用太陽(yáng)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(yáng)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(diǎn)，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(guó)緊張的電力資源中，約有14%的消耗用于照明的各個(gè)領(lǐng)域。為此，我國(guó)先后啟動(dòng)綠色照明、半導(dǎo)體照明等節(jié)能工程。在十大重點(diǎn)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(jí)和結(jié)構(gòu)調(diào)整專(zhuān)項(xiàng)、863計(jì)劃新材料領(lǐng)域中，都先后明確了對(duì)半導(dǎo)體照明技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目的支持。國(guó)務(wù)院也專(zhuān)門(mén)成立了節(jié)能減排小組，規(guī)劃從2008年起，三年內(nèi)在全國(guó)推廣1.5億只節(jié)能燈，每年5000萬(wàn)只?？梢?jiàn)大力開(kāi)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(diǎn)

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(huì)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(dá)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?yàn)闊晒鉄羰?60度發(fā)光的，而在反方向發(fā)出的光就沒(méi)有什么用處。所以熒光燈通常采用一個(gè)白色的燈罩，可以把相當(dāng)一部分的反向光反射回來(lái)，一般來(lái)說(shuō)，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(shí)候也會(huì)覺(jué)得120度發(fā)光角度窄了一點(diǎn)，不過(guò)大多數(shù)情況下還是夠用的。而且這個(gè)發(fā)光角度也是可以根據(jù)需要來(lái)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(guò)130 lm/W，假定為130 lm/W，那么只要12 W就可以達(dá)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?yàn)樗袩艟叱谉霟粢酝舛际切枰袑?zhuān)門(mén)的電源供電的，電源的效率也就影響了整個(gè)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(shí)測(cè)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(guó)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(dá)90%，一個(gè)18 W的LED日光燈只要20 W的輸入功率。功率因素也可以達(dá)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(shuō)采用一個(gè)18 W的LED日光燈可以取代一個(gè)36 W的熒光燈。

不僅如此，LED燈還有很多其他優(yōu)點(diǎn)。

1.4 壽命長(zhǎng)

一個(gè)仔細(xì)設(shè)計(jì)的LED日光燈的壽命可以達(dá)到5萬(wàn)小時(shí)。而一個(gè)熒光燈的壽命通常只有5，000小時(shí)(有些國(guó)產(chǎn)的熒光燈壽命只有300小時(shí))。二者相差將近10倍。最好的長(zhǎng)壽命日光燈也只有10，000小時(shí)，二者也還相差5倍。

1.5 不含汞，無(wú)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(huì)馬上蒸發(fā)到空氣中，瞬間可使周?chē)諝庵械墓瘽舛冗_(dá)到10～20 mg/m3，超過(guò)國(guó)家規(guī)定的1000～2000倍。而汞是一種對(duì)人體十分有害的有毒物質(zhì)，汞蒸氣達(dá)0.04至3 mg時(shí)會(huì)使人在2至3月內(nèi)慢性中毒，達(dá)1.2至8.5 mg時(shí)會(huì)誘發(fā)急性汞中毒，如若其量達(dá)到20 mg，會(huì)直接導(dǎo)致動(dòng)物死亡。而1 mg的汞就足以污染5454.5 kg的飲用水，使之達(dá)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(wú)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(méi)有紫外線輻射。

1.9 非玻璃制品

不易破損，耐沖擊，耐振動(dòng)。

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(xiǎn)，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(yáng)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(fèi)。這里推薦的光伏電池模塊是能輸出30 W電力的太陽(yáng)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(yáng)能電源可用來(lái)對(duì)三種電池充電:鉛酸電池，鎳鎘電池和鋰離子電池。

太陽(yáng)能板的輸出由開(kāi)關(guān)S1和DI取出，Dl為極性保護(hù)和太陽(yáng)能板保護(hù)二極管。電流表A用來(lái)測(cè)量電池的充電電流。二極管D2用來(lái)保護(hù)鉛酸電池的極性接反，當(dāng)鉛酸電池極性接反時(shí)，保險(xiǎn)絲Fl立即燒斷。為對(duì)鉛酸電池充電，應(yīng)合上開(kāi)關(guān)S1，并使用端子“A”。接上電池后，太陽(yáng)能板就開(kāi)始經(jīng)D1、電流表和保險(xiǎn)絲對(duì)電池充電。要注意的是，脈動(dòng)直流對(duì)鉛酸電池的充電效果最佳。如果你采用本太陽(yáng)能充電器對(duì)鉛酸電池充電，最好能每周改用正常的脈動(dòng)直流充電器對(duì)鉛酸電池充電一次，并隨時(shí)檢查鉛酸電池的液位。之所以這么做是因?yàn)橛眉冎绷麟妷簩?duì)鉛酸電池充電會(huì)導(dǎo)致鉛板上有硫的沉淀。若為鎳鎘電池充電.應(yīng)合上開(kāi)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(lái)限制充電電流。用本電路可對(duì)4節(jié)1.2 V鎳鎘電池充電。

為鋰離子電池(通常用于手機(jī))充電，應(yīng)合上開(kāi)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(duì)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(jiǎn)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(dòng)。視觀片燈箱的大小可用多組電路并聯(lián)，以達(dá)到理想的觀片效果。

TH789

B

1002－2376(2011)04－0027－02

2011－02－16

圖1