用太陽能充電的LED觀片燈

楊 祺，高新竹，高俊霞

(山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院，山西太原030001)

用太陽能充電的LED觀片燈

楊 祺，高新竹，高俊霞

(山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院，山西太原030001)

本文闡述和比較了熒光燈與LED燈的優(yōu)缺點，探討LED燈在觀片燈上的應(yīng)用。

節(jié)能;半導(dǎo)體;觀片燈

目前，我國緊張的電力資源中，約有14%的消耗用于照明的各個領(lǐng)域。為此，我國先后啟動綠色照明、半導(dǎo)體照明等節(jié)能工程。在十大重點節(jié)能工程、高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程、企業(yè)技術(shù)升級和結(jié)構(gòu)調(diào)整專項、863計劃新材料領(lǐng)域中，都先后明確了對半導(dǎo)體照明技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目的支持。國務(wù)院也專門成立了節(jié)能減排小組，規(guī)劃從2008年起，三年內(nèi)在全國推廣1.5億只節(jié)能燈，每年5000萬只。可見大力開發(fā)應(yīng)用LED半導(dǎo)體照明是何等重要。

1 與熒光燈相比，LED日光燈具有的優(yōu)點

1.1 發(fā)光效率高

熒光燈的發(fā)光效率大約是55～80 lm/W(Philips公司 T8熒光燈的發(fā)光效率為72 lm/W)，而LED的發(fā)光效率在100 lm/W以上，最近Cree公司的XLampXP－G的發(fā)光效率已經(jīng)到130 lm/W，而且以后還會不斷提升。二者之差現(xiàn)在已經(jīng)將近一倍。而以后有可能達到3倍以上。

1.2 燈具效率高

燈具的效率主要是指有效光效，因為熒光燈是360度發(fā)光的，而在反方向發(fā)出的光就沒有什么用處。所以熒光燈通常采用一個白色的燈罩，可以把相當(dāng)一部分的反向光反射回來，一般來說，熒光燈的燈具效率大約只有70%。而LED燈則是120度發(fā)光的，所以全部光都是有效光。雖然有時候也會覺得120度發(fā)光角度窄了一點，不過大多數(shù)情況下還是夠用的。而且這個發(fā)光角度也是可以根據(jù)需要來加以調(diào)整的。

前面提到Philips的T8熒光燈的發(fā)光效率為72 lm/W，36W的熒光燈一共發(fā)出2592流明，但是燈具效率只有70%，所以有效的流明數(shù)為1814.4流明，而LED的發(fā)光效率已經(jīng)超過130 lm/W，假定為130 lm/W，那么只要12 W就可以達到1660流明，也就是只要熒光燈三分之一的功率就可以有近似相同的亮度。

而且LED的發(fā)光效率還在逐年升高。

1.3 電源效率高

因為所有燈具除白熾燈以外都是需要有專門的電源供電的，電源的效率也就影響了整個燈具的效率。

下面以Philips公司的36WT8熒光燈為例。它的額定輸出功率為36 W，但是由于接入了電感鎮(zhèn)流器，實測輸入功率為42.4 W，也就是鐵芯電感損耗了6.4 W，效率降低為85%，大多數(shù)國產(chǎn)的鐵芯電感功耗在10 W以上，功率因素低于0.512。而LED的電源效率通常高達90%，一個18 W的LED日光燈只要20 W的輸入功率。功率因素也可以達到0.9以上。

和熒光燈相比大約可以節(jié)省一半以上的電，也就是說采用一個18 W的LED日光燈可以取代一個36 W的熒光燈。

不僅如此，LED燈還有很多其他優(yōu)點。

1.4 壽命長

一個仔細(xì)設(shè)計的LED日光燈的壽命可以達到5萬小時。而一個熒光燈的壽命通常只有5，000小時(有些國產(chǎn)的熒光燈壽命只有300小時)。二者相差將近10倍。最好的長壽命日光燈也只有10，000小時，二者也還相差5倍。

