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LED灯与节能灯区别,各灯具及原理优缺点分析
2014/10/10

  节能灯概念:
  节能灯,又称为省电灯泡、荧光灯,节能灯管是指荧光灯与镇流器(定安器)组成的一个整体照明设备,使用了镇定器的节能灯产品有常见的灯管等。

  节能灯的尺寸与白炽灯相似,灯座的接口和安装方式也和白炽灯相同,所以可以直接替换白炽灯,达到节能的作用。节能灯的正式名称是稀土三基色紧凑型荧光灯,20世纪70年代诞生于荷兰的飞利浦公司。被国家纳入到了863推广计划,最早在山东的胶东半岛推广,其中最早响应的两家工厂为威海北洋和栖霞灯具厂,但是由于早期成本比较高,推广难度比较大。广东依靠其优越的地理位置,以及国家的政策支持,以低成本的原材料大批量生产节能灯,并销往全国。因为早期人们对于节能灯的概念比较模糊,广东生产的卤粉节能灯成本较低,销往市场的价格也比较低,现全国80%的节能灯来自广东生产,其中80%的节能灯是在中山古镇生产的。


  这种光源在达到同样光能输出的前提下,只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4,从而可以节约大量的照明电能和费用,因此被称为节能灯。


  节能灯的主要结构以及组成部分:
  节能灯主要是由“上部灯头结构”以及“底部灯管结构”组成;在该结合结构的内部包设一节能电子镇流器组成;其特征是在上结合结构部与节能电子镇流器的空间下方,增设一隔板结构;而在下结合结构部设一增长区段空腔结构;并在该段增长空腔结构外壁周围,环设多数个通孔,用于多元隔热、分流、散热、确保节能灯正常使用寿命。
  

节能灯


  工作原理
  节能灯实际上就是一种紧凑型、自带镇流器的日光灯,节能灯点燃时首先经过电子镇流器给灯管灯丝加热,灯丝开端发射电子(由于在灯丝上涂了一些电子粉),电子碰撞充装在灯管内的氩原子,氩原子碰撞后取得了能量又撞击内部的汞原子,汞原子在吸收能量后跃迁产生电离,灯管内构成等离子态。
  灯管两端电压直接经过等离子态导通并发出253.7nm 的紫外线,紫外线激起荧光粉发光,由于荧光灯工作时灯丝的温度约在1160K左右,比白炽灯工作的温度2200K-2700K低很多,所以它的寿命也大进步,到达5000小时以上,由于它运用效率较高的电子镇流器,同时不存在白炽灯那样的电流热效应,荧光粉的能量转换效率高,到达每瓦50流明以上,所以节约电能.


  外形规格
  分析节能灯因灯管外形不同,主要为U型管、螺旋管、直管型,还有莲花型、梅花型、佛手型等。
  1、U型管节能灯:管形有:2U、3U、4U、5U、6U、8U等多种,功率从3W-240W等多种规格。2U、3U节能灯,管径9mm----14mm。功率一般从3w―36w。主要用于民用和一般商业环境照明。在使用方式上,用来直接替代白炽灯。4U、5U、6U、8U节能灯,管径12mm----21mm。功率一般从45w――240w。主要用于工业、商业环境照明。在使用方式上,用来直接替代: 高压汞灯、高压钠灯、T8直管型日光灯。


  2、螺旋管节能灯:螺旋灯管直径。
  螺旋环圈(用T表示)数有:2T、2.5T、3T、3.5T、4T、4.5T、5T等多种,功率从3W-240W等多种规格。


  3、支架节能灯:
  T4、T5直管型节能灯:T5、T4直管型节能灯。功率分为:8W、14w、21W、28W。广泛应用于民用、工业、商业环境照明。可用来直接替代T8直管型日光灯。
  T,就是代表灯管的直径。每一个“T”就是1/8英寸。
  一英寸等于25.4毫米。那么T8灯管的直径就是25.4mm。
  理论上,越细的灯管效率越高,也就是说相同瓦数发光越多。但是,越细的灯管启动越困难,所以发展到了T5灯管的时候,必须采用电子镇流器来启动。
  为了节约成本,T5、T4都采用了微型支架的形式出售,就是镇流器含在支架的微型空间里面,这种镇流器的效率和质量一般都不大好,导致应该很高效率的灯管反而不如常规的T8灯管亮,寿命方面也有点打折。尽管如此,细管的诱惑还是很大,T5、T4灯管的销量越来越大了。


