞污染,污染土壤水源,从而间接的污染食品,环境危害不可小觑。接的污染食品,环境危害不可小觑。3能源问题已经成为能源问题已经成为2121世纪亟需解决的迫切问题,世界经济的高世纪亟需解决的迫切问题,世界经济的高速发展消耗了大量的自然可再生资源,资源的短缺极大地限制速发展消耗了大量的自然可再生资源,资源的短缺极大地限制了当前社会的发展和稳定。在照明领域,了当前社会的发展和稳定。在照明领域,LEDLED节能灯的出现,节能灯的出现,极大地改变了人们的生活,其
3、高节能的优点越来越受到社会和极大地改变了人们的生活,其高节能的优点越来越受到社会和人们的认可。人们的认可。l LED LED的耗电量仅为传统灯泡的的耗电量仅为传统灯泡的1/101/10,使用寿命却是传统灯,使用寿命却是传统灯泡的泡的100100倍。与广泛应用于道路、车站、广场等公共场所照明倍。与广泛应用于道路、车站、广场等公共场所照明的高压钠灯相比,的高压钠灯相比,LEDLED路灯的功耗只是高压钠灯的路灯的功耗只是高压钠灯的40%50%40%50%。LEDLED路灯路灯100100瓦相当于高压钠灯瓦相当于高压钠灯250250瓦亮度。瓦亮度。l 250 250瓦高压钠灯每瓦高压钠灯每3 3小时用
4、小时用1 1度电,而度电,而100100瓦瓦LEDLED路灯每路灯每1010小时小时耗耗1 1度电。按城区公共照明路灯度电。按城区公共照明路灯10001000盏,每盏每天点亮盏,每盏每天点亮1010小时小时,电价,电价1 1元计算:元计算:250250瓦高压钠灯每天电费达瓦高压钠灯每天电费达35003500元,每年电费元,每年电费多达多达127127万余元。万余元。100100瓦瓦LEDLED路灯每天节能路灯每天节能24002400度,一年可节省度,一年可节省电费电费8787万余元,节能效率达万余元,节能效率达68.5%68.5%。 LEDLED灯的卓越优点灯的卓越优点- -高节高节能能l L
5、ED LED只向半空间发出光线,这意味着不加任何形式的反射器,只向半空间发出光线,这意味着不加任何形式的反射器,光源发出的光线也能全部射向受照面方向,这一特点决定了光源发出的光线也能全部射向受照面方向,这一特点决定了LEDLED照照明节能灯有望实现明节能灯有望实现9090以上的灯具效率,同时通过合理的光学设计以上的灯具效率,同时通过合理的光学设计能达到很高的光通利用率。能达到很高的光通利用率。l 高压钠灯使用寿命为高压钠灯使用寿命为40004000小时左右,平均每年每盏路灯的维护费小时左右,平均每年每盏路灯的维护费用为用为120120元左右,按元左右,按10001000盏路灯计算,每年的维护费
6、用为盏路灯计算,每年的维护费用为1212万多元。万多元。而而LEDLED路灯使用寿命为路灯使用寿命为5 5万小时以上,正常使用可达八年以上,损坏万小时以上,正常使用可达八年以上,损坏率极低。率极低。l LED LED是第三代半导体材料制作的光源和显示器件,具有耗电量少是第三代半导体材料制作的光源和显示器件,具有耗电量少、寿命长、无污染、色彩丰富、可控性强等特点,是照明光源及光、寿命长、无污染、色彩丰富、可控性强等特点,是照明光源及光产业的一次革命。产业的一次革命。LEDLED的出现,不仅使百年传统照明工业迎来了电的出现,不仅使百年传统照明工业迎来了电子化大规模的数字技术时代,而且应用涉及信息、
7、交通、医疗、农子化大规模的数字技术时代,而且应用涉及信息、交通、医疗、农业等领域,其数字化的特性是即将到来的物联网时代的技术支撑之业等领域,其数字化的特性是即将到来的物联网时代的技术支撑之一,将引发人类生产、生活方式的巨大变化。一,将引发人类生产、生活方式的巨大变化。LedLed灯灯 白炽灯白炽灯 普通节能灯普通节能灯白炽灯将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。白炽灯将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光的电光源。自自18791879年,美国的年,美国的T.A.T.A.爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝)白炽灯以来,爱迪生制成了碳化纤维(即碳丝)白炽灯以来,经人们对灯丝材料
