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    • 何為LED燈具的功率因素?功率因素是LED燈具的一個重要參數,了解什么是功率因素有利于我們進一步了解LED燈具。


      1、 功率因素


        功率因子表征著燈具輸出有功功率的能力。功率是能量的傳輸率的度量,在直流電路中它是電壓V和電流A和乘積。在交流系統里則要復雜些:即有部分交流電流在負載里循環不傳輸電能,它稱為電抗電流或諧波電流,它使視在功率( 電壓Volt乘電流Amps)大于實際功率。視在功率和實際功率的不等引出了功率因素,功率因素等于實際功率與視在功率的比值。所以交流系統里實際功率等于視在功率乘以功率因素。


      即:功率因素=實際功率/視在功率。只有電加熱器和燈泡等線性負載的功率因素為1,許多設備的實際功率與視在功率的差值很小,可以忽略不計,而像容性設備如燈具的這種差值則很大、很重要。最近美國PC Magazine 雜志的一項研究表明燈具的典型功率因素為0.65,即視在功率(VA)比實際功率(Watts)大50%!


        2、 視在功率


        視在功率:即交流電壓和交流電流的乘積。用公式表示為:S=UI。式中,S是額定輸出功率,單位是VA(伏安);U是額定輸出電壓,單位是V, 如220V、380V等;I是額定輸出電流,單位是A。視在功率包括兩部分:有功功率(P)和無功功率(Q)。有功功率是指直接做功的部分。比如使燈發亮、使電機轉動、使電子電路工作等。因為這個功率做功后都變成了熱量,可以直接被人們感覺到,所以有些人就產生一個錯覺,即把有功功率當成了視在功率,孰不知有功功率只是視在功率的一部分,用式表示:P=Scosθ=UIcosθ=UI?F。式中,P是有功功率,單位是W(瓦);F=cosθ被稱為功率因子,而θ是在非線性負載時電壓電流不同相時的相位差。無功功率是儲藏在電路中但不直接做功的那部分功率,用式表示:Q=Ssinθ=UIsinθ。式中,Q為無功功率,單位是var(乏)。


        3.無功功率


        對于燈具和其它一切靠直流電壓工作的電子電路,離開無功功率是根本無法工作的。一般用戶都認為燈具之類的設備只需要有功功率,而不需要無功功率。既然無功功率不做功,要它何用!于是他們當然就認為功率因子為1的燈具最好。因為它能給出最大輸出功率。然而,實際情況并非如此。


        假如有一燈具,當交流市電輸入后進行整流,就得到脈動直流電壓,若不將脈動電壓進行任何加工,就直接提供給燈具,毫無疑問,電路根本無法正常工作。雖然這時燈具的功率因子接近于1,可這又有何用呢。為了讓燈具電路能正常工作,必須向其提供平滑了的直流電壓。這個“平滑”工作必須由接在燈具整流器后面的濾波電容器來完成。這個濾波器就像一個水庫,電容器里面必須儲存足夠數量的電荷,在整流半波之間的空白時,使電路上的工作電壓仍不間斷,能保持正常電平。換句話說,即使在兩個脈動半波之間無輸入電能時,Uc的電壓電平也無顯著的變化,這個功能是靠電容器內的儲能來實現的,儲存在電容器內的這部分能量就是無功功率。所以說,燈具是靠無功功率的支持,才能保證電路正確運用有功功率實現正常使用的。因此可以說,燈具不但需要有功功率,也需要無功功率,兩者缺一不可。



    • 為適應不同需求,很多燈具都需要配置反光罩或透鏡,目的是對光源發出的光線進行調整,讓其射向我們所需要的方向,這也被稱為是燈具的配光。


      透鏡可分為對稱型和非對稱型,也可分為散光型和聚光型。聚光型大都是凸透鏡,它是利用光線折射原理來實現聚光,一般是在光源前搞一個放大鏡,但鏡片的焦距要適合,避開兩倍焦距處,否則會在被照平面上呈現光源的清析圖像,照明燈變成投影機。


      但聚光透鏡用得最多的還是折射、反射相結合的模式。最有代表性的就是常見的手電筒。實際上把它說成透鏡有些牽強,因為它只在中心部位有一個很小的凸透鏡(有的省去了它),而主要是利用光的全反射原理依靠拋物面把光線反射到一個方向,嚴格說它是一個反光鏡而并非透鏡。


      這種“透鏡”分大角度和小角度兩類,若要簡單區分可從正面觀察,大角度看上去呈環狀,小角度整個鏡面呈均勻單色。小角度光線集中看上去更亮一些。


      還有一種是把凸透和凹透鏡結合在一起的模式,主要用在路燈和LED電視的背光。它的中心部分采用凹透鏡可削弱中間的光強度,作為路燈可防止燈下過亮,而作為電視背光可防止燈珠前方出現亮斑。周圍或兩例的凸透鏡可把光線折射到離燈珠較遠的位置,使光照更加均勻。有的LED平板燈也使用了背光型透鏡。


