LED室內(nèi)照明方案策劃

1、1上海龍茂微電子公司上海龍茂微電子公司LED室內(nèi)光源設(shè)計室內(nèi)光源設(shè)計上海龍茂微電子上海龍茂微電子茅于海、朱惠泉茅于海、朱惠泉2010/042全世界的照明用電 全世界的照明用電占全部用電量的20-22% 其中40%為白熾燈照明 每年耗電2萬億度電 我國2008年照明用電4100億度 預(yù)計2010年中國用電量達(dá)到萬億度 其中照明用電超過3000億度 LED用電量為白熾燈的1/10 每年可節(jié)省1000億度電，相當(dāng)一個三峽水電站3各種光源的發(fā)光效率4室內(nèi)照明的特點 應(yīng)用范圍廣 距離范圍廣 應(yīng)用決定要求 有個性化要求5（一）（一）室內(nèi)照明的應(yīng)用場合室內(nèi)照明的應(yīng)用場合6機場 層高高（可達(dá)15米以上） 范圍

2、廣（可達(dá)數(shù)千平米） 要求照度高（旅客閱讀需要）、均勻、無眩光、柔和自然 充分利用新興高效反光材料 目前主要采用高瓦數(shù)（150W）金鹵燈 主要以暖白LED為主、冷白為輔 可大量采用PAR38（24W）及LED日光燈7機場照明設(shè)計舉例（1）8機場照明設(shè)計舉例（2）9地下車庫照明（一）10地下車庫的照明設(shè)計 正常照明：亮度均勻，避免眩光 汽車庫建筑設(shè)計規(guī)范JGJ1009 應(yīng)急照明：疏散指示照明，疏散照明 汽車庫、修車庫、停車場設(shè)計防火規(guī)范 GB60067911地鐵車站的照明12商場 分為公共區(qū)、室內(nèi)、櫥窗 公共區(qū)以天窗、日光燈為主 室內(nèi)以日光燈、大功率射燈（PAR燈）為主 櫥窗以小功率射燈、MR16

3、為主13天光和人造光的搭配14商場室內(nèi)以大功率PAR燈為主15櫥窗照明以各種功率射燈為主16餐館的照明 不宜過亮 以暖白為主 除總體照明外增加局部照明17辦公室和學(xué)校 面積從幾十平米到幾百平米 以LED日光燈為主（兩根裝或三根裝） 以冷白為主（4700-5800K） 要求照度高，以滿足閱讀需要 可采用光敏調(diào)光日光燈18家居的照明（1） 客廳采用高亮度，冷白色為主19家居的照明（2） 臥室采用低亮度、暖白色為主 要隱藏光源、不可有眩光 需要可調(diào)亮度20（二）各種應(yīng)用的技術(shù)指標(biāo)要求21照明亮度 首先要確定各種應(yīng)用場合對照明亮度的要求 確定光源點的位置 從應(yīng)用的角度來說，要確定離光源距離處的照度，以

4、Lux表示。 對于光源來說則是以發(fā)出的光通量來表示，其單位是流明Lm 最后根據(jù)其所采用的LED發(fā)光效率決定其所需要的功率22照度是光通量、距離和角度的函數(shù)23LED可以用較低照度 日本松下公司發(fā)現(xiàn)和鹵素?zé)粝啾萀ED可以采用較低照度而得到相同的照明效果 基于相對亮度制定了Feu指標(biāo) 鹵素?zé)魹?000 Lux，而LED只要800 Lux就可以得到相同的Feu 這是因為人眼對LED主觀感覺上有較高的亮度24色溫鎢絲燈2700K鹵素?zé)?000K高壓鈉燈1950-2250K高壓汞燈(水銀燈）3450-3750K金鹵燈4000-4600K暖色熒光燈2500-3000K冷色熒光燈4000=5000K25LE

5、D的色溫 LED幾乎可以實現(xiàn)所有色溫 因為可以采用RGB合成 但常用3種色溫26常用色溫 1、低色溫：色溫在、低色溫：色溫在3300K以下，光色偏紅給以下，光色偏紅給以溫暖的感覺；有穩(wěn)重的氣氛，溫暖的覺；當(dāng)以溫暖的感覺；有穩(wěn)重的氣氛，溫暖的覺；當(dāng)採用低色溫光源照射時，能使紅色更鮮艷。採用低色溫光源照射時，能使紅色更鮮艷。 2、中色溫、中色溫:色溫在色溫在3000-6000K為中間為中間,人在人在此色調(diào)下無特別明顯的視覺心理效此色調(diào)下無特別明顯的視覺心理效,有爽快的感有爽快的感覺覺;所以稱為所以稱為中性中性色溫色溫.當(dāng)采用中色溫光源照當(dāng)采用中色溫光源照射時射時,使藍(lán)色具有清涼感使藍(lán)色具有清涼感.

