一種新型大功率LED礦燈的探究

黨雯++王紀(jì)元

摘 要：本文就大功率LED礦燈的散熱問(wèn)題，提出了一種利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)將大功率LED礦燈散失的熱量轉(zhuǎn)化為電能的自供能系統(tǒng)。設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓電路改善溫差發(fā)電輸出電壓不穩(wěn)定的特點(diǎn)。結(jié)合上述模塊，實(shí)現(xiàn)大功率LED礦燈熱量回收利用的自供能裝置。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體溫差發(fā)電 自供能裝置 穩(wěn)壓電路

中圖分類號(hào)：TD621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0110-01

1 探究過(guò)程

1.1 設(shè)計(jì)思路

由于LED芯片在發(fā)光過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱，若將這些熱能回收轉(zhuǎn)化為電能供自身使用，就可大大減少電源功耗的輸入。目前，溫差發(fā)電技術(shù)可將熱能轉(zhuǎn)化為電能，那么在LED芯片的一端安裝一塊溫差發(fā)電模塊，將熱能轉(zhuǎn)化為電能實(shí)現(xiàn)自供能。由于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊輸出電壓不穩(wěn)定，所以在該充電系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)穩(wěn)壓電路使光源更穩(wěn)定。該新型大功率LED礦燈設(shè)計(jì)思路如框圖（1）所示，此時(shí)裝有熱回收系統(tǒng)的LED礦燈耗能情況如下探究。

1.2 設(shè)計(jì)過(guò)程

目前市場(chǎng)上的大功率LED礦燈各式各樣，選取2只額定功率為150 W，可承載電壓范圍為90～295 V的LED礦燈作為研究對(duì)象。將其中一只150 W的LED礦燈按照上述猜想改裝成新型礦燈。然后將新型LED礦燈與另一只沒(méi)有熱回收利用裝置的礦燈置于同一環(huán)境中，用220 V電壓給其供電，使他們同時(shí)開(kāi)始照明。同時(shí)給每只礦燈配備規(guī)格相同的電表測(cè)量其耗能情況。每隔4h測(cè)量一次，共測(cè)量6次，每次都是累計(jì)測(cè)量耗能情況，測(cè)量結(jié)果精確到千分位，測(cè)量數(shù)據(jù)如表1。

通過(guò)軟件仿真得到兩只LED礦燈隨時(shí)間變化的耗能情況如圖2，與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果相吻合。

將沒(méi)有熱回收系統(tǒng)的LED礦燈測(cè)量的數(shù)據(jù)線性擬合得公式：

X-0.0183

有熱回收系統(tǒng)的LED礦燈測(cè)量的數(shù)據(jù)非線性擬合后得公式：

通過(guò)軟件計(jì)算得，裝有熱電轉(zhuǎn)換裝置的LED礦燈的節(jié)能效率維持在8%左右，大大提高了LED礦燈的節(jié)能效率。

1.3 結(jié)論分析以及發(fā)展前景

在同一條件下，通過(guò)對(duì)比兩盞LED礦燈的耗能情況，從圖2中能很明顯的觀察到新型大功率LED礦燈單位時(shí)間內(nèi)耗能更少，在生活中應(yīng)該大力推廣該大功率LED礦燈。

現(xiàn)在選取100盞沒(méi)有熱循環(huán)利用系統(tǒng)的400 W路燈，每盞每天照明6 h，一年（365天）用電就達(dá)到87600 kW·h；若在大功率LED路燈上也實(shí)施熱循環(huán)利用系統(tǒng)，利用上述的到的公式可計(jì)算得一年用電量為80512 kW·h。與沒(méi)有熱循環(huán)利用裝置的LED路燈相比，一年內(nèi)節(jié)約7000多度電。溫差發(fā)電即使在只有微小溫差存在的情況下也能應(yīng)用，是適用范圍很廣的綠色環(huán)保型能源。具有新型熱回收系統(tǒng)的LED自供能照明燈勢(shì)必發(fā)展成為新一代能源，發(fā)展前景不可估量。

