1、第五章 LED節能實例第四章 影響LED燈具品質的幾大因素第三章 LED簡介第二章 光學相關知識第一章 傳統燈具簡介第1頁/共34頁吊燈吊燈壁燈吸頂燈吸頂燈地燈第2頁/共34頁筒燈規格單位為英寸，1英寸=2.54cm，指的是反射杯的口徑。4 寸=4 X 2.54=10.16cm。約10cm = 100mm 6 寸=6 X 2.54=15.24cm。約15cm = 150mm 8 寸=8 X 2.54=20.32cm。約20cm = 200mm1、按安裝方式分：嵌入式筒燈與明裝式筒燈。 2、按燈管安排方式分：豎式筒燈與橫式筒燈。 3、按場所分：家居筒燈與工程筒燈。 4、按光源個數分：單插筒燈與雙

2、插筒燈。5、按光源的防霧情況來分：普通筒燈與防霧筒燈。 6、按大小分：2 寸，2.5 寸，3 寸，3.5 寸，4 寸， 5寸，6寸，8寸，10寸第3頁/共34頁Par燈表示拋物面反射型的燈，表示燈杯的最大外徑尺寸。38以英分為單位，1英分=0.125英寸，1英寸的=25.4毫米。PAR38即表示燈杯最大外徑約為120mm的拋物面反射型燈具。日光燈管常用的燈管依據燈管的直徑來標稱，如T5、T8、T9、T10等，而T是tube的簡寫，意指管狀燈具，就是普通的日光燈管，每個T就是1/8 inch （英寸） T8燈管也就是燈管直徑為一英寸的燈管。 常用燈管的長度有0.6m、0.9m、1.2m 、1.5

3、m等。第4頁/共34頁1、毛管：分類U型、全螺、半螺U型：2U 3U 4U 5U 6U 7U 8U 9U 10U全螺：2.5T、3T 4T螺旋燈的盤繞圈數用“T”表示。半螺：2.5T，3T 4T螺旋燈的圈數用“T”表示。2、塑料件：按材料分有：PP、PC、PBTPP料非常軟，多用于低擋產品。PC料屬于高檔品表面光。PBT料屬于高檔阻燃材料，表面有光面和磨砂亞光。3、燈頭分三種材料有銅燈頭、鐵燈頭、鋁燈頭、 鍍鎳燈頭（鍍鎳燈頭是高檔產品）顏色：:綠色、白色、黑色。燈頭按規格分：E14 、E27、E40 螺旋口B22 卡口4、根據功率大小可分為：3W、5W、7W、9W、11W、26W、30W、36

4、W、45W、55W、65W、75W第5頁/共34頁 發光體每秒種所發出的光亮之總和，單位-流明（LM）。一般來講，光線都是向不同方向發射的，并且強度各異，可見光在某一特定方 向內所發射的強度稱為光強，單位-坎德拉（cd）照度是光通量與被照面的比值，單位-勒克斯Lux（Lux ）。1 Lux的照度為1 LM的光通量均勻分布在面積為一平方米的區域。LED光衰是指LED經過一段時間的點亮后,其光強會比原來的光強要低,而低了的部分就是LED的光衰。電光源光通量隨交流電壓周期變化而變化稱為頻閃，研究表明，頻閃是引起近視和偏頭痛的主要原因。代表光源將所消耗的電能轉換成光的效率，單位-流明每瓦（LM/W）

5、是光源顯色性的定量描述，表示符號為Ra。光源對物體顏色呈現的程度稱為顯色性，也就是顏色逼真的程度，顯色性高的光源對物體再顯較好，我們所看到的顏色也較接近自然原色；顯色性低的光源對顏色的再現性差，我們看到的顏色偏差也較大。國際照明委員會CIE 把太陽的顯色指數定為Ra=100，各類光源的顯色指數各不相同。顯色性是照明設計上非常重要的參數，直接影響被照物品燈光下顏色真實的效果。指一批LED燈50%的數量損壞時的小時數，單位-小時（H）第6頁/共34頁第7頁/共34頁色溫：以絕對溫度K來標示，即將一標準黑體加熱，溫度升高到一定程度時顏色開始由深紅淺紅橙黃白藍，逐漸改變，某光源與黑體的顏色相同時，我們

