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电光源的种类及特点(精)
时间:2020-11-22 14:34 点击次数:

  电光源的种类及特点(精)。电光源的种类及特点 摘 要:分别讨论了热辐射型电光源、气体放电型电光源和高亮度 白色发光二极管灯的性能和特点,从节能和长寿的角度分析,推广使用高亮度 白色发光二极管灯,是二十一世纪电光源发展的必然趋势

  电光源的种类及特点 摘 要:分别讨论了热辐射型电光源、气体放电型电光源和高亮度 白色发光二极管灯的性能和特点,从节能和长寿的角度分析,推广使用高亮度 白色发光二极管灯,是二十一世纪电光源发展的必然趋势。 关键词:电光源;白炽灯;荧光灯;金属卤化物灯;发光二极管 1 引言 电光源自最初的白炽灯诞生以来,已有百余年的历史,随着科学技术的不 断发展,相继涌现出众多的电光源品种,以适应各种场合的照明需求。进入二 十世纪下半叶以后,世界性的能源短缺和火力发电厂二氧化碳排出量造成的温 室效应,以及许多新的应用领域对电光源的性能提出了新的要求等,促使电光 源向着节能、环保、安全、长寿等方面发展,并取得了一系列令人瞩目的成 就。 本文将分别讨论热辐射型光电源、气体放电型电光源和前景无量的白色发 光二极管灯的性能和特点,与读者共同交流。 2 热辐射型电光源 热辐射型电光源主要有白炽灯、卤钨灯两种。 白炽灯是电光源中最古老,也是最常见的品种,它的派生种类也最多。白 炽灯的制造工艺成熟、成本低、光色柔和及显色性好,显色指数高达 95~99, 近似为自然光,无须任何附件配合工作,调光方便,且无启动时间,但发光效 率较低,一般只有 5~20lm/w ,寿命也较短,通常只有 1000 小时左右。 卤钨灯是继白炽灯之后改进而成的,它是在装有钨丝的灯管内,充入微量 的卤素或卤化物构成的电光源。钨丝点亮后,在高温下能挥发出钨蒸气,在灯 管内壁附近温度较低的区域与卤素化合成卤化钨,由于对流的作用,卤化钨又 在钨丝表面的高温区分解出钨,再返回到钨丝表面。如此将不断地挥发、分解 与返回,因此,钨丝不会很快变细,灯管也不会发黑,故卤钨灯具有寿命长 (一般为 2000 小时)、光效高(20~30lm/W)的特点,而且还具有体积小、亮 度强、使用方便、价格便宜等一系列优点。 白炽灯和卤钨灯都是依靠电流通过灯内的钨丝产生热效应而发光的,钨丝 属于金属导体,在电路中显示纯电阻性,不影响供电电源的交流参数,对电源 质量不会产生危害,对电源设备不构成影响。 3 气体放电型电光源 气体放电型电光源主要有普通型(即标准型)荧光灯、节能型荧光灯、高 压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等品种 普通型荧光灯是诞生最早的气体放电型电光源,外形为直管状,且管径较 粗(T12,φ 38mm)。它能够发出近似自然光的白光,光色好,显色指数高达 70~80,光线柔和,发光效率高(大多为 40~70lm /w),平均寿命 2000~3000 小时。 节能型荧光灯是上世纪八十年代以后发展起来的,主要有细管径 T8 型 (φ 26mm)和超细管径 T5 型(φ 16mm)两种类型。T8 型的显色指数可达 60, 发光效率高达 70lm /w;T5 型的显色指数提高到 80,发光效率更是高达 85lm/w,性能非常优越。 除了 T8、T5 型管状节能荧光灯外,还有细管 H 灯、U 型灯和双 D 灯,通 常称它们为紧凑型节能灯。这些灯体积小、重量轻、亮度高、功耗低、寿命 长,因此应用十分广泛。上述几种荧光灯在使用时,必须由镇流器和启辉器配 合工作。 高压汞灯是利用汞放电时产生的高气压获得可见光的电光源,它的发光效 率较高,一般为 30~60,使用寿命长达 2500~5000 小时。它的缺点是显色性 差,显色指数为 30~40,而且不能瞬间启动,并要求电源的电压波动不能太 大,还需要镇流器的配合方能工作。 高压钠灯是一种高强度气体放电灯,它的发光效率非常高,可达 90~100lm/w,寿命可达 3000 小时,其光色柔和,透雾性强,唯独显色指数较 低,只有 20~25,在工作时需要镇流器、启辉器的配合。 金属卤化物灯集中了荧光灯、高压汞灯和钠灯的优点,是目前世界上最理 想的气体放电型电光源,它的发光效率一般为 80 左右,显色指数高达 65~85, 使用寿命大多在 10000 小时以上,是名副其实的高效、节能、广用、长命灯。 该灯在工作时也需要镇流器的配合。 4 白色发光二极管灯 发光二极管(LED)自从 1962 年开始生产以来,一直主要用作电子装置的 显示和图象用光源。随着半导体工艺技 术和纳米技术的飞速发展,近几年来,以块状氮化镓(GaN)单晶基材的 成长及其有关的成长技术,取得了引人注目的成果,以氮化镓为材料的白色发 光二极管应运而生,成为继白炽灯、各类气体放电型电光源之后的一颗耀眼的 新星 单芯片白色发光二极管,是一种含 InGaN 活性层的 GaN 发光二极管,In 的高浓度扩散成为提高发光效率的主要手段,其白色光获取的机理分为两种: 其一是结合蓝色 LED 和黄磷,通过蓝光和磷发射的黄光混合后产生白色光;其 二是通过紫外线 LED 与红、蓝、绿磷的组合而产生白色光。白色 LED 的正向压 降大多为 3.5V 左右,额定电流为 2~20mA,亮度高达 600mcd,发光效率现已超 过 60lm/w,远远优于白炽灯泡。 以氮化镓为基础而制成的高亮度白色发光二极管,是新一代节能高效环保 型绿色光源,它的发光强度分别为荧光灯的 4~6 倍和白炽灯的 15~30 倍,能够 连续工作 10 万小时,其寿命比普通白炽灯泡延长了 100 倍。一种发光面积小于 1 平方厘米、功耗为 3 瓦的白色发光二极管,能产生相当于 60 瓦白炽灯泡发出 的光强。当前,发达国家都在竟相研究、开发并推广使用高亮度白色发光二极 管,以取代传统的电光源。由于白色发光二极管体积小、亮度强、耗电低、寿 命长,而且几乎无温升,故非常适合于商住楼宇的一般照明、交通、展示、广 告、方向牌的照明及应急照明和无线电话(如彩屏手机)、游戏机、摄录机、 数码像机、笔记本电脑、彩屏 PDA,以及建筑、舞台、手术、飞机等照明场 合。随着高亮度、高效率白色发光二极管制造技术飞跃的进步,从而将开创出 新的照明应用领域及照明文化,必将成为二十一世纪照明光源的主角。 5 结束语 从上述的列举可以看出,所有气体放电型电光源的发光效率均比热辐射型

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