LED灯具基础知识.ppt

LED 灯具电源 基础知识,LED的基本工作条件,LED是一种电流驱动的低压单向导电器件，为保证LED正常工作，须满足以下几个方面的基本要求： 1）输入直流电压必须不低于LED的正向电压降，否则，LED不会导通而发光。 2）采用直流电流或单向脉冲电流驱动，当驱动并联的LED或LED串时，要求恒流而不是恒压供电；当LED被用作闪光灯时，也可采用正向脉冲来驱动LED。 3）为防止LED损坏，应对流过LED的电流加以限制。目前实现LED电流限制的方法主要有：电阻器、有源线性控制、开关稳压器控制这3种方法。 4）由于LED电流与光通量之间的非线性关系，LED应在光效比较高的电流值下工作。 5）大功率LED最好加设散热器，以防器件过热而损坏。,电源基本参数,1、 输入电压 输入电压是电源输入端的进电压，一个很关键的指标，一般指市电，通常为交流电AC。每个国家的电压是不一样，如美国的电压是120V ，日本的电压是110V，欧洲的电压大都是230-240V ，国内的大家都知道是220V ，在市面上也有多种宽电源，它的输入电压可以达到85V-260V 。甚至更宽。,2、输出电压 输出电压是指电源把输入电压经过转换后的输出电压，这个是根据需求来定的。由于LED光源是一种发光半导体，所以其供电电压通常为直流，也就是DC，LED灯体的输入电压通常是DC12V和DC24V。如接的灯体的电压是12V，那我们选择电源的输出电压为 12V，接的灯体的电压是24V，那我们选择电源的输出电压为24V。,3、LED 电源的效率 输出功率=输出电压*输出电流, 输入功率= 输入电压*输入电流, 效率=输出功率/输入功率。 从上面的公式可以看出，我们在选择LED 电源的时候尽量选择高效率，这样可以达到更加节能的效果。电源的效率高，它的耗损功率小，在灯具内发热量就小，也就降低了灯具的溫升。,4、 功率因素 功率因素：是用来衡量用电设备（包括：广义的用电设备，如：电网的变压器、传输线路，等等）的用电效率的数据。电源的功率因素越高，表明电源在输入功率一定的情况下，转化为的有功功率越多。,交流电源,交流稳压电源是能够为负载提供稳定交流电源的电子装置，也称交流稳压器。,变压器 ：是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。,1按相数分类： (1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。 (2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。,2按绕组形式分类： (1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。 (2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。 (3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用,直流恒流电源,即：输出电压是直流，并且不管带多大的负载电压，负载电流是恒定的。,直流恒压电源,即：输出电压是直流，并且不管带多大的负载电压，负载电压是恒定的。,直流恒压源分为：开关电源和稳压电源。,开关电源是： 利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成 。 开关电源中应用的电力电子器件主要为二极管、IGBT和MOSFET,开关电源的三个条件 开关 电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态 高频 电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频 直流 开关电源输出的是直流而不是交流 也可以输出高频交流如电子变压器,开关电源,稳压电源：能为负载提供稳定直流电源的电子装置。直流稳压电源的供电电源大都是交流电源，当交流供电电源的电压或负载电阻变化时，稳压器的直流输出电压都会保持稳定。,直流稳压电源的技术指标可以分为两大类： 一类是特性指标，反映直流稳压电源的固有特性，如输入 直流稳压电源电压、输出电压、输出电流、输出电压调节范围； 另一类是质量指标，反映直流稳压电源的优劣，包括稳定度、等效内阻（输出电阻）、纹波电压及温度系数等。,稳压电源质量指标,（1）电压调整率SV 电压调整率是表征直流稳压电源稳压性能的优劣的重要指标，又称为稳压系数或稳定系数，它表征当输入电压VI变化时直流稳压电源输出电压VO稳定的程度，通常以单位输出电压下的输入和输出电压的相对变化的百分比表示。 （2）电流调整率SI 电流调整率是反映直流稳压电源负载能力的一项主要自指标，又称为电流稳定系数。