8、、灯丝结构、充填气体的不断改进,白炽灯的发光经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进,白炽灯的发光效率也相应提高。白炽灯的光效虽低,但光色和集光性能好,是产量效率也相应提高。白炽灯的光效虽低,但光色和集光性能好,是产量最大,应用最广泛的电光源。最大,应用最广泛的电光源。节能灯,又称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯,节能灯,又称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯,是指将荧光灯与镇流器(安定器)组合成一个整体的照明设备。是指将荧光灯与镇流器(安定器)组合成一个整体的照明设备。白炽灯是靠钨丝发热原理工作的,就是常见的圆头灯泡。白炽灯是靠钨丝发热原理工作的,就是常见
9、的圆头灯泡。节能灯是日光灯的一种,靠荧光粉发光,价格比白炽灯贵,同瓦数时节能灯是日光灯的一种,靠荧光粉发光,价格比白炽灯贵,同瓦数时比白炽灯亮比白炽灯亮60%60%左右。左右。LEDLED灯利用二极管发光原理,节能效果比节能灯好,同瓦数时比节能灯利用二极管发光原理,节能效果比节能灯好,同瓦数时比节能灯亮灯亮40%40%左右。左右。LEDLED节能灯分类节能灯分类LEDLED节能灯品种丰富,市面上基本有三类:节能灯品种丰富,市面上基本有三类:一类:由草帽型小功率一类:由草帽型小功率LEDLED制成的制成的LEDLED节能灯,电源采用阻容降压电路(利用节能灯,电源采用阻容降压电路(利用电容在一定的
10、交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流)。草帽型电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流)。草帽型LEDLED延用指示灯延用指示灯LEDLED的封装形式,环氧树脂封装,使得的封装形式,环氧树脂封装,使得LEDLED芯片无法将热量散出,芯片无法将热量散出,光衰严重,很多白光光衰严重,很多白光LEDLED,在使用一段时间后,色温变高,渐渐成偏蓝色,变,在使用一段时间后,色温变高,渐渐成偏蓝色,变得昏暗。也有厂家致力于开发低光衰的草帽型得昏暗。也有厂家致力于开发低光衰的草帽型LEDLED,但是由于没有改变封装形,但是由于没有改变封装形式,光衰依然没有大的改观。这类式,光衰依然没有大
11、的改观。这类LEDLED节能灯产品,为过渡性产品,价格低,节能灯产品,为过渡性产品,价格低,质量较差。质量较差。二类:由二类:由35283528或或50505050贴片中小功率贴片中小功率LEDLED制成的制成的LEDLED节能灯,电源也普遍采用阻节能灯,电源也普遍采用阻容降压电路,也有部分厂家采用恒流电路,相比草帽型容降压电路,也有部分厂家采用恒流电路,相比草帽型LEDLED,贴片,贴片LEDLED散热稍散热稍好,有导热基板,在配合铝基板,能将一部分热量导出。但是由于还是忽视的好,有导热基板,在配合铝基板,能将一部分热量导出。但是由于还是忽视的LEDLED的热量,很多中功率贴片的热量,很多中
12、功率贴片LEDLED节能灯,没有散热器,依旧使用塑料外壳,节能灯,没有散热器,依旧使用塑料外壳,光衰依然严重。采用阻容降压低端电源,因电网电压不稳,电流有波动,亮度光衰依然严重。采用阻容降压低端电源,因电网电压不稳,电流有波动,亮度也有波动,价格适中,质量稍好。也有波动,价格适中,质量稍好。三类:由大功率贴片三类:由大功率贴片LEDLED制成的制成的LEDLED节能灯,电源普遍采用恒流隔离电路,即节能灯,电源普遍采用恒流隔离电路,即有一个恒定的电流,如有一个恒定的电流,如5W5W的的LEDLED,通常采用,通常采用5 5片片1 1瓦的瓦的LEDLED芯片,串联,采用芯片,串联,采用恒流恒流30
13、0mA300mA的电流源供电,宽电压电源,使电网波动时,电流没有改变,光通的电流源供电,宽电压电源,使电网波动时,电流没有改变,光通量即亮度维持恒定,量即亮度维持恒定,5 5片贴片片贴片LEDLED焊接在铝基板之上,铝基板再结合于散热器焊接在铝基板之上,铝基板再结合于散热器上,使用热量能够及时快速的散去,保证上,使用热量能够及时快速的散去,保证LEDLED芯片温度低于芯片温度低于LEDLED允许结温(处允许结温(处于电子设备中实际半导体芯片的最高温度),从而保证于电子设备中实际半导体芯片的最高温度),从而保证LEDLED节能灯的真实有效节能灯的真实有效寿命。这类寿命。这类LEDLED灯价格高,
