如何將鹵素臺燈轉換為L(cháng)ED光源

據國際能源署估計，全球超過(guò)19％的電能需求用于照明。因此，全球各地都在努力用更高效的解決方案取代效率低下的白熾燈光源。

在消費者層面遏制電能需求的重點(diǎn)一直是推動(dòng)采用緊湊型熒光燈的計劃燈（CFL）。使用CFL的選擇并非沒(méi)有結果;每個(gè)燈泡都含有汞，如果處理不當，最終會(huì )進(jìn)入垃圾填埋場(chǎng)。此外，外形尺寸并非適用于所有照明應用。一種備受關(guān)注的替代方案是磷光體轉換的“白色”LED。 LED流明輸出和功效 - 流明輸出與輸入功率的測量 - 繼續逐年取得重大進(jìn)展，同時(shí)，流明/美元的成本正在下降。除了節能之外，高亮度LED在正確設計和操作時(shí)的使用壽命可超過(guò)50，000小時(shí)，從而消除了更換燈泡的成本。

現成的鹵素臺燈被用作演示的基礎。當今最新生產(chǎn)LED光源的真實(shí)世界表現。使用CreeXLAMP®MC-E LED作為光源。該產(chǎn)品在一個(gè)緊湊的封裝中集成了四個(gè)LED，非常適用于MR-16和便攜式工作燈等定向照明應用。原始燈具在改裝前后進(jìn)行了表征，以突出現實(shí)世界的性能差異。

圖1：現成的50 W鹵素便攜式臺燈。

圖2：帶有保護玻璃蓋和手柄的燈泡外殼中的50 W燈泡。

圖3：60 Hz鐵芯變壓器，2.4磅。

固態(tài)照明的DoE能源之星標準燈具（版本1.1 - 12/19/08）包括便攜式住宅臺燈的最小功率因數（PF）為0.7的要求。此功率級別的典型LED驅動(dòng)器通常具有0.5-0.6的PF，低于要求。此處介紹的解決方案專(zhuān)門(mén)設計用于超出住宅ENERGYSTAR®PF要求，無(wú)需添加額外電路。

鹵素白熾燈泡通常在250-350ºC的溫度下工作，因此，燈具必須為用戶(hù)提供安全保障。在這種情況下，玻璃蓋板限制進(jìn)入燈泡以保護使用者，并且塑料外殼在燈泡上方提供隔熱罩。即使有這些安全措施，這款鹵素燈具也包括一個(gè)桿端的手柄，使用戶(hù)可以安全地瞄準燈。玻璃是特殊的，因為它結合了一個(gè)過(guò)濾器，以減少鹵素燈泡產(chǎn)生的不必要的紫外線(xiàn)。這些臺燈中使用的典型12伏鹵素燈泡的效率范圍為14至18 lm/W.請注意，如圖3所示，這只是燈泡的額定功效，不包括燈具損耗或位于燈座底部的變壓器損耗。

高亮度LED顯示出明顯更高的光轉換效率，因此對于給定的光輸出產(chǎn)生更少的廢熱。較少的廢熱意味著(zhù)燈組件運行得更冷，并且不會(huì )使用戶(hù)暴露在危險的高溫下。燈泡組件經(jīng)過(guò)重新設計，散熱片（圖4）安裝在燈泡夾具的現有塑料外殼內。下面所示的鑄鋁插件安裝在燈殼中。中性白色Cree MCE（代碼 - 000-KE5 - 4000 K）安裝在金屬芯PCB子底座上以幫助組裝。使用和不使用二次光學(xué)器件評估LED性能。選擇該LED以滿(mǎn)足能源之星相關(guān)色溫（CCT）要求，并且具有足夠的通量，遠遠超過(guò)了SSL家用臺燈要求的燈具200流明的最低要求。 LED的額定電流為370至430流明，測試電流為350 mA，溫度為25°C�？紤]到實(shí)際驅動(dòng)電流（630mA）和穩態(tài)工作溫度，LED的估計流明輸出范圍為450至600流明，具體取決于散熱器設計。二級光學(xué)元件是FRAEN的現成32度反射器（FRC-M1-MCE-0R），專(zhuān)為MC-E設計。

圖4：燈的定制散熱器shell。

圖5：Cree MC-E安裝在子底座上并連接到散熱器。

圖5a：Cree MC-E包括反射鏡光學(xué)器件。 》 LED組件由安森美半導體NCP1014LEDGTGEVB LED驅動(dòng)器評估板供電。這種高效驅動(dòng)器可為L(cháng)ED陣列提供所需的電流隔離和調節驅動(dòng)電流。它具有90至265 VAC的通用輸入功率范圍，允許一種設計用于多個(gè)區域，只需更換墻上插頭的電纜�，F有的鹵素鐵芯變壓器不是這種情況，因為它專(zhuān)門(mén)針對一種線(xiàn)電壓范圍而設計。

圖6：正常負載下NCP1014LEDGTGEVB的功率因數性能。

評估板支持使用電位計進(jìn)行可變調光，電流調節范圍為100至630 mA。 630 mA最大電流設置為安全地保持在Cree MC-E的700 mA最大工作電流以下。圖6顯示了作為輸入線(xiàn)電壓函數的NCP1014LEDGTGEVB LED驅動(dòng)器功率因數校正性能的典型曲線(xiàn)。如圖所示，對于美國線(xiàn)路電壓范圍，功率因數遠高于0.8，遠遠超過(guò)ENERGY STAR住宅SSL燈具0.7的要求。該驅動(dòng)器還滿(mǎn)足IEC61000-3-2 Class C的諧波含量要求。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持