我們知道，最普通的熒光燈的起輝是采用一個(gè)串聯(lián)的鐵芯電感和一個(gè)并聯(lián)的起輝器（圖5a）。 在直接替換時(shí)，只要拔掉起輝器就可以了。但是由于鐵芯電感仍然串聯(lián)在電路中，所以它仍然帶來將近6.4-10W的損耗，結(jié)果使得這部分的額外損耗大大降低了LED的節(jié)電功效。例如，本來一個(gè)18W的LED日光燈可以取代一個(gè)36W的熒光燈，不論采用上述非隔離式還是隔離式的電源，其效率至少為88％以上，那么其輸入功率為20.45W，現(xiàn)在還要加上這個(gè)額外的6.4W，使得輸入功率變成26.85W，其總效率也就降低為67％，如果采用某些國產(chǎn)的鐵芯電感，其功耗高達(dá)10W，輸入功率就要變成30.45W，使得總效率只有59%。這就使LED的節(jié)電效能大打折扣。不僅如此，由于電源內(nèi)置，電源的熱量也就加入到管內(nèi)，假定電源的效率為88％，所以就有2.45W的熱量也要散去，假定LED本身的發(fā)光效率為30％，也就是有70％的電功率變成熱量，相當(dāng)于12.6W的電功率變成熱量，現(xiàn)在還要再加上內(nèi)置電源的2.45W的熱量，相當(dāng)于增加了20％的熱量。使得LED的散熱又增加的一份困難，或者說，使得LED的使用壽命也更加縮短。其實(shí)所增加的這部分熱量還不至于縮短太多的壽命（20%左右），然而把電源放倒管子里面，電源本身就要承受由LED產(chǎn)生的很高的環(huán)境溫度，這就大大降低了電解電容的壽命，也就降低了整個(gè)燈具的壽命。另外真正帶來的問題是使得散熱器的結(jié)構(gòu)不能最佳化。這個(gè)問題才是更為嚴(yán)重的問題，會(huì)使LED壽命降低數(shù)倍之多。這將在以后做詳細(xì)的解釋。 假如原來采用的是電子鎮(zhèn)流器（圖5b），那么直接替換所產(chǎn)生的問題就更麻煩了。因?yàn)檫@時(shí)候加在日光燈兩端的是一個(gè)高頻高壓。必須先用整流器變成直流高壓，再用降壓恒流源去驅(qū)動(dòng)LED。這時(shí)候的效率將變成前面電子鎮(zhèn)流器的效率和后面的降壓恒流源效率的乘積，就可能連70%都不到。 4．集中式外置電源 為了得到最高的性能最好采用集中式外置電源。因?yàn)槟壳巴茝VLED日光燈的主要場所是政府機(jī)關(guān)、辦公室、商場、學(xué)校、地下停車庫、地鐵等場所，往往一間房間采用不止一個(gè)日光燈，可能在10個(gè)以上。這時(shí)候就應(yīng)該采用集中式的外置電源。所謂集中式是指采用一個(gè)大功率的AC/DC開關(guān)電源，統(tǒng)一供電，而每個(gè)日光燈則采用單獨(dú)的DC/DC恒流模塊。這樣可以得到最高的效率和最大的功率因素。 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 現(xiàn)在大功率的AC/DC開關(guān)電源的效率很容易做到95％,功率因素可以做到0.995。而降壓式的DC/DC恒流源的效率也很容易做到98％。這樣總效率可以做到93.1%。這時(shí)的性能可以做到最高。 以20WLED燈管為例，假如采用非隔離內(nèi)置式電源，直接用220V供電和外置式集中供電比較，實(shí)測的結(jié)果如下。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78％74％65%92％功率因素0.9460.510.9160.99 集中式供電的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的。而且，它還是一種隔離式電源，在燈管處沒有220V高壓，只有低于36VDC的直流低壓，也是符合安全使用的條件。 另外，這種結(jié)構(gòu)也很容易實(shí)現(xiàn)各種調(diào)光方案，例如手動(dòng)調(diào)光，光敏調(diào)光，只要把調(diào)光控制信號(hào)送到各個(gè)DC/DC恒流模塊就能實(shí)現(xiàn)。其具體的方框圖如圖6圖7所示。 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 五.結(jié)構(gòu) 按說，LED日光燈既然稱為日光燈那么它的結(jié)構(gòu)一定就是熒光燈的模樣，連長短、粗細(xì)也都一樣，甚至稱呼也是T10、T8、T5，也都一樣，也就沒有什么可以討論的了。其實(shí)則不然。LED日光燈在這方面走了很多彎路，是值得大書特書的。 1．全塑燈管，早期的LED日光燈采用的是全塑燈管，因?yàn)橹饕捎梅歉綦x式電源，為了避免觸電問題，所以更希望采用全塑燈管。里面采用的是 5的草帽管LED。但是很快就證明了這種日光燈的光衰很嚴(yán)重，壽命非常短，不到1000小時(shí)就壞了。這才發(fā)現(xiàn)，最大的問題是散熱問題。