14、质量好,也是灯价格高,质量好,也是LEDLED节能灯的发展方向。节能灯的发展方向。LEDLED芯片很重要:好的芯片很重要:好的LEDLED芯片,光效高,温升低,显色指数高,结芯片,光效高,温升低,显色指数高,结温高,抗静电。温高,抗静电。散热很重要:如果一味强调散热很重要:如果一味强调LEDLED是冷光源,不需要散热,那是完全错是冷光源,不需要散热,那是完全错误的,在还没有开发出真正低发热的误的,在还没有开发出真正低发热的LEDLED芯片之前,芯片之前,LEDLED不加优质散不加优质散热器,那么它的寿命可能还远不及现行的普通节能灯!因为光衰到初热器,那么它的寿命可能还远不及现行的普通节能灯!因
15、为光衰到初始光通量始光通量70%70%时,就已经标识着时,就已经标识着LEDLED节能灯寿命终了。节能灯寿命终了。电源很重要:是否经得了高温高湿,是否过得了高压安规(电源很重要:是否经得了高温高湿,是否过得了高压安规(ULUL),是),是否过得了电磁兼容否过得了电磁兼容(EMC/EMI)(EMC/EMI),也都是些硬性指标,也决定了,也都是些硬性指标,也决定了LEDLED节节能灯的真实寿命,木桶效应中,电源可能就是能灯的真实寿命,木桶效应中,电源可能就是LEDLED节能灯的短板。节能灯的短板。关键:灯罩是关键:灯罩是LEDLED节能灯的二次配光,灯罩很优质的节能灯的二次配光,灯罩很优质的LED
16、LED节能灯,普节能灯,普遍采用光扩散材料,在遍采用光扩散材料,在LEDLED光线到达灯罩时,将光线扩散开去,点亮光线到达灯罩时,将光线扩散开去,点亮后看不见后看不见LEDLED光源,光源,LEDLED节能灯成为一个大的光源,照射物体不发虚,节能灯成为一个大的光源,照射物体不发虚,且光扩散型灯罩普遍透光率在且光扩散型灯罩普遍透光率在80%80%以上,效果好。以上,效果好。组成部分:一个好的LED节能灯,应该由四部分组成:优质的LED芯片,恒流隔离电源,相对灯具功率合适的散热器,光扩散效果柔和不见点光源的灯罩。特性特性1 1、高效节能:以相同亮度比较,、高效节能:以相同亮度比较,3W3W的的LE
17、DLED节能灯节能灯333333小时耗小时耗1 1度电,而度电,而普通普通60W60W白炽灯白炽灯1717小时耗小时耗1 1度电,普通度电,普通5W5W节能灯节能灯200200小时耗小时耗1 1度电。度电。2 2、超长寿命:半导体芯片发光,无灯丝,无玻璃泡,不怕震动,不易、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,使用寿命可达五万小时(普通白炽灯使用寿命仅有一千小时,破碎,使用寿命可达五万小时(普通白炽灯使用寿命仅有一千小时,普通节能灯使用寿命也只有八千小时)。普通节能灯使用寿命也只有八千小时)。3 3、健康:光线中含紫外线和红外线少,产生辐射少(普通灯光线中含、健康:光
18、线中含紫外线和红外线少,产生辐射少(普通灯光线中含有紫外线和红外线)。有紫外线和红外线)。4 4、绿色环保:不含汞和氙等有害元素,利于回收,普通灯管中含有汞、绿色环保:不含汞和氙等有害元素,利于回收,普通灯管中含有汞和铅等元素。和铅等元素。5 5、保护视力:直流驱动,无频闪(普通灯都是交流驱动,就必然产生、保护视力:直流驱动,无频闪(普通灯都是交流驱动,就必然产生频闪)。频闪)。6 6、光效率高:、光效率高:CREECREE公司实验室最高光效已达公司实验室最高光效已达260lm/W260lm/W,而市面上的单,而市面上的单颗大功率颗大功率LEDLED也已经突破也已经突破100lm/W100lm
19、/W,制成的,制成的LEDLED节能灯,由于电源效率节能灯,由于电源效率损耗,灯罩的光通损耗,实际光效在损耗,灯罩的光通损耗,实际光效在60lm/W60lm/W,而白炽灯仅为,而白炽灯仅为15lm/W15lm/W左左右,质量好的节能灯在右,质量好的节能灯在60lm/W60lm/W左右,所以总体来说,左右,所以总体来说,LEDLED节能灯光效节能灯光效与节能灯持平或略优。与节能灯持平或略优。(2011(2011年年5 5月数据月数据) )7 7、安全系数高:所需电压、电流较小,安全隐患小,于矿场等危险场、安全系数高:所需电压、电流较小,安全隐患小,于矿场等危险场所。所。8 8、市场潜力大:低压、
