全面剖析LED吸顶灯

1、吸顶灯，顾名思义由于灯具上方较平安装时底部完全贴在屋顶上所以称之为吸顶灯。其光源有普通的白灯泡、荧光灯、高强度气体放电灯、卤钨灯等。目前市场上最流行的就是LED吸顶灯，外观华丽的LED吸顶灯吸附或嵌入屋顶天花板上做灯饰，也是室内的主体照明设备。随着家庭装修热的不断升温，吸顶灯的变化也日新月异，不再局限于从前的单灯，而是向多样化发展，既吸取了吊灯的豪华与气派，又采用了吸顶式的安装方式，避免了较矮的房间不能装大型豪华灯饰的缺陷。为了让大家更加全面的了解吸顶灯，今天笔者就给大家详细介绍一下吸顶灯的相关知识，以便在设计和选购吸顶灯时参考。（一）普通吸顶灯1.吸顶灯的外形图1：不同形状的吸顶灯普通吸顶灯的外形虽然有很多种（图1），但最普通的就是圆形或方形，复杂的则更有各种奇形怪状的水晶吸顶灯。2.吸顶灯的灯管图2：用于吸顶灯的荧光灯其灯管大多是弯折后的T5荧光灯（图2），品种规格繁多，主要有以下几种。3.吸顶灯功率吸顶灯的功率并没有明确的规定，其功率最常用的为10W、16W、21W、28W、32W、38W、40W等。（二）普通吸顶灯的问题和缺点1.发光效率低带镇流器节能灯的整灯光效只有55lm/

2、W，最高的大功率U型也只有80lm/W。而且因为所有这些吸顶灯大多采用T5型灯管，折弯成各种形状。但不管最后折弯成什么形状，它都是360度发光的，其中向上的180度的光线必须反射回来才会变成有用的光线，这个反射过程就会损失很多光。所以做成灯具以后的光效至少要打70%的折扣。也就是上述光效还要再乘以0.7。而且在实际使用时，它的亮度随时间衰减得很快。例如一根飞利浦的32W环形T5三基色灯管YH32RR16，色温为6500oK，其发光效率为67lm/W，总流明数为2150lm，实际上只有70%的光线可以利用。也就是只有1500lm。2.含汞而汞的沸点很低，在常温下可蒸发。一支废旧丢弃荧光灯破碎后，立即向周围散发汞蒸气，瞬间可使周围空气中的汞浓度达到10-20毫克/立方米，超过国家规定的汞在空气中最高允许浓度（为0.01毫克/立方米）的1000至2000倍，人体一次吸入2.5克汞蒸气即有生命危险。而且液态汞的渗透率极高，掉到地下以后就会立刻渗入地下污染地下水。1毫克汞足以污染5454.5公斤饮用水，使之达不到安全的饮用标准。现在拼命推广节能灯，实际上也是对我们子孙不负责任的做法。3.寿命低节

3、能灯管按照荧光粉划分有：混合粉、卤粉、三基色。卤粉寿命在30004000小时；混合粉寿命在40006000小时；三基色号称在8000小时以上。4.镇流器质量低荧光灯所用的镇流器大多数无法给出足够的功率，例如作者实测一个32W荧光灯所用的镇流器其输出功率只有16W，也就是只有50%的额定功率。而且所有荧光灯的寿命之所以短，主要是镇流器的寿命很短，而且一旦荧光灯损坏，镇流器通常也跟着损坏。几乎所有人的经验都是一般一年就要换一次镇流器或灯管，大多数时候是一年不到，两个都要换。5.价钱高一般的吸顶灯价钱在几十到几百元的都有，国外品牌的吸顶灯要600元以上，至于一些带有水晶饰物的吸顶灯，价钱高达几千元以上比比皆是，而其光源只不过顶多是一个40W的异形荧光灯而已。所以吸顶灯不像普通节能灯那么便宜。（三）LED吸顶灯的优点1.发光效率高LED本身的发光效率已经到达130lm/W以上，所以LED吸顶灯的整体光效已经可以达到100lm/W。而且这个效率还在每年增长，据估计，到2020年，LED本身的发光效率将会达到240lm/W。光效高就意味着节能。根据实测的结果，一盏8W的LED就可以取代一盏32W的

4、吸顶灯。电功率可以节省4倍以上。2.寿命长LED的寿命为10万小时，做成灯具以后，现在实际上公认的寿命为至少3万小时，高质量的可以做到5万小时，要比荧光灯长10倍以上，即使最高寿命的三基色荧光灯的寿命为1万小时，也还高出5倍以上。3.不含汞4.无紫外线辐射，无光线污染5.可以根据需要提供各种色温的光线，通常有2550-3700oK，和4700-7000oK6.无玻璃零部件，耐冲击、振动，便于运输7.不需要铝制散热器，成本低，重量轻（四）LED吸顶灯的构成和散热不考虑华丽的水晶吸顶灯，普通LED吸顶灯的构造和普通吸顶灯没有什么区别。都是由底壳，外罩，电源，灯等4个部分组成。1.LED吸顶灯的灯珠通常对于功率大于30W以上的大多采用1W的LED灯珠，低于30W的大多采用小功率LED灯珠（例如3020,3014,3528等）。建议采用贴片式小功率LED，以便于散热，也可以提高发光的均匀度。灯珠可以按照其外形来排列，例如假定外形为圆形，那么灯珠就排成圆形，反之，假如外形是方形，那么就排成方形。即便如此，灯珠的排列也还是有很多种方法，一个典型的LED吸顶灯的内部结构如图3所示。图3：LED的内部

