《電子技術(shù)應用》
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內(nèi)置式LED日光燈電源的問題分析
摘要: 目前,,幾乎市場上所有LED日光燈的電源都是采用內(nèi)置式,。所謂內(nèi)置式就是指電源可以放在燈管里面。這種內(nèi)置式的最大優(yōu)點就是可以做成直接替換現(xiàn)有的熒光燈管,而無需對原有電路作任何改動,。
Abstract:
Key words :

目前,,幾乎市場上所有LED日光燈的電源都是采用內(nèi)置式" title="內(nèi)置式">內(nèi)置式,。所謂內(nèi)置式就是指電源可以放在燈管里面,。這種內(nèi)置式的最大優(yōu)點就是可以做成直接替換現(xiàn)有的熒光燈管,而無需對原有電路作任何改動,。所以內(nèi)置式電源的形狀通常都是做成長條形,,以便塞進半圓形的燈管中去。內(nèi)置式電源有兩種,,一種是非隔離式" title="隔離式">隔離式(圖1),,一種是隔離式(圖2)。

  

 <a class=非隔離式" title="非隔離式">非隔離式LED日光燈電源 www.elecfans.com" border="0" hspace="0" src="http://files.chinaaet.com/images/20101101/f79013ff-50b4-4898-bd04-754db3ef20f6.jpg" style="filter: ; width: 388px; zoom: 1; height: 112px" />


 

  圖1. 非隔離式LED日光燈電源

  非隔離是指在LED負載端和220V輸入端有直接連接,,因此觸摸負載就有觸電的危險,。220V和鋁殼之間只有鋁基板的極薄絕緣層的隔離,,通常不容易通過CE和UL認證。

  

隔離式LED日光燈電源

 

  圖2. 隔離式LED日光燈電源

  隔離式是指在輸入端和輸出端有隔離變壓器隔離,,這種變壓器可能是工頻也可能是高頻的,。但都能把輸入和輸出隔離起來??梢员苊庥|電的危險,。也容易通過CE或UL認證。

  一.內(nèi)置電源LED日光燈的耗電

  采用內(nèi)置式電源的最大優(yōu)點就是可以直接替換現(xiàn)有熒光燈而不需要對原有的接線做任何改變,。那么內(nèi)置式的這種優(yōu)點是不是也付出一定的代價呢?的確如此,,而且這個代價還不小,。這要從普通熒光燈的鎮(zhèn)流器結(jié)構(gòu)說起:

  我們知道,,最普通的熒光燈的起輝是采用一個串聯(lián)的鐵芯" title="鐵芯">鐵芯電感和一個并聯(lián)的起輝器(圖3a)。對于這種電路在用LED日光燈直接替換時,,只要拔掉起輝器就可以了,。但是由于鐵芯電感仍然串聯(lián)在電路中,所以它仍然帶來將近6.4W(Philip)到10W(國產(chǎn))的損耗,,結(jié)果由于這部分的額外損耗就大大降低了LED的節(jié)電功效,。例如,本來一個20W的LED日光燈可以取代一個36W的熒光燈,,以內(nèi)置非隔離式的20W LED日光燈為例,,實測結(jié)果如下。

  

熒光燈電源電路圖 www.elecfans.com

 

  (b)電子鎮(zhèn)流器

  圖3. 熒光燈電源電路圖

  

實測結(jié)果

 

  也就是說,,直接替換的結(jié)果是效率大大降低,,對于國產(chǎn)電感鎮(zhèn)流器,效率只有56.2%,。只比普通熒光燈節(jié)電6.8W,。

  這使得LED日光燈的節(jié)電效能大打折扣,以致合同能源管理(EMC)難以執(zhí)行,。

  二.散熱和壽命

  內(nèi)置電源的另一個最大缺點是壽命低,。因為電源必須放在鋁管里,所以鋁管不可能做成鰭片的形式,,而只能是普通的半圓柱型,,頂多在表面上加上一些很淺的條形溝槽(圖4),

  

鋁管的半塑半鋁的LED日光燈燈管 www.elecfans.com

 

  圖4 中空鋁管的半塑半鋁的LED日光燈燈管

  這種半圓柱的表面積為:2πR*h/2=πR*h,。對于T8燈管來說,,它的直徑為26mm,所以半徑為13mm,。1.2米的T8燈管,,其表面積為:π*1.3+120=490cm2,,我們知道LED散熱器的表面積通常要求60cm2/W。,,所以這種半鋁管只能散8W左右的熱量,。而T8型LED日光燈通常輸入功率為20W,假定LED的發(fā)光效率只有20%,,那么有16W的輸入電功率都變成熱量,。而現(xiàn)在只能散去8W的熱量,而還有8W的熱量無法散去,,其結(jié)果就是使得LED的結(jié)溫升高,,壽命縮短。

  不僅如此,,由于電源內(nèi)置,,電源的熱量也就加入到管內(nèi),假定電源的效率為88%,,所以就有2.4W的熱量也要散去,,相當于又要增加30%的熱量,也就是說一共有10.4W的功率無法散發(fā)出去,。使得LED的散熱又增加的一份困難,,或者說,使得LED的使用壽命也更加縮短,。而且,,電源的長度大約為燈管長度的五分之一,電源所發(fā)的熱也集中在這一段里面,,使得靠近電源的這些LED受到更熱的烘烤,,因而壽命也比其他地方的LED更短,燈管在損壞時,,靠近電源的一段先黑掉,。可以認為,,內(nèi)置電源的LED日光燈的壽命不會高于10,000小時,。

  而且把電源放到管子里面,電源本身還要承受由LED產(chǎn)生的很高的環(huán)境溫度,,這就大大降低了電源里的電解電容的壽命,,也就降低了整個燈具的壽命。

  三.使用成本

  因為內(nèi)置電源的LED日光燈壽命只有10,000小時,,和外置" title="外置">外置電源的50,000小時相比,,其使用成本顯然高了5倍。不僅如此,,在使用過程中,,不管是LED損壞了,,還是電源損壞了,通常兩個都要一起丟棄,。而外置式電源的LED日光燈,,則可以壞了哪個丟哪個。

  此外,,內(nèi)置電源式也增加了電子垃圾的回收處理的成本,。因為必須把電源部分拆出來再分別處理。

  四.其他功能

  外置式電源,,不僅效率高,、壽命長,而且還可以增加手動調(diào)光或自動調(diào)光等特殊功能,,這些都是內(nèi)置式所無法比擬的!

  結(jié)論

  可以認為,,內(nèi)置式的缺點和問題是很嚴重的,遺憾的是,,有些人只是貪圖它在購買時可能便宜10%,,而不顧其使用成本高5倍以上,。真可謂是為小失大,,得不償失!

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