20、直流供电,电池、太阳能供电,于边远山区及、市场潜力大:低压、直流供电,电池、太阳能供电,于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。野外照明等缺电、少电场所。规格规格LEDLED尺寸大小:尺寸大小:06030603、08050805、12101210、50505050是指是指LEDLED灯带上使用的发光元件灯带上使用的发光元件-LEDLED的尺寸大小(英制的尺寸大小(英制/ /公制)。公制)。LEDLED灯数:灯数:1515灯、灯、3030灯、灯、6060灯是指灯是指LEDLED灯带每米长度上焊接了多少颗灯带每米长度上焊接了多少颗LEDLED元件,元件,一般来说一般来说12101210规格灯带是每米
21、规格灯带是每米6060颗颗LEDLED,50505050规格灯带是每米规格灯带是每米3030颗颗LEDLED,特殊的,特殊的有每米有每米6060颗颗LEDLED。不同。不同LEDLED数量的数量的LEDLED灯带价格是不同的,这也是区分灯带价格是不同的,这也是区分LEDLED灯灯带价格的一个重要因素。带价格的一个重要因素。色温:是指将一标准黑体加热,温度升高到一定程度时颜色开始由深红色温:是指将一标准黑体加热,温度升高到一定程度时颜色开始由深红 - - 浅红浅红 - - 橙黄橙黄 - - 白白 - - 蓝,逐渐改变,某光源与黑体的颜色相同时,我们将黑体当时的绝对蓝,逐渐改变,某光源与黑体的颜色
22、相同时,我们将黑体当时的绝对温度称为该光源之色温。光源色温不同,光色也不同:色温在温度称为该光源之色温。光源色温不同,光色也不同:色温在 3300K 3300K 以下,光以下,光色偏红给以温暖的感觉;有稳重的气氛,温暖的感觉色偏红给以温暖的感觉;有稳重的气氛,温暖的感觉. .,通称暖色温。,通称暖色温。 LED LED色温色温对比色温在对比色温在 3000-6000K 3000-6000K 为中间,人在此色调下无特别明显的视觉心理效果,有为中间,人在此色调下无特别明显的视觉心理效果,有爽快的感觉;故称为爽快的感觉;故称为 中性中性 色温色温超过色温色温超过 6000K 6000K ,光色偏蓝,
23、给人以清冷的,光色偏蓝,给人以清冷的感觉,通称冷色温。感觉,通称冷色温。亮度:亮度:cdcd(坎德拉)发光强度的基本单位,坎德拉是国际单位制的基本单位之(坎德拉)发光强度的基本单位,坎德拉是国际单位制的基本单位之一。一般一。一般LEDLED灯带不同的颜色会有不同的发光强度,常用单位是灯带不同的颜色会有不同的发光强度,常用单位是mcdmcd,即毫坎德,即毫坎德拉。数值越高,说明发光强度越大,也就是越亮。这是评定拉。数值越高,说明发光强度越大,也就是越亮。这是评定LEDLED灯带亮度的重灯带亮度的重要指标,亮度要求越高的灯带价格越贵。这是因为高亮度的要指标,亮度要求越高的灯带价格越贵。这是因为高亮
24、度的LEDLED芯片价格偏贵,芯片价格偏贵,并且亮度越高,封装难度越大。并且亮度越高,封装难度越大。发光角度:这是指发光角度:这是指LEDLED灯带上灯带上LEDLED元件的发光角度,一般通用的贴片元件的发光角度,一般通用的贴片LEDLED,即,即SMDSMD元件的发光角度都是元件的发光角度都是120120度。发光角度越大,起散光效果越好,但相对的,度。发光角度越大,起散光效果越好,但相对的,其发光的亮度也就相应减小了。发光角度小,光的强度是上去了,但照射的范其发光的亮度也就相应减小了。发光角度小,光的强度是上去了,但照射的范围又会缩小。因此,评定围又会缩小。因此,评定LEDLED灯带的另一个
25、重要指标就是发光角度。灯带的另一个重要指标就是发光角度。电压:这是指电压:这是指LEDLED灯带的输入电压,一般常用的规格是直流灯带的输入电压,一般常用的规格是直流12V12V,也有的是,也有的是24V24V。LED发光原理发光原理LEDLED(Light Emitting DiodeLight Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。它可以直接把电转化为光。LEDLED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片端附
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