小结LED日光灯管与传统日光灯管对比

LED日光灯管与普通日光灯管区别

一、LED 的发光原理

发光二极管主要由PN 结芯片、电极和光学系统组成。其发光体——晶片的面积为12*23mil

（1mil=0.0254毫米），目前国际上出现大晶片LED，晶片面积达40*40mil。

其发光过程包括三部分：正向偏压下的载流子注入、复合辐射和光能传输。微小的半导体晶片被封装在洁净的环氧树脂物中，当电子经过该晶片时，带负电的电子移动到带正电的空穴区域并与之复合，电子和空穴消失的同时产生光子。电子和空穴之间的能量（带隙）越大，产生的光子的能量就越高。光子的能量反过来与光的颜色对应，可见光的频谱范围内，蓝色光、紫色光携带的能量最多，桔色光、红色光携带的能量最少。由于不同的材料具有不同的带隙，从而能够发出不同颜色的光。

LED照明光源的主流将是高亮度的白光LED。目前，已商品化的白光LED多是二波长，即以蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉混合产生白光。未来较被看好的是三波长白光LED，即以无机紫外光晶片加红、蓝、绿三颜色荧光粉混合产生白光，它将取代更多的非节能照明光源市场。

二、LED 光源的基本特征主要包括以下五点：

１、LED 光源发光效率高

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，世界各国均加紧提高LED 光效方面的研究，在不远的将来其发光效率将有更大的提高，以10*23MIL 的芯片为例，发光效率可以达到100Lm/W.

２、LED 光源耗电量少

LED 单管功率0.03～0.06 瓦，采用直流驱动，单管驱动电压1.5～3.5 伏，电流15～18 毫安，反应速度快，可在高频操作。同样照明效果的情况下，耗电量是白炽灯泡的八分之一，荧光灯管的四点六分之一、日本估计，如采用光效比荧光灯还要高两倍的LED 替代日本一半的白炽灯和荧光灯。每年可节约相当于60 亿升原油。就桥梁护栏灯例，同样效果的一支日光灯40 多瓦，而采用LED 每支的功率只有8 瓦，而且可以七彩变化。

３、LED 光源使用寿命长

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。平均寿命达10 万小时(这是实验室的理论数据，但是一般的LED 灯具最少可以达到20000-50000 小时)。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、LED 光源安全可靠性强

发热量低，无热辐射，冷光源，可以安全触摸：能精确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。内置微处理系统可以控制发光强度，调整发光方式，实现光与艺术结合。

５、LED 光源有利于环保-

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，目前，LED 光源要比传统光源昂贵，但是用1-3 年时间从节能收益收回光源的投资，从而获得3～9 年中每年几倍的节能净收益。还有无形的环保方面的未知收益。加上LED是属于全球减碳经济的主要组成部分，全世界各个国家都在大力支持LED 的照明发展，欧盟已经法定禁止进口白炽灯的决议，日本的东芝已经停止白炽灯的生产等等。从去年的哥本哈根全球气候大会到今年的墨西哥气候会议，减碳是全球每个公民的应该承担的责任！！！

三、荧光灯的原理

荧光管内充满了低压氩气或氩氖混合气体及水银蒸气，而在玻璃荧光管的内侧表面，则涂上一层磷质荧光漆，在灯管的两端设有由钨制成的灯丝线圈。当电源接通后，首先电流通过灯丝加热并释放出电子，电子会把管内气体变成等离子，并令管内电流加大，当两组灯丝间的电压超过一定值之后灯管开始产生放电,使水银蒸气发放出253.7nm及185nm 波长的紫外线，荧光管内侧表面的磷质荧光漆会吸收紫外线，并释放出较低波长的可见光。发出的光线颜色由磷质成份的比例控制，而玻璃管则避免有害的紫外线及其他有害物质如水银泄漏出来。

荧光管的放电电流与导通电阻之间存在一个正反馈关系：当更多电流流进荧光管后使得更多气体被离子化，使得管内的导通电阻不断降低，如此便会令更多电流入荧光管内。如果将荧光管直接接到固定电压的电源，荧光管将会因电流不断上升而很快被烧毁，因此需要以一个辅助电路控制进入荧光管的电流在一固定水平，而这个电流控制电路通常被称为镇流器。镇流器实际上是一个电感，当导通电阻降到很低的时候，镇流器固定的感抗和铜耗使导通电

