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发光二极管LED灯的开关电源工作原理
浏览: 发布日期:2019-10-29
发光二极管LED灯的开关电源工作原理
   照明消耗能源占有相当大的比重,很多国家的公共场所照明,禁止使用发光效率低的白炽灯,而是大量使用节能灯,并大力开发发光效率更高的发光二极管LED灯具。
 
  发光二极管是半导体器件,具有单向导电性。当正向电流流过二极管时,发出可见光,并随正向电流增大,发光强度增大。LED正向电压一般为2~3V,过大的电流会造成LED发热损坏。由于LED发光二极管相似特性,同时具有离散性,因此供电的开关电源应当选用恒流型。同时单体LED功率只能做到几瓦,要发出更大的光通量需要更多单体LED阵列。
 
  荧光灯是一种特殊负载,它使用的开关电源又称为镇流器。灯管有很多种类,如不同长度的直型灯管、环形灯管、冷阴极大台灯和广场照明的钠灯等。荧光灯具有不同发光和电气特性,但在它们之间主要的不同是是否具有加热灯丝。不需要灯丝的,仅需要两根导线的称为直接启动灯管;如果有加热灯丝,还需要增加两根加热灯丝导线的则称为快速启动灯管。因其他特性相同,这里仅讨论有灯丝的荧光灯。
 
  荧光灯是充气的,例如,充有氩气和一滴水银液体,水银在工作时蒸发成气体。玻璃管内壁涂覆荧光物质。工作时电压通过气体加在灯管两端,灯管实际上有一个阴极和一个阳极,但加在灯管上是交流电,不必要区分正负极,用交流可减少电极的电腐蚀。
 
  必须有足够的启动电压才能使灯管内的气体电离,也就是说电离形成等离子。等离子发出紫外线光,紫外线光激发聊涂覆在灯管内壁的荧光物质转变成可见光。如果灯管工作频率在20KHz以上,它比利用高温加热发光的白炽灯发光效率高很多。
 
  灯管内的水银石剧毒物质,请不要随意打破灯管,以免污染环境。当灯管关断时,因为水银是液体,它呈现高阻抗,需要高压启动,冷阴极型(即没有灯丝)就需要一定时间高压然后导通它。带有灯丝的需要加热灯丝,应用数百毫秒时间加高压,预热故障大大地降低了灯管的寿命。
 
  在灯丝预热加上高压以后,灯管导通。一旦灯管导通,灯管近似一个稳压管,如流过灯管的电流加倍,但灯管端电压可能变化了10%。管子通过加倍的电流,当然亮度也加倍,寿命因此缩短。因此需要一个开关电源镇流器,保持灯管亮度,同时使电压、电流保持在灯管厂家规定的允许工作范围内。
 
  在导通状态下,灯丝仍然发热,但已远小于预热时的功率。灯丝是电阻丝,可减少灯丝电压减小发热,而延长灯管寿命。    

       
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