      在路燈透鏡中還有一種是非對稱型透鏡,主要是針對路燈安裝仰角造成道路模向光照不勻而設計的,但用的不太多。


    • 針對LED燈具、LED燈泡及LED電源供應器等三種基本產品分類,對應擴展至成品或零部件時,其所對應的應用產品不同則安規標準和相關注意事項均不相同,具體展開如下:


        1、LED燈具:


        應用產品 安規標準注意事項


        指示燈UL48


        手把燈、廚柜燈、桌燈、立燈、壁燈等(皆為帶電源線插頭)UL153涵蓋可攜式燈具,通過電源線的插頭連接標稱為120V,15或20A的分支電路上


        圣誕燈串 UL588


        緊急指示燈,出口燈 UL924


        展示柜、鏡燈 UL962


        舞臺燈UL1573


        臺階燈、嵌燈、吸頂燈、吊燈、壁燈、路燈、柱燈等(皆不帶電源線插頭)UL1598涵蓋固定式燈具,使用于非危險區域且裝設于低于600V的分支電路上。


        小夜燈UL1786


        低壓花園燈(不帶電源線插頭)UL1838


        水管燈UL2388


        2、LED燈泡:


        應用產品 安規標準注意事項


        指示燈泡 UL496


        LED燈泡(ANSIBase),內含驅動電路UL1993E27Base是歐規,不能使用在北美市場。北美市場需用E26Base


        LED燈泡(非ANSIBase),內含驅動電路UL496 容網


        LED模塊,不含驅動電路UL8750


        3、LED驅動和電源供應器:


        應用產品 安規標準注意事項


        電源供應器(可帶LPS安全回路) UL60950-1輸出LPS安全回路,則LED模塊及LED控制模塊不需電氣外殼(Enclosure)


        電源供應器(不帶Class2安全回路)UL1012LED模塊及LED控制模塊需提供適當電氣外殼(Enclosure)保護


        電源供應器(帶Class2安全回路)UL1310輸出Class2安全回路,LED模塊及LED控制模塊不需電氣外殼(Enclosure)


        驅動器(可帶LPS/Class2安全回路) UL935輸出LPS/Class2安全回路,則LED模塊及LED控制模塊不需電氣外殼(Enclosure)





    • LED燈具的安全測試方面的要求(以UL標準為例)LED燈具的安全規范:


        隨著技術的改善,LED燈具的用途已由過去數十年單純應用在指示燈、信號燈等,逐步使用在手機背光源、車內用照明、煞車燈、LCD電視、手提電腦背光源等輔助照明;而在近兩年內,其開始成為主照明系統,所應用的范疇可涵蓋、戶外、商業、及居家等,產品則分別有:


        范疇(照明) 產品


        建筑 庭園燈、探照燈、階梯燈、陽臺燈等


        戶外 路燈、柱燈等


        商業 廣告照明、展示柜照明等


        居家 吸頂燈,壁燈,廚柜燈,立燈,桌燈等


        LED光源制造技術的提升、應用層面的變廣,致力于保障消費者安全UL制定了針對LED模塊及照明燈具的安全標準UL8750,用以規范LED燈具產品,并于2009年發布正式。此標準是業界銷售LED產品到北美地區必備的安全規范,適用于以LED為主要光源的各類產品,包括燈具,燈泡,驅動器等,未來LED光源照明產品除了要有安全規范外,更須針對LED光源及模塊的特殊屬性做驗證。



    • LED節能燈比白熾燈省電80%,比熒光節能燈省電50%,LED燈具有節能、環保的優勢,在燈具產業的發展已成為主要趨勢。LED節能燈具的明顯優勢可以從以下各方面體現:


      1.低壓電源、耗電量低:一般來說,LED節能燈的工作電壓是2至3.6V,工作電流是0.02至0.03A.這就是說:它消耗的電不超過0.1W;


      2.體積?。篖ED節能燈基本上是一塊很小的晶片被封裝在環氧樹脂里面;


      3.使用壽命長:在恰當的電流和電壓下,其使用壽命可達10萬小時,幾乎無需維護。另外,LED節能燈具有完全的環氧樹脂封裝,它比燈泡和熒光燈管都堅固,燈體內也沒有松動的部分,不易損壞;


      4.高亮度、低熱量:普通照明用的白熾燈和鹵鎢燈雖價格便宜,但光效低,由于燈的熱效應而白白耗電;LED燈具作為照明用燈,不僅光效高,且冷光源幾乎不產生熱耗電;


      5.環保:LED燈具是由無毒的材料做成,不像熒光燈含水銀會造成污染,也可以回收再利用;


      6.LED節能燈還具備無閃爍、適用性強、穩定性高、響應時間短等特點;


      由于LED所使用的技術及產品屬性已與傳統燈具大不相同,因此現行的一般燈具安全標準規范顯然已不適用。


    • 依據光通可以求出我們LED的顆數和熱源的大致功率,就可以進行散熱系統的設計了,目前有可尋標準的都是嚴禁使用被動式散熱,如加風戽,所以只能依靠本身的散熱結構。


      方向:更大的散熱表面積,更高的散傳導率,散熱器利用效率,保溫層的解決,散熱系統的設計,我們設計一個溫升限值,比如環境溫度25度時,不大于25度,然后計算系統熱阻。