6、 3、高色溫、高色溫:色溫超過色溫超過6000K,光色偏藍(lán)光色偏藍(lán),給人以給人以清冷的感覺清冷的感覺,當(dāng)采用高色溫光源照時當(dāng)采用高色溫光源照時,使物體有使物體有冷的感覺冷的感覺. 27色溫可由LED制造商提供以Cree公司的XLamp7090XR-E為例28顯色性兩種顯色性忠實顯色性：能正確表現(xiàn)物質(zhì)本來的顏色的顯色指數(shù) (Ra) ，最高100%效果顯色性：要鮮明地強調(diào)特定色彩，表現(xiàn)美的生活可以利用加色法來加強顯色效果 ，例如電視機29LED的顯色性 顯色指數(shù)CRI和色溫有關(guān) 嚴(yán)格地說是和絕對黑體的色溫有關(guān) 越接近太陽光（6500K）顯色性越好 但LED的色溫雖然可以做到6500K，其顯色指數(shù)不

7、能做到100%，因為其光譜不同于太陽光 為了改進(jìn)LED的顯色指數(shù)，需要從改進(jìn)其光譜著手，使其盡可能接近太陽光譜 改進(jìn)光譜主要靠改變熒光粉配方 目前LED最高顯色指數(shù)可以達(dá)到95%左右 采用鍍鋅硅的鎘硒將熒光黃色、綠色和紅色納米微粒嵌入到一個熒光藍(lán)色有機矩陣中 30第二講LED日光燈31LED日光燈的優(yōu)點 省電 電源效率高，功率因數(shù)高 可以調(diào)光 壽命長達(dá)5萬小時 不含汞 色溫范圍廣，還可以顯示各種不同顏色 無紫外線輻射 無電磁輻射 外置電源，可以做到燈管兩端電壓低于36V安全電壓 非玻璃制品、不易破損32LED日光燈的優(yōu)點（一）發(fā)光效率高33LED的發(fā)光效率 熒光燈的發(fā)光效率為55-80流明/瓦

8、 Philips公司的T8熒光燈的發(fā)光效率為72流明/瓦 目前國產(chǎn)LED的發(fā)光效率為100流明/瓦 Cree公司的XLampXP-G的發(fā)光效率已經(jīng)到130流明/瓦 LED的發(fā)光效率還在以每年20%的速度增長34LED具有極大的發(fā)展?jié)摿Ω鶕?jù)實際數(shù)據(jù)總結(jié)出LED發(fā)展的Haitz定律，價格每10年降低10倍，性能每十年提高20倍35LED日光燈的優(yōu)點（二）節(jié)能36熒光燈的燈具效率 熒光燈為360發(fā)光 向上180發(fā)出的光只能靠反光板反射 整個燈具效率低于70% 36W熒光燈總流明為2592流明 有效流明數(shù)為2592*0.7=1814流明37LED日光燈的燈具效率 LED日光燈為向下120發(fā)光 幾乎全部

9、為有效光 假定采用100流明/瓦LED 18W的LED日光燈就可以產(chǎn)生1800流明 和36W的熒光燈相當(dāng)，功效提高一倍38LED日光燈的優(yōu)點（三）省電省電39熒光燈的電源（一）（b）電子鎮(zhèn)流器40熒光燈的電源（二）通常采用鐵芯電感鎮(zhèn)流器采用鐵芯電感鎮(zhèn)流器耗電大，約為（Philips）-10W（國產(chǎn)）功率因數(shù)差（）2.電子鎮(zhèn)流器壽命低電子鎮(zhèn)流器耗電也大（4W-10W，且達(dá)不到額定輸出功率)電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)也低，只有Philips公司36W熒光燈加到兩種國產(chǎn)電子鎮(zhèn)流器實測A型電子鎮(zhèn)流器B型電子鎮(zhèn)流器輸入功率34.7W17.3W功率因數(shù)0.6230.57741HV9910方案42非隔離式電源原理

