知名LED球泡详解 拆解

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发表于 2019-3-13 13:14:00 | 显示全部楼层 |阅读模式

申:本文所有相关测试数据及结果,仅对本次测试样本负责。

前言

本次评测的十款LED球泡,其中九款来自淘宝该品牌旗舰店或者授权店铺,理论上来说,可以排除“假货”的嫌疑,其中有八个品牌分别为欧普、爱德朗、FSL佛山、汉德森、OSRAM欧司朗、PHILIPS飞利浦、美的、GE通用(以上排名不分先后);另外一款为无包装一元购产品,虽然灯泡上面印刷了“傲日”,但我还是讲其归为电商无牌,因为淘宝上有不少这种类似的无包装一元购产品,且从外观看模具基本一致;最后一款为本地实体店购买,也是经常出现在地摊上销售的那种,虽然有包装有品牌,但任被归为实体无牌。

这十款产品,因为其价格低廉,查询销售情况后发现,其销量巨大,所以作为该品牌的“网红代表”被选了出来。

(本文所有参与评测的产品均为个人购买,无任何利益相关方。)

本文图文内容较多,如果你想直看结果,请跳入文末“总结”章节。

led球泡灯 价格及外观展示:

欧普

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爱德朗

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FSL佛山

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汉德森

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OSRAM欧司朗

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PHILIPS飞利浦

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美的

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GE通用(因为这个灯泡购买时间较长,外包装盒已经找不到了)

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电商无牌(一元购产品,无包装盒)

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线下无牌(线下购买,价格五元,地摊10元三个)

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led球泡灯 标称功率、实测功率、电流、功率因数

标称功率,数据来自于其电商平台的标注和包装盒、产品本身的标注,此参数可视为官方数据。

实测功率为238V交流电网情况下,以普彩电力监测仪所测,基于测试工具的误差、电网电压的不稳定性、受测产品工作中数据的上下波动等多方因素,本次实测结果仅供参考。

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欧普——官方标称3W,白光,实测2.859W,工作电流0.02A,功率因数0.59(因相机操作失误,缺失该图)。

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爱德朗——官方标称3W,黄光,实测3.417W,工作电流0.031A,功率因数0.41.

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汉德森——官方标称3W,白光,实测3.451W,工作电流0.028A,功率因数0.49。

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OSRAM欧司朗——官方标称3W,实测3.316W,工作电流0.023A,功率因数0.59。

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PHILIPS飞利浦——官方标称2.5W,实测2.665W,工作电流0.020A,功率因数0.54。

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美的——官方标称3W,实测2.817W,工作电流0.022A,功率因数0.51。

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GE通用——官方标称6W,实测5.846W,工作电流0.029A,功率因数0.82。

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电商无牌——官方标称3W,实测2.834W(因相机操作失误,缺失该图),工作电流0.033A,功率因数0.52。

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实体无牌——官方标称3W,实测1.802W,工作电流0.058A,功率因数0.12。

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标称功率和实测功率的差异:从以上实测数据可以看出,这十款LED球泡的实际功率和标称功率之间均有差异,但是除线下无牌外,其他九款差异均不大,值得一提的是,爱德朗、汉德森、OSRAM、PHILIPS四款LED的实测功率要大于标称功率,其中汉德森的实测功率最大,达到了3.451W;美的的实测功率最小,只有2.817W;需要单独指出的是,线下无牌的虚标非常严重,标称3W实测仅为1.822W。

根据GB/T 24908-2014《普通用自镇流LED灯性能要求》,LED球泡灯的功率应不小于其标称功率的80%,不高于其标称功率的110%(即标称3瓦的灯泡,其合格功率应在2.4瓦~3.3瓦的区间范围内)。

关于功率因数:功率因数(Power Factor)的大小与电路的负荷性质有关, 如白炽灯泡、电阻炉等电阻负荷的功率因数为1,一般具有电感性负载的电路功率因数都小于1。功率因数是电力系统的一个重要的技术数据。功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低,说电路用于交变磁场转换的无功功率大,从而降低了设备的利用率,增加了线路供电损失。

在以上十款LED灯泡中,GE通用的功率因数最高,达到了0.82,而线下无牌的功率因数最低,仅仅只有0.12。

经过网上相关资料的查阅,一般行业内比较认同的LED球泡灯功率因数5W以内,不做要求,5W以上,功率因数大于0.7,因为除GE外,其他九款均为标称3W,所以在功率因数上暂时没有确规定,GE为6W,功率因数超过的0.7的行业标准,可视为合格。

