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  • 何为LED灯具的功率因素?功率因素是LED灯具的一个重要参数,了解什么是功率因素有利于我们进一步了解LED灯具。


    1、 功率因素


      功率因子表征着灯具输出有功功率的能力。功率是能量的传输率的度量,在直流电路中它是电压V和电流A和乘积。在交流系统里则要复杂些:即有部分交流电流在负载里循环不传输电能,它称为电抗电流或谐波电流,它使视在功率( 电压Volt乘电流Amps)大于实际功率。视在功率和实际功率的不等引出了功率因素,功率因素等于实际功率与视在功率的比值。所以交流系统里实际功率等于视在功率乘以功率因素。


    即:功率因素=实际功率/视在功率。只有电加热器和灯泡等线性负载的功率因素为1,许多设备的实际功率与视在功率的差值很小,可以忽略不计,而像容性设备如灯具的这种差值则很大、很重要。最近美国PC Magazine 杂志的一项研究表明灯具的典型功率因素为0.65,即视在功率(VA)比实际功率(Watts)大50%!


      2、 视在功率


      视在功率:即交流电压和交流电流的乘积。用公式表示为:S=UI。式中,S是额定输出功率,单位是VA(伏安);U是额定输出电压,单位是V, 如220V、380V等;I是额定输出电流,单位是A。视在功率包括两部分:有功功率(P)和无功功率(Q)。有功功率是指直接做功的部分。比如使灯发亮、使电机转动、使电子电路工作等。因为这个功率做功后都变成了热量,可以直接被人们感觉到,所以有些人就产生一个错觉,即把有功功率当成了视在功率,孰不知有功功率只是视在功率的一部分,用式表示:P=Scosθ=UIcosθ=UI?F。式中,P是有功功率,单位是W(瓦);F=cosθ被称为功率因子,而θ是在非线性负载时电压电流不同相时的相位差。无功功率是储藏在电路中但不直接做功的那部分功率,用式表示:Q=Ssinθ=UIsinθ。式中,Q为无功功率,单位是var(乏)。


      3.无功功率


      对于灯具和其它一切靠直流电压工作的电子电路,离开无功功率是根本无法工作的。一般用户都认为灯具之类的设备只需要有功功率,而不需要无功功率。既然无功功率不做功,要它何用!于是他们当然就认为功率因子为1的灯具最好。因为它能给出最大输出功率。然而,实际情况并非如此。


      假如有一灯具,当交流市电输入后进行整流,就得到脉动直流电压,若不将脉动电压进行任何加工,就直接提供给灯具,毫无疑问,电路根本无法正常工作。虽然这时灯具的功率因子接近于1,可这又有何用呢。为了让灯具电路能正常工作,必须向其提供平滑了的直流电压。这个“平滑”工作必须由接在灯具整流器后面的滤波电容器来完成。这个滤波器就像一个水库,电容器里面必须储存足够数量的电荷,在整流半波之间的空白时,使电路上的工作电压仍不间断,能保持正常电平。换句话说,即使在两个脉动半波之间无输入电能时,Uc的电压电平也无显著的变化,这个功能是靠电容器内的储能来实现的,储存在电容器内的这部分能量就是无功功率。所以说,灯具是靠无功功率的支持,才能保证电路正确运用有功功率实现正常使用的。因此可以说,灯具不但需要有功功率,也需要无功功率,两者缺一不可。



  • 为适应不同需求,很多灯具都需要配置反光罩或透镜,目的是对光源发出的光线进行调整,让其射向我们所需要的方向,这也被称为是灯具的配光。


    透镜可分为对称型和非对称型,也可分为散光型和聚光型。聚光型大都是凸透镜,它是利用光线折射原理来实现聚光,一般是在光源前搞一个放大镜,但镜片的焦距要适合,避开两倍焦距处,否则会在被照平面上呈现光源的清析图像,照明灯变成投影机。


    但聚光透镜用得最多的还是折射、反射相结合的模式。最有代表性的就是常见的手电筒。实际上把它说成透镜有些牵强,因为它只在中心部位有一个很小的凸透镜(有的省去了它),而主要是利用光的全反射原理依靠抛物面把光线反射到一个方向,严格说它是一个反光镜而并非透镜。


    这种“透镜”分大角度和小角度两类,若要简单区分可从正面观察,大角度看上去呈环状,小角度整个镜面呈均匀单色。小角度光线集中看上去更亮一些。


    还有一种是把凸透和凹透镜结合在一起的模式,主要用在路灯和LED电视的背光。它的中心部分采用凹透镜可削弱中间的光强度,作为路灯可防止灯下过亮,而作为电视背光可防止灯珠前方出现亮斑。周围或两例的凸透镜可把光线折射到离灯珠较远的位置,使光照更加均匀。有的LED平板灯也使用了背光型透镜。