2 結(jié)語(yǔ)

與市場(chǎng)上的LED礦燈相比，該新型礦燈對(duì)LED芯片散失的熱量回收再利用，使LED礦燈耗能更少。本款新型大功率LED礦燈具有綠色、環(huán)保、高效節(jié)能、長(zhǎng)壽的性能。將這種新型熱電轉(zhuǎn)化技術(shù)應(yīng)用在功率更大的照明系統(tǒng)中，節(jié)能效果更明顯。在能源日趨緊張的今天，不僅改善了LED礦燈的性能，同時(shí)改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)。21世紀(jì)是一個(gè)以綠色能源為主導(dǎo)的時(shí)代，該款新型大功率LED礦燈必將隨社會(huì)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭藝華，馬永志，等.差發(fā)電技術(shù)及其在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù)，2006，24（136）：1002-6339.

[2] 盧文全，張仲生.新型大功率白光LED組件[J].中國(guó)照明電器，2007，6（6）：761-765.

[3] 李文靜，丁金華.礦燈恒流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)[J].照明工程學(xué)報(bào).2013，24（2）：1004-440X.endprint

摘 要：本文就大功率LED礦燈的散熱問(wèn)題，提出了一種利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)將大功率LED礦燈散失的熱量轉(zhuǎn)化為電能的自供能系統(tǒng)。設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓電路改善溫差發(fā)電輸出電壓不穩(wěn)定的特點(diǎn)。結(jié)合上述模塊，實(shí)現(xiàn)大功率LED礦燈熱量回收利用的自供能裝置。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體溫差發(fā)電 自供能裝置 穩(wěn)壓電路

中圖分類號(hào)：TD621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0110-01

1 探究過(guò)程

1.1 設(shè)計(jì)思路

由于LED芯片在發(fā)光過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱，若將這些熱能回收轉(zhuǎn)化為電能供自身使用，就可大大減少電源功耗的輸入。目前，溫差發(fā)電技術(shù)可將熱能轉(zhuǎn)化為電能，那么在LED芯片的一端安裝一塊溫差發(fā)電模塊，將熱能轉(zhuǎn)化為電能實(shí)現(xiàn)自供能。由于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊輸出電壓不穩(wěn)定，所以在該充電系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)穩(wěn)壓電路使光源更穩(wěn)定。該新型大功率LED礦燈設(shè)計(jì)思路如框圖（1）所示，此時(shí)裝有熱回收系統(tǒng)的LED礦燈耗能情況如下探究。

1.2 設(shè)計(jì)過(guò)程

目前市場(chǎng)上的大功率LED礦燈各式各樣，選取2只額定功率為150 W，可承載電壓范圍為90～295 V的LED礦燈作為研究對(duì)象。將其中一只150 W的LED礦燈按照上述猜想改裝成新型礦燈。然后將新型LED礦燈與另一只沒(méi)有熱回收利用裝置的礦燈置于同一環(huán)境中，用220 V電壓給其供電，使他們同時(shí)開(kāi)始照明。同時(shí)給每只礦燈配備規(guī)格相同的電表測(cè)量其耗能情況。每隔4h測(cè)量一次，共測(cè)量6次，每次都是累計(jì)測(cè)量耗能情況，測(cè)量結(jié)果精確到千分位，測(cè)量數(shù)據(jù)如表1。

通過(guò)軟件仿真得到兩只LED礦燈隨時(shí)間變化的耗能情況如圖2，與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果相吻合。

