楊 祺，高新竹，高俊霞

(山西醫(yī)科大學第一醫(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燈在觀片燈上的應用。

節(jié)能;半導體;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域。為此，我國先后啟動綠色照明、半導體照明等節(jié)能工程。在十大重點節(jié)能工程、高技術產(chǎn)業(yè)化示范工程、企業(yè)技術升級和結(jié)構調(diào)整專項、863計劃新材料領域中，都先后明確了對半導體照明技術的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目的支持。國務院也專門成立了節(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?？梢姶罅﹂_發(fā)應用LED半導體照明是何等重要。

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

一個仔細設計的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，使之達不到飲用標準。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，應合上開關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致鉛板上有硫的沉淀。若為鎳鎘電池充電.應合上開關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，應合上開關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