新一代节能环保型光源——无极灯2.doc

新一代节能环保型光源无极灯引言：无极荧光灯产品问世于上世纪九十年代初，是一种基于电磁感应放电原理的新型荧光灯。它无需普通荧光灯所必须用来产生电子发射的电极，不存在由于电极的电子发射性能衰竭所注定的寿命终了的机理；也不存在由于电极损耗（包括电极区的损耗）产生的对荧光灯发光效率的制约，因而被人们赞誉为具有超长寿命与更高发光效率的理想荧光灯。然而，长期以来，无极荧光灯却只能是“束之高阁”的 “荧光灯贵族”，未能真正成为实用照明光源的一员。这不仅因为人们对其放电原理颇感深奥与新奇，更主要的是由于对其工作原理的认识不够深透而使其结构与工艺尚处于较为烦杂的初级阶段，导至成本与价格高昂，令消费者望而却步。近几年来，无极荧光灯突然在我国得到了史无前例的快速发展。无论是“内磁激励”的工作频率较高的泡型无极荧光灯，还是“外磁激励”的工作频率较低的闭合管型（环管型）无极荧光灯，均实现了批量产销与实际应用，在室内、室外照明与内销、外销中均崭露头角。其极佳的照明观感受到不少用户的青睐。我国照明领域中节能问题，一直是广大照明设计工程师梦想。如何让新一代的光源来替代已有的光源也是我们一代照明领域里的工程师们思索的课题。无极灯的问世，让照明行业的人士眼中亮起一道彩虹，于是跻身于无极灯领域的工程师们肩负起重任，力图去开拓和攻破这个新光源的各个难关，力图让无极灯的长寿命，低功耗，绿色环保以及无极灯具备其他光源达不到的数据能实现。1超长寿命无可置疑无极荧光灯没有电极，不存在制约普通荧光灯寿命的机理，其有效工作寿命仅受限于自身的光衰，这一点与用于照明的白光LED（PC型LED）类似。其灯管（泡）的超长寿命已在实际使用中得到验证。 人们可能要问，驱动无极荧光灯的电路电子镇流器也能够超长寿命吗？的确，前期的无极荧光灯系统往往因电路失效而寿终，但这是电路质量问题，是可以解决的非本质问题；又问，电路中电解电容器的寿命是有限制的，它随工作温度的升高而显著降低，这应是制约系统寿命的一个根本性问题。这个问题可以通过如下措施解决，即选择高温性能很好的电解电容器产品，并在电路设计与元器件排列中尽可能降低电解电容器的工作温度，使其能够达到寿命要求。顺便指出，电解电容器制约系统寿命的问题对于LED照明灯同样存在，而且更加严峻。因为，对于闭合管型无极荧光灯而言，温度最高的地方是其承担散热作用的玻管，它的面积很大，且离驱动电路有一定的距离，使电路中的电解电容器受其烘烤的影响较小（一体化灯亦如此）；而LED球泡灯、射灯（Pa灯）及筒灯等大多数LED照明灯的驱动电路均处于温度很高的散热器的壳体之中，电解电容器的工作温度很高。因此，无极荧光灯比LED灯更易于做到超长寿命。2低汞优势明显环保是当今时代关注的焦点问题。为了尽可能降低汞污染，要求尽可能降低气体放电灯的汞含量，简称“低汞”要求，并为此制定了越来越严格的降低汞含量的标准。无极荧光灯不存在电极涂层活性物质的溅射与蒸发过程所引起的汞消耗，显然可以降低用汞量。而且，荧光灯寿命过程中汞的消耗并不是随时间均匀分布的，寿命前期汞耗较快，后期则较慢，采用更完善的保护膜技术可使后期的汞耗更慢，如图1所示。因此，尽管无极荧光灯的寿命比功率相同的普通荧光灯长5倍以上，但其所需注汞量增加不多，等效于荧光灯整体用汞量的大幅降低！图1荧光灯寿命过程中汞量的变化3发光效率相对提高目前，我国无极荧光灯的发光效率的实际情况如下：15W80W的产品为65Lm/W至75Lm/W；100W400W的产品为70Lm/W至90Lm/W。由于无极荧光灯工作频率较高，常为150KHz以上，国产仪器无法测准灯管功率，上述均为包括电子镇流器在内的整灯系统光效。与相应的国产节能灯及国产LED灯（不包括3W以下的低光通、高光效产品）相比，总体而言光效有所提高。此外，无极荧光灯的开关寿命与开灯后的亮度爬升性能均远优于普通荧光灯。4照明观感令人赞赏无极荧光灯均匀地全方位发光，具有极佳的照明观感。尤其是泡形无极荧光灯，点燃后更显高雅华贵 ，令人赞赏，为所有其他节能光源难以相比。