LED球泡灯知识大整理.doc

东莞市朗森半导体照明有限公司 LED球泡灯知识大整理前言 经常有很多客户问到我们，大概需要多少瓦的LED照明灯才可以达到普通灯40瓦的亮度，又或者问这个灯3500流明照出来的灯光呈现什么颜色呢？签于此今天在这里整理了一些资料，希望对于买LED节能灯具的顾客朋友们可以起到一点小小的帮助以下数据为LED照明灯与普通节能灯和传统灯具的对比：1W LED灯=3W CFL(节能灯）=15W白炽灯3W LED灯=8W CFL(节能灯）=25W白炽灯4W LED灯=11W CFL(节能灯）=40W白炽灯8W LED灯=15W CFL(节能灯）=75W白炽灯12W LED灯=20W CFL(节能灯）=100W白炽灯再看看色温，色温是衡量光线色彩的定值，表示光源光谱质量最通用的指标，以下是色温对照表（K值）：光源 色温（ K）烛焰 1500 家用白炽灯 2500-300060瓦的充气钨丝灯 2800500瓦的投影灯 2865100瓦的钨丝灯 29501000瓦的钨丝灯 3000500瓦钨丝灯 3175琥珀闪光信号灯 3200R32反射镜泛光灯 3200锆制的浓弧光灯 3200反射镜泛光灯 3400暖色的白荧光灯 3500清晰闪光灯信号 3800冷色的白荧光灯 4500白昼的泛光灯 4800白焰碳弧灯 5000M2B闪光信号灯 5100正午的日光 5400高强度的太阳弧光灯 5550夏季的直射太阳光 580010:00到15:00的直射阳光 6000蓝闪光信号灯 6000白昼的荧光灯 6500正午晴空的太阳光 6500阴天的光线 6800-7000高速电子闪光管 7000简易色温表： 蜡烛及火光　　　1900K以下 朝阳及夕阳　　　　 2000K家用钨丝灯　　　2900K 日出后一小时阳光　 　3500K摄影用钨丝灯　　3200K 早晨及午后阳光　　　 4300K摄影用石英灯　　3200K 平常白昼　　　　　　 5000~6000K220Ｖ 日光灯　 3500~4000K 晴天中午太阳　　 5400K普通日光灯　　　4500~6000K 阴天　　　　　　　 6000K以上HMI灯　　　　　 5600K 晴天时的阴影下　　 6000~7000K水银灯　　　　　5800K 雪地　　　　　　　 7000~8500K电视萤光幕　　　5500~8000K 蓝天无云的天空　　 10000K以上通过以上对照表我们可以看出，1瓦LED照明灯相当于3瓦普通节能灯或9瓦白炽灯的亮度进入2011年以后，LED逐渐向室内照明进军，这也意味着开始向民用家庭进军。

一方面这是一个大喜事，因为民用的市场是非常之大；另一方面也是一个极为严重的挑战，因为民用市场要求成本特别低，可靠性特别高现在离开完全满足民用市场的要求还很远，可以说还有很长的路要走　　最普通的民用灯就是白炽灯，也就是我们普通用的灯泡所以如果LED要取代白炽灯泡，就要开发出一种无论在灯头形状还是外型上都和白炽灯泡类似的灯泡，这就是我们通常称为LED球泡灯可以想象，球泡灯的市场是十分巨大的　　对LED球泡灯的要求　　因为要替换白炽灯，所以至少要有以下几方面的要求：　　亮度要相当 白炽灯通常只讲瓦数而不讲流明数LED虽然也可以只讲瓦数，但是由于LED的光效还在不断发展，只说瓦数并不能代表其流明数白炽灯最常用的瓦数有15瓦、30瓦、45瓦、60瓦、75瓦和100瓦等如果要讲流明数，那么可以用白炽灯的发光效率来计算白炽灯的发光效率在7.5-12lm/W瓦数越大效率越高所以上面列出几种瓦数的白炽灯的相对流明数可以列表如下：白炽灯瓦数 W1530456075100发光效率lm/W7.588.59.510.512流明数 lm 112.5240382.5570787.51200LED1瓦数 W1.563.35.37.910.916.6LED2瓦数 W1.22.64.16.18.412.8　　如果采用LED来取代，也可以得出相应的瓦数。