称重

对于LED灯泡的评测,其实称重能从侧面反映该产品的做工好坏,LED灯泡主要由以下这些组件构成:1、外壳、2、光源、3.电源。外壳又分为:1、灯罩;2、透镜(小功率的灯泡一般都没有);3、散热器(小功率的灯泡可能没有);4、灯座口等。

LED灯泡的灯罩一般采用PC阻燃材料,PC是一种线型碳酸聚酯,是几乎无色的玻璃态的无定形聚合物,具有阻燃性、耐磨、抗氧化性,同时具有很好的光学性。PC高分子量树脂有很高的韧性,主要性能缺陷是耐水解稳定性不够高,对缺口敏感,耐有机化学品性、耐刮痕性较差,长期暴露于紫外线中会发黄。和其他树脂一样,PC容易受某些有机溶剂的侵蚀。

灯体为PBT塑料,PBT具有强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小的机械性能;耐热老化性很好;耐溶剂性无应力开裂;对水稳定,遇水不易分解;具有优良的绝缘性能,在潮湿、高温时也能保持电性能稳定,是造电子、电气零件的理想材料。

外壳的厚薄,有无散热器,灯座口的厚度,电源部分的设计,LED数量的多少等,都能影响到一个灯泡的重量。

经过实测,欧普重量为31.5g:

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爱德森重量为27.29g:

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FSL佛山重量为24.26g:

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OSRAM欧司朗重量为23.02g:

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PHILIPS飞利浦重量为26.51g:

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美的重量为24.95g:

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GE通用重量为48.19g:

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电商无牌为24.38g:

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线下无牌重量为18.82g:

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经过称重测试,十款LED灯泡中,除GE通用的功率为6W,其重量不参与对比,另外九款,虽然PHILIPS只有2.5W,但是重量毫不逊于其他八款。

在这九款LED中,汉德森的重量最重,达到了36.37g,欧普第二,为31.5g,线下无牌重量最轻,仅为18.82g,其他各款重量均在30g以内。

LUX度测试

勒克斯lux,法定符号lx,是度(Illuminance)的单位。度是反映光强度的一种物理量,其物理意义是射到单位面积上的光通量,度的单位是每平方米的流(lm)数,其单位为勒克斯(lux或lx),即:1lux=1lm/m2。

但是目前几乎所有的LED灯泡都标注了光通量流,它是根据坎德拉球面角度(cd乘以sr)定义的。一流是相当数量光散发在1球面角单位,从光源向各个方向发散出等量能量,并且强度是1cd。

测试LED光通量在CIE121:1966C1ause6.1、CIE127-2007C1ause6.2和IES-LM-79-08C1ause9.0都有提到两种测试方法:一种是采用积分球加光度计或光谱辐射计测试的积分法,这个是总光通量的相对测量方法(CIE121:1966 Clause6.1.1、CIE127-2007C1ause6.2.2和IES-LM-79-08 Clause9.0);另外一种是采用分布光度计的光度法,这个是总光通量的绝对测量方法。但是这两种测量方法,普通消费用户都无法自行完成。

所以在这里,暂且抛开光通量,单单只说度,从度数据同样也能反映其优劣。

此次测试所用设备为CEM DT-1309,才用的测试方法是,在灯具的正常吊装高度,LED灯罩到放置CEM DT-1309的桌面垂直高度为1.64米,其实这也是大多数家庭用户的餐厅吊灯到餐桌面的距离。

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测试时,环境度为4.3LUX,以下所有测试图片,都经过后期处理,否则会因为片亮度不够而看不清读数,片暗度不代表该LED真实亮度,一切数据以CEM DT-1309读数为准。

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经过实测,欧普的读数为18.9LUX:

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爱德朗的读数为14.5LUX,这里需要指出的是,这个灯泡为黄光,相对于白光来说,度会显小一些,所以这个灯泡不参与测试的数据统计。

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FSL佛山的读数为22.0LUX:

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汉德森的读数为26.1LUX:

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OSRAM的读数为22.2LUX:

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PHILIPS的读数为19.1LUX:

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美的的读数为19.8LUX:

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GE通用的读数为27.5LUX:

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电商无牌的读数为20.3LUX:

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线下无牌的读数为10.4LUX:

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在本次测试的十款LED中,因为爱德朗是黄光,GE通用为6W,所以这两个数据不参与统计,但是从数据中可以看出,汉德森虽然标称3W,其读数却和GE通用的6W仅仅只相差了1.4LUX。在这八款LED中,汉德森的读数遥遥领先于其他几款产品,OSRAM、FSL、电商杂牌这三款的读数都超过20LUX,而线下杂牌再次为倒数第一,仅仅只有10.4Lux.