  4、莲花型节能灯
  结构组成
  节能灯分三部分组成:
  1、毛管
  分类U型、全螺、半螺
  U型:2U 3U 4U 5U 6U 7U 8U 9U 10U
  全螺:2.5T、3T 4T螺旋灯的盘绕圈数用“T”表示。
  半螺:2.5T,3T 4T螺旋灯的圈数用“T”表示。


  2、塑料件:按材料分有:PP、PC、PBT
  PP料非常软,多用于低挡产品。
  PC料属于高档品表面光。
  PBT料属于高档阻燃材料,表面有光面和磨砂亚光。


  3、灯头分三种材料有铜灯头、铁灯头、铝灯头、 镀镍灯头(镀镍灯头是高档产品)
  颜色::绿色、白色、黑色。
  灯头按规格分:E14 、E27、E40 螺旋口
  B22 卡口
  根据功率大小可分为:3W、5W、7W、9W、11W、26W、30W、36W、45W、55W、65W、75W、、、
  节能灯管按照荧光粉划分有:混合粉、卤粉、三基色。
  卤粉寿命在3000—4000小时。
  混合粉寿命在4000—6000小时。
  三基色在8000小时以上。


  参数指标
  电参数
  (1)电压范围: 额定电压 +10% -20%(2)功率范围: 额定(标称)功率 +5% -10%
  (3)功率因数: 根据实际的情况选择 PF>0.6 及 PF>0.9
  (4)符合安全规定和电磁干扰及电磁兼容 EMC 的规定要求
  (5)电子镇流器的工作频率避让家用电器的遥控频率
  (6)符合在高温环境和低温环境下的稳定、可靠工作要求 2.光参数
  (7)光通量:光源每秒钟所发出光的量之总和:用于表示灯管射出的光的量,即发光量。通用符号ф表示,单位为流明(Lm)。
  光效、光通量要求:小于 15W , 光效要求≥ 45LM/W; 大于等于 15W , 光效要求≥ 60LM/W。
  显色指数:≥50
  色温: 色温偏差小,一致性好,白色的为冷光一般温度很低在12摄氏度左右,黄色的为暖光在45摄氏度左右。
  有效寿命八千小时以上(流明维持率达到 70% 以上)
  电压波动的冲击,节能灯能稳定可靠地工作
  灯管与电子镇流器的连接强度满足规定的扭矩要求


  发展历程:
  2008年国家启动“绿色照明”工程,大力推广节能灯替换普通白炽灯的活动,城乡居民和企业使用中标企业节能灯享受一定比例的补助。节能灯的推广意义重大,然而,废旧节能灯对环境的危害也引起了关注。到2012年10月底,节能推广工程有上亿节能灯报废,每只可污染180吨水及土壤,废旧节能灯的处理和回收问题引起广泛关注。
  
  选购要点
  看有没有国家级的检验报告;
  看产品的外包装,包括产品的商标、标称功率、标记的内容、用软湿布擦拭,标志清晰可辨即为合格
  使用寿命,合格的节能灯在实验状态下可达500小时以上,在正常使用时必须达到200小时以上,如达不到此标准,即为劣质品;
  安全要求,在安装、拆卸过程中,看灯头是否松动,有无歪头现象,是否绝缘;除此之外,看节能灯的外管材料是否耐热、防火,灯中的荧光粉是否均匀。如未使用就出现灯管两端发黑现象,均为不合格产品;还有一点就是价格对比,一般说来,由于节能灯制造、生产过程中的特殊原因,成本相对来说较高。如果是七八块钱的节能灯,很可能是一些小厂生产的劣质品,一般国产的节能灯价格均在四五十元以上,进口的就更高了。


