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1、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
2、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 9599,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 520lm/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
3、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（2030lm/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
4、、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（T12,38mm。它能够发出近似自然光的白光，光色好，显色指数高达 7080,光线柔和，发光效率高（大多为 4070lm/w），平均寿命 20003000 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（26mm 和超细管径 T5 型（16mr）i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
5、 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 3060,使用寿命长达 25005000 小时。它的缺点是显色性 差，显色指数为 3040,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 90100lm/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 2025,在工作时需要镇流器、启辉器的配合。金属
6、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 6585,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，以块状氮化傢（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
7、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 220mA 亮度高达 600mcd 发光效率现已超 过60lm/w，远远优于白炽灯泡。以氮化傢为基础而制成的咼亮度白色发光二极管，是新一代节能咼效环保 型绿色光源，它的发光强度分别为荧光灯的 46 倍和白炽灯的 1530 倍，能够 连续工作 10 万小时，其寿
8、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。随着咼亮度、咼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
9、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 高得多，寿命也长得多，这是实现照明节能的先决条件。另一方面，气体放电 型电光源在工作时必须有镇流器的配合，否则无法工作，而目前广泛使用的镇 流器绝大多数为电感线圈式结构，它在交流供电电路中呈电感性，由此对电源 的交流参数必将产生影响，如功率因数下降、波形畸变等，有必要进行无功补 偿和其他技术校正措施。相比之下，白色发光二极管使用简单、寿命长、光色 好、无公害，其省电优势极为突出，在全球能源紧张的当今时代，推广使用白 色发光二极管灯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
10、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二氧化碳排出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的白色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寿命也较短通常只有作高压汞已成为必然趋势。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二氧化碳排出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的白色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寿命也较短通常只有作高压汞