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4种LED日光灯驱动方案优缺点分析

2010-07-06 16:15
木中君
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  五.结构

  按说,LED日光灯既然称为日光灯那么它的结构一定就是荧光灯的模样,连长短、粗细也都一样,甚至称呼也是T10、T8、T5,也都一样,也就没有什么可以讨论的了。其实则不然。LED日光灯在这方面走了很多弯路,是值得大书特书的。

  1. 全塑灯管,早期的LED日光灯采用的是全塑灯管,因为主要采用非隔离式电源,为了避免触电问题,所以更希望采用全塑灯管。里面采用的是φ5的草帽管LED。但是很快就证明了这种日光灯的光衰很严重,寿命非常短,不到1000小时就坏了。这才发现,最大的问题是散热问题。由于把热量全部封死在管内,根本无法散出去,再加上草帽管本来寿命就短,当然不可能长寿命。

  2. 半塑半铝管,在发现了散热问题以后,就想到采用半塑半铝的方案(图8)。

图8. 半塑半铝灯管


  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就采用铝合金。电源当然是放在铝管里面。看来问题似乎是解决了。然而因为LED日光灯的功率通常在20W左右,它的发热量还是相当大的。半根铝管并不能解决它的散热问题。所以又提出另一种散热的铝管结构。



 


  它把电源放到管外,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,它的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,这就大大延长了LED的寿命。


 (a)普通半铝半塑管

 扇骨形铝管(图9) 

  六.寿命

  我们知道小功率LED指示灯的寿命是非常之长,只是当LED作为照明器件以来,LED的寿命问题才被提出来。其实LED的寿命完全取决于它的结温。只要结温够低,LED的寿命提高到十万小时以上是没有问题的。

  但是由于LED本身的发光效率目前还是比较低,大约还有70%的输入功率要转化为热能,如果这些热不能很好地散发出去,LED的结温就会升高,于是LED的寿命就会随之降低。所以延长LED寿命的根本办法就是改进其散热。改进散热要从LED本身做起。前面提到的3014,就是靠增加底板金属面积二改善了散热,使其热阻降低到只有51°C/W.。只要散热器做得足够好,可以保证接脚温度在60°C以下,那么其寿命可以保证在5万小时以上。

  我们实测的结果也证明了这点,在25度室温下,我们测得铝散热器的表面温度为35度左右,如果在45度环境温度时,那么散热器表面温度就应当是55度,因为采用了扇骨形铝塑管,铝基板和铝散热器的热阻大约50°C/W。所以到LED底板温度大约是60度。因此可以保证其寿命为5万小时以上。

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