传统光源和固体光源的综合评述 [论文] - 资料频道 - 中国照明网·中国照明学会官方网站

传统光源和固体光源的综合评述[2]

2010-10-26　　来源：中国照明网　　作者：复旦大学电光源研究所陈大华　　有14646人阅读

　　本文对传统光源和固体光源的特性，应用和发展趋势,加以综合评述，其中尤对传统光源中白炽灯的逐步被取代，包括无汞荧光灯和无极荧光灯的各类荧光灯优势依然，它们的发光在当前仍然占全球人工照明的85%的现状，还有HID光源中的各类金卤灯，高压钠灯，微波硫灯，陶瓷金卤灯，超高压汞灯和无极金卤灯的特性和作用都加以阐述。文中最后对固体光源中的LED和OLED崛起作了较详细的介绍，得出固体光源是21世纪人们所期盼光源的希望，它将带来新世纪照明的一场革命的结论，但同时也认为固体光源的成熟还需要时间，目前谈以固体...

　　（二）低压气体放电光源——荧光灯的突飞猛进

　　1．节能细管径荧光灯的出现

　　40年代研制成功的荧光灯的玻管外径为38mm（T12），光效约60lm /W，显色指数为70。进一步深入研究发现适当提高管壁温度，灯管直径相应缩小，能使正柱区产生的253.7nm的光子到达管壁的距离缩短，光子与其它原子的碰撞机率降低，自吸收损失减少，这样制成光效可以提高的管径为26mm荧光灯（T8）。但这时必须使用能承受较强紫外线辐照的优质卤磷酸钙荧光粉，或三基色荧光粉，管径减小后可使光效提高10%。若进一步配用工作在40kHz-60kHz频率的电子镇流器，它的光效可比应用电感镇流器再提高10%，甚至出现采用优质的三基色荧光粉HF型的T8荧光灯，其光效接近120lm/W。近几年来，又出现管径更细为Ø16mm（T5）和Ø11mm（T3）的节能细管径荧光灯，这时它们的最佳管壁温度更高，发光效率可达到104lm/W的水平，这种荧光灯必须配备优质电子镇流器工作。细管径荧光灯的出现无疑地还会带来制造和运输成本的降低。目前全世界人造光的85%还是由荧光灯来产生，因此荧光灯技术的发展仍然是目前人类受益面最大的光源技术。表2列出典型的直管型不同管径荧光灯的主要技术参数。

　　表2 直管型不同直径荧光灯的主要技术参数

型号	直径（mm）	功率（W）	长度（mm）	光通量（lm）	光效（lm/W）	寿命（h）
T5	16	28	1149	2900	104	16000
T8（电子型）	26	32	1200	3200	100	13000
T8	26	36	1200	2800	77.7	10000
T12	38	40	1200	2200	55.5	8000

　　型号直径

　　（mm）功率
　　（W）长度
　　（mm）光通量
　　（lm）光效
　　（lm/W）寿命
　　（h）
　　T5 16 28 1149 2900 104 16000
　　T8（电子型） 26 32 1200 3200 100 13000
　　T8 26 36 1200 2800 77.7 10000
　　T12 38 40 1200 2200 55.5 8000

　　2．紧凑型荧光灯（Compact Fluorescent Lamps）的进展

　　紧凑型荧光灯(CFL)現已成为国家政要和普通百姓家喻户晓晓的节能产品，特别是配有电子镇流器和选用E27螺口灯头的一体化型产品，全世界简称这类产品为节能灯，而且公认它为目前取代白炽灯唯一适宜光源。许多国家，包括我们中国在内，为此还推出对优质的紧凑型荧光灯销售给予补贴的政策。9W-15W的节能灯已完全可适宜家庭照明所用，18W以上紧凑型荧光灯可以直接取代100W以上的白炽灯，现还有85 W和150 W大功率紧凑型荧光灯产品的出现，可部分取代HID光源的使用。这类灯所配用电子镇流器已从分离元件，发展到使用贴片，甚至集成电路，功率因素达到0.98，总谐波失真含量（THD）小于10%，灯的寿命提高到10000h，亦有调光型产品。全世界2008年紧凑型荧光灯的总产量已超过40亿支，其中85%产于我国。典型的紧凑型荧光灯的主要技术参数见表3所列。值得我们警示的是，必须注意不能让汞污染葬送节能灯的前途，現每支节能灯平均含有0.5mg汞，而1mg 汞浸入地下大约会造成360吨水的污染，而每年40亿支节能灯将向全世界送出2000Kg的汞污染，理论上将污染7200亿吨水资源，考虑我们全球便于取用的淡水只有3000亿吨，节能灯的汞污染如不控制，人类将无干净的水可饮用,这问题的严重性是多么触目惊心！因此，我国作为节能灯生产的最多的国家，也应该成为呼吁和实现废旧节能灯回收的最主要国家之一，使节能灯真正符合节能减排的社会发展趋势。同时，我国节能灯过多地只注意在同一水平上量大价低发展，而没有在创新和机理上下功夫，現国际上已出现利用介质阻挡放电（DDB）的无汞荧光灯样品，该灯内充入氙气和涂敷特种电子荧光粉，由高频电源激发就能达到现有CFL灯的水平，但它是不含任何有剧毒的汞元素的。另外还有陶瓷荧光灯（CPFL），它可取代各类荧光灯，其电极是用高介电常数的纳米陶瓷材料制成，没有CFL灯和一般荧光灯所具有的钨灯丝和三元氧化物的电子粉，通过电源的高频电场的作用使灯内汞激发产生2537nm紫外线，再轰击荧光粉而发光，用这原理做成的CFL灯，由于没有电极损耗则光效更高，不存在电极溅散物与汞反应而损耗汞，所以用汞量可明显减少，它还不需要镇流器，寿命达5万小时以上。如这些优异的绿色照明产品，一旦正式进入照明市场，我国现有的节能灯，就会如今天市场上阴极电子显像管的电视机一样，难逃被淘汰的可悲局面，甚至于被禁止生产和出口。这一趋势必须引起我们未雨绸缪地充分重视，并应採取足够的有力对策，来引导我国节能灯可持续性的健康发展。

表3 典型紧凑型荧光灯主要技术参数

功率（W）	电源电压（V）	光通量（lm）	显色指数（Ra）	平均寿命（h）	色温（K）
5	110 / 220	350	80	8000	2700 ~ 6400
11	110 / 220	750	80	8000	2700 ~ 6400
23	110 / 220	1560	80	8000	2700 ~ 6400
36	220	2450	80	8000	2700 ~ 6400
65	220	4500	80	8000	2700 ~ 6400
85	220	6500	80	8000	2700 ~ 6400
100	220	7000	80	8000	2700 ~ 6400
125	220	8000	80	8000	2700 ~ 6400

　　功率
　　（W）电源电压
　　（V）光通量
　　（lm）显色指数
　　（Ra）平均寿命
　　（h）色温
　　（K）
　　5 110 / 220 350 80 8000 2700 ~ 6400
　　11 110 / 220 750 80 8000 2700 ~ 6400
　　23 110 / 220 1560 80 8000 2700 ~ 6400
　　36 220 2450 80 8000 2700 ~ 6400
　　65 220 4500 80 8000 2700 ~ 6400
　　85 220 6500 80 8000 2700 ~ 6400
　　100 220 7000 80 8000 2700 ~ 6400
　　125 220 8000 80 8000 2700 ~ 6400

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