智能家居照明及LED照明基礎(chǔ)知識

照明及LED照明基礎(chǔ)知識光和光的種類光是人眼可以看見的一系列電磁波，也稱可見光譜。在科學(xué)上的定義，光是指所有的電磁波譜。光是由光子為基本粒子組成，具有粒子性與波動性，稱為波粒二象性。光可以在真空、空氣、水等透明的物質(zhì)中傳播。對于可見光的范圍沒有一個明確的界限，一般人的眼睛所能接受的光的波長在380～760nm之間?！窆獾姆N類︰γ射線X射線遠(yuǎn)紫外線近紫外線可見光線中紫外線近紅外線中紅外線遠(yuǎn)紅外線10-3nm1nm10nm100nm280nm315nm380nm780nm1000nm1.5μm5μm100μm1mm極超短波紫外線區(qū)紅外線區(qū)短波長長波長白色光分成七色光譜棱鏡化學(xué)線(由日照產(chǎn)生化學(xué)線作用引起)光(人眼所見電磁波范圍)接近光性質(zhì)有大熱能電波熱線(熱能也稱為熱波)可見光:在380nm-780nm之間的電磁波。注：(nm即“納米”之意）。1nm=0.00000001m

可見光的范圍紅橙黃綠藍(lán)靛紫，為人眼可見光。是一般人類所能察覺光的波長，介于380～780nm之間。紫色光波以下的波長稱為紫外線，大約介于100nm~380nm。紅色光波以上的波長稱為紅外線，大約介于780nm~1mm。照明專用術(shù)語光通量光強(qiáng)照度色溫顯色指數(shù)功率因素、平均壽命、三基色光通量光源在單位時間內(nèi)所發(fā)出的能量的總和,其中可產(chǎn)生視覺者(人能感覺出來的輻射通量)即稱為光通量。單位(lm)符號:φΣ和光通量的大小會直接影響到整個燈具的：亮度、照度、光照度、光效率光強(qiáng)光強(qiáng)特定角度內(nèi)光通量的多少單位：cd（坎德拉）符號:I公式：I=Φ/Ω特定角定

光線都是向不同方向發(fā)射的，并且強(qiáng)度各異。直射下來的光強(qiáng)是最大的，而且同一條直線上的光強(qiáng)是相等的。照度被照面上接受光通量的多少單位：lux（簡寫為lx)（勒克司）符號:E公式：E=Φ/m2照度是照明設(shè)計中的一個必須考慮的因素。亮度物體表面接受的光線,反射到人眼的強(qiáng)弱單位：cd/m2（坎/米2）符號:L公式：L=I/m2

亮度是唯一由眼睛感知的光源參數(shù)。它的強(qiáng)弱會被外界所影響。可以說它的大小基本上取決于被照物表面的反射特性。照明基礎(chǔ)知識——示意圖色溫例如:6500K冷日光色5000K日光色4000K中性色3500K白色3000K暖白色2700K白熾燈色2700K6500K描述光源發(fā)出的光線的顏色的一個量單位：K(開爾文）符號:Tc色溫

不同的色溫給我們的感覺也會不同，冷日光色照射下的空間“清爽明亮”，白熾燈光色照射下的空間“高貴華麗”。色溫越低，光線越黃，越暖，相反，色溫越高，所發(fā)出的光線便越冷白。顯色指數(shù)物體被光源照射后，顏色呈現(xiàn)的真實(shí)程度單位：%(百分比）

符號:Ra顯色指數(shù)72%你挑好咬哪一邊了嗎？顯色指數(shù)85%顯色指數(shù)90%顯色指數(shù)72%不同的光束角度所產(chǎn)生的投射效果差異較大12度，5000LUX24度，3000LUX投射的光束角度不同，天花的高矮、投射的距離不同都會影響燈光效果。1、38度光束角度2、適合3000MM天花高度3、正上方70度投射正確錯誤眩光直接眩光反射眩光燈具無防眩光控制超出正常工作需要的照度高反射表面不正確的燈具布置不正確的工作位置精力不集中，產(chǎn)生視覺疲勞，影響視力。用合理亮度的燈具加防眩光燈罩加濾光片，直接光變漫射光使燈具與工作位置匹配利用間接照明形成眩光的原因眩光帶來的影響改善眩光的方法高照度高色溫舒適超市低照度低色溫舒適珠寶商店高照度低色溫不舒適(憂悶煩熱)

低照度高色溫不舒適(陰冷)

商店照明設(shè)計通過色溫與照度的搭配,能夠創(chuàng)造個性化的店鋪空間

色溫與照度的關(guān)系高照度高色溫（舒適）低照度低色溫(舒適)高照度與低色溫(憂悶煩熱)功率因素電路中有用功率與實(shí)際功率之間的比值。功率因數(shù)低，則電流中的諧波含量越高，對電網(wǎng)產(chǎn)生污染，破壞電網(wǎng)的平衡度，無功損耗增加。

