主要光源介绍
1、 白炽灯
发光原理:加热玻璃泡壳内的灯丝,导致灯丝产生热辐射而发光的光源。
特点:有较宽的工作电压范围,不需要附加电路。但仅有10%的输入能量转化为可见光能,典型的寿命从几十小时到几千小时不等。按形式和用途主要可分为螺口式灯头,聚焦灯头及特种灯头。在普通白炽灯中,最常用的螺口式灯头为E14、E27;最常用的插口灯头为B15、B22。常用于住宅基本照明及装饰照明,具有安装容易,立即启动,成本低廉等优点。
2、 卤钨灯
发光原理:在高压下使用低热导气体,如氪;并充入非常小量的卤素,如各种形式的碘,制造出灯丝温度达到3450K的灯泡
特点:同额定功率相同的无卤素白炽灯相比,卤钨灯的体积要小得多,并允许充入高气压的较重气体(较昂贵),这些改变可延长寿命或提高光效。如果没有充入卤素,这种灯泡会在几小时内变黑。同样,卤钨灯也可直接接电源工作而不需控制电路。卤钨灯广泛用于机动车照明、投射系统统、特种聚光灯、低价泛光照明、舞台及演播室照明及其他需要在紧凑、方便、性能良好上超过非卤素白炽灯的场合。
3、 荧光灯
发光原理:即利用荧光粉将紫外辐射转化为可见辐射。具体而言是通过灯丝导电加热,阴极发射出电子,与(灯管内充装的)惰性气体碰撞而电离,汞液化为汞蒸气,在电子撞击和两端电场作用下,汞离子大量电离,正负离子运动形成气体放电,即弧光放电,同时释放出能量并产生紫外线,玻璃管内壁上的荧光粉吸收紫外线的能量后,被激发而放出可见光。。
特点:属于一种气体放电灯。通过设计的革新、荧光粉的发展,及电子控制线路的应用,荧光灯的性能不断提高。带一体化电路的紧凑型荧光灯的引入拓宽了荧光灯的应用,包括家居的应用,这种灯替代白炽灯,将节能75%,寿命提高8~10倍。一般情况下,所有气体放电灯都需要某种形式的控制电路才能工作。主导商业和工业照明。
荧光灯的性能主要取决于灯管的几何尺寸即长度和直径,填充气体的种类和压器,涂敷荧光灯粉及制造工艺。现在我们常用的荧光灯主要分以下三类:
1) 直管灯:一般使用的有T5、T8、T12,常用于办公室,商场、主宅等一般公用建筑,具有可选光色多,可达到高照度兼顾经济性等优点。 “T”表示灯管直径 一个“T”表示1/8英寸
T5管直径15mm T8管直径25 mm T12管直径38 mm
荧光灯都可调配出3000K 3500K 4000K 6500K四种标准“白色”。 2) 高流明单端荧光灯
高流明单端荧光灯又称为是为高级商业照明中代替直管荧光灯设计。这种灯管与直管型灯管相比,主要的优点有:结构紧凑、流明维护系数高,还有它这种单端的设计使得灯具中的布线简单的多。
▲凑型荧光灯(CFLS)
紧凑型荧光灯又称为节能灯,使用直径9-16 mm细管弯曲或拼接成(U型、H型、螺旋型等),缩短了放电的线型长度。它的光效为白炽灯的五倍,寿命约8000—10000小时,常用于局部照明和紧急照明。一般分为两类:
▲带镇流器一体化紧凑型荧光灯
这种灯自带镇流器、启辉器等全套控制电路;并装有爱迪生螺旋灯头或插式灯头。可
用于使用普通白炽灯泡的场所,具有体积小,寿命长,效率高,省电节能等优点,可用来取代白炽灯。
▲与灯具中电路分离的灯管(PLC)
用于专门设计的灯具之中借助与灯具结合成一体的控制电路工作,灯头有两针和四针两种,两针灯头中含有启辉器和射频干扰(RFI)抑制电容,四针无任何电器组件。一般四针PLC光源使用于高频的电子镇流器中。常用于局部照明和紧急照明。
荧光灯控制电路(镇流器)可分为:电感式、电子式。
电感式镇流器的特点是功率因素低,有频闪效应,自身重量大,但寿命长,坚固耐用,成本低;电子式镇流器的特点是功率因素高,无频闪,重量轻。随着技术的发展进步,低成本、长寿命的电子镇流器将逐步取代传统的电感镇流器。
4、 高强度气体放电灯(HID)(高气压放电灯)
发光原理:当灯泡启动后,电弧管两端电极之间产生电弧,由于电弧的高温作用使管内的钠汞齐受热蒸发成为汞蒸气和钠蒸气,阴极发射的电在向阳极运动过程中,撞击放电物质有原子,使其获得能量产生电离激发,然后由激发态回复到稳定态;或由电离态变为激发态,再回到基态无限循环,多余的能量以光辐射的形式释放,便产生了光。
特点:由于气体放电灯泡的负阻特性,伏—安特性曲线为负斜率,即灯泡电流上升,而灯泡电压却下降。在恒定电源条件下,为了保证灯泡稳定地工作,电路中必须串联一具有正阻特性的电路无件来平衡这种负阻特性,稳定工作电流,该元件称为镇流器或限流器。一般有四种类型:电阻镇流器、电容镇流器、电感镇流器、电子镇流器。电子镇流器由于其突出优势正普遍取代其他类型的镇流器。另外,由于其点灯电路是一个非线性电路,功率因数较低,因此在网路上考虑接补偿电容,以提高网路的功率因数。
高气压放电灯分为:
▲高压汞灯(HPMV):最简单的高强度气体放电灯,放电发生在石英管内的汞蒸气中,放电管通常安装在涂有荧光粉的外玻璃壳内。高压汞灯仅有中等的光效及显色性,因此主要应用于室外照明及某些工矿企业的室内照明。
▲高压钠灯(HPS):高压钠灯是针对低压钠灯单色性太强,显色性很差,放电管过长
等缺点而研制的。一般需要用陶瓷弧光管,使它能承受超过1000℃的有腐蚀性的钠蒸气的侵蚀。陶瓷管安装在玻璃或石英泡内,使它与空气隔离。在所有高强度气体放电灯中,高压钠灯的光效最高,并且有很长的寿命(24000小时),因此它是市中心、停车场、工厂厂房照明的理想光源。在这些场合,中等的显色性就能满足需要。
▲金属卤化物灯(M-H):是高强度气体放电灯中最复杂的,这种灯的光辐射是通过激发金属原子产生的,通常包括几种金属元素。金属元素是以金属卤化物的形式引入的,能发出具有很好显色性的白光。放电管由石英或陶瓷制成,与高压钠灯相似,放电管装在玻璃泡壳或长管形石英外壳内。广泛应用在需要高发光效率、高品质白光的所有场合。典型应用包括上射照明、下射照明、泛光照明和聚光照明。紧凑型金属卤化物灯在需要精确控光的场合尤其适宜。
5.电致发光照明(EL)
发光原理:将电能直接转换为光能的发光现象.由于场致发光是在电场激发下的产生的,通常将场致发光称为电致发光,简称EL。发光材料中的电子在电场作用下碰撞发光中心,出现电离并发生能级跃迁而导致发光。EL的发光亮度取决于电压及频率的变化。亮度随电压的升高而增强,但过高的电压会严重影响EL的使用寿命。
特点:包括多种类型的发光面板和发光二极管(LEDs),主要应用于标志牌及指示器,高亮度发光二极管可用于汽车尾灯及自行车闪烁尾灯,具有低电流消耗的优点。