LED照明的部落格

       其實只要是電器相關產品，偶爾都會聽到電線走火，產品燃燒甚至爆炸的新聞，而LED燈爆炸的事件並非偶然，也絕不是唯一一件。我們來看下前陣子在大陸的一些LED燈爆炸的新聞：
新聞1：一位工友在電焊的時候，旁邊的LED等突然爆炸，把這位工友炸的血肉模糊。

本文以節能為出發點，通過對照明設計中光源、燈具選擇、合理設計照明方案等方面的闡述，分析照明節能的措施和可行性方法，從而為以後的照明設計提供更多有效的技術參考。
1、引言

      近日，市民劉先生到超市裡購買燈泡，可貨架上的燈泡琳瑯滿目，讓他挑花了眼。“除了傳統的白熾燈和節能燈，還有一種LED燈，我不知道這種燈的照明效果如何?”白熾燈、節能燈、LED燈哪個性價比高?通過實驗發現，家庭照明還是LED燈划算。
　　LED燈比白熾燈貴16倍
　　當前，白熾燈正面臨逐步被淘汰的局面，節能燈成為市場上的主流。記者在一家大型超市裡看到，節能燈成為主打產品，新興起的LED燈也不難買到，而白熾燈已難覓踪影。從外形上看，與節能燈的燈管形狀不同，LED燈也是球形的燈泡，與白熾燈類似。但是外包裝的標註顯示，LED燈的功率卻遠遠低於普通的白熾燈。
　　“你手裡拿著的燈泡是5瓦的功率，照明亮度相當於40瓦的白熾燈。”超市導購告訴記者，挑選LED燈和節能燈的亮度主要是看包裝盒上標註的與白熾燈對應的瓦數。記者還注意到另外一款標註3瓦的LED燈，其照明亮度相當於25瓦的白熾。
　　導購告訴記者，現在很多人還是挑選白熾燈或者節能燈，買LED燈泡的顧客並不多。“LED燈太貴。”記者注意到，某品牌5瓦的LED燈價格為49.8元(人民幣，以下同)，比其他節能燈或是白熾燈要貴出16倍。但據了解，這款LED燈的標註使用壽命可達15年。
　　白熾燈最耗電
　　那麼，這幾種市面上常見的燈泡使用起來的實際效果如何呢?這裡就3款市面上常見的燈泡進行對比實驗。
　　3款燈泡分別是白熾燈、節能燈和LED燈，價格從3元到49.8元不等。其中白熾燈的額定功率為40瓦，節能燈額定功率為8瓦，其標稱相當於40瓦白熾燈的亮度，而LED燈的額定功率為5瓦，其標稱亮度也相當於40瓦的白熾燈。
　　實驗時，在一個暗室內，將這三隻燈泡分別連接到220伏電壓的燈座上，用電流表測定電流，以測算燈泡的實際功率。同時，將三隻燈泡的包裝盒放置在距離燈泡30厘米處，用照相機以固定曝光量拍攝包裝盒的反光情況，以此直觀感受三種燈泡的區別。
　　通過測試電流，很快得出了三種燈泡的實際功率。白熾燈電流約為0.18安，實測功率約合40瓦;節能燈電流約為0.035安，實測功率約合7.7瓦;LED燈約為0.021安，實測功率約合4.6瓦。從這些數據上看，白熾燈實測功率最高，也是最耗電的。
　　LED燈最亮也最“冷”
　　那麼，三種燈泡的實際照明效果又如何呢?以相同的曝光組合拍攝一組照片，記錄下不同燈泡照射下包裝盒的反光情況，照片顯示，LED燈泡雖然標稱功率只有5瓦，其亮度卻最高。白熾燈亮度略低，散發的黃光看上去雖然很亮，但感覺相對柔和。節能燈的燈管形狀為回形，發光面積更大，但顏色偏白，直視時稍有些刺目。
　　同是40瓦或者相當於40瓦，為什麼照明效果卻有區別?這是因為，白熾燈和節能燈的光線都是向四周發散的，而LED燈的光線是向單一方向發射的，因此顯得比其他兩款燈泡更亮一些。
　　在散熱方面，白熾燈泡在使用2分鐘後就因溫度過高無法用手直接觸摸，節能燈雖明顯發熱，但用手握住燈管並不會感覺很燙，而LED燈泡則微乎其微，僅在燈泡靠近燈口處，用手觸摸時可以感到微溫。
　　LED燈性價比最高
　　單從售價上來看，買一隻LED燈，相當於購買了16隻白熾燈，購買一隻節能燈，則相當於花費了9隻白熾燈的價錢。買LED燈顯然不如節能燈和白熾燈划算。但算上耗電量和燈泡使用壽命等因素，以LED燈照明壽命為15000小時計算，相當於15個白熾燈或者是3個節能燈之和。在耗電量上，白熾燈需要消耗600度電，節能燈為115.5度，而LED燈僅為69度。
　　按照每度電0.48元計算，使用15000小時，使用白熾燈產生的電費為333元，節能燈為139.44元，而LED燈僅為82.92元。如果長期使用，還是LED燈最划算，且照明效果最好。
　　節能燈省電不省心？
　　客廳吊燈、書桌檯燈、床頭燈……目前，節能燈普遍進入家庭，受到消費者的歡迎。然而，對於節能燈的爭議一直不斷，“輻射致癌”和“光譜不連續傷眼”的說法引起不少爭論。
　　節能燈實際上就是一種緊湊型、自帶鎮流器的日光燈。通電後，燈管內的汞原子釋放出人眼看不見的紫外線，紫外線打到燈體內壁上的熒光粉塗層上，然後再轉變成可見光。不過，也正是這道看不見、摸不著的紫外線，讓節能燈被扣上了“輻射燈”的帽子。
　　據了解，節能燈的確會釋放少量紫外線，但其實所有的燈都會這樣。節能燈所發出的紫外線含量很低，在人們能夠承受的範圍內。對市民來說，應對節能燈輻射的舉措有多種，最直接的辦法是選購低輻射的節能燈。第二種辦法是在選購節能燈前查閱產品的檢測報告，按照“電場強度不應超過200伏/米，磁場強度應低於10微特斯拉”的標准進行選購。
　　光波輻射在傳遞時會隨著距離不斷減弱，遠離節能燈，可進一步減少受到傷害的機率。因此，要做到安全，最好讓節能燈與人體保持一定距離，一般來說，只要與節能燈保持1米距離就是安全的。在距離頭部比較近的位置最好不要選擇使用節能燈，比如：床頭的閱讀照明燈等。
　　關於節能燈的一個更重要的問題，是廢舊燈管的回收，因為燈管中的汞會對環境造成很大污染，而且汞屬於有毒物質，人體一次性吸入超過2.5克可導致死亡。市民在使用節能燈時一定要防止破損，廢棄燈管應標示提醒，以免對他人造成傷害。
　　10月起禁售≥60瓦普通照明白熾燈
　　2014年剛開年，“禁用白熾燈”在各國都被列上了退市議程。1月1日起，美國市場開始停止銷售最暢銷的40瓦和60瓦白熾燈，韓國、泰國、菲律賓也相繼採取措施紛紛推廣節能燈。今年10月1日起，我國也將禁止進口和銷售60瓦及以上普通照明白熾燈。業內人士分析表示，LED燈具市場頓時“亮”了起來，光源替換2014年將在全球開啟。
　　記者了解到，其實在2011年我國就有了白熾燈淘汰計劃表，按照白熾燈淘汰計劃，在經歷過渡期後，100瓦及以上普通照明白熾燈已於2012年10月1日起禁止進口和銷售。今年將進入第三個階段，2014年10月1日起禁止進口和銷售60瓦及以上普通照明白熾燈。2015年10月1日至2016年9月30日為中期評估期;2016年10月1日起禁止進口和銷售15瓦及以上普通照明白熾燈，或視中期評估結果進行調整。
　　照明學會專家表示，白熾燈通過鎢絲產生熱量發光，在使用時僅有5%的電能用於照明，其餘95%全部由熱量消耗。節能燈則能把80%的電能轉化成光能，LED燈可直接把電轉化為光，功耗更低。“光源替換後，節能燈和LED燈將佔據照明市場。”

