台燈介紹
LED照明又稱固态照明，作為繼白熾燈、熒光燈後的第三代照明技術，具有節能、環保、安全可靠的特點，固态光源是被業界看好的未來十年替換傳統照明器具極具潛力的新型光源，代表照明技術的未來。發展新固态照明，不僅是照明領域的革命，而且符合當前政府提出的“建設資源節約型和環境友好型社會”的要求。
我們現在大多數的LED照明都是白色的，而在1955年LED誕生之初，隻有紅光到綠光波段的LED。直到20世紀90年代初藍光LED才被三個日本人（赤崎勇、天野浩、中村修二）發明出來，從此我們才有了白光LED燈，也就能很好的在夜晚工作學習了。他們也因此獲得2014年的諾貝爾物理學獎。
另外，還有一點，LED燈點燈的時間越長，光源中的熒光粉衰減越快，結果就會導緻人眼接觸的藍光波段的光照越來越強烈，從而對人眼造成傷害。所以眼睛長期看LED光源，容易讓人産生頭暈眼花、不舒服的感覺，甚至會造成眼晴傷害，使得患眼病的機率會有所提高。提醒，不要讓眼睛長時間注視過亮的LED光源，以免眼睛受損。
LED應用非常廣泛，猶其适合做輔助外部照明（LED燈箱，汽車LED尾燈等）。
缺點
一、單色光源，色譜太窄，對眼睛的視神經會有影響，容易疲勞。
二、價格比較貴，相對于其他光源，價格普遍比較高。
三、LED燈具由于入門門檻低，其中也包括了一些不合格的産品，國内也缺乏相關的質量檢測手段，主要以國外發達國家的質量檢測為标準。
四、LED小燈珠，使用幾年後會慢慢損耗而無法更換，容易造成整個台燈報廢。
五、做工較差的LED護眼燈都會産生輕微頻閃和輻射。
六、适配器一般比LED小燈珠壽命短，變壓器較容易壞。
優點
一、光源方向性好,按需照明，作為應急台燈較好。
二、照度充足,滿足你的普通照明需求。
三、直流供電,做工好的無頻閃,無電磁輻射。
四、綠色環保,高效節能。
五、固體光源,抗機械震動。
六、無紫外線、無紅外線。
七、LED小燈珠壽命較長。
藍光危害
主要原因是高能短波藍光，LED台燈的光源發射的白光之所以能夠形成主要是靠450～455NM波長的藍光激發熒光粉，其中波長越低擊發能力越強。通常LED光源的出廠波長控制在500NM之内，一般是450～455NM或455～460NM，都屬于輻射傷害最強的區段。如果波長變大，那麼激發熒光粉的能力就下降，發光效率就會降低。生産廠家為了追求亮度，通常會加強LED光源的藍光強度，人眼如果長期看這樣的光源，難免眼睛會受到藍光傷害。
家庭LED照明盡量少用，特别LED護眼燈處于試驗期，LED隻适合做輔助照明。LED器件内鈣钛礦—聚合物複合層由二維、三維鈣钛礦與絕緣聚合物制成。
德國眼科專家李查德·馮克（R.H.W. Funk）教授的研究報告指出當“不合适的光”持續照射我們的眼睛，會引起功能失調，尤其是三基色燈，電腦屏幕等發出的含有大量不規則頻率的高能短波藍光，這些短波藍光具有極高能量，能夠穿透晶狀體直達視網膜，對視網膜造成光化學損害，直接或間接導緻黃斑區細胞的損害。
因此，對于我們正常人而言，阻隔藍光長時間照射是減少損傷最有效方法，而使用過防藍光眼鏡能有效的解決這一點，普通的防輻射眼鏡隻能過濾紫外線及一定的電磁輻射，而不能過濾藍光。專用防藍光眼鏡不但能夠有效的隔離紫外線與輻射而且能夠過濾90%以上的藍光，适合在看電腦或者電視時用，可以大大減輕藍光對眼睛的刺激，消除眼睛酸澀、發熱或者疼痛等不适症狀，緩解眼睛疲勞。