6、將黑體當時的絕對溫度稱為該光源之色溫。 光源色溫不同，光色也不同：色溫在3300K以下，光色偏紅給以溫暖的感覺；有穩重的氣氛，溫暖的感覺： 色溫在30006000K為中旬，人在此色調下無特別明顯的視覺心理效果，有爽快的感覺；故稱為“中性”色溫。 色溫超過6000K，光色偏藍，給人以清冷的感覺。色溫與亮度：高色溫光源照射下，如亮度不高則給人們有一種陰氣的氣氛；低色溫光源照射下，亮度過高會給人們又一種悶熱的感覺。光源光源色溫色溫北方清空 80008500K陰天 65007500K夏日正午5500K深耀LED路燈45005000K金屬鹵化物燈40004600K下午日光4000K冷色熒光燈 40005

7、000K高壓汞燈34503750K暖色熒光燈25003500K鹵素燈3000K鎢絲燈2700K高壓鈉燈 19502250K蠟燭燈2000K第8頁/共34頁第9頁/共34頁 LED是一種由半導體材料制成的組件，是一種新型的用微弱的電能就能發光的高效固體光源。壽命長、能耗低、顯色度高、易維護、體積小、直流電驅動、驅動電壓低、點亮速度快、無頻閃、眩光少、耐震性強、發熱少、防爆（無高氣壓元件）等特性，是近年來全球最具發展前景的高新技術領域之一。第10頁/共34頁 一千小時僅耗幾度電（普通60W白熾燈十七小時耗1度電，普通10W節能燈1百小時耗1度電），低壓驅動，超低功耗（單管0.05W）.光效高，比普

8、通照明燈具節能60%-80%. 半導體芯片發光，無燈絲、無玻璃泡、不怕震動、不易破碎、使用壽命3萬到5萬小時（普通的白熾燈使用僅有一千小時，普通節能燈使用壽命也只有八千小時）相當于不間斷照明3年時間。 光線健康光線中不含紫外線和紅外線，不產生輻射（普通燈光線中含有紫外線和紅外線） 由恒流源驅動，無頻閃現象。第11頁/共34頁 所需電壓、電流較小、發熱較小，不會產生安全隱患。 不含汞和鉛等有害元素，不會對環境產生污染。 LED 一般可在幾十毫秒（ns）內響應，因此是一種高速器件，這也是其 他光源望塵莫及的。 LED 作為一種發光器件，可以通過流過電流的變化控制亮度，也可通過不同波長LED 的配置

9、實現色彩的變化與調節。 第12頁/共34頁1、引腳式（Lamp）LED封裝，如圖a LED引腳式封裝采用引線架作為各種封裝外型的引腳。應用：主要用于儀表顯示或指示，大規模集成時也可作為顯示屏。缺點：在于封裝熱阻較大(一般高于100K/W)，壽命較短。2、表面組裝（貼片）式（SMTLED）封裝，如圖b 表面組裝技術(SMT)是一種可以直接將封裝好的器件貼、焊到PCB表面指定位置上的一種封裝技術。優點：SMT技術具有可靠性高、高頻特性好、易于實現自動化等優點。常見封裝為3528、5050這是公制叫法 3528：表面封裝后LED元件的長度是3.5mm，寬度是2.8mm。 5050：表面封裝后LED元

10、件的長度是5.0mm，寬度是5.0mm。第13頁/共34頁3、板上芯片直裝式（COB）LED封裝。 如圖c COB是Chip On Board(板上芯片直裝)的英文縮寫，是一種通過粘膠劑或焊料將LED芯片直接粘貼到PCB板上，再通過引線鍵合實現芯片與PCB板間電互連的封裝技術。 應用：COB技術主要用于大功率多芯片陣列的LED封裝，同SMT相比，不僅大大提高了封裝功率密度，而且降低了封裝熱阻。4、系統封裝式（SiP）LED封裝。 如圖d SiP(System in Package)是近幾年來為適應整機的便攜式發展和系統小型化的要求，在系統芯片System on Chip(SOC)基礎上發展起來

