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步步分解自制LED照明灯

2012-07-10 10:44
孤身万里游
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  比例,我们现在常用的日光灯、节能灯等灯具,较之早先的普通白炽灯,在发光效率上有了很大提高,得到了广泛的应用。随着制造工艺水平的不断提高,LED(发光二极管)也被广泛用于各种照明领域。

  LED 具有更高的发光效率,更低的耗电量,使用寿命也更长,在城市亮灯工程和家居照明当中起到了非常好的效果。在当前能源紧缺的环境下,LED 节能技术将成为一项很重要的发展方向。我们国家已经启动了“半导体照明”工程,将其作为新一代的绿色照明光源进行开发和推广。

  1  LED照明优点

  1.1 发光效率高

  LED经过几十年的技术改良,其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12~24流明/瓦,荧光灯50~70流明/瓦,钠灯90~140流明/瓦,大部分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到达50~200流明/瓦,而且其光的单色性好、光谱窄,无需过滤可直接发出有色可见光。目前,世界各国都在提高LED光效方面进行研究,在不远的将来其发光效率还将有更大的提高。

  1.2 耗电量少

  LED 采用直流驱动,单管驱动电压1.5~3.5V,电流10~18mA,反应速度快,可工作在较高频率。

  同样照明效果的情况下,耗电量约是白炽灯泡的十分之一,约是荧光灯管的三分之一。以桥梁护栏灯为例,同样效果的一支日光灯含镇流器损耗其耗电要40 多瓦,而采用LED 每支的功率只有10~15W,无需镇流器,而且可以七彩变化。

  1.3 使用寿命长

  采用电子光场辐射发光,灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED 灯体积小、重量轻,环氧树脂封装,可承受高强度机械冲击和震动,不易破碎。LED 平均寿命达10 万小时。用于照明的普通白光LED 有效使用寿命也在2 万小时以上,号称零光衰的专用照明LED 则寿命更长。 LED 灯具使用寿命可达5~10 年,可以大大降低灯具的维护费用,避免经常换灯之苦。

  1.4 安全可靠性强

  发热量低,无热辐射,冷光源,能控制光型及发光角度,光色柔和,无眩光;不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。

  1.5 有利于环保

  LED 为全固体发光体,耐震、耐冲击不易破碎,废弃物可回收,没有污染。光源体积小,可以随意组合,易开发成轻便薄短小型照明产品,也便于安装和维护。当然,节能是我们考虑使用LED 光源的最主要原因,也许LED 光源要比传统光源昂贵,但是用一年时间的节能收回光源的投资,从而获得4~9 年中每年几倍的节能净收益期。

  2  LED照明灯的制作

  这里向大家介绍一款LED 照明灯的制作,我们首先大致了解一下白光LED 的特性。本款套件采用的是直径5mm 的草帽头白光LED,外形如图1 所示。每只LED 额定电压为3.0~3.2V,亮度为1400~1600mcd,额定工作电流20mA。当工作电流较小一些时,发光效率较高一些,温升也越低,其有效的光源寿命可在2 万小时以上。(因为随使用时间增加,LED 会因为光衰而导致亮度逐渐降低,有效光源寿命是指LED 工作时能发出有效的、有利用价值的光的累计工作时间,超出这个时间,LED 虽然还能点亮,但亮度过低,从而失去实用价值。)而普通的节能灯的使用寿命也只有5000 小时左右,普通白炽灯泡的寿命只有1000小时左右,从更换灯泡的成本和所节约的电费来看,使用LED 照明灯还是非常划算的。

自制LED照明灯 图1

图1

  成品LED 灯如图2 所示。全灯实测功耗约为3.3W 左右。点亮后大致相当于40W 白炽灯的亮度,与7-9W 的节能灯亮度相当,连续点亮24 小时,耗电也不足0.08 度,具有显着的节能效果。灯底部采用与普通白炽灯一致的E27 规格螺纹口,便于安装。采用磨砂灯罩,在保证较高透光率的同时,也使得直视LED 时不至于刺眼。本款LED 灯适合在书桌、床头、厨房、卫生间、公共楼道等区域不太大的地方作为照明使用。

自制LED照明灯 图2

图2

  电路原理图如图3所示。220V市电先经过C1、R2阻容降压,其中R2为泄放电阻,C1为降压电容,其耐压为400V。之后经W1整流桥输出直流电,再经R4限流后,送给60只串联在一起的LED。因为阻容降压接LED的负载不是纯电阻,而是近似稳压管特性,按此原理图参数选择元件,流经LED的电流大约为13mA。C2是滤波电容,可以防止开灯瞬间时的大电流对LED的冲击。R1是NTC热敏电阻,当电路出现意外状况导致电流增大时,其阻值变大,促使电流降低,从而起保护作用。

自制LED照明灯 图3

图3

  有60+2只,其中2只是备件。焊装LED的圆形印板的元件面加涂了白色漆,可以增加反光效果。为方便用户制作,套件出厂时已将螺纹口内部的220V引线通过专用工具压接好,可以避免该引线脱落而引发意外。

自制LED照明灯 图4

图4

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