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內(nèi)置電源LED日光燈的缺點(diǎn)與問題

發(fā)布時(shí)間:2012-02-10

中心議題:
  • 內(nèi)置電源LED日光燈的缺點(diǎn)與問題
解決方案:
  • 采用一個(gè)串聯(lián)的鐵芯電感和一個(gè)并聯(lián)的起輝器
  • 增加手動(dòng)調(diào)光或自動(dòng)調(diào)光等特殊功能

目前,幾乎市場(chǎng)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(diǎn)就是可以做成直接替換現(xiàn)有的熒光燈管,而無需對(duì)原有電路作任何改動(dòng)。所以內(nèi)置式電源的形狀通常都是做成長(zhǎng)條形,以便塞進(jìn)半圓形的燈管中去。內(nèi)置式電源有兩種,一種是非隔離式(圖1),一種是隔離式(圖2)。

圖1. 非隔離式LED日光燈電源

非隔離是指在LED負(fù)載端和220V輸入端有直接連接,因此觸摸負(fù)載就有觸電的危險(xiǎn)。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(rèn)證。

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。可以避免觸電的危險(xiǎn)。也容易通過CE或UL認(rèn)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(diǎn)就是可以直接替換現(xiàn)有熒光燈而不需要對(duì)原有的接線做任何改變。那么內(nèi)置式的這種優(yōu)點(diǎn)是不是也付出一定的代價(jià)呢?的確如此,而且這個(gè)代價(jià)還不小。這要從普通熒光燈的鎮(zhèn)流器結(jié)構(gòu)說起:

圖3. 熒光燈電源電路圖

我們知道,最普通的熒光燈的起輝是采用一個(gè)串聯(lián)的鐵芯電感和一個(gè)并聯(lián)的起輝器(圖3a)。對(duì)于這種電路在用LED日光燈直接替換時(shí),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(guó)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(gè)20W的LED日光燈可以取代一個(gè)36W的熒光燈,以內(nèi)置非隔離式的20W LED日光燈為例,實(shí)測(cè)結(jié)果如下。

也就是說,直接替換的結(jié)果是效率大大降低,對(duì)于國(guó)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。

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二. 散熱和壽命

內(nèi)置電源的另一個(gè)最大缺點(diǎn)是壽命低。因?yàn)殡娫幢仨毞旁阡X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),
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(duì)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(dāng)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(zhǎng)度大約為燈管長(zhǎng)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(shí),靠近電源的一段先黑掉??梢哉J(rèn)為,內(nèi)置電源的LED日光燈的壽命不會(huì)高于10,000小時(shí)。

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(gè)燈具的壽命。

三.使用成本

因?yàn)閮?nèi)置電源的LED日光燈壽命只有10,000小時(shí),和外置電源的50,000小時(shí)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(gè)都要一起丟棄。而外置式電源的LED日光燈,則可以壞了哪個(gè)丟哪個(gè)。

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?yàn)楸仨毎央娫床糠植鸪鰜碓俜謩e處理。

四.其他功能

外置式電源,不僅效率高、壽命長(zhǎng),而且還可以增加手動(dòng)調(diào)光或自動(dòng)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(rèn)為,內(nèi)置式的缺點(diǎn)和問題是很嚴(yán)重的,遺憾的是,有些人只是貪圖它在購(gòu)買時(shí)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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