      在散熱器的材質上,有條件可以選用好的,一般來講6063的熱傳導為205W/M·K,6061T5為180W/M·K,壓鑄一般ADC12為40-60W/M·K,傳說壓鑄1017也可以到兩百以上,但沒有用過,也沒有外協廠家證實過。好的傳導率在改善散熱方面是很明顯的對散熱片的設計上,一般采用翅片式散熱結構,以求得最大的表面積。


      需要注意的是,散熱片的方向一般選擇平行于路軸,有的聲稱散熱片平行于路軸的時候,路上的車輛帶的風有利于散熱,其實是不科學的,流體影響力的問題,也可以實測就知道了,散熱器的翅片設計較好的方式應當為上小下大的結構,而且翅片厚度下段最好在5mm,取決于熱功率以上,深度最好不超過翅片最處的三到四倍,原因很簡單越密,熱回流越嚴重,散熱效果越差。散熱器底部厚度可以設計得薄一些,比如不超過3mm,以減輕產品重量。


      好的燈具設計會將LED部置于翅片的上方,就是為了這個目的。采用鋼玻璃結構和其它實際應用中,為了防水,產品往往會有封閉的保溫層,導致溫度持續上升,熱空氣是向上的,可以視情況出具體的方案解決。


      LED產生的熱量越快傳出去越好,所以,在鋁基板下方通常我們會加納米管或是其他東西,以便更好的起到均熱和導熱的效果,比較有性價比的方式是加石墨片,可以查詢一下供應商及相關信息。


      另外,散熱器的翅膀片總是最上端利用率最低,為了改善此問題,有的公司推出了熱管散熱。其實,導熱和散熱是兩個不同的概念,這里我要講的是熱管,能快速導熱,并能增加部分散熱翅片利用率。所以,在性價比評估上,可以考慮,按實際方案來進行取舍。當然,也可以借助于軟件模擬結合實驗數據。



    • 現在戶外燈具種類越來越多,在任何一個場景都有相應的燈具去安裝使用。如戶外景觀燈、路燈、海運燈、應急燈、戶外娛樂燈具等等戶外照明燈具,這些燈具都是在戶外使用的,會面對戶外復雜而又多變的自然環境,比如說雨雪天氣,高溫低溫天氣會使得燈具內的氣壓波動變化,會使得密封失效,從而導致進水而產生故障。因此戶外燈具必須要考慮內外氣壓平衡與防水問題,這個問題大多都是通過戶外燈具防水透氣組件(燈具防水透氣膜或者燈具防水透氣閥)來實現的。


      燈具防水透氣組件具有很好的防水防塵性能,可以避免水、油液體和顆粒進入燈殼,保護發光元件;燈具防水透氣組件可以保證很好的呼吸換氣要求,可以快速平衡燈殼內外應力,避免燈具承受波動變化的壓力;析水透濕,保持腔體干燥,避免冷凝結露,影響光效;燈具防水透氣組件原材料多孔結構,孔隙率高,有效降低鹽晶體產生。


      燈具防水透氣組件還可以防塵阻隔,阻隔顆粒物污染,防止內部零部件上有灰塵積累;燈具防水透氣組件抗高低溫變化,避免內外壓力不平衡,保護內部零部件持續運作;燈具防水透氣組件抗腐蝕性能好,可以長時間保持設備出廠防護等級。


    • 下面我們將會為您介紹幾點選購LED照明燈具的基礎知識。


      1、選購LED照明燈具之前,首先要考慮使用環境對亮度的需求,如果是商業場合的柜臺燈,那就需要亮度較高的LED照明燈具。如果是家庭臥室使用,就需要光線較柔和,亮度舒適的LED照明燈具。


      2、最好是選購抗靜電能力較好的LED照明燈具,因為靜電對LED芯片的傷害是非常大的,所以擁有較高的抗靜電能力,LED照明燈具的壽命才能夠得到保障,當然其價格相比普通產品高一些??梢愿鶕洕芰m當選擇合適的產品。


      3、如果是對顏色要求較高的使用環境,例如LED戶外景觀照明,這些場合對顏色和光線調節比較注重,所以我們要選擇波長和色溫一致的LED照明燈具,這樣大批量組合在一起才會產生相同的顏色,否則出現色差會對亮化效果大打折扣。


      4、漏電電流也是一個比較重要的參數,所謂漏電電流就是LED反向導電時的電流,佰特照明建議用漏電電流小一點的LED照明燈具。


      5、如果是戶外環境使用,則需考慮LED照明燈具的防護等級,一般要達到IP65以上,才能滿足日常戶外正常工作。而室內LED照明燈具的防護等級要求就沒那么高要求。


      6、LED發光角度對led燈具影響極大,對不同的燈具要求很大,像LED日光燈我們建議用140-170度發光角度。


      7、LED晶片是LED照明燈具的核心部位,其質量好壞直接影響了LED照明燈具的發光質量和使用壽命,LED晶片有很多品牌,包括國內品牌和國外品牌,不同品牌價格相差很大,所以根據實際需求選擇合適的LED晶片很重要。


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