10、圖43非隔離內(nèi)置式LED日光燈 輸出端帶電（220V），不安全 輸出瓦數(shù)：20W 效率：88% 功率因數(shù)： 尺寸：寬度18mm，高度10mm，長度：230mm 可以放進(jìn)T8燈管 可以直接替換現(xiàn)有熒光燈 非隔離不易通過CE、UL認(rèn)證44隔離式電源原理圖45內(nèi)置式隔離式LED日光燈電源輸入和輸出之間有變壓器隔離，輸出端沒有220V容易通過CE和UL認(rèn)證輸出功率：20W效率可達(dá)90%，PF可達(dá)可以直接取代普通熒光燈（電感鎮(zhèn)流器式）成本要比非隔離式高一倍左右46外置式隔離式外置式隔離式LED日光燈電源日光燈電源 采用大功率AC/DC恒壓源+DC/DC恒流源 效率超過90%，PF超過 缺點：無法直接取代

11、普通熒光燈 優(yōu)點：可以同時對多根LED日光燈進(jìn)行調(diào)光47LED日光燈的調(diào)光 LED日光燈可以實現(xiàn)手動調(diào)光來進(jìn)一步降低能耗 恒流源在PWM調(diào)光時，其峰值電流不變 采用PWM調(diào)光不會產(chǎn)生色溫偏移 PWM脈沖的頻率約為200Hz,以免人眼感到閃爍 亮度和PWM信號工作比成正比,可從0100外置式AC/DC恒壓開關(guān)電源220V可調(diào)光DC/DC恒流驅(qū)動電源SLM2842SDLED日光燈PWM調(diào)光信號發(fā)生器SLM3801調(diào)光控制旋鈕PWM調(diào)光信號至其他LED日光燈48內(nèi)置式電源的優(yōu)缺點 可以直接替換現(xiàn)有日光燈以減小工時 不拆去鎮(zhèn)流器以后，鎮(zhèn)流器仍然耗能，使得LED日光燈的節(jié)能效果變差 電感鎮(zhèn)流器耗電，電子

12、鎮(zhèn)流器耗電4W-10W 電源放進(jìn)燈管內(nèi)以后，發(fā)熱量增加，降低LED壽命49內(nèi)置式電源的實測數(shù)據(jù)性能指標(biāo)內(nèi)置式非隔離電源本身內(nèi)置式加上鎮(zhèn)流電感內(nèi)置式加上電子鎮(zhèn)流器外置式（每根燈管）總功率25.6W26.85W30.5W22.18W效率787465%90功率因素0.9460.510.9160.99550內(nèi)置式和外置式電源的比較內(nèi)置式非隔離電源內(nèi)置式非隔離電源（直接替換的內(nèi)置（直接替換的內(nèi)置式）式）內(nèi)置式隔離式電源內(nèi)置式隔離式電源（直接替換的內(nèi)置（直接替換的內(nèi)置式）式）外置式非隔離電源外置式非隔離電源（或非替換的內(nèi)置（或非替換的內(nèi)置式）式）外置式隔離式電源外置式隔離式電源（或非替換的內(nèi)置（或非替換的

13、內(nèi)置式）式）外置式集中供電外置式集中供電電源電源可直接替換鐵芯電感熒光燈可直接替換鐵芯電感熒光燈無法直接替換需拆去鎮(zhèn)流器無法直接替換需拆去鎮(zhèn)流器無法直接替換需拆去鎮(zhèn)流器不易通過CE、UL認(rèn)證容易通過CE、UL認(rèn)證不易通過CE、UL認(rèn)證容易通過CE、UL認(rèn)證容易通過CE、UL認(rèn)證存在觸電隱患無觸電隱患存在觸電隱患無觸電隱患無觸電隱患效率低：67%效率低：67%效率高：88%效率高：90%效率極高:93%功率因素差：0.51功率因素差：0.51功率因素高：0.9功率因素高：0.9功率因素極高：0.99電解電容溫升高,電源壽命低電解電容溫升高,電源壽命低電解電容溫升低,電源壽命高電解電容溫升低,電源