它表征当输入电压不变时，直流稳压电源对由于负载电流（输出电流）变化而引起的输出电压的波动的抑制能力，在规定的负载电流变化的条件下，通常以单位输出电压下的输出电压变化值的百分比来表示直流稳压电源的电流调整率。 （3）纹波抑制比SR 纹波抑制比反映了直流稳压电源对输入端引入的市电电压的抑制能力，当直流稳压电源输入和输出条件保持不变时，纹波抑制比常以输入纹波电压峰峰值与输出纹波电压峰峰值之比表示，一般用分贝数表示，但是有时也可以用百分数表示，或直接用两者的比值表示。 （4）温度稳定性K 集成直流稳压电源的温度稳定性是以在所规定的直流稳压电源工作温度Ti最大变化范围内（TminTiTmax）直流稳压电源输出电压的相对变化的百分比值。,稳压电源,光学术语,光通量 光强 照度 色温 波长 光效 显色性,光通量 光通量,(单位 流明 Lm。光通量（luminous flux）,指人眼所能感觉到的辐射功率，它等于单位时间内某一波段的辐射能量和该波段的相对视见率的乘积。由于人眼对不同波长光的相对视见率不同，所以不同波长光的辐射功率相等时，其光通量并不相等。 光强 发光体在特定方向单位立体角内所发射的光通量（Im），单位 坎德拉 mcd。国际单位是candela（坎德拉）简写cd，其他单位有烛光，支光。1cd即1000mcd是指单色光源（频率540X1012HZ，波长0.550微米）的光，在给定方向上（该方向上的辐射强度为（1/683）瓦特/球面度）的单位立体角内发出的发光强度。,照度 照度(Luminosity)指物体被照亮的程度，采用单位面积所接受的光通量来表示，表示单位为勒克斯(Lux,lx) ，即 lm/m2 。 1 勒克斯等于 1 流明(lumen,lm)的光通量均匀分布于 1m2 面积上的光照度。照度是以垂直面所接受的光通量为标准 。 色温 将一标准黑体（例如铁）加热，温度升高至某一程度时颜色开始由红-浅红-橙黄-白-蓝白-蓝，逐渐改变，利用这种光色变化的特征，某光源的光色与黑体在某一温度下呈现的光色相同时，我们将黑体当时的绝对温暖称为该光源的色温度，单位 K,波长 光的色彩强弱变化是可以通过数据来描述的，这种数据叫波长。单位为nm.可见光的波长范围为380-780nm。 红：630-780nm 橙：600-630nm 黄：570-600nm 绿：500-570nm 青：470-500nm 蓝：420-470nm 紫：380-420nm 光效 电光源将电能转化为光的能力，以发出的光通量除以耗电量来表示，单位 每瓦流明(Lm/w).,显色性 光源对于物体颜色呈现的程度称为显色性，通常也叫做显色指数（Ra）。光源对物体颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色的逼真程度，显色性高的光源对颜色的再现较好，我们所看到的颜色也就较接近自然原色，显色性低的光源对颜色的再现较差，我们所看到的颜色偏差也较大。 附注： 相关参数可见光谱分析仪测试产品的报告；,2、LED规格类型（常用）,A 直插：5草帽头、子弹头、食人鱼 B 贴片（以外形尺寸定义的）：3020、3528、5060（5050） C 大功率：CREE、CITILIGHT、Edison、Luxeon、SEOUL,3、常用LED的电气参数,（电压VF*电流IF=功率W）,注：CREE，XR-C为350mA,最大500mA，所以一般不用当3W使用； XR-E最大1A，通常我们提供700mA,即3W；如果供350mA即为1W。,4、LED产品的功率计算：,A 恒压产品的 PCB恒压串接原理 12V：3Pcs*3.4V+100*0.018A=12V 24V：6Pcs*3.4V+200*0.018A=24V , 7Pcs*3.4V+0=24V （带驱动转换电路的不在此列） B 简单以LED功率计算：灯珠功率*颗数/0.8=总功耗 例：A27 0.018A（额定电流）*3.2V（灯珠VF）*27颗/0.8=1.944W C 按电路功率计算： 例：A27-12V 每路3颗LED串联，共9路相并，共27颗草帽LED 得出：0.018（每路电流）*9路*12V=1.944W,注：如果是高压输入的话，整个产品的功率还以LED灯板的功率除以电源的转换效率； 大功率LED在多颗串接之后，在恒流（高电流350/700mA）输入时瞬间产生的电压峰值易冲击烧坏灯珠。所以使用此类产品时注意先接低压部分，再接高压部份。,5、LED与传统光源发光对比：,注：计算不同光源的替换性，特殊用途的光源不用作对比。,6、LED灯泡与其它灯泡成本的差异分析,注意相互的比值。例：灯泡，灯管。,6、亮度与节能(续),7、LED的分BIN,色温：暖白：2800-3300K ; 商业白：4000-4500K；正白（冷白）：5500-6000K XY值：上下决定颜色，左右决定色温。粗实线反应显色性。 