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电子常识

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  LED原理

  LED(Light Emitting Diode),发光二极管,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。

  半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色,是由形成P-N结的材料决定的。

  LED可以直接发出红、黄、蓝、绿、青、橙、紫、白色的光。

  最初LED用作仪器仪表的指示光源,后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用,产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例,在美国本来是采用长寿命,低光视效能的140瓦白炽灯作为光源,它产生2000流明的白光。经红色滤光片后,光损失90%,只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中,Lumileds公司采用了18个红色LED光源,包括电路损失在内,共耗电14瓦,即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

  对于一般照明而言,人们更需要白色的光源。1998年发白光的LED开发成功。这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石(YAG)封装在一起做成。GaN芯片发蓝光(λp=465nm,Wd=30nm),高温烧结制成的含Ce3+的YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光射,峰值550nLED灯m。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中,覆盖以混有YAG的树脂薄层,约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收,另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合,可以得到白光。

  对于InGaN/YAG白色LED,通过改变YAG荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度,可以获得色温3500-10000K的各色白光。这种通过蓝光LED得到白光的方法,构造简单、成本低廉、技术成熟度高,因此运用最多。

  LED灯特点

  1、节能:白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10,节能灯的1/4.

  2、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”。

  3、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,所以更加安全。

  4、固态封装,属于冷光源类型。所以它很好运输和安装,可以被装置在任何微型和封闭的设备中,不怕振动。

  5、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。

  6、环保,没有汞的有害物质。LED灯泡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。

  7、配光技术使LED点光源扩展为面光源,增大发光面,消除眩光,升华视觉效果,消除视觉疲劳。

  8、透镜与灯罩一体化设计。透镜同时具备聚光与防护作用,避免了光的重复浪费,让产品更加简洁美观。

  9、大功率led平面集群封装,及散热器与灯座一体化设计。充分保障了led散热要求及使用寿命,从根本上满足了LED灯具结构及造型的任意设计,极具LED灯具的鲜明特色。

  10、节能显著。采用超高亮大功率led光源,配合高效率电源,比传统白炽灯节电80%以上,相同功率下亮度是白炽灯的10倍。

  11、超长寿命50,000小时以上,是传统钨丝灯的50倍以上。LED采用高可靠的先进封装工艺—共晶焊,充分保障LED的超长寿命。

  12、无频闪。纯直流工作,消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳。

  13、绿色环保。不含铅、汞等污染元素,对环境没有任何污染。

  14、耐冲击,抗雷力强,无紫外线(UV)和红外线(IR)辐射。无灯丝及玻璃外壳,没有传统灯管碎裂问题,对人体无伤害、无辐射。

  15、低热电压下工作,安全可靠。表面温度≤60℃(环境温度Ta=25℃时)。

  16、宽电压范围,全球通用LED灯。85V~ 264VAC全电压范围恒流,保证寿命及亮度不受电压波动影响。

  17、采用PWM恒流技术,效率高,热量低,恒流精度高。

  18、降低线路损耗,对电网无污染。功率因数≥0.9,谐波失真≤20%,EMI符合全球指标,降低了供电线路的电能损耗和避免了对电网的高频干扰污染。

  19、通用标准灯头,可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯。

  20、发光视效能率可高达80lm/w,多种LED灯色温可选,显色指数高,显色性好。

  节能灯原理

  节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热,大约在1160K温度时,灯丝就开始发射电子(因为在灯丝上涂了一些电子粉),电子碰撞氩原子产生非弹性碰撞,氩原子碰撞后获得了能量又撞击汞原子,汞原子在吸收能量后跃迁产生电离,发出253.7nm 的紫外线,紫外线激发荧光粉发光,由于荧光灯工作时灯丝的温度在1160K左右,比白炽灯工作的温度2200K-2700K低很多,所以它的寿命也大提高,达到5000小时以上,由于它不存在白炽灯那样的电流热效应,荧光粉的能量转换效率也很高,达到每瓦50流明以上。

  节能灯电路从功能上可分为四个部分,分别是电源电路,启动电路,高频自激振荡电路及串联谐振电路。下面将结合电路简单介绍一下节能灯电路的工作原理。

  市电源由D1-D4整流、C1滤波后,形成300V左右的直流电压。

  由R6C7D9组成启动电路,整流后的直流电经过R6对C7充电,当C7两端电压充到D9的转折电压后,触发二极管D9导通,C7经D9向三极管T2基极放电,使T2导通后迅速达到饱和导通状态。

  由T1、T2、C4、C2、高频变压器和L组成高频自激振荡电路,当T2导通,T1截止时电压向C4C2充电。流经高频变压器初级线圈玩La中的充电电 流逐渐增大,当La电流增大到一定程度时,变压器的磁芯达到饱和,C4上电荷不再增大,流过L的电流开始减小。这时,次级线圈Lb玩的电压极性发生倒相 变化,使Lc中感生电动势上负下正,Lb中的感生电动势上正下负,这样就迫使T2由导通变为截止,T1由截止变为导通。C4开始放电,当放电电流增大到一 定程度后,变压器磁芯又发生饱和,使LB、Lc的电压极性又发生变化,Lb上的感生电动势的方向为上负下正;Lc上的感生电动势的方向为上正下负,这又迫 使T2由截止变为导通,T1由导通变为截止,这样T1、T2在高频变压器控制下周而复始地导通/截止,形成高频振荡,使灯管得到高频高压供电。

