白炽灯、电子节能灯和LED灯.ppt

1、北京亚盟科技有限公司,1,白炽灯、电子节能灯和LED灯,性能参数对比,北京亚盟科技有限公司,2,序 言,众所周知，白炽灯是爱迪生的重要发明，这个重要的发明使人类从此告别了黑暗，迎来了光明，但是白炽灯太耗电了，它大概只有不到十分之一的能量才变成了光能，其它都是热能白白的被浪费掉了，所以人们都在想办法要用新的光源来替代白炽灯，至此节能灯就应运而生了。由于它相比而言便宜又好制作，所以就得到了大量的应用，有逐步取代白炽灯的趋势。节能灯取代白炽灯被称为照明领域的第二次革命，同时，LED照明产品以更加优质的性能取代传统节能灯也是一种趋势，被称为照明领域的第三次革命。,北京亚盟科技有限公司,3,白炽灯将灯丝

2、通电加热到白炽状态，利用热辐射发出可见光的电光源。自1879年，美国的T.A.爱迪生制成了碳化纤维（即碳丝）白炽灯以来，经人们对灯丝材料、灯丝结构、充填气体的不断改进，白炽灯的发光效率也相应高。1959年，美国在白炽灯的基础上发展了体积和衰光极小的卤钨灯。白炽灯的发展趋势主要是研制节能型灯泡。不同用途和要求的白炽灯，其结构和部件不尽相同。白炽灯的光效虽低，但光色和集光性能好，是产量最大，应用最广泛的电光源。,白炽灯,英文名:incandescent lamp,北京亚盟科技有限公司,4,节能灯,又称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯，是指将荧光灯与镇流器组合成一个整体的照明设备。节

3、能灯的尺寸与白炽灯相近，与灯座的接口也和白炽灯相同，所以可以直接替换白炽灯。节能灯的光效比白炽灯高得多，同样照明条件下，前者所消耗的电能要少得多，所以被称为节能灯。,U型节能灯,管中管节能灯,节能灯的发光原理,北京亚盟科技有限公司,5,节能灯的两极是普通的钨丝。钨丝通电发热后,就能发射出电子.在灯管两侧加上比较高的电压,形成电场,这些电子就会在灯管里被加速,形成有一定速度和能量的电子流. 灯管是被抽成真空的，里面充有汞，就是我们称为的水银。,在灯管通电发热的情况下,这些水银从液态蒸发就变成了气态.形成游离状态的汞原子。电子流中的电子以一定速度打在汞原子上,使汞原子受到激发,变成激发状态的电离子

4、.称为发生了阶跃，激发状态的汞过了很短的时间就自发地回落到原来的状态,同时释放出紫外线光，紫外线光不能用来照明.于是我们在灯管的内壁涂了一些荧光物质,在紫外线光的轰击下,荧光物质受到激发以后,就能发出比较自然的光线, 可用于我们照明。,优质节能灯的参数指标,(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 PF0.6 及 PF0.9 (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,1.电参数

5、,2.光参数,(1)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。通用符号表示，单位为流明（Lm）。,(2)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。,(3)显色指数： 80 Ra,(4)色温： 色温偏差小，一致性好,(5)启动时间：小于等于 1 秒,3.寿命参数,(1)有效寿命八千小时以上（流明维持率达到 70% 以上）,(2)在有效寿命期内、高温 85 环境及低温 -20 环境条件下，能稳定可靠地工作；并且在上述温度条件下耐电压波动的冲击，节能灯能稳定可靠地工作,4.机械参数,(1)灯管与电子镇流器的连接强度

6、满足规定的扭矩要求,(2)灯头与壳体连接满足规定的扭矩要求,电子节能灯的优点,（1） 结构紧凑、体积小。,（2） 发光效率高60Lm/w、省电80%以上，节省能源,（3） 可直接取代白炽灯炮。,（4） 寿命较长，是白炽灯的610倍。,（5） 灯管内壁涂有保护膜和采用三重螺旋灯丝可以大大延长使用寿命。,节能灯有些什么缺点,1、生产过程中和使用废弃后有汞污染,目前西方国家对汞污染是相当的重视.国人也越来越认识到了汞污染的危害性.,2、由于是玻璃制品,易破碎,不好运输,不好安装.,3、其耗电量还是嫌大了些.,4、容易损坏,寿命短,节能不省钱这句话就是它的最好写照.,节能灯的污染,由于节能灯工作原理的

7、限制，灯管中汞也就不可避免地成为一大污染源。,1只普通节能灯的含汞量约5毫克，仅够沾满一个圆珠笔尖，但渗入地下后可能造成1800吨水受污染。由于汞的沸点低，常温下即可蒸发，废弃的节能灯管破碎后，瞬时可使周围空气中的汞浓度超标上百倍。而一旦进入人体的汞超标，就会破坏人的中枢神经系统，而人体一次吸入25克汞蒸气即可致死。,中国节能灯推广战略由来已久，仅2008年全国范围内就推广节能灯6200万只，待到2009年，更是高达12亿只。据不完全统计，历年以来，国家推广节能灯高达2亿只。目前，我国在节能灯无害处理方面还是空白，破碎的节能灯随生活垃圾被送到填埋场填埋。2006年我国报废的含汞照明电器折合40