VF值：3.0-3.4V,照明灯具知识,电气基础知识 认证安规 传统的灯头含义 灯具安全等级分类 IP防护等级 LED灯具的光衰,1、电气基础知识,功率=输入电压*输入电流，P= U*I 效率（电源）=输出功率/输入功率 电功率和安全用电 由I=P/U可知，同时使用的电器越多，总功率越大， 电路中的总电流过时，可能超过安全值，烧坏保险丝。 所以灯具连接数量是根据电源（或控制器）的负载和电路中电线（或PCB板的铜铂）承载的电流来决定的。 常规铁氟龙线最大承载的电流：（线号、截面积、过电流） 24# 0.2mm2 3A， 22# 0.3mm2 5A， 20# 0.5mm2 8A， 18# 0.75mm2 13A,2、认证安规,欧洲：CE（EMC、LVD），环保 RoSH/WEEE，GS，全球互认体系CB，德国VDE 美洲：UL，CUL，FCC，ETL，能源之星，加拿大CSA 亚洲：日本PSE，新加坡PSB，日本电磁兼容VCCI 中国：3C强制认证，中国CQC自愿认证,3、部份地區常規電壓,日 本: 100V-50Hz 香 港: 200V-50Hz 北 韓:220V-60Hz 臺 灣: 110V-60Hz 中 國: 220V-50Hz 丹 麥: 220V-50Hz 加拿大: 120V-60Hz 澳 門: 220V-50Hz 德 國: 220V-50Hz 菲律賓: 115V-60Hz 挪 威: 220V-50Hz 法 國: 220V-50Hz 美 國: 110V-60Hz 波 蘭: 220V-50Hz 意大利:220V-50Hz 墨西哥: 127V-60Hz 泰 國: 220V-50Hz 芬 蘭:220V-50Hz 巴西:110V220V-60Hz 俄羅斯: 220V-50Hz 利比亞: 127V230V 緬 甸: 230V-50Hz 英 國: 240V-50Hz 南 韓:120V-60Hz 荷 蘭: 230V-50Hz 澳大利亞: 240V-50Hz 新加坡: 230V-50Hz 馬來西亞: 240V-50Hz 以色列: 230V-50Hz 科 威 特: 240V-50Hz,4、部份地區插头,5、传统的灯头含义：,E27：E表代爱迪生发明，27代表螺口直径。 类似有：E14，E26，E12 MR16：Multiface Reflect，多面反射（灯杯），后面数字表示灯杯口径（单位是1/8英寸），MR16的口径=161/8=2英寸50mm 。类似规格有：MR11 GU10：G表示灯头类型是插入式，U表示灯头部分呈现U字形，后面数字表示灯脚孔中心距（单位是毫米“MM”）。 T8: T代表灯管的直径。每一个“T”就是1/8英寸。 一英寸等于25.4毫米，那么T8灯管的直径就是25.4mm。 T8=8*1/8英寸=25.4mm. 类似规格有：T5，T10。 PAR灯：PAR38指外径120mm。1PAR=1/8英寸。如：PAR30=1/8*25.4*30=95mm 注：高压（100-240VAC） E27，E14，GU10，T10，T8，T5 低压（36V） MR16，MR11，G4 英寸=25.4mm,6、灯具安全等级分类,一类灯具：有接地措施； (有地线标) 二类灯具：有加强绝缘；(有回字标) 三类灯具：安全低电压。,7、IP防护等级,8、LED灯具的光衰,LED的光衰其实要取决于芯片制造商和封装企业的共同努力，对于芯片产家来说，要尽量选取好的材料，尽量降低LED结温，选用热阻小的作为LED的热沉；而封装厂则好严格按照他的封装工艺来，提高自己的封装技术，选用散热质量高的材料；而对于应用厂家彻底解决整灯具的散热方式及结构，这样才能最大限度的降低LED的光衰。 目前主流的LED的光衰是（正常工作温度下）：1000小时没有光衰；3000小时衰减掉3% ；5万小时衰减掉30% 几万小时光衰图是根据几千小时的光衰曲线图推算出来的。,、常用灯具灯体,MR系列，例MR16 MR是代表多重反射罩(Multifaceted Reflector)。 16是代表前直径的长度，为多少单位长的倍数，规定8个单位长为1英吋。以MR16为例，前直径是16个单位长，则前直径是2英吋，即2x2.54cm =5.08cm，口径约长5公分。,、常用灯具灯体(续),PAR系列，例par38 PAR：表示抛物面反射型的灯 38：表示灯杯的最大外径尺寸。38以英分为单位，1英分=0.125英寸=3.175mm，1英寸=25.4毫米。,10、灯具常用材料,亚克力也叫PMMA或者亚加力。都是英文acrylic 的中文叫法，翻译过来其实就是有机玻璃。化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯。香港人多叫亚加力，是一种开发较早的重要热塑性塑料，具有较好的透明性、化学稳定性和耐候性，易染色，易加工，外观优美，在建筑业中有着广泛的应用。有机玻璃产品通常可以分为浇注板、挤出板和模塑料。 LED灯具中，PC罩、透镜，用的大都是亚克力。,