將沒(méi)有熱回收系統(tǒng)的LED礦燈測(cè)量的數(shù)據(jù)線性擬合得公式：

X-0.0183

有熱回收系統(tǒng)的LED礦燈測(cè)量的數(shù)據(jù)非線性擬合后得公式：

通過(guò)軟件計(jì)算得，裝有熱電轉(zhuǎn)換裝置的LED礦燈的節(jié)能效率維持在8%左右，大大提高了LED礦燈的節(jié)能效率。

1.3 結(jié)論分析以及發(fā)展前景

在同一條件下，通過(guò)對(duì)比兩盞LED礦燈的耗能情況，從圖2中能很明顯的觀察到新型大功率LED礦燈單位時(shí)間內(nèi)耗能更少，在生活中應(yīng)該大力推廣該大功率LED礦燈。

現(xiàn)在選取100盞沒(méi)有熱循環(huán)利用系統(tǒng)的400 W路燈，每盞每天照明6 h，一年（365天）用電就達(dá)到87600 kW·h；若在大功率LED路燈上也實(shí)施熱循環(huán)利用系統(tǒng)，利用上述的到的公式可計(jì)算得一年用電量為80512 kW·h。與沒(méi)有熱循環(huán)利用裝置的LED路燈相比，一年內(nèi)節(jié)約7000多度電。溫差發(fā)電即使在只有微小溫差存在的情況下也能應(yīng)用，是適用范圍很廣的綠色環(huán)保型能源。具有新型熱回收系統(tǒng)的LED自供能照明燈勢(shì)必發(fā)展成為新一代能源，發(fā)展前景不可估量。

2 結(jié)語(yǔ)

與市場(chǎng)上的LED礦燈相比，該新型礦燈對(duì)LED芯片散失的熱量回收再利用，使LED礦燈耗能更少。本款新型大功率LED礦燈具有綠色、環(huán)保、高效節(jié)能、長(zhǎng)壽的性能。將這種新型熱電轉(zhuǎn)化技術(shù)應(yīng)用在功率更大的照明系統(tǒng)中，節(jié)能效果更明顯。在能源日趨緊張的今天，不僅改善了LED礦燈的性能，同時(shí)改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)。21世紀(jì)是一個(gè)以綠色能源為主導(dǎo)的時(shí)代，該款新型大功率LED礦燈必將隨社會(huì)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭藝華，馬永志，等.差發(fā)電技術(shù)及其在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù)，2006，24（136）：1002-6339.

[2] 盧文全，張仲生.新型大功率白光LED組件[J].中國(guó)照明電器，2007，6（6）：761-765.

[3] 李文靜，丁金華.礦燈恒流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)[J].照明工程學(xué)報(bào).2013，24（2）：1004-440X.endprint

摘 要：本文就大功率LED礦燈的散熱問(wèn)題，提出了一種利用半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)將大功率LED礦燈散失的熱量轉(zhuǎn)化為電能的自供能系統(tǒng)。設(shè)計(jì)一個(gè)穩(wěn)壓電路改善溫差發(fā)電輸出電壓不穩(wěn)定的特點(diǎn)。結(jié)合上述模塊，實(shí)現(xiàn)大功率LED礦燈熱量回收利用的自供能裝置。

關(guān)鍵詞：半導(dǎo)體溫差發(fā)電 自供能裝置 穩(wěn)壓電路

中圖分類號(hào)：TD621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）06（a）-0110-01

1 探究過(guò)程

1.1 設(shè)計(jì)思路

由于LED芯片在發(fā)光過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱，若將這些熱能回收轉(zhuǎn)化為電能供自身使用，就可大大減少電源功耗的輸入。目前，溫差發(fā)電技術(shù)可將熱能轉(zhuǎn)化為電能，那么在LED芯片的一端安裝一塊溫差發(fā)電模塊，將熱能轉(zhuǎn)化為電能實(shí)現(xiàn)自供能。由于半導(dǎo)體溫差發(fā)電模塊輸出電壓不穩(wěn)定，所以在該充電系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)穩(wěn)壓電路使光源更穩(wěn)定。該新型大功率LED礦燈設(shè)計(jì)思路如框圖（1）所示，此時(shí)裝有熱回收系統(tǒng)的LED礦燈耗能情況如下探究。