眼下對于節能産品，全社會關注的程度超過了以往的任何時期,其中被稱為第四代光源LED在産業資本和政府補貼的雙重推動下,近幾年來實現了爆發式的增長。然而在一片欣喜之中，一些醫學和電光源的專家卻指出,不少LED燈具都存在着嚴重的藍光溢出問題。日積月累人眼的視網膜會受到不可逆轉的傷害，嚴重的甚至會導緻失明。那麼在節能與健康之間，我們該如何抉擇并找到解決之道呢？
“LED呢，發光效率較高，跟白熾燈比省電至少可以省到50-60%，尤其是長時間點的，像地下車庫等，在一年裡就可以收回它的成本。”
我國已經成為全球最大的LED燈具生産國，根據科技部的十二五規劃，到2015年，LED在照明市場的份額要達到30%，國家發改委也制定了路線圖，到2016年徹底淘汰白熾燈，這更是為LED産業打下了一支興奮劑，具不完全統計，全國各地打造的LED産業園不下20個，到2013年産業總規模預計要達到2000億，2015年将超5000億，然而就在産業界分享盛宴高歌猛進之時，醫學界卻表達了擔憂，中國眼科醫師學會副會長（上海五官科醫院院長）孫興懷教授說，根據國際上的研究成果，LED發出的藍光長期作用于人眼的話，會造成嚴重的傷害。
“藍光會對視網膜造成傷害，具體的位置是在光感受器，也就是接受光線把它轉換成視覺電信号的細胞，你對着它積累到一定的量，它就不能感受光線，然後就失明了。”
藍光作為色光的一種，普遍存在于各種燈具當中。孫興懷說，當前市場上大多數LED燈具，是通過芯片發出藍光，激發黃色的熒光粉，來調和成白光的，因此，LED的藍光問題尤其突出。
結構功能
充電式LED台燈的主要結構有：高亮度白色發光二極管；220伏特交流轉低壓直流電路（電源）；燈罩；燈架；電源開關；電源線；插座；蓄電池。
各組成部分的功能
高亮度白色發光二極管
是一種固态的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。的心髒是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它裡面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。
但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區，在P區裡電子跟空穴複合，然後就會以光子的形式發出能量，這就是LED發光的原理。而光的波長決定光的顔色，是由形成P-N結材料決定的。
220伏特交流轉低壓直流電路(電源)
電源是向電子設備提供功率的裝置，也稱電源供應器，它提供計算機中所有部件所需要的電能。電源功率的大小，電流和電壓是否穩定，将直接影響設備的工作性能和使用壽命。
燈罩
燈罩不僅僅是罩在燈上為了使光聚集在一起的作用，還可以防止觸電，對保護眼睛也有作用，所以每個燈上都會有燈罩。
燈架
提供支撐力，承載台燈上面的燈罩與二級管，同時可以歪曲，調節光源的角度，适應不同人的要求，其次它也是電線的輸送管道。
電源開關
接通電源的作用，使得台燈系統通過電流，能夠正常工作。
電源線
輸送電流到台燈的内部，使台燈處于工作狀态。
插座
電源插座指用來接上用來将市電提供的交流電，使家用電器與可攜式小型設備通電可使用的裝置。電源插座是有插槽或凹洞的母接頭，用來讓有棒狀或銅闆狀突出的電源插頭插入，以将電力經插頭傳導到電器。一般插座都設計成非同一規格的插頭就無法插入，部分插座上會有棒狀突出，搭配插頭上的凹洞。
蓄電池
蓄電池是電池中的一種，它的作用是能把有限的電能儲存起來，在合适的地方使用。它的工作原理就是把化學能轉化為電能。
台燈設計