11、的一種新型封裝集成方式。 優點：同其他封裝結構相比，SiP具有工藝相容性好(可利用已有的電子裝裝材料和工藝)，集成度高，成本低，可提供更多新功能，易于分塊測試，開發周期短等優點。第14頁/共34頁 一般的LED只能采用直流電驅動，不能在LED兩端施加交變電流或電壓。同時，為了獲得高質量的照明效果，使LED輸出穩定、長壽命的光通量，LED的輸入電流需恒定。但現有供電系統通常采用120V或220V的交流電。由于LED不能直接用交流供電,因此,要使LED能正常、穩定的工作,則必須在前面加一個AC-DC的轉換電源,目前廣泛應用于LED燈的轉換電源分為： 非隔離是指在負載端和輸入端有直接連接，因此觸摸非

12、隔離是指在負載端和輸入端有直接連接，因此觸摸負載就有觸電的危險，因為非隔離的電源會把交流電源的高壓引入到負載端，負載就有觸電的危險，因為非隔離的電源會把交流電源的高壓引入到負載端，從而引起觸電的危險。通常從而引起觸電的危險。通常LED和鋁散熱器之間的絕緣也就靠鋁基板的印制和鋁散熱器之間的絕緣也就靠鋁基板的印制板的薄膜絕緣。雖然這個絕緣層可以耐板的薄膜絕緣。雖然這個絕緣層可以耐2000V高壓，但有時螺絲孔的毛刺會高壓，但有時螺絲孔的毛刺會產生所謂的爬電現象，因此，在安全上存在巨大隱患。產生所謂的爬電現象，因此，在安全上存在巨大隱患。隔離式是指在輸入端和輸出端有隔離變壓器隔離，這種隔離式是指在輸入

13、端和輸出端有隔離變壓器隔離，這種變壓器可能是工頻也可能是高頻的。但都能把輸入和輸出隔離起來。可以避變壓器可能是工頻也可能是高頻的。但都能把輸入和輸出隔離起來。可以避免觸電的危險。免觸電的危險。 由于隔離式開關電源在電氣安全上占有絕對的優勢，因此，在由于隔離式開關電源在電氣安全上占有絕對的優勢，因此，在LED照明領域得照明領域得到廣泛的應用，但是由于隔離式開關電源比非隔離電源多加了一個變壓器，而且變到廣泛的應用，但是由于隔離式開關電源比非隔離電源多加了一個變壓器，而且變壓器的體積也比較大，因此，壓器的體積也比較大，因此，LED燈管內置隔離電源受到成本和空間的制約。燈管內置隔離電源受到成本和空間的

14、制約。 第15頁/共34頁主要結構光源電源驅動PC+散熱鋁外殼堵頭第16頁/共34頁LED日光燈接法傳統日光燈接法電子鎮流器藍色為電子整流器接法第17頁/共34頁 市場上大多數LED日光燈的光效為80-90LM/W，似乎95LM/W已經成為業界LED日光燈光效的瓶頸。 特別是做EMC合同能源管理工程的，對光效更是十分重視，因為在對比傳統熒光日光燈的同樣照度的情況下，功率做到越低則節電越多，也就是經濟效益越高。 一條管子事小，一個大場所，一萬條管子就是以萬個單位來計算了，同樣照度功率能做小一w ，一個小時就是多節約1萬瓦。一天16小時就差16萬瓦，一年365天就是一個天文數字。 深耀光電經過數月

15、研究，已經成功研發成功120LM/W的日光燈，13WT8（1.2米）LED日光燈光通量已經達到普通18W的效果。第18頁/共34頁感應筒燈感應吸頂燈感應日光燈雷達感應器紅外感應器聲控控制方式：感應燈具類型：第19頁/共34頁3.7 白熾燈40瓦如何替代？采用光效為50流明/瓦節能燈則達到相同光通量只需480/50=9.6W采用節能燈替代采用光效為80流明/瓦3528芯片則達到相同光通量只需480/80=6W節電率為（48-6）/48=87.5%采用3528LED燈替代光效：12流明/瓦光通量：480流明40瓦白熾燈參數第20頁/共34頁3.8 根據照度要求算所需燈具一個辦公室，普通辦公環境，問

16、需要多少LED燈具？面積為100平方米。根據國家標準建筑照明設計標準GB 500342004中規定，普通辦公環境照度要求為0.75米水平面，照度不小于300Lx。照度=單管光通量*燈管數量*損耗系數*反射系數/房間面積2經計算燈管數量為48支，即需要16組格柵燈。第21頁/共34頁 空間利用系數(反射系數)，是指從照明燈具放射出來的光束有百分之多少到達地板和作業臺面,所以與照明燈具的設計、安裝高度、房間的大小和反射率的不同相關,照明率也隨之變化。如常用燈盤在3米左右高的空間使用，其利用系數CU可取0.6-0.75之間；而懸掛燈鋁罩，空間高度6-10米時，其利用系數CU取值范圍在0.7-0.45

