课件：第五讲家用照明电器.ppt

第五讲 家用照明电器,四代电光源 白炽灯电子调光电路 日光灯原理 电子镇流器 、节能灯,分类,固体光源LED,一、 发展史简介,1。白炽灯 电弧灯 1879年爱迪生对白炽灯做了改进，发明了经济，实用，寿命长的碳丝灯。点了四十多个小时 。 1903年生产4500万只，成本37美分。 1923年，上海亚明灯泡厂开始生产。 1909年。通用电气公司的库里基发明钨丝灯泡。 1913年，兰米尔发明了充气钨丝灯。 白炽灯为热光源，能量90%变为热。,白炽灯性能数,灯泡寿命:一批样本灯在一定条件下点灯，当50% 的灯的有效光输出不低于初始值的50%时的点灯 时间。,白炽灯图,爱迪生像,2、荧光灯,发展历史 1902年，黑维特，水银灯 1910年，法国克劳特发明霓虹灯 1938年，美国通用电气公司的伊曼，解决了启动装置，荧光灯试制成功 节能灯 紧凑型荧光灯 三基色荧光粉,荧光灯参数 功率（W）光通量（lm）,注RR:日光色 RL:冷白色,荧光灯图,节能灯,3高强度气体放电灯（HID）,高气压气体放电灯。一般不作家用。广场、道路、工厂照明。典型的有高压汞灯、高压钠灯等。 高压汞灯，充氩气。体积小，效率高，寿命长，但光色差（无红色成分）。例：300W,PHg=15atm，启动电压400V.启动至正常工作须410分钟。光效率3565lm/W。寿命5000hr。镇流器启动。Atm =大气压。 高压钠灯。100W,9200lm;400W,47000lm。光色较好。 有人开发出3050W高压钠灯，作为家用。,高压汞灯,4、固体光源,白光发光二极管（LED）,半导体电场发光。 1960s出现红发光二极管LED,GaAsP材料，波长565nm。长期以来只有红、绿、黄色，仅用于指示。无白色光LED,无法用于照明。90年代出现蓝光LED，GaN材料。 发白光的方法：1）蓝LED+发黄光YAG荧光粉， 2）红+绿+蓝=白光 寿命达10万小时。 磷砷化镓红、黄光 磷化镓绿光 氮化镓蓝光 发光效率比较：,日本2003.6，样品价400日元（27RMB）,日本白LED图,蓝LED,白LED,发光效率比较： 白炽灯、卤钨灯1224lm/W 荧光灯、HID 50120 lm/W 白LED 1998年 5 lm/W 1999年 15 lm/W 2000年 25 lm/W 2005年 50 lm/W 2015年 150200 lm/W 将成为新一代照明光源。,三种光源比较,2019/8/24,19,可编辑,二白炽灯电子调光电路,调光原理,调幅度,调时间，V，V =0，V最大，=180，V=0,v,v,t,t,二白炽灯电子调光电路,VT-双向晶闸管用于交流电调压 VD-触发二极管，RP,R,C-RC相移电路 交流调压方式 （a）降低幅度度，波形不变； （b）控制导通时间，波形变，使有效值降低。 正、负半周各“切掉”相同的一块，切得越多， 导通时间越短，有效值越低，灯越暗，也可用于调热。,三、日光灯原理,1 组成 （1）灯管灯丝，玻管，充氩气（ Ar ）、微量汞（Hg）；内壁涂荧光粉；不同荧光粉发不同色光，卤磷酸钙发日光色。 灯丝发射电子 Ar在高压下电离放电，助燃 Hg气化电离，放电，发紫外光，激发荧光粉，发可见光 电感镇流器铁心、线圈，产生高压，镇流（阻流作用）。,1 电感镇流器荧光灯工作过程 （1）灯丝预热 启辉器S中气体氖气放电（发红光），S中双金属发热，弯曲，与静触片接触，放电熄灭，灯丝通电，加热； （2）启动 双金属片冷却，复原，断开，产生高压（感应电动势），灯管内Ar电离放电，温度升，汞汽化，电离，放电，发2537埃的紫外光；激发荧光粉发可见光。 （3） 限流：启动后灯管电压降至100V左右，L起限流作用，启辉器不起辉。Ne不放电。 优点：简单、耐用，（但启辉器易损）。,电感镇流器,电感镇流器日光灯电路图,缺点： （1）启动慢； （2）低压不启动（170V） (3 ) 功率因数低,约为0.5； （4）频闪对眼睛不利。100次/sec闪烁； （5）镇流器耗能占20% 40W+8W=48W;,2电子镇流器,优点： 启动快； 低压启动； 无频闪（25KHZ）； 功率因数高，效率高， 理论上节能；实际上有的“节能灯”“省电不省钱”，低档品易损。,电子镇流器荧光灯,220V 50Hz AC,逆变 电路,25KHz AC,U0= 300V DC,整流 滤波 电路,灯管,C,PTC,L,工作过程分析： （1）整流、滤波：交流直流 （2）逆变：直流高频交流电 （3）预热灯丝：PTC常温下相当于短路，灯管灯丝加热， Hg蒸发 （4）启动：PTC变热， R10M，L、C电路产生谐振， C两端产生高压,击穿灯管中的Hg蒸汽，放电，点燃，发光； （5）限流：灯管放电后，不谐振，灯管电压降低至100V, L作为镇流器，限制电流。,工作过程分析： （1）整流、滤波 220V交流电整流、滤波 U0300V直流电压 （2）高频振荡(25KHZ)、预热灯丝 VT1、VT2轮流导通，形成25KHZ自激振荡，高频电流对灯丝加热； （3）谐振、启动 PTC变热，RC10两端产生高压（600V）,击穿灯管中的Hg蒸汽，放电，点燃，发光； （4）限流 灯管放电，电压降低至100V, L2作为镇流器，限制电流。 因f高，感抗XL =2fL,很大，故L2，T可做得很小，XL也足够大。,无极灯,无极灯没有电极,依靠电磁感应形成等离子气体放电的基本原理而发光.没有灯丝和电极使灯泡的寿命长达 100,000 小时,是白炽灯的 100 倍,高压气体放电灯的 5 倍 15 倍,紧凑荧光灯的 5 倍 10 倍.,金属线圈磁环组成的电磁发生器在玻璃管周围创