节能灯为了泡形化增加了玻泡外罩，使光效、光衰、寿命等主要性能指标大幅下降，而成本大幅升高；LED灯泡则可能永远难以摆脱散热器占据绝大部分灯体的结构模式，基本上表现为定向照明，如欲做到全方位发光，难度与代价很高。5. 价格是抑制无极荧光灯发展的瓶颈长期以来，白炽灯、荧光灯（FL）与高强度放电灯（HID）是广泛应用于室内外照明的主流照明光源。随着科技的进步与环保意识的加强，“推广节能灯，淘汰白炽灯”与加速发展LED照明，已成为当今的时代潮流。目前，大量使用于室内照明的节能光源主要是节能灯与直管、环形荧光灯；室外照明则主要是高压钠灯与金卤灯。LED照明灯虽然发展势头迅猛，但尚未获得广泛应用。无极荧光灯加入上述普通荧光灯的行列而成为主流照明光源已成定局。如上所述，无极荧光灯在主要照明性能方面并不逊色，且某些主要性能还优势明显。例如与节能灯相比，无极荧光灯不仅寿命超长，且泡型无极灯比带罩节能灯光效约高20%；大功率闭合管型无极灯比大功率节能灯光效高15%以上；至于点燃后的亮度爬升性能与耐开关性能更是节能灯等普通荧光灯无法相比。6、无极灯的使用频率无极灯基本选择了250K与2.65MHZ频率，它的使用频率在我们日常使用的频率里是不影响其他通信的。完全可以打消很多不了解人的疑虑。电磁波是全球传播的，不可能由某个国家来制定的，是需要国际协议来制定的。频率分配是世界组织ITU 进行频率分配的工作。只要无极灯还是其他产品只要合理的存在和被广泛的应用以及认同，就允许有特有频率分配，在不与其他产品重叠的情况下是拥有使用权的，而且是受保护的。采用无极灯它激式标准晶振源，高反压半桥专用驱动IC,不存在频飘和镜像干扰问题。7、EMC问题说起辐射和传导的问题，应该先从PCB板的布线问题着手，然后是元器件的布局问题，以及公共线的走向和器件屏蔽的设计。有时一个看是很规则的走线，却带来严重的干扰，无论你怎样更换器件，还是解决不了问题，而你修改了线路的走向，让干扰信号就近衰减掉，到达了意想不到的结果。前端电压输入采用了共模和差模电感以及CBB电容器来消除干扰是一个方面，而忽略了输出带来的干扰一样过不了EMC。开关变压器与电感和扼流圈在排列上是有严格要求的，摆放的位置稍有不慎，产生的干扰就更大。在设计PCB板时，应对仪器设备看见的波形，逐步修改以上器件布局，按照国家制定的标准，从9K开始到300M范围内，一次性全面通过标准检测。无极灯能达到主要的指标，来自科研人员不懈的努力。这就说明无极灯的EMC指标是完全可以做好，数据完全能符合国际认可的标准的。图2、图3图2、图3是无极灯在EMC500电磁兼容.传导干扰的测试报告8、光效率光效率，简称光效。它是电光源发出的光通量和它用电功率之比，单位是流明/瓦（lm/W），是评价电光源用电效率最主要的技术参数。光通量是指单位时间内光辐射量的大小，用流明来表示。光源单位用电功率发出的光通量越大、则电能转换光能的效率越高，即光效越高。能正确表现物质本来的颜色需使用显色指数(Ra)高的光源，其数值接近100，显色性最好。当光源光谱中很少或缺乏物体在基准光源下所反射的主波时，会使颜色产生明显的色差程度越大，光源对该色的显色性越差。见表3所示需要色彩精确对比的场所90-100 1A需要色彩正确判断的场所80-89 1B普通需要中等显色性的场所60-79 2对显色性的要求较低，色差较小的场所40-59 3对显色性无具体要求的场所20-39 4光源显色指数Ra见表4所示白炽灯97无极灯80-94高压汞灯22-51高压钠灯20-30无极灯的光效在70流明/瓦，而显色指数是80-89 1B，任何需要色彩正确的场所，无极灯是理想的光源。如果不了解无极灯的特色，往往会在光效的问题上纠结。总以为光效高就是好的判断是不全面的。当你眼睛的分辨率能清晰看见物体的时候，没有必要增加光效指标。就节约能源这个角度看问题，无极灯比广泛使用的高压钠灯和高压汞灯的显色指数高了近四倍，所以一盏200W的无极灯替代400W的钠灯用作照明时，视觉效果更好，这个就是显色指数高的原理。