第五讲 家用照明电器

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1分类固体光源LED2一、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。3瓦数（W）15254060光通量（lm）110220380630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。4白炽灯图5爱迪生像62、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7荧光灯参数功率（W）—光通量（lm）功率（W）RRRL寿命（小时）15580635500060240026405000100550061003000注RR:日光色RL:冷白色8荧光灯图9节能灯103．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=1～5atm，启动电压400V.启动至正常工作须4～10分钟。光效率35～65lm/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30～50W高压钠灯，作为家用。11高压汞灯124、固体光源

白光发光二极管（LED）,半导体电场发光。1960’s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：13日本2003.6，样品价400日元（27RMB）日本白LED图14蓝LED15白LED16发光效率比较：白炽灯、卤钨灯12—24lm/W荧光灯、HID50—120lm/W白LED1998年5lm/W1999年15lm/W2000年25lm/W2005年50lm/W2015年

150—200lm/W将成为新一代照明光源。17照明方式特点白光LED具有发热量低、耗电量少（白炽灯泡的八分之一，荧光灯泡的二分之一）、寿命长（数万小时以上，是荧光灯的10倍）、反应速度快、体积小可平面封装等优点，易开发成轻薄短小的产品，是被业界看好在未来10年内，成为替代传统照明器具的一潜力商品。荧光灯荧光灯省电，但废弃物有汞污染、易碎等问题。白炽钨丝灯泡低效率、高耗电、寿命短、易碎。三种光源比较18Type

耗电量

PowerComsuption(W)

光通量

LuminousFlux(lm)

发光效率

LightingEfficiency(lm/W)

寿命

Life

(hour)

白炽灯泡

（Incandescent）

40

470

12

1,200

节能灯

（CompactFluorescentLamp）

11

627

57

6,000

LED灯泡

（LEDLightBulb）

5

350~400

70~80

60,000

19二．白炽灯电子调光电路调光原理ii调幅度调时间，Φ↑V↓，Φ↓V↑Φ=0，V最大，Φ=180，V=0vvttvΦt20二．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。2122三、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）。231．

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24电感镇流器日光灯电路图S灯管镇流器220V25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;262．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。27电子镇流器荧光灯220V50HzAC逆变电路25KHzACU0=300VDC整流滤波电路灯管CPTCL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，R>10MΩ，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。28工作过程分析：（1）整流、滤波220V交流电整流、滤波U0≈300V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，R↑↑C10两端产生高压（>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=2πfL,很大，故L2，T可做得很小，XL也足够大。2930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,