    在路灯透镜中还有一种是非对称型透镜,主要是针对路灯安装仰角造成道路模向光照不匀而设计的,但用的不太多。


  • 针对LED灯具、LED灯泡及LED电源供应器等三种基本产品分类,对应扩展至成品或零部件时,其所对应的应用产品不同则安规标准和相关注意事项均不相同,具体展开如下:


      1、LED灯具:


      应用产品 安规标准注意事项


      指示灯UL48


      手把灯、厨柜灯、桌灯、立灯、壁灯等(皆为带电源线插头)UL153涵盖可携式灯具,通过电源线的插头连接标称为120V,15或20A的分支电路上


      圣诞灯串 UL588


      紧急指示灯,出口灯 UL924


      展示柜、镜灯 UL962


      舞台灯UL1573


      台阶灯、嵌灯、吸顶灯、吊灯、壁灯、路灯、柱灯等(皆不带电源线插头)UL1598涵盖固定式灯具,使用于非危险区域且装设于低于600V的分支电路上。


      小夜灯UL1786


      低压花园灯(不带电源线插头)UL1838


      水管灯UL2388


      2、LED灯泡:


      应用产品 安规标准注意事项


      指示灯泡 UL496


      LED灯泡(ANSIBase),内含驱动电路UL1993E27Base是欧规,不能使用在北美市场。北美市场需用E26Base


      LED灯泡(非ANSIBase),内含驱动电路UL496 容网


      LED模块,不含驱动电路UL8750


      3、LED驱动和电源供应器:


      应用产品 安规标准注意事项


      电源供应器(可带LPS安全回路) UL60950-1输出LPS安全回路,则LED模块及LED控制模块不需电气外壳(Enclosure)


      电源供应器(不带Class2安全回路)UL1012LED模块及LED控制模块需提供适当电气外壳(Enclosure)保护


      电源供应器(带Class2安全回路)UL1310输出Class2安全回路,LED模块及LED控制模块不需电气外壳(Enclosure)


      驱动器(可带LPS/Class2安全回路) UL935输出LPS/Class2安全回路,则LED模块及LED控制模块不需电气外壳(Enclosure)





  • LED灯具的安全测试方面的要求(以UL标准为例)LED灯具的安全规范:


      随着技术的改善,LED灯具的用途已由过去数十年单纯应用在指示灯、信号灯等,逐步使用在手机背光源、车内用照明、煞车灯、LCD电视、手提电脑背光源等辅助照明;而在近两年内,其开始成为主照明系统,所应用的范畴可涵盖、户外、商业、及居家等,产品则分别有:


      范畴(照明) 产品


      建筑 庭园灯、探照灯、阶梯灯、阳台灯等


      户外 路灯、柱灯等


      商业 广告照明、展示柜照明等


      居家 吸顶灯,壁灯,厨柜灯,立灯,桌灯等


      LED光源制造技术的提升、应用层面的变广,致力于保障消费者安全UL制定了针对LED模块及照明灯具的安全标准UL8750,用以规范LED灯具产品,并于2009年发布正式。此标准是业界销售LED产品到北美地区必备的安全规范,适用于以LED为主要光源的各类产品,包括灯具,灯泡,驱动器等,未来LED光源照明产品除了要有安全规范外,更须针对LED光源及模块的特殊属性做验证。



  • LED节能灯比白炽灯省电80%,比荧光节能灯省电50%,LED灯具有节能、环保的优势,在灯具产业的发展已成为主要趋势。LED节能灯具的明显优势可以从以下各方面体现:


    1.低压电源、耗电量低:一般来说,LED节能灯的工作电压是2至3.6V,工作电流是0.02至0.03A.这就是说:它消耗的电不超过0.1W;


    2.体积小:LED节能灯基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面;


    3.使用寿命长:在恰当的电流和电压下,其使用寿命可达10万小时,几乎无需维护。另外,LED节能灯具有完全的环氧树脂封装,它比灯泡和荧光灯管都坚固,灯体内也没有松动的部分,不易损坏;


    4.高亮度、低热量:普通照明用的白炽灯和卤钨灯虽价格便宜,但光效低,由于灯的热效应而白白耗电;LED灯具作为照明用灯,不仅光效高,且冷光源几乎不产生热耗电;


    5.环保:LED灯具是由无毒的材料做成,不像荧光灯含水银会造成污染,也可以回收再利用;


    6.LED节能灯还具备无闪烁、适用性强、稳定性高、响应时间短等特点;


    由于LED所使用的技术及产品属性已与传统灯具大不相同,因此现行的一般灯具安全标准规范显然已不适用。


  • 依据光通可以求出我们LED的颗数和热源的大致功率,就可以进行散热系统的设计了,目前有可寻标准的都是严禁使用被动式散热,如加风戽,所以只能依靠本身的散热结构。


    方向:更大的散热表面积,更高的散传导率,散热器利用效率,保温层的解决,散热系统的设计,我们设计一个温升限值,比如环境温度25度时,不大于25度,然后计算系统热阻。