当然每瓦的流明越高，效率就高，400W的功率得到的光效指数是高于200W的无极灯，清晰的在40W的灯光下工作学习的时候，有必要去点亮80W光源吗？在无极灯光源下拍摄照片和摄像时，解析度很高，景物的立体感更层次丰满。无极灯光源下拍摄的作品，细腻表现更为突出，在影片拍摄，摄像头监视画面以及一切需要高解析的场合，无极灯的显色度更显示出它的优越。随着无极灯泡体内的荧光粉技术越来越好，汞气的质量进一步提高，气体的选择和配比更正确，在加强光效问题上进一步攀升，已经不是问题。9、无灯的电磁辐射问题根据国家标准电磁辐射防护规定，与国标GB8702-88,电磁辐射的限值为：公众照射在一天24小时内，环境电磁辐射的场量参数在任意连续6分钟内的平均值应满足功率密度0. 4 W/m2 (频率为303000MHz)。职业照射在一天8小时工作时间内，电磁辐射功率密度的平均值(连续6分钟) 应2W/m2 (频率为303000MHz)。根据有关专家实时测试结果估计：对于300kHz以下的低频设备，有效辐射功率，可按其输出功率的O01计算。以200W的无极荧光灯计算，有效辐射总功率为0.02W，在1.5m高度悬挂空间的辐射量约为0.7-2uW/cm2。根据环境电磁波卫生标准(GB9175-88)、电磁辐射防护规定(GB8702-88)等国家标准；辐射环境保护导则-电磁辐射环境影响评价方法与标准(HJ/T10.3-96)、微波辐射生活区安全限制(GB475-88)等标准,规定在连续长时间工作的环境中电磁辐射功率不能超过40W/cm2，一级安全标准（居民生活区）电磁辐射功率不能超过20W/cm2的要求，无极荧光灯电磁辐射功率为0.7-2W/cm2，所以是非常安全的。无极荧光灯的波长为1200m，无极荧光灯的尺寸不足0.5m，远小于这个1200m波长。电场、磁场也基本独立，也不存在二者交替变化并以波的形式向远处空间传送能量的情况，不会构成有效的电磁辐射。无极荧光灯工作时，控制电路先将220V的交流电转变为直流电，再将直流电转变为250kHz的高频交流电，最后将该高频交流电，输送到耦合器，从而产生交变磁场，驱动灯管发光。耦合器是闭合磁环，形成闭合磁场，闭合磁场范围之外的磁场非常微弱。现在我们来看家庭常用电器泄露的磁感应强度值（单位：uT） 表5电器名称距离1cm处距离30cm处距离lm处微波炉75200480.250.6电视机2.5500.0420.0lO.15烤面包片机71.80.060.70.0l电磁炉8.70200.40.90.025O.1无极灯8.50170.20.70.020.08无极荧光灯可与电磁炉与无极荧光灯工作原理相似、结构类同。电磁炉功率在300W2000W,而无极荧光灯目前最大功率也只做到400W。电磁炉近身操用，无极荧光灯高处悬挂。因此，无极荧光灯在较远的使用距离很安全。关于电场问题，无极荧光灯一旦瞬间点亮后处在200260V的工作电压范围，不存在高压电场对人体影响的情况，因而电场的作用甚微，所以，不用担心无极荧光灯磁场对人的影响。10、无极灯是目前最长寿的光源产品 毫无疑问，无极灯可达6万小时的超常寿命，在不方便更换灯具、后期维护较困难的场所使用更为优越。与目前的光源产品进行对比，仅仅是产品寿命这一项，无极灯就足以让其他光源产品难望其项背。 由于灯泡内部没有灯丝或电极，先有的泡体内灯丝或电极的溅射效应是限制灯使用寿命的必然的。因此光源的寿命仅取决于灯的电子线路和灯泡的制造技术，辐射同样的光通量，耗电量仅为白炽灯的1/6，光效能达到65Lm/W。无极灯没有灯丝和电极，寿命仅决定于荧光粉的自然衰减，寿命达60000小时以上，是白炽灯的60倍，卤素灯20倍。11、无极灯的光衰无极灯在2000小时的时候，依然维持了95%的光通量，仅有5%的光衰；在20000小时是20%的光衰；50000小时是25%的光衰；60000小时是30%的光衰。这表明，在20000小时的时候，其它光源产品已经寿终正寝，而无极灯依旧光亮如昔。由此可见，无极灯的光衰速度相当慢。目前国