LED光源作為第四代新型節能光源，從誕生之時就被用來做各類燈具的發光光源。作為光源的白熾燈其發光效率隻有百分之五，而LED光源的發光效率幾乎接近百分之九十。LED照明以其高節能、長壽命、利環保的特點成為大家廣為關注的焦點。台燈是家家戶戶都在使用的普通燈具，這幾年高亮度的LED光源因其制造技術突飛猛進，而其生産成本又節節下降，如今台燈得以使用LED光源作為高亮度、高效率而又省電、無碳排放的照明光源。
一種簡潔實用的LED台燈方案如圖所示。AC220V經由适配器在燈具外的安全降壓變換，向LED台燈提供穩定的12V直流電源，在台燈底座殼内安置恒流源電源闆，将直流電壓變換成穩定的直流恒流源，以滿足LED光源發光的技術要求。在直流恒流源前可加一電源開關，以便在台燈不用時可關斷直流電源，但不能關斷220V交流電源，因此不用時應從牆上取下适配器的電源插頭，這也是這個實用方案的唯一“缺點”。
如不想采用機械開關，并想要一個更有創意的賣點，可選用電子觸摸開關，如手指輕點可實現台燈的開->全亮、半暗、關;由于電子技術的快速進步，電子觸摸開關如今已是一個低成本的器件。
LED光源工作原理
LED光源工作的主要參數是VF、IF，其它相關的是顔色/色溫/波長/亮度/發光角度/效率/功耗等。LED是一個PN結二極管，隻有施加足夠的正向電壓才能傳導電流，VF正向電壓是為LED發光建立一個正常的工作狀态，IF正向電流是促使LED發光，發光亮度與流過的電流成正比例。白光LED VF标稱電壓：3.4V±0.2V。LED光源在大批量生産時，每一批LED的VF具有一定的離散性，為了客戶使用時需要的一緻性，LED出廠時必需按不同的VF分檔出售;否則會導緻同一批生産的LED燈具亮度有差異;LED IF工作電流按應用需要選用，不同的電流檔次不能混用。
LED光源驅動電路
LED光源的驅動電路就是把12V直流電壓變換成穩定的恒流源，電路的設計本着删繁就簡、節省成本的原則，應該從能完成這個電路設計要求的衆多LED驅動芯片中選擇集成度高、性能較好、應用電路簡單、價格較平的性價比有優勢的芯片。因此選擇驅動電路外圍器件少的驅動芯片是生産成本的首要考量。
PT4115用于1～6W的白光LED光源驅動方案時隻需四個零件(圖2)，Cin是輸入濾波電容，Rs設定流過LED的電流IF，Rs=0.1/ILED;L是續流電感，D5是續流二極管。因适配器已提供12V的直流電壓，原圖為交流電壓輸入整流用的橋式整流器D1～D4可省略。雖然零件少了，但對零件的要求更高，設計時需按表1提示的要求選用，才能使電路進入良好的工作狀态。PT4115的開關頻率采用抖頻技術有效降低EMI，省略了抗EMI電路。
LED光源驅動芯片的恒流精度對于LED燈具生産廠家而言是至關重要的，LED光源驅動IC的恒流精度批量生産時都會有一定的離散性，LED燈具生産廠家在批量生産調試時，同樣的電源、同樣的LED光源負載、同樣的恒流源電源闆，因同一型号的不同驅動IC其恒流精度的個性差異會導緻恒流源電源闆輸出電流産生一定的公差，使同一LED光源負載的發光亮度有所不同，這就會增加恒流源電源闆大批量生産時在線調試的時間，影響生産力。因此，恒流源電源闆生産廠家應選用恒流精度高的驅動IC，恒流精度至少要小于±3%，如是±1%更理想，但其價格會高于±3%的産品。
電感的選擇
以3×1W的高亮度白光LED光源的設計案例而言，三個1W的LED光源串聯，其工作電流可設計為300～350mA，L的電感量應選用68uH～100uH，Q值大于50，飽和電流大于800mA的磁路閉合電感器。
