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LED照明灯DIY

作者:时间:2012-12-27来源:网络收藏

  在电能源的使用中,照明用电占据了相当大的比例,我们现在常用的日光灯、节能灯等灯具,较之早先的普通白炽灯,在发光效率上有了很大提高,得到了广泛的应用。随着制造工艺水平的不断提高,(发光二极管)也被广泛用于各种照明领域。

   具有更高的发光效率,更低的耗电量,使用寿命也更长,在城市亮灯工程和家居照明当中起到了非常好的效果。在当前能源紧缺的环境下, 节能技术将成为一项很重要的发展方向。我们国家已经启动了“半导体照明”工程,将其作为新一代的绿色照明光源进行开发和推广。

  一、LED照明优点

  1.发光效率高

  LED经过几十年的技术改良,其发光效率有了较大的提升。白炽灯、卤钨灯光效为12~24流明/瓦,荧光灯50~70流明/瓦,钠灯90~140流明/瓦,大部分的耗电变成热量损耗。LED光效经改良后将达到达50~200流明/瓦,而且其光的单色性好、光谱窄,无需过滤可直接发出有色可见光。目前,世界各国都在提高LED光效方面进行研究,在自己动手组装LED不远的将来其发光效率还将有更大的提高。

  2.耗电量少

  LED 采用直流驱动,单管驱动电压1.5~3.5V,电流10~18mA,反应速度快,可工作在较高频率。

  同样照明效果的情况下,耗电量约是白炽灯泡的十分之一,约是荧光灯管的三分之一。以桥梁护栏灯为例,同样效果的一支日光灯含镇流器损耗其耗电要40 多瓦,而采用LED 每支的功率只有10~15W,无需镇流器,而且可以七彩变化。

  3.使用寿命长

  采用电子光场辐射发光,灯丝发光易烧、热沉积、光衰减等缺点。而采用LED 灯体积小、重量轻,环氧树脂封装,可承受高强度机械冲击和震动,不易破碎。LED 平均寿命达10 万小时。用于照明的普通白光LED 有效使用寿命也在2 万小时以上,号称零光衰的专用照明LED 则寿命更长。 LED 灯具使用寿命可达5~10 年,可以大大降低灯具的维护费用,避免经常换灯之苦。

  4.安全可靠性强

  发热量低,无热辐射,冷光源,能控制光型及发光角度,光色柔和,无眩光;不含汞、钠元素等可能危害健康的物质。

  5.有利于环保

  LED 为全固体发光体,耐震、耐冲击不易破碎,废弃物可回收,没有污染。光源体积小,可以随意组合,易开发成轻便薄短小型照明产品,也便于安装和维护。当然,节能是我们考虑使用LED 光源的最主要原因,也许LED 光源要比传统光源昂贵,但是用一年时间的节能收回光源的投资,从而获得4~9 年中每年几倍的节能净收益期。

  二、LED的制作

  这里向大家介绍一款LED 的制作,我们首先大致了解一下白光LED 的特性。本款套件采用的是直径5mm 的草帽头白光LED,外形如图1 所示。每只LED 额定电压为3.0~3.2V,亮度为1400~1600mcd,额定工作电流20mA.当工作电流较小一些时,发光效率较高一些,温升也越低,其有效的光源寿命可在2 万小时以上。(因为随使用时间增加,LED 会因为光衰而导致亮度逐渐降低,有效光源寿命是指LED 工作时能发出有效的、有利用价值的光的累计工作时间,超出这个时间,LED 虽然还能点亮,但亮度过低,从而失去实用价值。)而普通的节能灯的使用寿命也只有5000 小时左右,普通白炽灯泡的寿命只有1000小时左右,从更换灯泡的成本和所节约的电费来看,使用LED 照明灯还是非常划算的。

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  图1 草帽头白光LED外形

  成品LED 灯如图2 所示。全灯实测功耗约为3.3W 左右。点亮后大致相当于40W 白炽灯的亮度,与7-9W 的节能灯亮度相当,连续点亮24 小时,耗电也不足0.08 度,具有显著的节能效果。灯底部采用与普通白炽灯一致的E27 规格螺纹口,便于安装。采用磨砂灯罩,在保证较高透光率的同时,也使得直视LED 时不至于刺眼。本款LED 灯适合在书桌、床头、厨房、卫生间、公共楼道等区域不太大的地方作为照明使用。

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  图2 成品LED灯

  电路原理图如图3 所示。220V 市电先经过C1、R2 阻容降压,其中R2 为泄放电阻,C1 为降压电容,其耐压为400V.之后经W1 整流桥输出直流电,再经R4 限流后,送给60 只串联在一起的LED.因为阻容降压接LED 的负载不是纯电阻,而是近似稳压管特性,按此原理图参数选择元件,流经LED 的电流大约为13mA.C2 是滤波电容,可以防止开灯瞬间时的大电流对LED 的冲击。R1 是NTC 热敏电阻,当电路出现意外状况导致电流增大时,其阻值变大,促使电流降低,从而起保护作用。

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  图3 电路原理图

  LED 灯的主要零配件如图4 所示。LED 共配有60+2 只,其中2 只是备件。焊装LED 的圆形印板的元件面加涂了白色漆,可以增加反光效果。为方便用户制作,套件出厂时已将螺纹口内部的220V引线通过专用工具压接好,可以避免该引线脱落而引发意外。

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  图4 LED 灯的主要零配件

  下面开始组装,可先焊装LED 灯板。LED 的长引脚是正极,短引脚是负极。圆形印板上LED 符号带有阴影的一端是负极。因为LED 是低压低电流的高敏感的电子元件,白光LED 对静电十分敏感,如被静电损害,会显示一些不良特性,如漏电电流增加,在测试时不亮或发光不正常,因此在焊接时一定要做好防静电保护,操作者应佩带防静电手环,以防止静电对LED 带来的损害。要选用不漏电的30W 尖头电烙铁焊接,可以先焊好LED 的一个引脚观察LED 的位置,如果不正可以融化焊锡时扶正,确认位置正确后再焊接另一个引脚。焊接要干脆果断,焊接时间不能过长,应控制在2 秒以内,否则LED有可能被焊坏。对照符号一一将LED 焊装在圆形印板上,焊好的外观如图5 所示。

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  图5 焊好的外观

  接下来焊接驱动板,空板图6 所示,对照原理图的元件编号,将元件一一焊装在驱动板上,焊好的驱动板如图7 所示。

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  图6 空板图

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  图7 焊好的驱动板图

  之后用导线将螺口、驱动板、LED 灯板连接起来,将螺口的中间点引线与驱动板的C1 相接,螺纹部分的引线与R1 相接。驱动板输出“+”和“-”分别与LED 灯板的“+”、“-”相接,注意:驱动板的输出引线要先穿过固定架,再与LED 灯板相接。

  如图8 所示。

  图8

  图8

  将驱动板装入灯体内,用热融胶枪将驱动板的四角与灯体固定。没有热融胶枪的用户,可以将套件内的胶块用刀割成四小块,用电烙铁加热胶块固定驱动板。然后将固定架装入灯体,沿着灯体内的槽旋转固定架,使固定架的四翼正好进入槽内。如图9 所示。

  图9

  图9

  用螺丝穿过LED 灯板的中间孔与固定架紧固,如图10 所示。

  图10

  图10

  最后将磨砂灯罩扣上,LED 就制成了。如图11 所示。

  图11

  图11

  将组装好的LED 灯安装在普通螺口灯座上,

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