拆解分析

在获取一系列数据后,针对这十款LED做了拆解,本次拆解均为有损拆解。

通过对产品的拆解,一方面能了解其内部结构,另一方面也能评判其电源部分的设计是否合理、LED灯珠的数量、是否采用了合理的散热。

LED是一种具有特性敏感的半导体器件,又具有负温度特性,因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护,从而产生了驱动的概念。一款合格的LED灯,对驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容都有很高的要求,在设计LED驱动电源时必须要综合考虑这些因数。

目前常见的LED灯驱动有这几种方式:

阻容降压:利用电容在交流下的阻抗限输入电流,获得直流电平给LED供电。这种方式结构简单,成本低廉,输入非隔离方案,有安全隐患。转换效率很低,无法做到恒流控。

隔离反激电路:利用反激电路,通过变压器在副边产生直流电平,再通过光耦将此电平的纹波反馈回原边,从而自激稳定。此类电路符合安规认定要求,且输出恒流精度较好,转换效率较高。但由于需要光耦和副边恒流控电路,导致系统杂,体积大,成本高。

原边方案:通过完全在交流原边控输出的电源和电流,最精确可以做到5%的恒流精度,副边仅需简单的输出电路即可。原边主要依靠辅助边的反馈来控输出电压,依靠限流电阻对原边电流的控,同时乘以匝比来控输出电流的精度。这种方案继承了隔离反激电路的种种优点,同时架构简单,可以做到小体积和低成本。

欧普:

这个欧普的3W LED球泡和我上次拆过的那个内部结构有一些差异,采用了6颗2835 LED贴片,LED借助PCB上的敷铜进行散热,没有使用其他散热片。PC灯罩光滑无毛刺,灯泡外壳材料较厚,手捏无显变形。

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爱德朗:

使用了用六颗2835 LED贴片,贴片底板为一块圆形铝合金材料用于散热,外壳较薄,但是内部有一圈金属材料,这种设计应该更有利于LED散热。贴片底板的散热片和外壳内部的金属材料通过散热硅脂传递热量。

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FSL佛山:

使用了6颗2835LED贴片,LED底板为铝合金散热片,灯泡外壳较薄,用手捏有显变形。

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汉德森:

使用了三颗2835LED贴片,值得注意的是,这个PCB上还有一个空位,焊上这个LED后,即可作为5W灯泡使用。LED底板为铝合金散热片,在外壳内部还设计有一个金属散热圈,这也是之前称重测试时这个LED灯泡最重的原因。

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OSRAM欧司朗:

使用了6颗2835LED贴片,和其他几款产品不同的是,欧司朗的这六颗LED全部集中焊在PCB中央,理论上讲,这种集中焊的方式在工作中产生的热量更不容易散发,LED底板采用了铝合金散热片,二期散热片厚度相对来说更厚一点,LED板和恒流源部分采用的插件连而并非是焊,在流水线上,这种组装方式效率会更高一些。

在十款LED中,欧司朗的这个灯泡体积最小,重量倒数第二,而且从恒流源的设计上来说,所使用的方案和其他几款基本上是一致的,只是无论从LED板还是恒流源部分,在PCB设计上显得更加正规一点,各种标注一清二楚,显得很有大厂风范。

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PHILIPS飞利浦:

使用了六颗2835LED贴片,这个灯泡是这十款产品中最难拆解的,经过多重努力才最终将外壳打开,这款产品将LED灯板和恒流源设计在同一块PCB上,LED借助PCB敷铜散热,但是在外壳内部有一圈金属材料辅助散热。

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美的:

使用4颗2835LED贴片,LED底板为铝合金散热片,电源方案是CS6583单电感非隔离降压型LED恒流驱动电路,外壳材料较厚,用手捏无显变形。

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GE通用:

使用六颗2835LED贴片,LED底板为铝合金散热片,同时在灯壳内还有一块较厚的铝合金散热片,并且在外壳内部还有一圈金属材料用于辅助散热,由于这个灯泡为6W设计,所以散热相对来说做得比其他3WLED要强很多,LED灯板和恒流源通过插件连,PCB上印刷有各种标识。

得益于这个LED较长的外壳,恒流源PCB尺寸设计得相对更大一些,整个线路设计较为标准。

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电商无牌:

