摘要：传统的灯具耗电，容易坏，且不环保。近年来，出现了新的LED灯，这种在几年间迅速的普及。从只在显示屏、霓虹灯应用到现在走入千家万户，成为日常的家用电灯。因此，本文主要是研究目前比较普及的高效率家用LED电灯的电源的设计与制作过程。以便于更好的了解这种高效率LED的构造，为以后LED灯在日常生活中的普及和日后的创新提供借鉴。
关键词：LED灯；设计；制作
长久以来，占据家庭用灯主要地位的主要是普通的灯泡。也就是传统的螺旋式的白炽灯和节能灯。不过随着科学技术的发展，从原来的耗电量较大。使用寿命较短到现在使用寿命延长、也越来越省电。但是随着LED灯走入家用点灯领域，传统的电灯泡在各种方面似乎都比不上更加节能、更加环保的LED灯。如果电源能够不断的进行自主创新，就能够反过来影响LED灯的发展，两个相结合就能发展的更好，能够有效的解决全球变暖的问题，本文主要从高效率家用LED灯的设计与制作的角度来分析LED灯具有的优势。
一、高效率家用LED灯概述
（一）LED的起源和发展
LED灯最早的起源并不是专门的家用点灯，而是发光二极管。1960年代的科学家利用半导体的一种发光的原理，研制成功了一种发光二极管，这就是LED灯最早的原型。原本只有单一的红色光源，后来随着技术的发展，逐渐发展出了各色的光。目前用于照明这一用途的白色光的LED灯是在21世纪才厂造出来的。经过十多年的改进和发展，现在的LED灯更加节能、寿命更长、使用所需要的电压也更低了。这对于普通家庭来说，这种灯具比传统的电灯泡更经济，也更实用。
（二）LED灯和传统灯的对比
首先是原理的不同。LED灯就是使用白色LED光源的新型电灯。认真的来说这不是一种电灯，这是一种可以将电能转化为光能的半导体，也叫作发光二极管。除了照明所需要的白光之外，在此之前，还有红橙黄绿青蓝紫等各种颜色的光出现，照明使用的白色光源反而出现的比较晚。传统电灯有节能灯和白炽灯。节能灯也称作省电灯泡。严格来说，节能灯的出现时间要晚于LED灯。整整比LED灯晚了10年才出现。还有另一种灯泡叫白炽灯。这是最传统的一种灯泡，它起源于发明大王爱迪生的发明。经过许多年的改进，白炽灯的实用性也不断提高，大家所熟知的白炽灯里面主要使用钨丝。LED灯与传统的两种电灯泡使用的是完全不同的两种原理。这是LED与传统灯泡的区别之一。
其次是使用寿命的不同。传统灯泡的寿命主要时两千小时到一万多小时左右，而LED灯具的使用寿命最基础的也是在五万小时以上，部分制造商还宣称其LED的使用寿命能够长达十万小时。两种灯泡的使用寿命的差距有五倍之巨。这就是节能的一个方面了。LED灯寿命长，就代表着较少的更换次数，这也是一种节能的方式。
再次是实用性的差距。一般的LED灯都是由许多单粒的LED小灯泡组成的。这样的特点代表着LED灯可以以任何方式存在，市面上常见的就有汉堡形状的LED灯，也有比较细长的LED灯。很多便携的可充电电灯和可夹在床头的电灯基本都是LED灯组成的。但是传统电灯灯泡只能安装在特定的电灯灯架上，比如说螺旋式的白炽灯，只能安装在伞状的灯架上，这种灯也不能进行充电，更不能随意的携带，因此在实用性和便捷性上都远远比不上LED灯，因此其市场占有率被LED灯取代是必然的事情。
还有许多其他的区别，比如说LED不会产生太多的热量，不会给温室效应增加压力，而传统灯泡很容易发热。还有传统灯泡会随着使用时间的增长而发光逐渐变暗，但是LED灯这种问题发生的时间较晚，也不会出现明显的灯光变暗的情况。还有传统的电灯在发光的瞬间的电压比较高，而LED持续低压就可以。
总的来说，根据LED灯与传统电灯的对比，可以总结出LED灯具有使用电压低、耗电少、具有实用性与便携性、可以具有多种用途等种种特点。而且还绿色环保，响应了国家倡导绿色环保的要求。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而且LED灯质量更好，而且成本也没有比传统的电灯泡高。所以比较容易进行大面积的推广和使用。