1.5 不含汞，無污染

我們知道，熒光燈都含有汞。36 mm熒光燈中含有25～45 mg的汞，26 mm(T8)中含有20 mg的汞。而熒光燈都是采用易碎的玻璃作為外殼，一旦玻璃破碎，其中的汞就會馬上蒸發(fā)到空氣中，瞬間可使周圍空氣中的汞濃度達到10～20 mg/m3，超過國家規(guī)定的1000～2000倍。而汞是一種對人體十分有害的有毒物質(zhì)，汞蒸氣達0.04至3 mg時會使人在2至3月內(nèi)慢性中毒，達1.2至8.5 mg時會誘發(fā)急性汞中毒，如若其量達到20 mg，會直接導(dǎo)致動物死亡。而1 mg的汞就足以污染5454.5 kg的飲用水，使之達不到飲用標(biāo)準(zhǔn)。而LED日光燈中不含任何有毒物質(zhì)，是一種完全綠色環(huán)保無污染光源。

1.6 色溫范圍廣

幾乎可以提供任意色溫，而且還可以提供紅綠藍(lán)以至任何一種顏色的燈光。

1.7 顯色指數(shù)高

白熾燈的顯色指數(shù)為95，熒光燈為65～80，而LED燈則可以＞80。

1.8 沒有紫外線輻射。

1.9 非玻璃制品

不易破損，耐沖擊，耐振動。

1.10 外置隔離電源

外量隔離電源的LED日光燈，在燈管兩端都接觸不到市電高壓，只有低于36V的直流安全電壓，不存在觸電的危險，完全是一種安全的燈具。

2 LED燈在觀片燈上的應(yīng)用

利用太陽能光伏電池模塊取代常用的市電或直流電源可以節(jié)約大量電費。這里推薦的光伏電池模塊是能輸出30 W電力的太陽能板，它在全日光條件下.能輸出16.5 V電壓，電流為3 00 mA～500 mA。這種太陽能電源可用來對三種電池充電:鉛酸電池，鎳鎘電池和鋰離子電池。

太陽能板的輸出由開關(guān)S1和DI取出，Dl為極性保護和太陽能板保護二極管。電流表A用來測量電池的充電電流。二極管D2用來保護鉛酸電池的極性接反，當(dāng)鉛酸電池極性接反時，保險絲Fl立即燒斷。為對鉛酸電池充電，應(yīng)合上開關(guān)S1，并使用端子“A”。接上電池后，太陽能板就開始經(jīng)D1、電流表和保險絲對電池充電。要注意的是，脈動直流對鉛酸電池的充電效果最佳。如果你采用本太陽能充電器對鉛酸電池充電，最好能每周改用正常的脈動直流充電器對鉛酸電池充電一次，并隨時檢查鉛酸電池的液位。之所以這么做是因為用純直流電壓對鉛酸電池充電會導(dǎo)致鉛板上有硫的沉淀。若為鎳鎘電池充電.應(yīng)合上開關(guān)S1和S3，并使用端子“B”。穩(wěn)壓芯片7806(IC1)連接成恒流源。圖中R2用來限制充電電流。用本電路可對4節(jié)1.2 V鎳鎘電池充電。

為鋰離子電池(通常用于手機)充電，應(yīng)合上開關(guān)S1和S2，并使用端子“℃ ”。穩(wěn)壓芯片7805(IC2)提供充電的5 V輸出。用這種電路可方便地對3.6 V鋰離子電池充電。R3用以限制充電電流。

圖2是其中一組LED燈電路。電路簡單，制作成本低。LED燈采用6只直徑10 mm的白色LED，并接后直接用3.6 V直流電源驅(qū)動。視觀片燈箱的大小可用多組電路并聯(lián)，以達到理想的觀片效果。

TH789

B

1002－2376(2011)04－0027－02

2011－02－16

圖1