自制LED照明燈
1 LED照明優(yōu)點
1.1 發(fā)光效率高
LED經(jīng)過幾十年的技術改良,其發(fā)光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12~24流明/瓦,熒光燈50~70流明/瓦,鈉燈90~140流明/瓦,大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經(jīng)改良后將達到達50~200流明/瓦,而且其光的單色性好、光譜窄,無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。目前,世界各國都在提高LED光效方面進行研究,在不遠的將來其發(fā)光效率還將有更大的提高。
1.2 耗電量少
LED 采用直流驅(qū)動,單管驅(qū)動電壓1.5~3.5V,電流10~18mA,反應速度快,可工作在較高頻率。
同樣照明效果的情況下,耗電量約是白熾燈泡的十分之一,約是熒光燈管的三分之一。以橋梁護欄燈為例,同樣效果的一支日光燈含鎮(zhèn)流器損耗其耗電要40 多瓦,而采用LED 每支的功率只有10~15W,無需鎮(zhèn)流器,而且可以七彩變化。
1.3 使用壽命長
采用電子光場輻射發(fā)光,燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而采用LED 燈體積小、重量輕,環(huán)氧樹脂封裝,可承受高強度機械沖擊和震動,不易破碎。LED 平均壽命達10 萬小時。用于照明的普通白光LED 有效使用壽命也在2 萬小時以上,號稱零光衰的專用照明LED 則壽命更長。 LED 燈具使用壽命可達5~10 年,可以大大降低燈具的維護費用,避免經(jīng)常換燈之苦。
1.4 安全可靠性強
發(fā)熱量低,無熱輻射,冷光源,能控制光型及發(fā)光角度,光色柔和,無眩光;不含汞、鈉元素等可能危害健康的物質(zhì)。
1.5 有利于環(huán)保
LED 為全固體發(fā)光體,耐震、耐沖擊不易破碎,廢棄物可回收,沒有污染。光源體積小,可以隨意組合,易開發(fā)成輕便薄短小型照明產(chǎn)品,也便于安裝和維護。當然,節(jié)能是我們考慮使用LED 光源的最主要原因,也許LED 光源要比傳統(tǒng)光源昂貴,但是用一年時間的節(jié)能收回光源的投資,從而獲得4~9 年中每年幾倍的節(jié)能凈收益期。
2 LED照明燈的制作
這里向大家介紹一款LED 照明燈的制作,我們首先大致了解一下白光LED 的特性。本款套件采用的是直徑5mm 的草帽頭白光LED,外形如圖1 所示。每只LED 額定電壓為3.0~3.2V,亮度為1400~1600mcd,額定工作電流20mA。當工作電流較小一些時,發(fā)光效率較高一些,溫升也越低,其有效的光源壽命可在2 萬小時以上。(因為隨使用時間增加,LED 會因為光衰而導致亮度逐漸降低,有效光源壽命是指LED 工作時能發(fā)出有效的、有利用價值的光的累計工作時間,超出這個時間,LED 雖然還能點亮,但亮度過低,從而失去實用價值。)而普通的節(jié)能燈的使用壽命也只有5000 小時左右,普通白熾燈泡的壽命只有1000小時左右,從更換燈泡的成本和所節(jié)約的電費來看,使用LED 照明燈還是非常劃算的。
圖1
成品LED 燈如圖2 所示。全燈實測功耗約為3.3W 左右。點亮后大致相當于40W 白熾燈的亮度,與7-9W 的節(jié)能燈亮度相當,連續(xù)點亮24 小時,耗電也不足0.08 度,具有顯著的節(jié)能效果。燈底部采用與普通白熾燈一致的E27 規(guī)格螺紋口,便于安裝。采用磨砂燈罩,在保證較高透光率的同時,也使得直視LED 時不至于刺眼。本款LED 燈適合在書桌、床頭、廚房、衛(wèi)生間、公共樓道等區(qū)域不太大的地方作為照明使用。
圖2
電路原理圖如圖3 所示。220V 市電先經(jīng)過C1、R2 阻容降壓,其中R2 為泄放電阻,C1 為降壓電容,其耐壓為400V。之后經(jīng)W1 整流橋輸出直流電,再經(jīng)R4 限流后,送給60 只串聯(lián)在一起的LED。因為阻容降壓接LED 的負載不是純電阻,而是近似穩(wěn)壓管特性,按此原理圖參數(shù)選擇元件,流經(jīng)LED 的電流大約為13mA。C2 是濾波電容,可以防止開燈瞬間時的大電流對LED 的沖擊。R1 是NTC 熱敏電阻,當電路出現(xiàn)意外狀況導致電流增大時,其阻值變大,促使電流降低,從而起保護作用。
圖3
有60+2 只,其中2 只是備件。焊裝LED 的圓形印板的元件面加涂了白色漆,可以增加反光效果。為方便用戶制作,套件出廠時已將螺紋口內(nèi)部的220V引線通過專用工具壓接好,可以避免該引線脫落而引發(fā)意外。
圖4
下面開始組裝,可先焊裝LED 燈板。LED 的長引腳是正極,短引腳是負極。圓形印板上LED 符號帶有陰影的一端是負極。因為LED 是低壓低電流的高敏感的電子元件,白光LED 對靜電十分敏感,如被靜電損害,會顯示一些不良特性,如漏電電流增加,在測試時不亮或發(fā)光不正常,因此在焊接時一定要做好防靜電保護,操作者應佩帶防靜電手環(huán),以防止靜電對LED 帶來的損害。要選用不漏電的30W 尖頭電烙鐵焊接,可以先焊好LED 的一個引腳觀察LED 的位置,如果不正可以融化焊錫時扶正,確認位置正確后再焊接另一個引腳。焊接要干脆果斷,焊接時間不能過長,應控制在2 秒以內(nèi),否則LED有可能被焊壞。對照符號一一將LED 焊裝在圓形印板上,焊好的外觀如圖5 所示。
圖5
圖6
接下來焊接驅(qū)動板,空板圖6 所示,對照原理圖的元件編號,將元件一一焊裝在驅(qū)動板上,焊好的驅(qū)動板如圖7 所示。
圖7
之后用導線將螺口、驅(qū)動板、LED 燈板連接起來,將螺口的中間點引線與驅(qū)動板的C1 相接,螺紋部分的引線與R1 相接。驅(qū)動板輸出“+”和“-”
分別與LED 燈板的“+”、“-”相接,注意:驅(qū)動板的輸出引線要先穿過固定架,再與LED 燈板相接。
如圖8 所示。
圖8
將驅(qū)動板裝入燈體內(nèi),用熱融膠槍將驅(qū)動板的四角與燈體固定。沒有熱融膠槍的用戶,可以將套件內(nèi)的膠塊用刀割成四小塊,用電烙鐵加熱膠塊固定驅(qū)動板。然后將固定架裝入燈體,沿著燈體內(nèi)的槽旋轉(zhuǎn)固定架,使固定架的四翼正好進入槽內(nèi)。如圖9 所示。
圖9
用螺絲穿過LED 燈板的中間孔與固定架緊固,如圖10 所示。
最后將磨砂燈罩扣上,LED 就制成了。如圖11 所示。
圖10 圖11
將組裝好的LED 燈安裝在普通螺口燈座上,就可以享受既節(jié)能又環(huán)保的新型燈具帶來的不一樣的體驗了。
提示:帶有調(diào)光功能、聲控控制的,以及其他帶有可控硅控制的螺口燈座,不適合直接安裝本LED 燈。
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