8、瓦标准荧光灯达10亿只，由于处置不当而释放到大气环境中的汞量竟达7080吨。,北京亚盟科技有限公司,13,LED灯,英文名:Light Emitting Diode,LED（LightEmittingDiode） ，又称发光二极管，它们利用固体半导体芯片作为发光材料，当两端加上正向电压，半导体中的载流子发生复合，放出过剩的能量而引起光子发射产生可见光。,LED 光源基本认识,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

9、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。,LED的发展历史,用半导体 PN 结发光源原理制成 LED 问世于 20 世纪 60 年代初，1964 年首先出现红色发光二极管，之后出现黄色 LED。直到 1994 年，蓝色、绿色 LED 才研制成功。1996 年由日本 Nichia 公司（日亚）成功开发出白色 LED。LED以其固有的特点，如省电、寿命长、耐震动、响应速度快、

10、冷光源等特点，广泛应用于指示灯、信号灯、显示屏、景观照明等领域，在我们的日常生活中处处可见，家用电器、电话机、仪表板照明、汽车防雾灯、交通信号灯等。但由于其亮度差、价格昂贵等条件的限制，无法作为通用光源推广应用。近年来，随着人们对半导体发光材料研究的不断深入，LED 制造工艺的不断进步和新材料（氮化物晶体和荧光粉）的开发和应用，各种颜色的超高亮度 LED 取得了突破性进展，其发光效率提高了近 1000 倍，色度方面已实现了可见光波段的所有颜色，其中最重要的是超高亮度白光 LED的出现，使 LED应用领域跨越至高效率照明光源市场成为可能。曾经有人指出，高亮度 LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡后

11、，最伟大的发明之一。,LED发光原理,发光二极管主要由 PN结芯片、电极和光学系统组成,其发光体晶片的面积为 10.12mil(1mil=0.0254 平方毫米)，目前国际上出现大晶片LED，晶片面积达 40mil。其发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中，当电子经过该晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，可见光的频谱范围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。,由于不

12、同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。LED 照明光源的主流将是高亮度的白光 LED。目前，已商品化的白光 LED 多是二波长，即以蓝光单晶片加上 YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光 LED，即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光，它将取代荧光灯、紧凑型节能荧光灯泡及 LED 背光源等市场。,LED光源的基本特征一,发光效率高： LED经过几十年的技术改良，其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为 1224 流明/瓦，荧光灯 5070 流明/瓦，钠灯 90140 流明/瓦，大部分的耗电变成热量损耗。LED 光效经改良后将达到 50200

13、流明/瓦，而且其光的单色性好、光谱窄，无需过滤可直接发出有色可见光。目前，世界各国均加紧提高 LED 光效方面的研究，在不远的将来其发光效率将有更大的提高。,LED光源的基本特征二,耗电量少 ：LED单管功率 0.030.06 瓦，采用直流驱动，单管驱动电压 1.53.5 伏，电流 1518毫安，反应速度快，可在高频操作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的万分之一，荧光灯管的二分之一、日本估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的 LED 替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于 60 亿升原油。就桥梁护栏灯例，同样效果的一支日光灯 40 多瓦，而采用 LED每支的功率只有 8 瓦，而且

14、可以七彩变化。,LED光源的基本特征三,使用寿命长：LED 灯体积小、重量轻，环氧树脂封装，可承受高强度机械冲击和震动，不易破碎。平均寿命达 10万小时。LED灯具使用寿命可达 510 年，可以大大降低灯具的维护费用，避免经常换灯之苦。,LED光源的基本特征四,安全可靠性强发热量低，无热辐射性，冷光源，可以安全抵摸：能精确控制光型及发光角度，光色柔和，无眩光；不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。,有利于环保 LED为全固体发光体，耐震、耐冲击不易破碎，废弃物可回收，没有污染。光源体积小，可以随意组合，易开发成轻便薄短小型照明产品，

15、也便于安装和维护。,LED光源的特点,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%。,LED光源的特点,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级。,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

16、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300500只二极管构成。,LED灯的优点,节能， 白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10，节能灯的1/4.,长寿，寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓一劳永逸.,可以工作在高速状态.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉.,固态封装，属于冷光源类型。所以它很方便运输和安装，可以被装置在任何微型和封闭的设备中，不怕振动，基本上用不着考虑散热。,LED技术正日新月异的在进步，它的发光效率正在取得惊人的突破，价格也在不断的降低。一个白光LED进入家庭的时代正在迅速到来。,环保，没有汞的有害物质。LED灯的组装部件可以非常容易的拆装，不用厂家回收都可以通过其它人回收。,LED灯的技术参数,（1）工作电压：3伏特; （2）工