17、；筒燈類燈具在3米左右空間使用，其利用系數CU可取0.4-0.55；而像光帶支架類的燈具在4米左右的空間使用時，其利用系數CU可取0.3-0.5。 維護系數（損耗系數）：是指伴隨著照明燈具的老化，燈具光的輸出能力降低和光源的使用時間的增加，光源發生光衰;或由于房間灰塵的積累，致使空間反射效率降低，致使照度降低而乘上的系數.一般較清潔的場所,如客廳、臥室、辦公室、教室、閱讀室、醫院、高級品牌專賣店、藝術館、博物館等維護系數K取0.8；而一般性的商店、超市、營業廳、影劇院、機械加工車間、車站等場所維護系數K取0.7；而污染指數較大的場所維護系數K則可取到0.6左右。3.9 利用系數及維護系數第22

18、頁/共34頁 LED燈管的熱量累計不僅影響LED的電氣性能，還可能最終導致LED失效。因此，為了保證LED燈的壽命，散熱成為白光LED應用的一個關鍵技術，減少或者迅速耗散LED產生的熱量成為白光LED在應用設計方面的首要問題。 LED屬于點狀光源，如果使用較差的LED，那么LED在工作過程中會放出大量的熱量,使管芯結溫迅速上升,LED功率越高,發熱效應越大.LED芯片溫度的升高將導致發光器件性能的變化與電光轉換效率衰減,嚴重時甚至失效。 LED電源的質量直接制約了LED產品的可靠性 ，因此，國際市場上國外客戶對LED驅動電源的效率轉換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，因為

19、電源在整個燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。第23頁/共34頁 LED在其電流極限參數范圍內流過LED的電流越大，它的發光亮度就越高.即LED的亮度與它的工作電流成正比.但如果流過LED的電流超出極限參數范圍,LED就會出現飽和,不僅使發光效率大幅降低,而且使用壽命也會縮短 LED是一個方向性的點光源，如何創造性地應用LED的這個特點，營造一個舒適的光環境是LED燈光學設計技術的核心。LED光源本身一般會有透鏡或者透射材料，用于提高光線出射效率，同時滿足出光約120度的配光分布，一般稱為一次光學設計。但是為了滿足室內照明的各種需求，需要將光根據需要重新分配，采用何種方式將LED發出的光進行

20、二次分配，以達到舒適的光環境，也是影響LED品質的重要因素。 第24頁/共34頁 LED對靜電是非常的敏感，靜電很容易對LED造成損害，輕則性能下降，重則造成LED反向擊穿短路，所以在接觸LED時一定要做好靜電防護，佩帶防靜電手環， LED屬于一級防靜電敏感器件，在手持和封裝生產過程中, 請 注意采取適當的防范措施，必須能防止靜電產生：組裝人員操作時需穿戴防靜電服裝(如防靜電衣服、帽子、鞋子、指套或手套等) 措施如下：必須迅速將其表面或內部的靜電散逸，組裝操作人員需配戴防靜電手腕帶； 組裝臺(工作臺)需使用防靜電臺墊，且接地，盛裝LED需使用防靜電元件盒； 烙鐵、切腳機、錫爐（或自動回流焊設備）均需接地；作業過程中，盡可能避免直接觸摸發光管之管腳，取放時盡可能觸拿膠體部分； 接地措施應完全防止靜電產生，工作臺、烙鐵、切腳機、錫爐(或自動回流焊設備)之接地，必須用粗的鐵線引入泥土內，,在鐵線未端系上大鐵塊，埋入地表1米以下，各接地線均需與主線連接在一起，操作人員配戴的靜電環若有引出線的，亦需將引出線接通埋地線上。 第25頁/共34頁第五章 工業大學照明改造（服裝學院為例） 服裝學院改造前燈具情況（僅寫2種） 6寸筒燈，光源28W T8燈管45W 第26頁/共34頁節能改造替代方案（根據實際環境最終確認）深耀光電10W6寸筒燈 深耀光電18WT8燈管第