  为了满足启动点亮灯管所需的电压,电路设置了主要由C2和L等元件组成的串联谐振电路。D6、D7的作用分别是防止反向峰值电压击穿TI、T2。R3、R4为负反馈电阻,用于Tl、T2的过流保护。

节能灯
节能灯

  关灯LED微亮和节能灯闪烁的问题分析

  有的说断零,有的说是灯的问题,有的说漏电。其实不管断零还是断火,都不应该出现这样的问题

节能灯

  断零,断火对灯本身来说都是一样的。断零,断火只是安全问题。不管断零,断火在白炽灯时代是不存在闪的问题的

节能灯

  从白炽灯的结构可以看出,这种灯丝很大的电流才会发热,发光。所以微小电流,根本不会对它有影响。

  为什么会闪呢,我最早接触这个问题时,我在帮一家买灯。有一天,一个顾客上门说。他家有个灯,关灯以后,会没有规律的闪烁。他家孩子都不敢在那里睡,怕是闹鬼。我也没有遇到过这种问题,也不是我们安装的灯,为了拉住顾客,老板就让我给看看。当时去了,情况还算是很严重。去了看来半天,发现一个小问题。因为我知道这类灯不会平白无故的闪烁,一定是有一个小的电流通过了。所以我就发现,他的开关很特殊,上面有个只是灯,还不是那种LED的,关灯,指示灯亮,开灯指示灯灭。觉得应该是他的原因,断开指示灯,他家的灯就没有闪烁的问题了

节能灯

  从图中可以看出,有一个小电流通过了,才会出现闪烁的问题

  但是,为什么是闪烁呢,这就要看看节能灯的原理了。这种气体放电灯《至于什么气体可以自行去百度》启动的时候需要很高的电压,早期的电路是镇流器与启辉器配合产生高压,才能正常发光。随着电子工业的发展,电子镇流器逐渐取代了老式的镇流器,启辉容易还省电。但是要知道为什么闪烁,就要看内部结构了

节能灯

  当小电流流过节能灯时,虽然不足以启辉,但是通过内部整流电路给内部电容充电,当电容电压达到启辉电压时,内部电路工作启辉,电容放电,电压降低,停止启辉。然后重复这个过程

  LED灯与节能灯不同,内部结构相似,最大的不同就是,节能灯需要很高的启动电压,才会启辉工作。LED灯则是有微小电流就能发光。所以这类问题就是,问LED灯的就会说微亮,如果说是闪光的一般是灯坏了。

节能灯

  当电容两端电压升一定数值时,流过灯珠的电流,等于输入电流。所以一般微亮会持续保持一定亮度

  有的师傅说,我即不是控制的零线,也没有你那个指示灯,也出现一闪一闪的,为什么。那就要说分布电容,绝缘电阻,和零线电位了。所为分布电容。

节能灯

  大多数我们的电线都穿在电线管里,有零线,火线,控制线,两个绝缘的导体就会存在电容,电容的大小和分布长短,之间的距离有关。交流电路中,这个电容就会有电流通过。这个就叫做感应电。不过距离多远都会有,只是他对我们是不是有影响

  绝缘电阻,很多师傅在有人问题时,都会建议用绝缘摇表。达到多少兆欧,就能正常使用。我不说这种方法好坏。只说这个绝缘电阻。

节能灯

  绝缘电阻与电容类似,目前绝缘物质都会用绝缘电阻表示,不同的是绝缘阻值的大小,如果我们的线皮损坏,还会有墙壁的潮湿,线管进水的问题。

  在说一下零线电位,什么是零线电位呢。在三相五制中由为突出。

  随着虚线的延长,零线与地线或大地之间的电位就会不断身高,如果在加上电线,和负载分配不均的问题,就会更加突出

节能灯

  零线对地的电压,到对灯有多大影响呢,那就不好说了。

节能灯

  要看对地电压到底有多高,和灯的内部结构了

  LED微亮,本可以不解决,可以当作小夜灯,晚上也许还能照点亮。节能灯闪烁,可以换成LED改成微亮。如果一定要解决这个问题,就要想些办法了。

节能灯

  不管是微亮,还是闪烁,灯头的两端一定有电压,用万用表应该可以测出,可能指针摆动很小。

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  基本解决方法有电容法,和电阻法,当然还会有其他方法。

  使用电容并联灯头,电容一定要选择500V以上,无极电容,例如电风扇,或抽油烟机电机的电容,

  一般会标称450V。具体是不是和你的灯,还要看具体情况了。这玩意最大的缺点是,断电时可能带电

  维修时候,可能遭到电击。

  灯头并联电阻最好,不过由于正常在220V工作,所以要计算220V时电阻值,散热功率,不能温度过高发生

  燃烧,损坏等事故。

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