  功能特点
  宽工作电压:170V—250V适合中国供电需求,寿命比白炽灯更长,平均使用寿命≥5000小时。无噪音、无太大频闪,对通讯、家用电器设备无干扰。比普通白炽灯泡省电80%。
  采用纯三基色荧光粉灯管,光效比白炽灯高、光衰小,光线自然,耗电少,发热低,色温2700K、6400K。


  节能灯的寿命由两部分组成:
  ①灯管的寿命:灯管的寿命跟它的原材料、制造工艺、制造设备、以及质量控制及保证体系有非常大的关系。其中原材料首先就影响一个产品的寿命,并决定一个产品寿命长短。但是原材料好,如果工艺、设备、技术及管理没有配合好,只要一个环节出问题,这个产品的寿命周期就会很短。
  ②电子镇流器的寿命:一个普通型节能灯的电子镇流器大约由30个元器件组成,如果其中一个原器件损坏,那么这个节能灯就不能点亮;如果一个电子镇流器的原器件非常好,但如果参数适配不好,电子镇流器的寿命也不会长;如果上面两项都做得很好,但如果工艺控制不好,质量管理控制不好,上面的功夫即使做得再好也是白费。


  LED节能灯概念:
  LED即半导体发光二极管,LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源,光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保;是新一代固体冷光源,光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗,绿色环保,适用家庭,商场,银行,医院,宾馆,饭店他各种公共场所长时间照明。无频闪直流电,对眼睛起到很好的保护作用,是台灯,手电的最佳选择。


  主要结构以及组成部分:
  50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识,第一个商用二极管产生于 1960 年。 LED 是英文 light emitting diode (发光二极管)的缩写,它的基本结构是一块电致发光的半导体材料,置于一个有引线的架子上,然后四周用环氧树脂密封,起到保护内部芯线的作用,所以 LED 的抗震性能好。
  


  LED主要结构因为用途的不一用,其主要结构也有所变动,下面将主要介绍家居用LED节能灯泡主要结构:
  配光系统——由LED灯板(发光源)/导热板、均光罩/灯壳等结构组成;
  散热系统——由导热板(柱)、内外散热器等结构组成;
  驱动电源——由高频恒流源、线性恒流源构成,输入为市电交流电;
  机械/防护结构——由散热器/外壳、灯头/绝缘套、均光罩/灯壳等结构组成。


  此外,按照两者总体的结构特点,又可以分为:
  白炽灯泡——单一整体式;
  LED灯泡——整体式/分裂式/多头组合式等多种形式

LED灯与节能灯区别

  LED节能灯泡的组成还有其他因素:
  1. 电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一个比使用高压电源更安全的电源,特别适用于公共场所。
  2. 效能:消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。
  3. 适用性:很小,每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境。
  4. 稳定性:10万小时,光衰为初始的50%。
  5. 响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒极。
  6. 对环境污染:无有害金属汞。
  7.颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED,随着电流的增加,可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色。
  8. 价格:LED的价格比较昂贵,较之于白炽灯,几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当,而通常每组信号灯需由上300~500只二极管构成。


  工作原理
  发光二极管的核心部分是由 p 型半导体和 n 型半导体组成的晶片,在 p 型半导体和 n 型半导体之间有一个过渡层,称为 p-n 结。在某些半导体材料的 PN 结中,注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。 PN 结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管,通称 LED 。当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压),电流从 LED 阳极流向阴极时,半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线,光的强弱与电流有关。


