如何选择LED日光灯的光源？

LED属于点状光源，LED在工作过程中会放出大量的热量，使管芯结温迅速上升，LED功率越大，发热效应越明显。管芯结温迅速上升，会导致发光器件性能的变化与电光转换效率衰减，严重时甚至失效。所以对光源选择，一定要结合这个特性。

LED日光灯广泛应用于超市、商场、酒楼、展览厅、居室、会议室、工厂、博物馆、学校、医院等场所的照明装饰。目前LED日光灯是把LED灯通过一定的排列方式表贴在PCB或铝基板上，然后再固定在铝合金散热器（铝管）上面。PCB的导热系数是20W/m·K，铝合金的导热系数是200W/m·K。导热系数越大，其传热导热效果越好。

玻纤板（FR4）是采用玻璃纤维布制成的，机械性能、尺寸稳定性、冲击性、耐湿性都比较高。相对于铝基板来说，其成本要比铝基板低，但在散热方面却远不如铝基板。

铝基板是一种独特的金属基覆铜板，它具有良好的导热性，其电气绝缘性能和机械加工性能比不上玻纤板。LED日光灯中LED灯排列方式如图4-5所示。

图4-5 LED日光灯中LED灯排列方式

注：大部分用铝基板的LED日光管，焊盘温度和外壳温度两者之间的温度都可以做到4～8℃。

在国家有关的色温标准中：RR表示日光色（6500K）、RZ表示中性白色（5000K）、RL表示冷白色（4000K）、RB表示白色（3500K）、RN表示暖白色（3000K）、RD表示白炽灯色（2700K）。不同色温类别LED日光灯产品初始光效要求：RR、RZ初始光效＞65lm/W；RL、RB初始光效＞62lm/W；RN、RD初始光效＞60lm/W。

注：LED日光灯在照明环境中，对相关色温和显色指数尤为重要，它是照明气氛和效果的重要指标。

现在LED日光灯管主要是以贴片（SMD）LED灯珠为主，贴片（SMD）LED灯珠主要有2835、3528、5050、3014等。贴片的灯珠的散热基本上已经达到散热要求。SMD的LED灯珠，其质量最好的是美国和日本原产LED灯珠，其次是韩国原产的LED灯珠，次之是中国台湾原产的，再次之是台湾芯片大陆封装。

现在市面上常用的LED日光灯管光源大部分是3014、3528、2835的白灯，选择LED光源主要看两个参数，结温及光效。也就是说结温要低，光效要高。LED的结温与寿命曲线图如图4-6所示。

图4-6 LED的结温与寿命曲线图

从图4-6可知，当LED的结温在95～105℃时，LED的寿命在1～2万h之间。LED的结温在85℃时，LED的寿命为3万h。LED的结温在75℃时，LED的寿命在5万h以上。要达到10万h，则要求结温控制在65℃以下。

注：工作寿命就是以光衰70%来计算的。LED灯管的热量累计不仅影响LED的电气性能，还可能最终导致LED失效。

由于3528只有两端电极（焊盘）焊接散热，而3014、2835采用了底板散热，所以两者的热阻相差3倍多，两者的寿命也相差两倍多。3014工作电流为30mA，其光通量达到9lm。发光效率相当于90lm/W。2835工作电流为60mA，其光通量也达到22～24lm。发光效率相当于120lm/W。

目前这三种灯珠各有特点，都还在大量使用。设计者可以根据设计要求，选择合适的LED灯。LED日光灯管在设计、组装过程中，可能会发现LED日光灯管出现暗斑问题。要解决LED日光灯管的暗斑问题，可以采取如下措施：(www.xing528.com)

➢减小LED的间距，也就是减小两个LED之间的距离。减小LED的间距，必须增加LED灯珠。对LED日光灯管来讲，会增加LED日光灯管的生产成本。

➢也可以适当增大LED灯珠到扩散罩的距离。适当的距离可以解决光斑问题，过大的距离则会带来其他问题。

➢更改LED日光灯管的结构，以满足既增大LED的间距，又增大LED到扩散罩的距离。

注：上述要求是对乳白罩而言的，而对透明罩则不需考虑这些问题。目前2835、3528、3014已经很好地解决了LED日光灯管的暗斑问题，主要是针对LED日光灯管光扩散罩（乳白罩）。

LED的数量通常是根据LED日光灯的光通量大小来决定的，设计时可以参考相同规格的荧光灯的光通量大小，也就是要与相同规格的传统荧光灯的光通量大致相当。目前使用最多的LED光源还是3528、2835、3014，笔者建议使用3014、2835或3528作为LED的光源。设计者可以根据当前LED封装及LED日光灯电源的发展趋势，来合理地选择灯珠数量和LED日光灯电源电压及电流。非隔离电源比较流行的方式是高电压、小电流，即20～24串，电压为DC 50～80V，电流小于250mA。隔离电源比较流行的方式是低高电压、大电流，不要超过12个LED灯串联。

在LED日光灯里所用的LED数目通常在200颗左右（SMD3528），不可能全部串联，必须串并联。一般来说，串得少的，并得多。如果其中的某一串中有一个LED开路，只会使这一串不亮，而这一串的电流将分摊到剩余的几路中去。目前LED日光灯串联数量的规律一般如下：

➢LED日光灯电源是隔离电源，其串联LED个数不能超过12个，即12串。

➢LED日光灯电源是非隔离电源，其串联LED个数不能超过24个，即24串。

➢M个灯珠串联的总电压=3.125×M。

➢在要求宽电压时，输入电压范围是可以到达AC 85～265V的。

注：非隔离电源输入电压范围为100～240V或在国家规定的电压范围内。

在LED日光灯设计中，要根据驱动电压的不同选择不同的串并联组合方式，同时应充分了解LED的电、热学特性，以确保LED产品长期可靠工作。为降低串联线路中单个LED灯故障，在实际工作中，应评估各LED的伏安曲线的差异及光强产生的不同步变化带来的影响，并采取措施平衡各个LED灯之间的电流值。LED连接方式的优、缺点见表4-3。

表4-3 LED连接方式的优、缺点

（续）