PT4115的設計最佳工作頻率在1MHz以下，電感量大了小會影響其工作頻率，本方案的電感設計在68uH以上，這樣系統工作頻率可以控制到1MHz以下。電感量小了，工作頻率趨高，由于PT4115内部電流檢測電路響應速度限制，對内部電流正常檢測出現影響，不能更好地實現對内部開關的導通/關斷控制。另外由于高頻率會帶來較大的開關損耗，使芯片運行在較高的結溫下，電應力加大，不利于穩定工作。電感量太小還會導緻PT4115的SW端燒壞，而無輸出。
電感的DCR越小，效率越高。建議選用EPC13錳鋅4000磁芯。
電感器的飽和電流選小了，D5肖特基二極管的電流選小了，将會導緻整個電路的續流不足，LED光源會産生人眼可見的閃光。将電感器的飽和電流和肖特基二極管的電流适當增大即可增大整個電路的續流電流，消除因此産生的閃光。
适配器的選擇
适配器為本方案LED台燈提供穩定的交流電源->交直流降壓變換，它的實時帶載輸出能力将影響本方案LED台燈的性能，用于本方案3X1W白光LED台燈的适配器，它在帶載時輸出電流應大于1A，電壓應穩定在DC12V。有些帶載能力差的适配器，連接上本方案LED光源負載時，其實時輸出電壓會跌落到7V，甚至6.5V，對于工作電壓從8V開始的LED驅動IC，屆時會進入欠壓保護狀态而停止工作，一旦驅動IC停止工作，電壓又回升至12V，LED驅動IC再次進入工作狀态，如此周而複始，使LED台燈出現人眼可見的閃光。此時，隻有更換帶載能力好的适配器才能使LED台燈正常工作。
EMI的傳導與輻射
本LED台燈方案總體設計時要考慮能過EMI的傳導與輻射，過EMI的傳導與輻射的關鍵是電源變換器，因此要選用能過EMI，甚至能過CE、UL的适配器來配套，以便生産的LED台燈能出口歐美日市場。恒流源電源闆因使用的驅動IC是DC/DC開關器件，工作時開關頻率會産生輻射，因此内置在台燈底座金屬殼内可有效降低輻射，機械結構設計時應考慮金屬底座内的磁路屏蔽。
光源特點
享受現代化的照明，避免不良照明對人類健康的影響。當必須使用室内照明時，應把握好照明五原則：
1、采用廣泛的照明，光線應照射到整個桌面；
2、采用均勻的照明，每一部分的照明度都要一緻；
3、保持穩定的照明，光源不要時暗時明或閃爍；
4、保持充足的照明；
5、最後注意不要讓光線直射于眼睛。
Led照明是一種綠色光源：工作電壓低，耗電量少；性能穩定，壽命長(一般為10萬小時)；抗沖擊，耐振動性強；led照明産品能提供優質的光環境，提升照明系統的光效，沒有紅外和紫外的成分，顯色性高并且具有很強的發光方向性；調光性能好，色溫變化時不會産生視覺誤差；冷光源發熱量低，可以安全觸摸；改善眩光，減少和消除光污染。
零頻閃，不會使眼睛産生疲勞現象。無電磁輻射，杜絕輻射污染保護大腦。它既能提供令人舒适的光照空間，又能很好地滿足人的生理健康需求，是環保的健康光源。長期使用可保護視力，預防近視。
優質光源是綠色照明的基礎。優質光源應具有以下三個方面的特征。
第一、光譜成分中應沒有紫外光和紅外光。長期過多接受紫外線，不僅容易引起角膜炎，還會對晶狀體、視網膜、脈絡膜等造成傷害。紅外線極易被水吸收，過多的紅外線經過人眼晶狀體聚集時即被大量吸收，久而久之晶狀體會發生變性，導緻白内障。
第二、光的色溫應貼近自然光。人們長期在自然光下生活，人眼對自然光适應性強，視覺效果好。
第三、燈光為無頻閃光。普通日光燈的供電頻率為50赫茲，表示發光時每秒亮暗100次，屬于低頻率的頻閃光，會使人眼的調節器官處于緊張的調節狀态，導緻視覺疲勞。如果發光時的頻率提高到數百、數萬赫茲以上--—成為高頻率，人眼即不會有頻閃感覺；但真正的無頻閃是直流供電或半導體固體發光器件（如led發光二極管）發出的光稱為無頻閃光。