  选购要点
  从九个基本性能选择LED光源(图)
  随着一哄而上的市场,作为消费者,选用LED依然要冷静,科学地分析,选用性价比最好的光源和灯具,下面介绍几种LED的基本性能:
  1、亮度: LED的亮度不同,价格不同。用于LED灯具的LED应符合雷射等级Ⅰ类标准。
  2、抗静电能力:抗静电能力强的LED,寿命长,因而价格高。通常抗静电大于700V的LED才能用于LED灯饰。
  3、波长:波长一致的LED,颜色一致,如要求颜色一致,则价格高。没有LED分光分色仪的生产商很难生产色彩纯正的产品。
  4、漏电电流: LED是单向导电的发光体,如果有反向电流,则称为漏电,漏电电流大的LED,寿命短,价格低。
  5、发光角度:用途不同的LED其发光角度不一样。特殊的发光角度,价格较高。如全漫射角,价格较高。
  6、寿命:不同品质的关键是寿命,寿命由光衰决定。光衰小、寿命长,价格高。
  7、晶片 :LED的发光体为晶片,不同的晶片,价格差异很大。日本、美国的晶片较贵,一般台湾及国产的晶片价格低于日、美。
  8、晶片大小:晶片的大小以边长表示,大晶片LED的品质比小晶片的要好。价格同晶片大小成正比。
  9、胶体:普通的LED的胶体一般为环氧树脂,加有抗紫外线及防火剂的LED价格较贵,高品质的户外LED灯饰应抗紫外线及防火。每一种产品都会有不同的设计,不同的设计适用于不同的用途,LED灯饰的可靠性设计方面包含:电气安全、防火安全、适用环境安全、机械安全、健康安全、安全使用时间等因素。从电气安全角度看,应符合相关的国际、国家标准。
  由于LED是新产品,中国国家标准滞后,但国家提供产品合格测试。具有国际安全认证(如GS、CE、UL等)及国家产品质量合格证的LED灯饰价格要高,因为这些产品在安全设计上是可靠的。消费者注意的是要认真鉴别证书的真伪,现在有国际安全认证及国家产品合格证的厂家并不多。
  从健康方面,采用无毒材料设计的产品价格要高,特别是室内LED灯饰,千万别贪便宜选用有异味的LED灯饰,目前仅少数几家LED厂家是用无毒材料生产,辨别的方法可以直接用鼻子分别,有臭味的产品比无臭味的价格更低很多。类似铅、汞、镉等毒素需专业人员分析。从适用环境安全看,有可靠的防尘防潮设计,材料防火、防紫外线、防低温开裂的LED产品的价格高。


  功能特点
  LED照明灯具有如下特点
  1、高纯度,鲜艳丰富的色彩。目前LED产品几乎覆盖了整个可见光谱范围,且色彩纯度高。      而获得彩色光的传统方式是白炽灯加滤光片,大大降低了光效。
  2、超长寿命。LED的实际寿命超过5万小时,为一般光源的几倍甚至几十倍。
  3、光源中没有水银,光束中不含紫外线。LED是固体发光光源,绿色环保,特别适用于香  水店、珠宝店、博物馆、美术馆等专业场所,可满足其展示商品对照明的特殊要求。
  4、固体发光,抗震性能好,牢固可靠。
  5、节能,经济,免维护。
  6、动态的色彩控制,明暗可调,三原色的LED组合可采用PWM实现颜色的变化。
  7、LED有很强的发光方向性,光通量利用率高,且体积小,易于LED灯具的外观设计和光强分布的控制。
  8、LED可采用直流低压供电,安全可靠。
  9、LED不受启动温度限制,可暂态启动,一般为几个ms,且能暂态达到全光通量输出。


  LED灯具有什么优点
  (1)高节能
  节能能源无污染即环保。直流驱动,超低功耗(单管0.03~0.06W)电光功率转换接近1OO%,相同照明效果比传统光源节能80%以上。
  (2)寿命长
  LED光源也被称为长寿灯,意为永不熄灭的灯。LED光源为固体冷光源,用环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6万~10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。
  (3)多变幻
  LED光源可利用红、绿、蓝三基色愿理,在让算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256×256×256=16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多样,可实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。
  (4)利环保
  LED光源的环保效果更佳。光谱中没有紫外线和红处线,既没有热量,也没有辐射,眩光小,而且废弃物可回收,没有污染,不含汞元素;冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源
  (5)高新尖
  与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品,其成功融合了计 算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等,所以也是数字信息化产品,是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程、无限升级、灵活多变的特点。
  (6)体积小
  LED基本上是一块很小的芯片被封装在环氧树脂里,所以它非常小、非常轻。
  (7)高亮度、低热量

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