14、壽命高電解電容溫升低,電源壽命高散熱差、LED壽命低：10,000hrs散熱差、LED壽命低：50,000hrs散熱好，LED壽命高 : 50,000hrs散熱好，LED壽命高: 50,000hrs電源成本低：35元電源成本略高:20元電源成本略高:36元電源成本高:50元LED或電源損壞時都要一起丟棄LED或電源損壞時都要一起丟棄不必一起丟棄不必一起丟棄不必一起丟棄無法調(diào)光無法調(diào)光無法調(diào)光無法調(diào)光可以調(diào)光51LED日光燈的優(yōu)點（四）壽命長52熒光燈的壽命很低 一般國產(chǎn)熒光燈的壽命只有2000-3000小時 國外品牌熒光燈的壽命約為5000小時 國外品牌長壽命熒光燈的最高壽命約為10000小時

15、 采用電子鎮(zhèn)流器的壽命更低，因為電子鎮(zhèn)流器容易損壞53LED日光燈的標(biāo)稱壽命長LED本身的壽命很長，只要結(jié)溫夠低例如Cree的芯片只要結(jié)溫低于45度，壽命可超過30萬小時54生產(chǎn)廠家提供的實際數(shù)據(jù)在LED接腳溫度低于60度時，可確保壽命高于50000小時55LED日光燈的實際壽命 LED日光燈的實際壽命取決于散熱 第一代：采用全塑燈管、內(nèi)置電源、草帽管LED，壽命只有1000小時 第二代：采用半鋁半塑燈管、內(nèi)置式電源、貼片式LED，壽命大約為一萬小時左右 第三代：采用扇形半鋁散熱器、外置式電源、低熱阻LED，壽命可達(dá)5萬小時56LED日光燈的優(yōu)點（五）（五）不含汞不含汞57汞的危害性 汞是一種

16、劇毒物質(zhì)，人體吸入克汞蒸汽就有生命危險 汞可在常溫下蒸發(fā)，廢棄熒光燈瞬間可使周圍空氣汞濃度達(dá)10-20mg/m3 超過國家規(guī)定濃度（3)1000倍 1mg汞足以污染公斤水，使其達(dá)不到飲用標(biāo)準(zhǔn) 慢性汞中毒主要損害消化道、腎臟、呼吸系統(tǒng)、脾臟及神經(jīng)系統(tǒng)，出現(xiàn)口腔腫脹糜爛、腎病綜合癥、腎炎、蛋白尿、肺炎、神經(jīng)衰弱等 水中生物食用后會生成CH3Hg，半耳勺就可以致人死命 日本因為水俁灣的水被汞污染而死去數(shù)百人之多 58熒光燈和節(jié)能燈的含汞量除白熾燈和鹵素?zé)敉鈳缀跛泄庠炊己療晒鉄?6mm熒光燈26mm金鹵燈節(jié)能燈10mm高壓鈉燈LED25-45 mg20mg20-25mg10-15mg12-14mg

17、059熒光燈的汞污染 一支T8熒光燈可以污染109噸水 我國年產(chǎn)五十億支熒光燈 每年大約消費4億支熒光燈 一共廢棄8噸汞 足以污染436億噸水 危害我們子孫萬代！60LED日光燈不含任何有毒物質(zhì)！日光燈不含任何有毒物質(zhì)！61LED日光燈的優(yōu)點（六）色溫和顏色62各種光源的色溫鎢絲燈2700K鹵素?zé)?000K高壓鈉燈1950-2250K高壓汞燈（水銀燈）3450-3750K金鹵燈4000-4600K暖色熒光燈2500-3000K冷色熒光燈4000=5000K63LED日光燈的色溫LED幾乎可以產(chǎn)生整個黑體輻射光譜的所有色溫，因為可以采用RGB來合成6465LED也可以產(chǎn)生任何顏色66LED也可以

18、產(chǎn)生任何顏色67LED日光燈的優(yōu)點（七）其它優(yōu)點68LED日光燈還有很多其他優(yōu)點 普通熒光燈會產(chǎn)生2.16%左右的紫外線 LED日光燈完全沒有紫外線輻射 26W節(jié)能燈會產(chǎn)生100微瓦/cm2的微波輻射，國家標(biāo)準(zhǔn)為50微瓦/cm2 LED日光燈本身不產(chǎn)生微波輻射，其恒流源會產(chǎn)生少許遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)的輻射 普通熒光燈兩端都有220V高壓，有觸電危險 外置電源LED日光燈兩端只有低于36V的安全電壓，無觸電危險 普通熒光燈外殼為易碎玻璃，破損時會傷及兒童 LED日光燈外殼為鋁合金和塑料，不易破損69LED日光燈的唯一缺點-價高 價高可以算是LED日光燈的唯一缺點 目前帶內(nèi)置式電源的LED日光燈價格在2

