編者按：LED 照明是一個理想的 DIY 項目：有趣、有滿足感并且最終還有用。本系列文章包含兩個部分，第 1 部分介紹了如何實現柜下照明。本文為第 2 部分，將介紹如何更換微波爐照明以匹配色溫，同時獲得更佳的灶臺照明。

此系列文章包含兩個部分，第 1 部分介紹了一個自己動手項目，涉及開發一個五段式柜下照明設計，以打造一個光線明亮的廚柜區域。雖然廚房微波爐的現有 LED 照明燈具會照亮其下面的灶臺，但是改良后的廚柜照明會突顯出其照明的不足問題。

此外，微波爐中 LED 的色溫與柜下 LED 的色溫不匹配，導致讓人不舒服的撞色。

照明不足和配色問題就需要我們為微波爐打造替代 LED 模塊，也讓我們有機會使用前一個項目留下的部分 LED 燈帶。這些模塊可實現顏色匹配和更理想的照明。

此外，對于其他小家電照明更換項目中存在的一些問題，本文還可用作參考示例。文中將討論住宅照明和商業照明采用的色溫范圍，以及 LED 色溫與各種可用白光 LED 的關系。

本文還將進一步探討限制 LED 電流的更高效方法，以及照明應用中的 LED 調光。

適用于微波爐的趣味性 LED 設計選擇

微波爐前下角設有兩個燈，一般不使用標準燈泡，而是為每個燈采用定制表面貼裝 LED 模塊。該模塊為金屬芯電路板組件，使用三針表面貼裝 (SMT) 連接器連接至微波爐的線束（圖 1）。

圖 1：原始微波爐 LED 模塊使用四個白光 LED 進行照明。（圖片來源：Steve Leibson）

每個模塊使用四個 SMT LED 發光。由于這些 LED 照明模塊為該特定品牌的微波爐所獨有，僅可從微波爐制造商處獲得，因此 LED 模塊價格昂貴且僅有一種非指定色溫。

這些 LED 模塊的第一個問題是由于采用四個較小的 SMT LED 導致的低光輸出水平。這些組裝好的 LED 模塊不能很好地照亮下方較大的灶臺區域。盡管微波爐底部裝有玻璃漫射器，但這些模塊與具有窄光錐的點光源的效果類似。

這些模塊的第二個問題主要與本系列第 1 部分有關：LED 色溫與柜下照明項目所用 LED 燈帶的色溫不匹配。

何為 LED 色溫？

攝影專業人員和愛好者都知道，每種照明光源都有一個色譜。白光色譜較寬。白光光譜中趨向黃色、橙色和紅色的部分為“暖色”；而趨向藍色波長的部分則為“冷色”。供應商提供的白光 LED 色譜各異，色溫單位為開爾文 (K)，指示色譜中的峰值波長。

通用照明光源所發出的光，色溫范圍跨度很廣泛。以下簡單摘錄了一些傳統照明光源及其近似色溫：

• 2200 K：高壓鈉燈

• 2700 K：標準白熾燈

• 3000 K：鹵素燈泡

• 3200 K：暖色金屬鹵化物燈泡

• 4200 K：冷白日光燈

• 5500 K：日光鹵化物燈泡

各個廠家提供的分立式白光 LED 橫跨了這一整個色譜。暖白 LED 的開爾文溫度值約介于 2700 K 至 3000 K；中性白 LED 的色溫范圍約介于 3500 K 至 4100 K；冷白 LED 的色溫范圍約介于 5000 K 至 6500 K。

在本系列第 1 部分討論的柜下照明應用中，柜下燈光的色溫取決于整合入 LED 燈帶的單個 SMT LED 燈珠。JKL ComponentsZFS-155000-CW柔性燈帶使用色溫額定值為 6500 K 的 LED。圖 2 中的燈帶長 5 米和寬 15 毫米，以線軸形式提供，包含 1200 個 LED 燈珠。

圖 2：SMT LED 燈帶，例如 JKL Components 的這種雙排 ZFS-155000-CW LED 柔性燈帶，讓定制柜下照明設計變得非常輕松。（圖片來源：JKL Components）

這些連續的 LED 燈帶含有雙排 LED 和電阻器，可使用單個 12 伏電源點亮。燈帶采用單條柔性 LED 燈條制成，形成一根長燈帶，隔 25 毫米處可使用剪刀剪斷。此外，燈帶非常薄，可實現獨立而緊湊的安裝。

實現顏色匹配

微波爐照明與柜下照明的色溫匹配方法之一就是，將原始模塊上的 LED 更換為額定色溫為 6500 K 的 LED。這種方法需要使用 SMT 焊接技術來更換 LED，這將永久性地修改工廠提供的模塊。然而，將四個小型 SMT LED 更換為具有匹配色溫的 LED 無法解決第二個問題：昏暗的照明。

而另一種設計方法不需要 SMT 焊接技術，即可匹配柜下照明項目所用 LED 燈帶的色溫——使用從剩下的 LED 燈帶切割來的短燈條制作替代模塊。

該方法可精準匹配柜下照明的色溫，因為使用的是切割自同卷 LED 燈帶的燈條。同時還可通過在每個模塊中使用多得多的 LED 燈珠來解決低照度問題。

步驟 1：測量可用電壓

采用此方法來設計 LED 模塊的第一步是測量原始微波爐模塊的供應電壓，旨在確定該電壓是否兼容 LED 燈帶的 12 伏電壓要求。電壓計檢查顯示：當燈光設為高亮度時，供電電壓比 12 伏電壓僅低幾百毫伏，意味著使用現有電源可輕松為 LED 燈帶供電。