但是因为LED的发光效率在不断攀升，所以很难给出准确的数字假定采用目前通常的LED1，其光效为100lm/W，假如采用最高光效的LED2，其光效为130lm/W（暖白的光效会低于此值）就可以得出对这两种光效LED相应的瓦数来但是因为LED需要恒流源，而恒流源有一定的效率，假定为85%，另外因为LED不可能采用透明泡壳，而只能采用乳白泡壳其透光率大约为85%二者相乘等于0.72考虑以上因素以后就可以得出和白炽灯相当的瓦数来由表中可见，LED2在同样亮度时大约可以节省10倍的功率有一点需要特别说明的就是从目前LED球泡灯的光效和散热来说，它还不可能做到10瓦以上，也就是说目前还只有可以取代60-75W白炽灯的LED球泡灯当然PAR灯就另当别论了（后面将讨论）　　外形要类似 通常白炽灯为梨形的，所以LED球泡灯也应当为梨形的这点是很容易做到但是白炽灯为全玻璃制品，LED因为要散热就很难采用全玻璃的结构下面会详细讨论LED球泡灯的结构　　体积大小要相当，因为LED需要恒流源和散热器，所以这是非常难做到的　　重量要相当，同样因为LED需要恒流源和散热器，所以这也是非常难做到的　　灯头要相同 中国过去大都是采用卡口式，改革开放以后大都改用和美国一样的螺口式。

就是美国的E26或E27这点也还是很容易做到的　　电源要相同，都应该是220VAC（或美国的110VAC），这也是没问题的　　LED球泡灯的结构　　LED球泡灯可以分为外部结构和内部结构我们先来看一下它的外部结构一个典型的LED球泡灯的外形如图1所示（这是作者最近在美国硅谷Fry’s电子商店上看到的最大功率的LED球泡灯，价$40）：　　这是一个5W的LED球泡灯，全长13cm，散热器长5cm，直径4.5cm，泡壳长5.2cm，直径5.5cm，重量114克它大约可以取代45W的白炽灯其外部结构主要包括3个部分，一个是灯头，二是散热器，三是泡壳而内部结构则主要是2部分，一是恒流驱动电源，二是LED灯板（包括铝基板和LED）在内（图2）  　　下面分别来讨论这几个部分的构成　　球泡灯的电源　　因为球泡灯都是用市电供电，所以电源也必须是市电交流输入的，英文称为Off-Line，有把中文译成离线式是很不恰当的，因为英文原意是From Line的意思，应该译成，但又会和网络的相混，所以不如就直接称为市电式电源　　球泡灯的市电式电源基本指标如下：　　电源基本类型：主要分隔离式和非隔离式两种，那是指负载端是否与火线220V隔离。

一般说，非隔离因为不需要隔离变压器，所以成本低，但要求铝基板耐压高，否则散热器就有可能带电所以比较不容易通过安规检验隔离式就比较安全，比较容易通过安规，但成本高　　电源输出功率：因为球泡灯的体积大小必须和玻壳的白炽灯相当，所以散热器大小有限，目前还不能超过9W　　电源效率：一般隔离式在80-85%左右，非隔离式在90%左右　　电源功率因数（PF）：不加PF校正在0.5-0.6,加PF校正在0.9-0.99左右　　体积大小：由于球泡灯留给电源的空间很小，所以体积的限制很严　　下面来介绍几种典型的球泡灯电源　　3.1非隔离式电源　　下面是一个采用美国安森美NCP1014的非隔离式电源原理图（图3）这个电源的基本指标如下：输入电压输出功率输出电压输出电流LED数效率功率因数90-265VAC10W250-400VDC10-35mA75-12080%>0.9 　　其实这个电源的核心就是一个恒流二极管NSI45025，以确保LED恒流在25mA所以它只能用于小功率贴片式的LED其中外加的集成电路NCP1014实际上是一个有源式的功率因数校正（PFC），可以把它的功率因数提高到>0.9以满足美国能源之星的要求。

输入端的L1,C1,C2是一个防电磁干扰EMI的滤波器它的缺点是非隔离，所以220V会直接加到负载LED上其实假如不要求功率因数的话，那么采用恒流二极管(CRD)的电源方案可以做得很简单（图5） 这种电源的功率因数大约在0.5-0.6之间因为电路简单，所以体积可以做得很小，而且成本很低 3.2隔离式电源　　为了提高安全性，最好采用隔离式电源，这样就多了一个隔离变压器，增加了体积、成本，降低了效率图6是一个采用iWatt公司iW3610的反激式隔离电源电路图其实这个芯片和Cypress公司的CY8CLEDAC02十分类似 其主要技术指标如下表所示：输入电压输出功率输出电压输出电流LED数效率功率因数100-230VAC14.7W21VDC700mA6x2W85%0.9 　　这个电路还可以自动检测墙上有无可控硅调光器，如果有的话就可以调光，其调光范围可以从2%调到100%而且最后采用了PWM调光，调光频率高达900Hz，因此避免了闪烁另外由于采用了准谐振控制使其总效率高达85%它还有一个特点是采用变压器初级反馈从而取消了。