二、高效率家用LED电灯电源的设计与制作
前面主要介绍了LED电灯的原理和相对于传统电灯的优势，但是光有LED灯泡本身的优点还不够，如果电源设计制作的不合理，那么将影响到LED灯泡的使用效果和使用寿命。因此了解高效率家用LED电灯电源的设计是十分必要的。
在进行电源的设计之前，首先要了解电源的工作原理和要求。LED灯对电压的要求是一百八十伏以上，二百七十伏以下的。灯光的使用的电压是16伏以下五伏以上。一般来说，能够组成家用照明的LED灯需要两个以上、是个以下的LED灯泡串联起来使用。输出的电流也比较小。约为三百多毫安。这种灯像一般的传统电灯一样有短路的保护。保护灯泡不受到损坏。这样对LED家用电灯电源的制作要求比较高。
设计过程主要是由国外进口的芯片设计成离线的形式的开关的电源。然后选用特定的拓扑结构来进行设计。然后其中的控制器和效应管、变压器都要进行特定的设计。而且变压器的设计是最核心的，变压器也需要选择国外进口的磁芯，计算好功率的容量乘积。而且在变压器的设计中，还要重视安全化的绝缘的设计，主要是安排好辅助绕组。然后要把电源设计成长方形。与散热的结构进行组装，使其能够达到类似于普通日光灯的效果。这里面电源就是十分重要的。
在制作过程中，要进行测试和数据的分析。只有经过多次试验。严密的设计之后的改进。才能保证投入使用的时候不会产生安全隐患。测试主要分成两步。一步是要模拟进行。然后再接实际的LED的光源。用功率表测试相关的数据。然后也要接入测量电压的表进行测试。制作一个总表进行记录，并对统计到的数据进行分析。如果出现设计制作的不到位，电源可能会提前触发短路保护。然后导致LED无法正常的使用。所以在制作环节最主要的就是测试。一旦测试好了大批量的投入生产，高素质的灯泡电源能够使得LED灯泡几乎不需要维护，寿命也比较长。所以测试和分析的环节特别重要。但是随着LED灯走入家用点灯领域，传统的电灯泡在各种方面似乎都比不上更加节能、更加环保的LED灯。其中电源是最重要的。如果能设计好电源，就能保护好电路，保护好电路，也就是有效的保障了其使用的寿命和使用的效果。在制作过程中也要注意测试和分析，这是最重要的一部分，不然，未经过测试的电源可能会带来安全方面的隐患。但是在设计制作过程中也发现了一定的问题，那就是核心的部件必须依赖国外的高端高质量部件，这说明我们在LED灯电源的设计制作领域还有待发展和创新。我们要努力发展芯片和相关的零部件。能确保在未来的一天，能用上我国自主研发、自主创新的芯片和控制器变压器等部件。而且还要控制电源制作的成本。
三、结语
LED灯是新式的电灯泡，相比于传统的电灯泡有传统电灯无法比拟的优势。有着节能环保、耗电少、使用寿命长、散热少等特点。相比于传统的电灯，更具有经济性、实用性、因此也能在以后占据更大的市场份额。以前占据家庭用灯主要地位的主要是普通的灯泡。也就是传统的螺旋式的白炽灯和节能灯。不过随着科学技术的发展，从原来的耗电量较大。使用寿命较短到现在使用寿命延长、也越来越省电。一户一盏灯产生的热量也是巨大的。所以我们要多方面的加大对LED的使用，节约能源，倡导环保用电，也是每一个人为国家做的贡献。在日常生活中防止灯泡被损坏也有一定的方法。第一个就是防止电流的冲击，防止发生瞬间过大的电流。发生电冲击一般都是由于极大的瞬间电流引起，其造成的直接后果就是导致靠近焊接线的其他部分被烧坏了，例如密封材料。这样有可能引发火灾。第二个就是做好散热方面的设计，如今国内对于LED散热技术还不是很成熟，而过大的热量会直接导致LED灯饰内部的损坏，LED灯饰就会失效。所以要采取一定的措施保护好电源。
参考文献：
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论文作者:王成文
论文发表刊物:《基层建设》2018年第22期
论文发表时间:2018/9/10
标签：电灯论文; 灯泡论文; 电源论文; 传统论文; 白炽灯论文; 电灯泡论文; 使用寿命论文; 《基层建设》2018年第22期论文;