LED照明產品出口出現了井噴，但是安全質量還有待加強。筆者是某地出入境檢驗檢疫局工作人員，本文分析了LED光源類和LED燈具類不合格產品的典型案例，給出整改意見，以提高出口產品質量。
　　1.案例分析
　　1.1 案例一
　　某地受理某企業出口歐盟的LED燈泡一批，按要求抽樣後，檢驗機構按照1EC62560-2011版本的要求對產品進行檢測。經檢測，發現該款LED燈泡存在兩個問題：1、缺少標準要求的標記；2、耐壓測試時被擊穿。
　　1.1.1 標記的要求如下: 1、來源標誌（可採取商標、製造商或銷售商名稱）；2、額定電壓或電壓範圍(以“V” 或者“伏特”表示) ；3、額定功率（以“W”或者“瓦特”表示）；4、額定頻率（以“Hz”表示) 。
　　生產廠商、商標等是標記的重要組成部分。該燈具缺少來源標記，消費者無法通過器具找到燈泡的生產廠商或者經銷商，發現產品質量問題也沒辦法及時的退換貨；缺少來源標記，政府等有關部門缺乏通過產品追踪生產企業的重要手段，攪亂市場秩序。
　　1.1.2 標準要求對燈泡的L/N 兩極與其他易觸及部件之間進行耐壓測試。測試電壓為2U+2000V（U燈具的額定電壓），測試時間為1分鐘。
　　抗電強度測試是出口LED燈泡必須通過的一項主要測試項目。未通過抗電強度測試會使產品內部元器件短路，產生觸電和火災的危險，對人們的生命財產安全造成嚴重的威脅。在測試過程中，該LED燈泡發生閃絡，並且擊穿。經過拆解後發現，該LED燈泡內部帶電件與金屬散熱外殼的爬電距離過小，導斂LED燈泡無法經受標準規定的抗電強度。
　　1.2 案例二
　　某地受理某企業出口歐盟的LED燈一批，按要求抽樣後，檢驗機構按照1 EC60598- 1-2008版本的要求對產品進行檢測。發現該款LED燈存在以下問題: 1、標記未能通過擦拭實驗；2、抗電強度測試未通過；3、接地處無標記、未使用黃綠雙色接地線；4 、電源軟線線徑小於標準要求。
　　1.2.1 標識是消費者使用器具的重要參考數據，為了保證標記的長期可讀性，LED 燈必須經過標記的耐久度測試。測試方法如下：用水和汽油各擦拭15s ，標記不應出現脫落、捲邊或者模糊不能辨認。樣品並沒有使用絲印或者增加保護膜等手段保護產品標記，導致未能通過標記的耐久度測試。
　　1.2.2 抗電強度測試，防止電湧衝擊，保護消費者和器具的安全，器具必須通過抗電強度測試。樣品兩極與接地金屬外之間1500V的電壓持續1分鐘，不應該出現擊穿。經過分析，導致抗電強度不合格的原因為，器具所使用的隔離變壓器無法達到標準要求，隔離變壓器在1200V的時候就已經發生擊穿。
　　1.2.3 接地端子處應有接地符號，並使用專用的黃綠雙色電源導線。接地線應該使用黃綠雙色線並且黃綠雙色線只能用於接地，同時通過接地符號的標記、安裝維修人員可以清楚的認知器具的接地部分，保證器具的接地性能良好，保護消費者的用電安全。
　　1.2.4 樣品標記中顯示該款產品的防水防塵等級大於lP20 ，達到一定的防水防塵要求，為非普通燈具。非普通燈具工作環境比較惡劣，對於電源線的機械強度要求較高，為確保產品在使用過程中電源線不被扯斷以及功率的要求，標準規定非普通燈具的外接軟線要求線徑至少為1.0mm平方。而所送樣品的電源軟線僅為0.75mm平方，小於標準要求。
　　2.小​​結及企業應對方案
　　2.1根據統計，出口LED 照明產品不合格項目主要集中在標識方面。標識方面的不合格佔總體不合格項目的50%以上，但標識問題也是最容易解決的。主要是因為企業未能重視標記的問題，或者自身科研實力不夠未能理解標準所要求標記的項目。
　　企業可以通過加強自身的重視程度，完善出廠檢驗流程，確保標記的完整性和耐久性，就可以把漏標、耐久不夠等標記問題解決。
　　2.2 抗電強度的不合格率佔總體不合格項目的20%以上，抗電強度不合格是多方面原因造成的。主要是使用不合格的電子元器件或者結構設計不合理，爬電距離和電器間隙過小等。
　　企業需建立完整的來料檢驗體系，確保所選用的元器件符合標準的要求；同時提高員工的工作能力，多參加安規方面的培訓，保證設計出來的產品能符合爬電距離和電器電器間隙的要求。
　　2.3 接地措施以及外接軟線項目不合格產生原因和標識方面一樣，可以提高重視程度，從而大大減少類似不合格項目出現的機率。