才用了6颗2835LED贴片,LED底板为铝合金散热片,采用了PT4501非隔离降压型三端LED恒流驱动芯片,相对于其他知名品牌LED来说,这个LED灯泡无论是从用料还是各种参数上都毫不逊色。

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线下无牌:

这十款LED灯泡中唯一一款采用阻容降压方案设计的产品,也是使用LED贴片最多的一款产品,共使用的8颗LED贴片,但是LED封装形式和其他产品均有所不同,推测应该是3528LED贴片,LED借助PCB敷铜散热,所有原件全部设计在同一块PCB上。

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关于2835LED贴片和3528LED贴片的区别,2835表示灯珠的长度是2.8mm,宽度是3.5mm,而3528表示灯珠的长度是3.5mm,宽度是2.8mm;这两个型号的LED发光强度不同,2835灯带宽度较宽,使得发光面积大,出光率高,强度可达13-15LM;封装工艺不同,2835LED是芯片直导通散热片的,散热更好。

通过拆解后可以看到,这十款LED灯泡中,欧普,线下无牌这两款产品内部均没有其他金属散热片,LED直借助PCB敷铜散热;PHILIPS虽然采用PCB敷铜板散热,但外壳内部设计有金属材料;其他产品均有铝合金散热片,爱德朗、汉德森、GE通用还在外壳上设计有更多的金属材料用于散热。

LED灯泡的温度一般安全规定使用范围是 -20℃~65℃,温度过高容易造成LED光衰严重,甚至带来安全隐患,一般当灯泡达到热平衡后,灯珠引脚温度不高于65℃,散热器表面温度不高于55℃即为合格品。

有行业内人士表示,在设计中,尽可能的降低LED晶片的结温是追求的方向,但同时,技术难度和散热成本将会显著增加,因此单讲LED工作多少温度好,实际没有任何意义,结合工程实际,LED结温在70度左右,具有最佳的性价比。

从恒流源部分来看,多数产品均使用RCC恒流驱动和CS6583单电感非隔离降压型LED恒流驱动电路,只有线下无牌使用了最简单的阻容降压。

关于频闪

频闪实质上就是光源发出的光随着时间呈现出一定频率、周期的变化,在不同亮度、颜色之间随着时间变化而变化。灯具的驱动如果没有合适的电子电路,比如镇流器、驱动或电源,光源就会产生频闪,输出光通量波动越大,频闪越严重。

产生频闪的技术机理,既有供电电源的因素,也有电光源技术性能因素以及设计不合理的因素等等。对于很多灯具来说,光源工作电流必然随着输入电压的波动而波动,直导致光输出的波动产生频闪。

频闪危害主要有:1、光敏性癫痫或闪烁光诱导的癫痫;2、频闪造成的视觉暂留效应;3、头痛、偏头痛、恶心、视觉紊乱等生理问题;4、用眼疲劳、视力下降。

一款LED如果恒流电路外围线路设计不合理,使得芯片工作不正常就会导致频闪;而LED灯在较高温度的环境下工作时流芯片出现短暂保护也容易导致频闪。分析频闪产生的原因,可以发现减轻频闪的关键在于电光源技术与驱动技术。如LED在恒定、无震荡的直流源驱动下,可达到无频闪的效果。市场上的驱动产品还需考虑驱动成本、尺寸、可靠性、效率等因素,因此如果能将LED灯泡设计在一个可以受的频闪程度内,应当还是能被市场所认可。

针对频闪测试,业余条件下一般采用手机摄像头或者相机摄像头拍摄,但是这种测试其实并不具有参考价值。目前大部分手机采用的CMOS感光元件都是采用逐行扫描的,也就是首先把第一行感应的光强度先以数据的形式暂存,之后转化并储存第二行第三行。但转化和储存是需要时间的,当记录转化并储存第二行的时候,而就在这第一行切换到第二行的超级短暂的时间中,实际上灯的亮度已经发生了变化。以此类推,记录每行时亮度都不同,但光亮度变化又是周期性的,所以就造成了最后图像暗纹理的现象。

所以本次测试,略过了该环节。

总结

针对测试数据和拆解分析,列出如下表格:

剁手6.18灯泡了解一下?十款“网红”LED球泡详解及选购指南

再次声:本次测试所有数据仅针对本次样本,不代表该品牌该型号的所有产品均为本次测试数据,厂家会经常改变方案和设计,这很正常,无需奇怪。

本次所有数据均采自于本次测试设备,限于测试设备的精度,很可能出现误差。

通过这些数据分析可以看出:

实测功率中,爱德朗,汉德森,OSRAM,PHILIPS显高于标称功率。

除GE通用外,汉德森重量最重,主要是因为内部散热金属圆环较重;欧普较重是因为其外壳厚度最厚。

除GE通用外,功率因数最低的是线下无牌,这和其采用了阻容降压有关。

除GE通用、爱德朗(黄光)外,汉德森LUX数据最高,这和其实测功率最高有显因果关系,OSRAM和FSL的LUX也名列前茅。

线下无牌所使用的LED贴片数最多,达到8颗,但是封装形式应该不同于其他9款产品,所以虽然LED数量最多,但是LUX数据却最小。汉德森使用的LED贴片数量最少,但是LUX数据却最大(除GE外),这应该和其工作电流更大有关,因此从另一个方面讲,汉德森使用的LED也许会更容易老化。

散热方式上,欧普和线下无牌最节省,这种仅仅依靠PCB敷铜散热的方式,在LED持续工作时,热量并不太容易散发出去,对于LED的使用寿命应该会有一定的影响。

面对五花八门的LED灯泡,我们该怎么办?

首先考虑的是使用环境,我们需要这个LED灯泡点亮后发出什么颜色的光线,LED可以调到全光谱,暖白色、冷白色、红色、蓝色……色温越低,白光就显得越黄;色温越高,则会出现偏蓝色。标准烛光为1930K,钨丝灯为2760-2900K,荧光灯为3000K,闪光灯为3800K,中午阳光为5600K,电子闪光灯为6000K,蓝天为12000-18000K。因此如果我们需要暖色调,就要约2500K-3000K;想要冷色调,就要4500K到6000K的灯泡。

一般的LED灯泡使用乳白的PC灯罩,可以使光线看起来更柔和,这种更适合于氛围灯和点缀灯;而使用半透的PC灯罩则是尽可能地让LED发出的光线都穿透到外面,使其更适用于作为办公室和客厅的显示。

颜色的另一个方面是显色指数(CRI),CRI是评价光源对物体显色能力的一个指标,它直影响光源下物体的显示效果,CRI完美的基准光源的显色指数为100,小于50则被认为显色性较差,一般认为,80-100显色性优良;50-79,显色性一般;小于50则被认为显色性较差。

目前常见的LED一般有3W、5w、7w、9w、11w等规格,根据自己的需求可以自行折算:1W LED=3W CFL(节能灯)=15W白炽灯;3W LED=8W CFL(节能灯)=25W白炽灯;5W LED=11W CFL(节能灯)=40W白炽灯;7W LED=15W CFL(节能灯)=75W白炽灯;11W LED=20W CFL(节能灯)=100W白炽灯。

另外,在选购LED灯泡时,可以看外观包装。国家强要求LED灯具生产厂家在产品外包装上标出以下内容:额定电压、电压范围、额定功率、额定频率。然后要看是否有3c认证,目前中国有强性国标《普通用50V以上自镇流LED灯安全要求》(GB24906-2010),要查看包装上是否有注。如果有CE认证、美国ETL产品认证那就更好。另外,LED灯泡需要符合一些安全标准,比如能源之星标准,因为能源之星认证对亮度、颜色和能源使用都有很高的要求。

在具体选购时,可以了解一下灯泡内的LED参数,2835指的是封装尺寸在2.8mm*3.5mm的LED,5050指的是LED封装的尺寸是5.0*5.0mm,这个数字的意义在于:在大部分情况下,在相同的技术条件下,封装的体积越大,其价格更高,性能更好。但是LED贴片的参数和其所使用的电源部分一样,在现实选购中几乎很难直被触到,因此在很多时候,消费者只能寄希望于LED生产厂家的官方宣传。无论是外壳的材质,灯罩的材质,还是LED贴片的参数,恒流源的设计,了解这一切的目的都是为了能选购到更合适的LED灯泡,严格说来,一款LED灯泡产品,如果它有表面光滑适光率均匀的PC灯罩,有厚度合格且结实的外壳,有优秀的散热设计,有合格的LED贴片,有齐备的认证,那至少算得上是一款合格的产品。

最后一图,感谢这一堆被牺牲了的LED灯泡!

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发表于 2019-3-14 15:39:35 来自手机 | 显示全部楼层
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发表于 2019-3-16 11:12:49 | 显示全部楼层
好文章!值得看看
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