流近似于定值，开始稳定工作。传统镇流器需搭配一个称为启动器(Starter)的小元件才能使灯丝间的压差达到使荧光管足以放电的程度, 最新的电子式镇流器则不需要启动器，因为启动工作已被包含在镇流器内。

四、LED 日光灯管

LED 制作而成的LED 日光灯管，外观结构同传统日光灯管相同，而LED 日光灯管内部不同，管内选用了半导体固态发光器件---LED 发光二极管。

LED 日光灯管优点：

1.节能：LED 日光灯管采用最新的LED 光源技术，数字化外观设计，节电高达70%以上，12W 的LED 日光灯光强或照度值Lux 相当于40W（注明：日光灯管,要用到镇流器和启辉器，36W 的日光灯真正的耗电量为42W 至55W ）。

2.寿命长：一般寿命是20000-50000 小时，以一个家庭每天使用10 个小时计算，可以使用10 年，最低可以使用5 年时间，免维护，无后顾之忧。

3.适用性好：因单颗LED 的体积小,可以做成任何形状，LED 灯管，长方形的光源，正方形的，甚至立体的都可以做！

4.回应时间短：是ns(纳秒)级别的回应时间,而普通灯具是ms(毫秒)级别的回应时间，基本没有闪烁。

5.很环保，减碳经济的主要组成部分之一：无有害金属,例如荧光灯的Hg （汞）=属于剧毒物质，相关废弃物容易回收。

6.色彩绚丽,发光色彩纯正,光谱范围窄,并能通过红绿蓝三基色混色成七彩或者白光，可以做成各种色温的白光2000K-30000K.这是其它光源无法相比的！光谱纯，有利于使用者的视力保护及身体健康。6000K 的冷光源给人视觉上清凉的感受，人性化的照度差异设计，更有助于集中精神，提高效率。

LED 是名副其实的绿色环保照明光源。

五、普通荧光灯管危害性

5.1. 日光灯管里含有汞、荧光粉等重金属物质，对环境和人体会造成伤害

5.2. 对环境的破坏：由于荧光粉在充入日光灯管过程中，含有较多量的Hg，因此其危害的主要来源就是其散发的Hg蒸气，权威资料显示：汞蒸气达0.04 至3 毫克时，会使人在2 至3 月内慢性中毒；达1.2 至8.5 毫克量，诱发急性汞中毒，如若其量达到20 毫克，会直接导致动物死亡。汞一旦进入人体内，可很快弥散，并积累到肾、胸等组织和器官中，慢性汞中毒会导致精神失常，植物神经紊乱，急性症状常头痛、乏力、发热、口腔及消化道齿龈红肿酸痛，靡烂出血，牙齿松动等，部分皮肤红色斑、丘疹，少数肾损害，个别肾疼、胸痛，呼吸困难，紫绀等急性间质性肺炎。汞如若保管和处置不当，还会对生态环境造成巨大危害，它以各种形态进入环境中，直接污染土壤、空气和水源，再通过食物链进入人体，危害着人们的健康生活，因此绝对不能将日光灯管碎片随处丢弃。

六、LED 日光灯管跟荧光灯的实际应用对比分析图表

现在分析收益情况：

1，3000 支荧光灯5年的总成本为：

1.1. 5年更换灯管5次，即3000*7元/支*5次=10.5万元，镇流器就按照三年的寿命来计算。五年需更换5000只镇流器，每只按30元/只，即30元*5000=15万元

1.2．5年使用更换灯管的人工费用：15000*0.5元=0.75 万元。五年更换镇流器人工费，即5000*4元=2万元

1.3．每年使用的电费：48.18 万元，即48.18 万元/年*5=240.9万元

合计开支为：269.15万元

2，3000支LED日光灯5年的总成本为：

2.1. 5年不用更换灯管：3000只*280元/只=84万元，电子恒流驱动就按照五年的寿命来计算。

2.2．5年使用更换的人工费用：3000*0=0 元，即不需要更换为零。

2.3．每年使用的电费：10.512万元/年，即10.512万元*5年= 52.56万元

合计开支为：136.56万元

五年下来使用LED光源总计可以节省费用245.594万元（直接的费用），两年内即可收回LED光源投入成本（两年后每年可节省费用约38万元左右），其它碳排放对环境的破坏等都不计算在内，效益非常可观！！！