一、LED吸顶灯的构成和散热
普通LED吸顶灯的构造和普通吸顶灯没有什么区别。都是由底壳,外罩,电源,灯等4个部分组成,外观也一模一样,如图所示。
LED吸顶灯的外观
通常对于要求高的厂合的大多采用1W的LED灯珠。
灯珠可以按照其外形来排列,例如假定外形为圆形,那么灯珠就排成圆形,反之,假如外形是方形,那么就排成方形。即便如此,灯珠的排列也还是有很多种方法,一个典型的LED吸顶灯的内部结构如图所示。
LED吸顶灯的内部结构
图中圆环形的印制板上有一圈LED灯珠,它是采用9颗1W的流明型LED灯珠,总共功率为9W。中间的长方形为其恒流电源。
需要提出的是仍然有大量的低价LED吸顶灯采用了小功率草帽灯,然而由于草帽灯的热阻很大(450℃/W),很难把热导出,因而光衰严重,寿命很短。
LED吸顶灯的灯罩及密封性
灯罩通常采用PC板和亚克力板原料,其性能如下:
(1)透光性:PC板透光率最高可达89%,可与玻璃相妣美。UV涂层板在太阳光下爆晒不会产生黄变,雾化,透光不佳,十年后透光流失仅为6%,PVC流失率则高达15%—20%,玻璃纤维为12%-20%。
(2)抗撞击:PC板撞击强度是普通玻璃的250-300倍,同等厚度亚克力板的30倍,是钢化玻璃的2-20倍,用3kg锤以下两米坠下也无裂痕,有“不碎玻璃”和“响钢”的美称。
(3)防紫外线:PC板一面镀有抗紫外线(UV)涂层,另一面具有抗冷凝处理,集抗紫外线、隔热防滴露功能于一身。可阻挡紫外线穿过,及适合保护贵重艺术品及展品,使其不受紫外线破坏。
(4)重量轻:比重仅为玻璃的一半,节省运输、搬卸、安装以及支撑框架的成本。
(5)阻燃:国家标准GB50222—95确认,PC板为难燃一级,即B1级。PC板自身燃点是580摄氏度,离火后自熄,燃烧时不会产生有毒气体,不会助长火势的蔓延。
(6)可弯曲性:可依设计图在工地现场采用冷弯方式,安装成拱形,半圆形顶和窗形。最小弯曲半径为采用板厚度的175倍,亦可热弯。
(7)温度适应性:PC板在-100℃时不发生冷脆,在135℃时不软化,在恶劣的环境中其力学,机械性能等均无明显变化。
(8)耐候性:PC板可以在-40℃至120℃范围保持各项物理指标的稳定性。人工气候老化试验4000小时,黄变度为2,透光率降低值仅0.6%。
(9)密封性:LED吸顶灯采用新型钢底盘、厚防尘密封条和好的灯罩,能达到很好的防尘、防潮、防小虫、防爆功能,使LED吸顶灯可以用在很多较恶劣的环境,比如室外走廊、卫生间等。
LED吸顶灯的散热
吸顶灯在结构上的特点也是有利于散热的。
内部空气无阻挡自由流通。这是吸顶灯相比于其他灯具最大的优点。密闭而不流通的空气是一种绝热性能很好的绝热体,反过来,能够自由流通的空气却是最好的散热体。世界上所有的发热物体最后都是把热量散发到空气中去的。因为吸顶灯的底板有很多小孔,所以在吸顶灯的灯罩里,LED灯珠所产生的热量可以通过空气立刻传递到外边去。
灯罩能够很好散热。我们知道对流和辐射散热主要和面积及材料有关,而塑料的辐射散热的效果是很好的,而且灯罩的厚度很薄,所以塑料的导热不好的影响可以忽略。
因为在吸顶灯的内部空气的流通很好,很容易把热量带到泡壳上。所以灯罩起了主要的散热作用。
面积大:根据圆形的面积计算公式:S=πr2,或S=π(d/2)2,对于一个直径为45cm的圆形吸顶灯,它的底板面积就是1590cm2。因为吸顶灯通常安装在室内,没有过高室温,所以可以采用40cm2/W的经验数据,那样也可以散去40W的功率。但是由于底板靠近天花板,不易散热,所以底板的实际散热效果会差很多。
而灯罩因为是曲面形,其面积要比圆形更大,而且它的安装朝下,没有任何阻挡,所以散热效果要比底板更好。
底板上多打一些通风孔会对散热有很大的好处。这些通风孔应当打在外圈,以免被阻挡。但也可能带来小虫钻入的可能性。
采取以上措施以后,LED吸顶灯并不需要很重的鳍片式散热器也可以满足散热的要求。可以说LED吸顶灯是唯一不需要特制的铝散热器的LED灯具。
二、LED吸顶灯的电源
现在让我们先来看一下普通吸顶灯的电源。
普通吸顶灯通常采用电子镇流器,或者称为高频变压器。但是市面上的电子镇流器的质量都比较差。例如,作者就测试了一款普通吸顶灯安装了飞利浦的32W环形灯管。实测的结果如下:Pin=16W,PF=0.62。所以它只用到环形灯管50%的功率,而且功率因数也很差。作者也测试了一个9W节能灯的参数,测得Pin=8.4W,PF=0.563,功率因数都不能满足>0.7的要求,但仍然在市面上大量流通。
LED驱动器的功率因数很容易达到PF>0.7的要求,且在交流85~265V的电源范围内都能正常工作,输出功率基本不变,而且能正常工作在直流电110V或直流电220V的电源,在发电厂、变电站、钢铁厂、化工厂等需要交直流电源两用灯具的场合,LED吸顶灯能得到完美的表现。
LED吸顶灯正在渐渐成熟起来,比传统的灯管吸顶灯已显出很大的性价比优势,大家可以享受环保节能的明亮生活,从此远离频繁维护吸顶灯之苦,在进一步改进工艺的前提下,相信LED吸顶灯能进入更多特种作业环境,比如防爆、矿道等。