19、00元人民幣左右大約比熒光燈貴10倍 其中50%以上是LED的成本 LED的成本每十年降低10倍 LED日光燈的壽命比熒光燈長10倍 普通熒光燈在丟棄時必須付出有毒物質(zhì)處理費 可以說在今天采用LED日光燈在經(jīng)濟上是合算的。 可能老百姓還不能接收，但是政府應(yīng)該可以接受 因為.70LED日光燈的經(jīng)濟效益和環(huán)保效益 中國每年生產(chǎn)熒光燈超過55億支 據(jù)統(tǒng)計華南地區(qū)安裝的日光燈大約有50億支，華東地區(qū)大約安裝有50-100億支。 全國總計超過150億支 假定每支熒光燈平均耗電為40W/支，假定平均每天工作3小時，每年用電度 改成LED日光燈可以節(jié)省一半的電能，每支每年節(jié)省度 假定150億支中的1/3改成

20、LED日光燈，就是50億支 所節(jié)省的總電量達(dá)1095億度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一個三峽電站發(fā)電量（847億度） 每支熒光燈含汞20mg 每年消耗四億支 四億支共含汞8噸 足以污染436億噸水71采用LED日光燈是節(jié)能減排的重要措施 中國二氧化碳排放量達(dá)62億噸（2005）世界第一 中國承諾2020比2005減排45%，就是要減排億噸。 將1/3熒光燈改為LED日光燈可以減排億噸二氧化碳 如果2020年全部改成LED日光燈可減排億噸二氧化碳，占中國承諾指標(biāo)的11.7%，這是一個極為可觀的減排量！72第三講LED泡燈73LED泡燈如何取代白熾燈白熾燈泡的優(yōu)點全方位發(fā)光白熾燈有較強的紅外輸出，可用于浴霸白熾燈功

21、率因數(shù)高，為白熾燈調(diào)光容易實現(xiàn)無污染成本低白熾燈的缺點發(fā)光效率低（發(fā)出的可見光效率低）74LED取代白熾泡燈的難點LED的優(yōu)勢主要是發(fā)光效率高5倍以上難點360度全方位發(fā)光功率因數(shù)為1成本低75非隔離恒流電源缺點：輸出端有220V，有觸電的危險，不易通過安檢和CE、UL認(rèn)證76HV9921的實際電路77HV9910DB5用于交流驅(qū)動78隔離式電源 反激式用于功率小于30W的中低功率電源 LLC半橋諧振用于大功率79功率因素校正PFC 無源PFC可達(dá)0.8-0.9 PF 有源PFC可達(dá)以上80帶有功率因數(shù)校正的非隔離恒流驅(qū)動81隔離式恒流電源82外形和電氣參數(shù)83高頻變壓器的設(shè)計84帶冷卻系統(tǒng)的

22、LED泡燈85第三部分LED射燈86兩種射燈傳統(tǒng)的射燈都是源于白熾燈，有兩種，MR16射燈，通常稱為鹵素?zé)艄β?5-50W輸出光通量800流明壽命：2000小時管腳，輸入電壓12VAC/DCPAR射燈,管腳EL27，1.輸入市電220VAC87LED射燈和MR16鹵素?zé)舻谋容^88MR16降壓式電源89降壓式MR16外形圖905W射燈1. 功率：5W2. 輸入電壓：12V AC或12VDC3. LED輸入電流：700mA4. 色溫：6000-7000K5. 流明數(shù)：200-250lm6. 外徑：50mm7. 插頭：MR1691升壓型MR16電源925x1W射燈（MR16）1. 輸入電壓：12VAC或12VDC（極性任意）2. 采用升壓型恒流源3. 輸出電流：350mA4. 負(fù)載：5個1瓦LED串聯(lián)5. 效率：90%933x3W射燈 輸入電壓：12VAC, 12VDC或24VAC，24VDC 輸出電流和效率： 500mA (12VAC和12VDC時)，=70% -70