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解析LED球泡灯需要注意的技术细节[4]

2011-8-5  来源:慧聪网  作者:茅于海  有15081人阅读

  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。

  其外观图如图12所示。

  六.几种品牌LED球泡灯

  下面列出了几种市面上批量生产的品牌LED球泡灯的实测结果

公司
型号
电压 VAC
输入功率 W
发光流明 lm
光效 lm/W
额定寿命万小时
重量(无光罩)克
东芝
 
100
8.7W
810
93
 
 
东芝
LDA7N
100
7W
600
83
4万
58
东芝
E-Core
100
4.3W
310
72
 
 
松下
 
100
6.9W
570
82.6
 
 
松下
 
100
4.0W
340
85
 
 
夏普
 
100
7.5W
485 (日光)
64.6
 
 
380(暖白)
50.6
 
 
三星
 
220
7W
540
76
5万
140
三星
 
220
6W
320
68
5万
134
锦湖
IL-6W
100-220
5W
350
60
5万
152
勤上
SLA1907
90-265
6W
525
70
3万
145
灿星网通公司
TSK-8E014W
110
3W
220
55
4万
 
比亚迪
 
100-250
4W
210
44
4万
 
真明丽
 
110
5W
300
46.2
3万
 
飞利浦
ECOA55
220
6W
240
40
4.5万
114

  可以注意到一个60W的玻壳白炽灯重量只有28g。要比这些LED球泡灯轻5倍左右。另外表中的发光效率不是LED本身的发光效率,而是指整个球泡灯的发光效率,其中包括了电源的效率和光罩的透光率。所以,要能达到100lm/W的整体光效还有一段路程要走。

  七.LEDPAR灯

  PAR灯实际上是飞利浦公司的一种大功率卤素灯的规格,飞利浦把它称为“氯铵灯”。但是这个名字并没有得到推广。一般称为“筒灯”或者“射灯”。而射灯主要是指那种具有MR16插座的灯,所以我们暂时还称它为PAR灯或筒灯。因为要和这种PAR灯兼容,所以大功率LEDPAR灯就也采用和PAR灯相同的尺寸。只是结构不同,瓦数不同,亮度不同。飞利浦公司的PAR20、PAR30和PAR38的外形图如图13所示。而相兼容的LED的PAR灯,其外形尺寸和他们完全相同(图14)。

  图13.飞利浦公司的PAR20、PAR30和PAR38的外形图

  图14和PAR20、PAR30、PAR38相对应的LED筒灯

  采用LED以后,由于没有统一的规格,所以具有各种不同的性能指标,现在选择其中比较典型者和原来飞利浦卤素灯的指标比较如下表所示。

 
功率
电压VAC
射角(度)
光强
寿命(小时)
PAR20
50W
230
25
1000cd
2,000
LED PAR20
5x2W
100-240
15,30,45,60,90
330 lm
>50,000
PAR30
100W
230
30
3000 cd
2,000
LED PAR30
7x2W
100-240
8,15,30,45,60,90
680 lm
>50,000
PAR38
100W
230
10,30
8500(10º) 2500(30º)
2,000
LED PAR38
12x2W
100-240
8,15,30,45,60,90
1,140 lm
>50,000

  其中光强指标二者所用的单位不同,飞利浦采用cd(烛光),而通常LED则采用lm(流明)。二者的关系如下:φ(流明)=4πI(烛光)。但是因为二者的发射立体角不同,所以无法换算。只能大致说,卤素灯的发光效率大约为17-33lm/W。而LED的发光效率在100-130lm/W。约比卤素灯高4-6倍。

  PAR灯和球泡灯的结构基本相同,只是体积大一些,瓦数大一些。因此要求的电源功率也要大一些。

  今年2月美国凌特公司宣布了一个用于LED恒流驱动的IC(LT3799),它可以驱动4-100W的LED,而且本身带PFC,外置功率MOSFET开关管,反激隔离式而不需要光耦合器,外置元件减到最少,而且还可以用于可控硅调光。

  图15可用于高功率LEDPAR灯的反激式隔离型恒流电源

  这个电路图是一个给24瓦PAR灯用的演示板的电路图。其主要技术指标如下:

输入电压
输出功率
输出电压
输出电流
LED数
效率
功率因数
90-270VAC
25W
25VDC
1A
8x3W
83-86%
0.92-0.99

  它的演示版的布置图如图16所示。具体应用时当然也可以设计成圆形。

  图16.LT3799的演示版

  这个市电恒流源因为功率大,而且可以适应4-100W的宽功率范围,所以一定是采用外置MOS开关管,而且也因为功率大,所以要求采用功率因数校正(PFC)。对于不同的功率,除了要选择不同的MOS管外,还要求选择不同大小的变压器。变压器加大了整个恒流源的体积和重量,降低了效率。但是这是为隔离市电所必需的。

  八.LED球泡灯的市场前景

  据有关方面估计,LED将以每年30%以上的成长率增长直至2014年。LED球泡灯如果要全部取代白炽灯的话,其全球市场规模达到6400亿美元,而到2010年12月为止,LED球泡灯销售量为2000万颗。其市场渗透率只有3.2%,预计到2013年可以达到12.5%。也就是相当于800亿美元的销售额。而其单价将以每年15-20%的速度递降。一个能够取代60W白炽灯的LED球泡灯,在2008年卖90美元,到2010年就只卖40美元。

  而中国更是生产和使用白炽灯的大国,2009年生产的白炽灯37.9亿只,约为全球产量的三分之一,本国每年消费14亿只。但是中国还没有规定何时禁止白炽灯的生产的日期,而只是准备通过征收消费税来加快淘汰白炽灯。然而,目前也只是准备用节能灯来取代白炽灯,而不是用LED球泡灯来取代。所以虽然中国也生产了不少LED球泡灯,但是主要为出口。本国销售的只占极少数。其根本的问题还是价钱太贵。不过随着LED发光效率的提高,生产成本的降低,LED球泡灯一定会有一天能够全部取代白炽灯。假定取代全中国的白炽灯需要10年的时间,我们可以来粗略地估计一下这十年里在中国LED球泡灯的取代过程。

 
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
取代率
0.5%
1%
3%
8%
15%
30%
50%
70%
90%
100%
数量
700万
1400万
4200万
1.12亿
2.1亿
4.2亿
7亿
9.8亿
12.6亿
14亿
单价
$40
$35
$30
$25
$20
$15
$10
$7
$3
$1
总值
280M
0.49B
1.2B
2.8B
4.2B
6.3B
7.0B
6.86B
3.78B
1.4B

  *由于人民币汇率不好预测,所以以美元计

  现在LED的最高发光效率大约为140lm/W,预计到2020年,LED的光效将要提升到240lm/W。这就可以降低电源功耗,减小散热器体积和重量。从而降低整个LED球泡灯的成本。那时候,LED球泡灯全面取代白炽灯的时代就会到来!

  编辑:Sophy

 

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