1.2 設(shè)計(jì)過(guò)程

目前市場(chǎng)上的大功率LED礦燈各式各樣，選取2只額定功率為150 W，可承載電壓范圍為90～295 V的LED礦燈作為研究對(duì)象。將其中一只150 W的LED礦燈按照上述猜想改裝成新型礦燈。然后將新型LED礦燈與另一只沒(méi)有熱回收利用裝置的礦燈置于同一環(huán)境中，用220 V電壓給其供電，使他們同時(shí)開(kāi)始照明。同時(shí)給每只礦燈配備規(guī)格相同的電表測(cè)量其耗能情況。每隔4h測(cè)量一次，共測(cè)量6次，每次都是累計(jì)測(cè)量耗能情況，測(cè)量結(jié)果精確到千分位，測(cè)量數(shù)據(jù)如表1。

通過(guò)軟件仿真得到兩只LED礦燈隨時(shí)間變化的耗能情況如圖2，與實(shí)驗(yàn)測(cè)得的結(jié)果相吻合。

將沒(méi)有熱回收系統(tǒng)的LED礦燈測(cè)量的數(shù)據(jù)線性擬合得公式：

X-0.0183

有熱回收系統(tǒng)的LED礦燈測(cè)量的數(shù)據(jù)非線性擬合后得公式：

通過(guò)軟件計(jì)算得，裝有熱電轉(zhuǎn)換裝置的LED礦燈的節(jié)能效率維持在8%左右，大大提高了LED礦燈的節(jié)能效率。

1.3 結(jié)論分析以及發(fā)展前景

在同一條件下，通過(guò)對(duì)比兩盞LED礦燈的耗能情況，從圖2中能很明顯的觀察到新型大功率LED礦燈單位時(shí)間內(nèi)耗能更少，在生活中應(yīng)該大力推廣該大功率LED礦燈。

現(xiàn)在選取100盞沒(méi)有熱循環(huán)利用系統(tǒng)的400 W路燈，每盞每天照明6 h，一年（365天）用電就達(dá)到87600 kW·h；若在大功率LED路燈上也實(shí)施熱循環(huán)利用系統(tǒng)，利用上述的到的公式可計(jì)算得一年用電量為80512 kW·h。與沒(méi)有熱循環(huán)利用裝置的LED路燈相比，一年內(nèi)節(jié)約7000多度電。溫差發(fā)電即使在只有微小溫差存在的情況下也能應(yīng)用，是適用范圍很廣的綠色環(huán)保型能源。具有新型熱回收系統(tǒng)的LED自供能照明燈勢(shì)必發(fā)展成為新一代能源，發(fā)展前景不可估量。

2 結(jié)語(yǔ)

與市場(chǎng)上的LED礦燈相比，該新型礦燈對(duì)LED芯片散失的熱量回收再利用，使LED礦燈耗能更少。本款新型大功率LED礦燈具有綠色、環(huán)保、高效節(jié)能、長(zhǎng)壽的性能。將這種新型熱電轉(zhuǎn)化技術(shù)應(yīng)用在功率更大的照明系統(tǒng)中，節(jié)能效果更明顯。在能源日趨緊張的今天，不僅改善了LED礦燈的性能，同時(shí)改變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，促進(jìn)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)建設(shè)。21世紀(jì)是一個(gè)以綠色能源為主導(dǎo)的時(shí)代，該款新型大功率LED礦燈必將隨社會(huì)的進(jìn)步而不斷發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭藝華，馬永志，等.差發(fā)電技術(shù)及其在節(jié)能領(lǐng)域的應(yīng)用[J].節(jié)能技術(shù)，2006，24（136）：1002-6339.

[2] 盧文全，張仲生.新型大功率白光LED組件[J].中國(guó)照明電器，2007，6（6）：761-765.

[3] 李文靜，丁金華.礦燈恒流穩(wěn)壓電源電路設(shè)計(jì)[J].照明工程學(xué)報(bào).2013，24（2）：1004-440X.endprint