一定好多朋友有疑問？不是拆了起動器，就能使用LED燈管了嗎？
為什麼要將啟動器/安定器拆掉?
A：如果燈具上是安裝電磁式安定器的話只要拔啟動器，電磁式安定器不用拔？
Q：因為LED燈管不需要高壓啟動，而改線不通過它，則電磁式啟動器就無啟動效果，這樣一來，即可達到LED雙重享受，明亮又省錢。

　  宜家去年推出的低成本燈泡LEDare LED給我們留下深刻印象，今年以來，這家瑞典零售巨頭正在擴大Ledare系列，改變形狀和大小，提供更大、更亮的燈泡，光通量1000流明，售價11美元。
 　　評分：設計7分、價值9分、性能7.5分，綜合7.8分

 　　建議零售價：10.99美元

目前在一般的LED照明市場上，存在非隔離設計和隔離型驅動電源之分。非隔離設計僅限於雙絕緣產品，例如燈泡的替代產品，其中LED和整個產品都集成並密封在非導電塑料中，因此，最終用戶並沒有任何觸電的危險。二級產品都是隔離型的，價格相對比較昂貴，但在用戶可以接觸到LED和輸出接線的地方（通常在LED照明和路燈照明應用的情況下），這種產品必不可少。
帶隔離變壓器或者電氣隔離的LED驅動電源意味著LED可以直接用手接觸而不會觸電。而無隔離變壓器的LED驅動電源雖仍可以借助防護外殼實現部分機械絕緣，但此時的LED在工作時並不能直接接觸。
絕緣型燈泡在今後將成為主流
物理設計決定著驅動器是隔離式還是非隔離式。安全規則通常要求使用兩個獨立的隔離層。設計師可以選擇兩種物理隔離層，即塑料散光罩和玻璃護罩，並使用非隔離式電源。如果物理隔離成本太高、存在機械困難或者吸收太多光，就必須在電源中解決電氣隔離問題。