5、结构图3中圆环形的印制板上有两圈LED灯珠，它是采用23颗0.4W的5730型LED灯珠，总共功率为18W。中间的长方形为其恒流电源，方盒右下角则为遥控接收器的光敏二极管，以接收遥控亮度的红外控制信号。需要提出的是仍然有大量的低价LED吸顶灯采用了小功率草帽灯，然而由于草帽灯的热阻很大（450/W），很难把热导出，因而光衰严重，寿命很短。2.LED吸顶灯的灯罩灯罩通常采用PC板，其性能如下：（1）透光性：P C板透光率最高可达89%，可与玻璃相妣美。UV涂层板在太阳光下爆晒不会产生黄变，雾化，透光不佳，十年后透光流失仅为6%，PVC流失率则高达15%20%，玻璃纤维为12%-20%。（2）抗撞击：PC板撞击强度是普通玻璃的250-300倍，同等厚度亚克力板的30倍，是钢化玻璃的2-20倍，用3kg锤以下两米坠下也无裂痕，有“不碎玻璃”和“响钢”的美称。（3）防紫外线：PC板一面镀有抗紫外线（UV）涂层，另一面具有抗冷凝处理，集抗紫外线、隔热防滴露功能于一身。可阻挡紫外线穿过，及适合保护贵重艺术品及展品，使其不受紫外线破坏。（4）重量轻：比重仅为玻璃的一半，节省运输、搬卸、安装以及支撑框

6、架的成本。（5）阻燃：国家标准GB5022295确认，PC板为难燃一级，即B1级。PC板自身燃点是580摄氏度，离火后自熄，燃烧时不会产生有毒气体，不会助长火势的蔓延。（6）可弯曲性：可依设计图在工地现场采用冷弯方式，安装成拱形，半圆形顶和窗形。最小弯曲半径为采用板厚度的175倍，亦可热弯。（7）温度适应性：PC板在-100时不发生冷脆，在135时不软化，在恶劣的环境中其力学，机械性能等均无明显变化。（8）耐候性： PC板可以在40至120范围保持各项物理指标的稳定性。人工气候老化试验4000小时，黄变度为2，透光率降低值仅0.6。3.LED吸顶灯的散热采用小功率的LED灯珠，排列分散一些，可以有助于散热。吸顶灯在结构上的特点也是有利于散热的。a）内部空气无阻挡自由流通。这是吸顶灯相比于其他灯具最大的优点。密闭而不流通的空气是一种绝热性能很好的绝热体，反过来，能够自由流通的空气却是最好的散热体。世界上所有的发热物体最后都是把热量散发到空气中去的。因为吸顶灯的底板有很多小孔，所以在吸顶灯的灯罩里，LED灯珠所产生的热量可以通过空气立刻传递到外边去。b）灯罩能够很好散热。我们知道对流和辐射

7、散热主要和面积及材料有关，而塑料的辐射散热的效果是很好的，而且灯罩的厚度很薄，所以塑料的导热不好的影响可以忽略。这可以从图4中加以说明。图4：较薄的厚度减小了导热系数的作用吸顶灯的泡壳厚度只有1-2mm。所以虽然它的导热系数只在0.1-1W/mk，但还是能够很快地把热量从一边传到另一边。而且塑料的辐射能力是很强的，见下表：所以泡壳可以很好地辐射散热。因为在吸顶灯的内部空气的流通很好，很容易把热量带到泡壳上。所以灯罩起了主要的散热作用。c）面积大：根据圆形的面积计算公式：S=r2，或S=(d/2) 2，对于一个直径为45cm的圆形吸顶灯，它的底板面积就是1590cm2。因为吸顶灯通常安装在室内，没有过高室温，所以可以采用40cm2/W的经验数据，那样也可以散去40W的功率。但是由于底板靠近天花板，不易散热，所以底板的实际散热效果会差很多。而灯罩因为是曲面形，其面积要比圆形更大，而且它的安装朝下，没有任何阻挡，所以散热效果要比底板更好。d）关键的问题是要把安装LED灯珠的铝基板或印制板的铜箔面积做得足够大。实验证明，对于小于30W的吸顶灯采用普通的印制板就可以很好地散热，而且为了利用自由流

8、通的空气。在印制板的两面把热量带走，所以也不需要把铝基板或印制板通过导热胶紧贴底板来散热，反而要把印制板垫高离开底板5mm，以便空气流通。e）底板上多打一些通风孔会对散热有很大的好处。这些通风孔应当打在外圈，以免被阻挡。但也可能带来小虫钻入的可能性。采取以上措施以后，LED吸顶灯并不需要很重的鳍片式散热器也可以满足散热的要求。可以说LED吸顶灯是唯一不需要特制的铝散热器的LED灯具。（五）LED吸顶灯的电源首先让我们看一下普通吸顶灯的电源。普通吸顶灯通常采用电子镇流器，或者称为高频变压器。但是市面上的电子镇流器的质量都比较差。例如，笔者就测试了一款普通吸顶灯安装了飞利浦的32W环形灯管。实测的结果如下：Pin=16W，PF=0.62。所以它只用到环形灯管50%的功率，而且功率因数也很差。笔者也测试了一个9W节能灯的参数，测得Pin=8.4W，PF=0.563。PS：两者的功率因数都不能满足0.7的要求，但仍然在市面上大量流通。对于LED吸顶灯的电源可以分为非隔离式和隔离式两大类： 非隔离式电源1. 采用恒流二极管的非隔离恒流源恒流二极管是一种线性恒流源，它的恒流作用可以用来驱动LED。最简单的方法就是把恒流二极管直接和LED串联。但是我们在用于LED驱动时必须注意选择恰当的电流和耐压。最低电压：由于恒流二极管需要一定的电压Vk才能够进入恒流，所以太低的电源电压是无法工作的。通常这个Vk大约在5-10V左右。

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