由于把熱量全部封死在管內(nèi)，根本無法散出去，再加上草帽管本來壽命就短，當(dāng)然不可能長壽命。 2．半塑半鋁管，在發(fā)現(xiàn)了散熱問題以后，就想到采用半塑半鋁的方案（圖8）。 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 在需要透光的那一半采用塑料，在不需要透光而需要散熱的那一半就采用鋁合金。電源當(dāng)然是放在鋁管里面。看來問題似乎是解決了。然而因?yàn)長ED日光燈的功率通常在20W左右，它的發(fā)熱量還是相當(dāng)大的。半根鋁管并不能解決它的散熱問題。所以又提出另一種散熱的鋁管結(jié)構(gòu)。 3．扇骨形鋁管（圖9）。 它把電源放到管外，從而可以把半邊鋁殼完全做成散熱器。扇骨形鋁管采用扇骨形狀的散熱結(jié)構(gòu)，大大增加了散熱器面積。相對(duì)于半圓形的鋁管來說，它的散熱面積至少增大了3倍以上。再加上電源不放在管內(nèi)，又可以減少熱量，這就大大延長了LED的壽命。 點(diǎn)擊此處查看全部新聞圖片 (a)普通半鋁半塑管（b）扇骨形鋁塑管（c）二者的實(shí)物照片六．壽命 我們知道小功率LED指示燈的壽命是非常之長，只是當(dāng)LED作為照明器件以來，LED的壽命問題才被提出來。其實(shí)LED的壽命完全取決于它的結(jié)溫。只要結(jié)溫夠低，LED的壽命提高到十萬小時(shí)以上是沒有問題的。 但是由于LED本身的發(fā)光效率目前還是比較低，大約還有70%的輸入功率要轉(zhuǎn)化為熱能，如果這些熱不能很好地散發(fā)出去，LED的結(jié)溫就會(huì)升高，于是LED的壽命就會(huì)隨之降低。所以延長LED壽命的根本辦法就是改進(jìn)其散熱。改進(jìn)散熱要從LED本身做起。前面提到的3014，就是靠增加底板金屬面積二改善了散熱，使其熱阻降低到只有51 C/W.。只要散熱器做得足夠好，可以保證接腳溫度在60 C以下，那么其壽命可以保證在5萬小時(shí)以上。 我們實(shí)測的結(jié)果也證明了這點(diǎn)，在25度室溫下，我們測得鋁散熱器的表面溫度為35度左右，如果在45度環(huán)境溫度時(shí)，那么散熱器表面溫度就應(yīng)當(dāng)是55度，因?yàn)椴捎昧松裙切武X塑管，鋁基板和鋁散熱器的熱阻大約50 C/W。所以到LED底板溫度大約是60度。因此可以保證其壽命為5萬小時(shí)以上。 最后我們可以給出各種結(jié)構(gòu)和電源的綜合優(yōu)缺點(diǎn)比較表：內(nèi)置式非隔離電源 內(nèi)置式隔離式電源 外置式非隔離電源外置式隔離式電源 外置式集中供電電源 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： 10,000hrs散熱好，LED壽命高: 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： 19元電源成本高： 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(shí)都要一起丟棄LED或電源損壞時(shí)都要一起丟棄LED或電源損壞時(shí)不必一起丟棄LED或電源損壞時(shí)不必一起丟棄LED或電源損壞時(shí)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 展望 目前中國每年要生產(chǎn)幾十億支熒光燈，這些熒光燈廢棄以后，滲透到地下水中的水銀不知道要給我們的后代帶來多大的危害性。如前所述，LED日光燈比起傳統(tǒng)的熒光燈具有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，而且隨著LED的發(fā)光效率的逐年提高，成本逐年降低，全面取代熒光燈的時(shí)代指日可待。 但是現(xiàn)在全國每年頂多生產(chǎn)幾十萬支LED日光燈，而且大部分是出口，國內(nèi)使用寥寥無幾。 實(shí)際上，應(yīng)該說即使現(xiàn)在它在經(jīng)濟(jì)上已經(jīng)是完全值得取代現(xiàn)有熒光燈，再加上它的無毒，環(huán)保， ，等等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在就值得大力推廣。尤其是作為政府和各種非盈利綠色環(huán)保組織和機(jī)構(gòu)，從現(xiàn)在開始就應(yīng)該大力宣傳各種LED燈具的優(yōu)越性，對(duì)廣大人民群眾進(jìn)行宣傳教育，宣講其優(yōu)越性。各個(gè)銀行、金融機(jī)構(gòu)更應(yīng)該全力參加EMC合同，減少人們的顧慮，使得其更容易推廣。尤其是節(jié)能環(huán)保是關(guān)系到減緩大氣變暖、拯救地球的重要措施。是人人都要積極行動(dòng)起來的頭等大事。希望我們推廣LED日光燈也能在這個(gè)過程中貢獻(xiàn)我們一份微薄的力量。