    在散热器的材质上,有条件可以选用好的,一般来讲6063的热传导为205W/M·K,6061T5为180W/M·K,压铸一般ADC12为40-60W/M·K,传说压铸1017也可以到两百以上,但没有用过,也没有外协厂家证实过。好的传导率在改善散热方面是很明显的对散热片的设计上,一般采用翅片式散热结构,以求得最大的表面积。


    需要注意的是,散热片的方向一般选择平行于路轴,有的声称散热片平行于路轴的时候,路上的车辆带的风有利于散热,其实是不科学的,流体影响力的问题,也可以实测就知道了,散热器的翅片设计较好的方式应当为上小下大的结构,而且翅片厚度下段最好在5mm,取决于热功率以上,深度最好不超过翅片最处的三到四倍,原因很简单越密,热回流越严重,散热效果越差。散热器底部厚度可以设计得薄一些,比如不超过3mm,以减轻产品重量。


    好的灯具设计会将LED部置于翅片的上方,就是为了这个目的。采用钢玻璃结构和其它实际应用中,为了防水,产品往往会有封闭的保温层,导致温度持续上升,热空气是向上的,可以视情况出具体的方案解决。


    LED产生的热量越快传出去越好,所以,在铝基板下方通常我们会加纳米管或是其他东西,以便更好的起到均热和导热的效果,比较有性价比的方式是加石墨片,可以查询一下供应商及相关信息。


    另外,散热器的翅膀片总是最上端利用率最低,为了改善此问题,有的公司推出了热管散热。其实,导热和散热是两个不同的概念,这里我要讲的是热管,能快速导热,并能增加部分散热翅片利用率。所以,在性价比评估上,可以考虑,按实际方案来进行取舍。当然,也可以借助于软件模拟结合实验数据。



  • 现在户外灯具种类越来越多,在任何一个场景都有相应的灯具去安装使用。如户外景观灯、路灯、海运灯、应急灯、户外娱乐灯具等等户外照明灯具,这些灯具都是在户外使用的,会面对户外复杂而又多变的自然环境,比如说雨雪天气,高温低温天气会使得灯具内的气压波动变化,会使得密封失效,从而导致进水而产生故障。因此户外灯具必须要考虑内外气压平衡与防水问题,这个问题大多都是通过户外灯具防水透气组件(灯具防水透气膜或者灯具防水透气阀)来实现的。


    灯具防水透气组件具有很好的防水防尘性能,可以避免水、油液体和颗粒进入灯壳,保护发光元件;灯具防水透气组件可以保证很好的呼吸换气要求,可以快速平衡灯壳内外应力,避免灯具承受波动变化的压力;析水透湿,保持腔体干燥,避免冷凝结露,影响光效;灯具防水透气组件原材料多孔结构,孔隙率高,有效降低盐晶体产生。


    灯具防水透气组件还可以防尘阻隔,阻隔颗粒物污染,防止内部零部件上有灰尘积累;灯具防水透气组件抗高低温变化,避免内外压力不平衡,保护内部零部件持续运作;灯具防水透气组件抗腐蚀性能好,可以长时间保持设备出厂防护等级。


  • 下面我们将会为您介绍几点选购LED照明灯具的基础知识。


    1、选购LED照明灯具之前,首先要考虑使用环境对亮度的需求,如果是商业场合的柜台灯,那就需要亮度较高的LED照明灯具。如果是家庭卧室使用,就需要光线较柔和,亮度舒适的LED照明灯具。


    2、最好是选购抗静电能力较好的LED照明灯具,因为静电对LED芯片的伤害是非常大的,所以拥有较高的抗静电能力,LED照明灯具的寿命才能够得到保障,当然其价格相比普通产品高一些。可以根据经济能力适当选择合适的产品。


    3、如果是对颜色要求较高的使用环境,例如LED户外景观照明,这些场合对颜色和光线调节比较注重,所以我们要选择波长和色温一致的LED照明灯具,这样大批量组合在一起才会产生相同的颜色,否则出现色差会对亮化效果大打折扣。


    4、漏电电流也是一个比较重要的参数,所谓漏电电流就是LED反向导电时的电流,佰特照明建议用漏电电流小一点的LED照明灯具。


    5、如果是户外环境使用,则需考虑LED照明灯具的防护等级,一般要达到IP65以上,才能满足日常户外正常工作。而室内LED照明灯具的防护等级要求就没那么高要求。


    6、LED发光角度对led灯具影响极大,对不同的灯具要求很大,像LED日光灯我们建议用140-170度发光角度。


    7、LED晶片是LED照明灯具的核心部位,其质量好坏直接影响了LED照明灯具的发光质量和使用寿命,LED晶片有很多品牌,包括国内品牌和国外品牌,不同品牌价格相差很大,所以根据实际需求选择合适的LED晶片很重要。


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