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    LED日光灯的性能、电源、结构和寿命

    编辑时间:2017-02-22
    阅读
    最近以来,LED日光灯成为最早进入室内的LED灯具之一,因为它相对于荧光灯来说具有很多优点。
    一.    优点
        相对于荧光灯来说,LED日光灯具有10大优点:
    1.发光效率高:
    荧光灯的发光效率大约是55-80 lm/W(Philips公司T8荧光灯的发光效率为72lm/W),而LED的发光效率在100 lm/W以上,最近Cree公司的XLampXP-G的发光效率已经到130流明/W,而且以后还会不断提升。二者之差现在已经将近一倍。而以后有可能达到3倍以上。
    2.灯具效率高:灯具的效率主要是指有效光效,因为荧光灯是360度发光的,而在反方向发出的光就没有什么用处。所以荧光灯通常采用一个白色的灯罩,可以把相当一部分的反向光反射回来,一般来说,荧光灯的灯具效率大约只有70%。而LED日光灯则是120度发光的,所以全部光都是有效光。虽然有时候也会觉得120度发光角度窄了一点,不过大多数情况下还是够用的。而且这个发光角度也是可以根据需要来加以调整的。
    前面提到Philips的T8荧光灯的发光效率为72lm/W,36W的荧光灯一共发出2592流明,但是灯具效率只有70%,所以有效的流明数为1814.4流明,而LED的发光效率已经超过130lm/W,假定为130lm/W,那么只要12W就可以达到1660流明,也就是只要荧光灯三分之一的功率就可以有近似相同的亮度。
    而且LED的发光效率还在逐年升高。
    3.电源效率高
    因为所有灯具除白炽灯以外都是需要有专门的电源供电的,电源的效率也就影响了整个灯具的效率。
    下面以Philips公司的36WT8荧光灯为例。它的额定输出功率为36W,但是由于接入了电感镇流器,实测输入功率为42.4W,也就是铁芯电感损耗了6.4W,效率降低为85%,大多数国产的铁芯电感功耗在10W以上,功率因素低于0.512。而LED的电源效率通常高达90%,一个18W的LED日光灯只要20W的输入功率。功率因素也可以达到0.9以上。
    和荧光灯相比大约可以节省一半以上的电,也就是说采用一个18瓦的LED日光灯可以取代一个36瓦的荧光灯。
    不仅如此,LED日光灯还有很多其他优点。
    4.寿命长,一个仔细设计的LED日光灯的寿命可以达到5万小时。而一个荧光灯的寿命通常只有5,000小时(有些国产的荧光灯寿命只有300小时)。二者相差将近10倍。最好的长寿命日光灯也只有10,000小时,二者也还相差5倍。
    5.不含汞,无污染。我们知道,荧光灯都含有汞。36mm荧光灯中含有25-45mg的汞,26mm(T8)中含有20mg的汞。而荧光灯都是采用易碎的玻璃作为外壳,一旦玻璃破碎,其中的汞就会马上就会蒸发到空气中,瞬间可使周围空气中的汞浓度达到10-20毫克/立方米,超过国家规定的1000-2000倍。而汞是一种对人体十分有害的有毒物质,汞蒸气达0.04至3毫克时会使人在2至3月内慢性中毒,达1.2至8.5毫克时会诱发急性汞中毒,如若其量达到20毫克,会直接导致动物死亡。而1mg的汞就足以污染5454.5公斤的饮用水,使之达不到饮用标准。而LED日光灯中不含任何有毒物质,是一种完全绿色环保无污染光源。
    6.色温范围广,几乎可以提供任意色温,而且还可以提供红绿蓝以至任何一种颜色的灯光。
    7.显色指数高,白炽灯的显色指数为95,荧光灯为65-80,而LED日光灯则可以>80。
    8.没有紫外线辐射。
    9.非玻璃制品,不易破损,耐冲击,耐振动。
    10.外置隔离电源的LED日光灯,在灯管两端都接触不到市电高压,只有低于36V的直流安全电压,不存在触电的危险,完全是一种安全的灯具。
     
    二.价格
       目前LED日光灯唯一的缺点就是价格高。
       不过尽管目前LED日光灯的价格大约是荧光灯的十倍左右,如果联系到它的寿命、节电和无污染来看,仍然是合算的。因为如果和寿命为5,000小时的荧光灯相比,那么寿命为5万小时的LED日光灯就已经值得花10倍的价钱去买,而在其间所节省的电能就完全是纯收益了。在日本,因为荧光灯含汞,所以坏掉的荧光灯还要付出和买一个新的日光灯同样的钱作为有毒物质处理费。所以,在日本即使采用长寿命(10,000小时)的荧光灯,所付出的钱也相当于贵10倍的LED日光灯。
        在一些24小时连续工作的场地,例如地下停车场、24小时加班生产的工厂等地方。节电也是十分重要的。如上所述,一根T8的LED日光灯大约可以节省20瓦电,一年下来就可以节省20x365x24/1000=175.2度电。假如以每度电0.7元计算,那么一年下来,可以节省电费122.64元,两年下来,就可以节省出这根LED日光灯的成本。以后所节省的电费就成为纯收益了。
        所以现在国外有一种称之为EMC(能源管理合同Energy Management Contract)作法。就是由一家财团或银行出资。替一个地下停车场或商场免费安装LED日光灯,但是要向业主收取所有节省下来的电费,协议有效期可能为5年。只要2年以后,就可以回收所有投资,第三年开始,所有节省下来的电费就变成是纯收益了。这是一个十分有利的投资项目。国内也开始有人这样做了。
    更何况按照Haitz定律,LED的价格每十年将降低十倍!

    三.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作为必威体育官方下载器件以来,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。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,我们测得灯珠焊点45度左右,如果在40度环境温度时,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。
     
    四、展望
        目前中国每年要生产几十亿支荧光灯,这些荧光灯废弃以后,渗透到地下水中的水银不知道要给我们的后代带来多大的危害性。如前所述,LED日光灯比起传统的荧光灯具有无可比拟的优点,而且随着LED的发光效率的逐年提高,成本逐年降低,全面取代荧光灯的时代指日可待。
        但是现在全国每年顶多生产几十万支LED日光灯,而且大部分是出口,国内使用寥寥无几。
        实际上,应该说即使现在它在经济上已经是完全值得取代现有荧光灯,再加上它的无毒,环保…等等优点,现在就值得大力推广。尤其是作为政府和各种非盈利绿色环保组织和机构,从现在开始就应该大力宣传各种LED灯具的优越性,对广大人民群众进行宣传教育,宣讲其优越性。各个银行、金融机构更应该全力参加EMC合同,减少人们的顾虑,使得其更容易推广。尤其是节能环保是关系到减缓大气变暖、拯救地球的重要措施。是人人都要积极行动起来的头等大事。希望我们推广LED日光灯也能在这个过程中贡献我们一份微薄的力量。

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