將 50 毫米長 LED 燈帶安裝在較短的擠制鋁型材安裝導軌上（也用作散熱器），制成兩個初始原型模塊。LED 燈條通過在背部涂敷粘合劑實現絕緣，但鋁基底也附加了絕緣琥珀色聚酰亞胺膠帶（例如3M的1205），以確保萬無一失（圖 3）。這些原型只有兩根用于電源和接地的電線，而原始模塊有三根。此時，尚不清楚是否需要第三根電線：稍后詳述。

圖 3：第一個替代 LED 照明模塊原型使用帶 12 個 LED 燈珠的 LED 燈帶段，無法提供所需亮度。（圖片來源：Steve Leibson）

原型替代模塊略大于原始模塊，由于受微波爐內的沖壓固定凸片阻塞，未能直接用螺栓安裝到位。但是，模塊安裝的平穩度足以進行初始測試，不過測試結果很不理想。

顯然，微波爐并未全功率運行 LED，產生的燈光非常暗淡。結果表明，兩種原因造成燈光暗淡。首先，微波爐未像對原始模塊一樣，向替代模塊提供滿額 12 伏電壓。其次，雖然將每個模塊上 LED 的數量從原來的四個增加至十二個，但發光表面積仍然不足。

很明顯，需要進行更多分析。

第三根電線派上用場

將原始 LED 模塊放回微波爐后，供電電壓跳回到 12 伏。也許，連接并不像首個原型中的那樣簡單。由于原始模塊只包括六個元器件和一個連接器，繪制模塊的示意圖（圖 4）只需幾分鐘。

圖 4：微波爐 LED 模塊示意圖顯示原始模塊如何連接兩串并聯的 LED 及一個 62 Ω 限流電阻器。經證明，120 Ω 電壓檢測電阻器對調光至關重要。（圖片來源：Steve Leibson）

電路負極上有一個 62 Ω 串聯電阻器將模塊上四個 LED 的允通電流限制為約 100 毫安 (mA)，但還有一個 120 Ω 電阻器從電路正極連接至第三個連接器引腳。如果這是電流檢測電阻器，則將與 LED 串聯。然而，使用電阻計檢查電路后明確表明，該電阻器僅用于檢測供應給模塊的電壓。

該 120 Ω 反饋電阻器似乎為從微波爐電源獲得滿額 12 伏電壓所必需。將反饋電阻器連同原型雙線式替代模塊加裝入電路后，可從微波爐獲得滿額 12 伏電壓。但是，這既不能解決小區域照明的問題，也不能將照度提升到所需強度。

此時，顯然需要重新設計模塊。

重新設計后的替代 LED 模塊

如果一段 50 毫米的 LED 燈帶不足以提供充分照明，也許兩段就足夠。但是，使用兩段燈條需要更大的基底。理想情況下，該基底應為小塊鋁坯料或鋁板，但目前兩者都沒有。從備用 2 x 1.5 英寸雙面覆銅電路板切割的替代基底可奏效。如果工作坊三者都沒有，則可使用MG Chemicals的550覆銅電路板（圖 5）。

圖 5：雙面覆銅印刷電路板用作兩個 LED 燈條的適當基底，同時提供額外散熱功能。（圖片來源：MG Chemicals）

基板上的銅可提供額外散熱功能。照例，先將絕緣聚酰亞胺膠帶粘著到電路板，然后再連接 LED 燈帶，形成第二版照明模塊（圖 6）。

圖 6：第二版 LED 照明模塊使用兩個 50 毫米 LED 燈帶條，共含 24 個 LED 燈珠，可提供充足的照明，且耗電量僅為 100 mA。（圖片來源：Steve Leibson）

兩個 50 毫米 LED 燈帶條頭尾相連，從而簡化兩個燈條的電氣連接。來自微波爐的 12 伏電壓通過紅色和黑色電線從右側連接進入模塊。兩個燈條在各自的中心處彼此實現電氣連接。12 伏電壓軌通過燈條中心的紅色跳線，從上燈條頂部跳接至下燈條底部。負跳線（位于紅色跳線下方）是一根較短的裸露實芯線，用于連接燈條中心處兩個相鄰的負焊盤。

整個 5 米長 LED 燈帶的電流消耗約為 5 安 (A)。一米燈帶的電流消耗約為 1 A，所以 2 x 50 毫米 LED 燈帶的耗電量約為 100 mA。

現在，微波爐燈與柜下照明相匹配，因此項目在“配偶認可”量表上獲得較高的讀數。

總結

有時，解決一個問題會引發另一個問題。第 1 部分討論的改進型柜下照明突顯出了微波爐下方照明的低光輸出問題。此外，微波爐中 LED 的色溫與柜下 LED 的色溫不匹配，導致讓人不舒服的撞色。

本文介紹如何通過使用第 1 部分的剩余 LED 燈帶，設計并實現微波爐的替代 LED 照明燈具，從而實現較高的配偶認可率。

該項目還介紹了 LED 色溫并進一步探討了限制 LED 電流的更高效方法，以及照明應用中的 LED 調光。