平均壽命也就是額定壽命，是指點(diǎn)亮批量燈完好率為50%的小時數(shù)。

光束角射燈發(fā)射光的空間分布，以中心最強(qiáng)，向四周逐漸減弱到中心光強(qiáng)50%強(qiáng)度的圓錐角為光束角。

三基色紅、綠、藍(lán)（稀土元素在紫外線照射下呈現(xiàn)的三種顏色）。

頻閃效應(yīng)電感式熒光燈隨電壓電流周期性變化，光通量也周期性的產(chǎn)生強(qiáng)弱變化，使人產(chǎn)生不舒適的感覺，稱為頻閃效應(yīng)主要電光源及發(fā)光原理光源：物理學(xué)上指能發(fā)出一定波長范圍的電磁波（包括可見光與紫外線、紅外線、X光線等不可見光）的物體。光源種類主要光源可以分為兩種。第一種是熱效應(yīng)產(chǎn)生的光，太陽光就是很好的例子，此外蠟燭等物品也都一樣，此類光隨著溫度的變化會改變顏色。第二種是原子發(fā)光，熒光燈燈管內(nèi)壁涂抹的熒光物質(zhì)被電磁波能量激發(fā)而產(chǎn)生光，此外霓虹燈的原理也是一樣。原子發(fā)光具有獨(dú)自的基本色彩。主要光源簡介

1、白熾燈

有較寬的工作電壓范圍，從電池提供的幾伏電壓到市電電壓，價格低廉，不需要附加電路。其主要應(yīng)用是家庭照明及需要密集的低工作電壓燈的地方，如手電筒、控制臺照明等。僅有10%的輸入能量轉(zhuǎn)化為可見光能，典型的壽命從幾十小時到幾千小時不等。

使用通電的方式加熱玻璃泡殼內(nèi)的燈絲，導(dǎo)致燈絲產(chǎn)生熱輻射而發(fā)光的光源，燈頭是白熾燈電連接和機(jī)械連接部分，按形式和用途主要可分為螺口式燈頭，聚焦燈頭及特種燈頭。在普通白熾燈中，最常用的螺口式燈頭為E14、E27；最常用的插口燈頭為B15、B22。常用于住宅基本照明及裝飾照明，具有安裝容易，立即啟動，成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。

主要部件：燈絲、支架、泡殼、填充氣體、燈架。

2、鹵鎢燈

同額定功率相同的無鹵素白熾燈相比，鹵鎢燈的體積要小得多，并允許充入高氣壓的較重氣體（較昂貴），這些改變可延長壽命或提高光效。同樣，鹵鎢燈也可直接接電源工作而不需控制電路。鹵鎢燈廣泛用于機(jī)動車照明、投射系統(tǒng)、特種聚光燈、低價泛光照明、舞臺及演播室照明及其他需要在緊湊、方便、性能良好上超過非鹵素白熾燈的場合。

3、熒光燈

主導(dǎo)商業(yè)和工業(yè)照明。通過設(shè)計的革新、熒光粉的發(fā)展，及電子控制線路的應(yīng)用，熒光燈的性能不斷提高。帶一體化電路的緊湊型熒光燈的引入拓寬了熒光燈的應(yīng)用，包括家居的應(yīng)用，這種燈替代白熾燈，將節(jié)能75%，壽命提高8~10倍。一般情況下，所有氣體放電燈都需要某種形式的控制電路才能工作。

熒光燈的性能主要取決于燈管的幾何尺寸即長度和直徑，填充氣體的種類和壓器，涂敷熒光燈粉及制造工藝。現(xiàn)在我們常用的熒光燈主要分以下三類：

⑴直管燈：一般使用的有T5、T8、T12，常用于辦公室，商場、主宅等一般公用建筑，具有可選光色多，可達(dá)到高照度兼顧經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)。

“T”表示燈管直徑一個“T”表示1/8英寸

T5管直徑15mmT8管直徑25mmT12管直徑38mm熒光燈都可調(diào)配出3000K3500K4000K6500K四種標(biāo)準(zhǔn)“白色”。

⑵高流明單端熒光燈

高流明單端熒光燈又稱為是為高級商業(yè)照明中代替直管熒光燈設(shè)計。這種燈管與直管型燈管相比，主要的優(yōu)點(diǎn)有：結(jié)構(gòu)緊湊、流明維護(hù)系數(shù)高，還有它這種單端的設(shè)計使得燈具中的布線簡單的多。⑶緊湊型熒光燈（CFLS）

緊湊型熒光燈又稱為節(jié)能燈，使用直徑9-16mm細(xì)管彎曲或拼接成（U型、H型、螺旋型等），縮短了放電的線型長度。它的光效為白熾燈的五倍，壽命約8000—10000小時，常用于局部照明和緊急照明。一般分為兩類：

A、帶鎮(zhèn)流器一體化緊湊型熒光燈這種燈自帶鎮(zhèn)流器、啟輝器等全套控制電路；并裝有愛迪生螺旋燈頭或插式燈頭?？捎糜谑褂闷胀ò谉霟襞莸膱鏊?，具有體積小，壽命長，效率高，省電節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，可用來取代白熾燈。

B、與燈具中電路分離的燈管（PLC）用于專門設(shè)計的燈具之中借助與燈具結(jié)合成一體的控制電路工作，燈頭有兩針和四針兩種，兩針燈頭中含有啟輝器和射頻干擾（RFI）抑制電容，四針無任何電器組件。一般四針PLC光源使用于高頻的電子鎮(zhèn)流器中。常用于局部照明和緊急照明。

熒光燈控制電路（鎮(zhèn)流器）可分為：電感式、電子式。電感式鎮(zhèn)流器的特點(diǎn)是

功率因素低，有頻閃效應(yīng)，自身重量大，但壽命長，堅固耐用，成本低；電子式鎮(zhèn)流器的特點(diǎn)是功率因素高，無頻閃，重量輕。隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步，低成本、長壽命的電子鎮(zhèn)流器將逐步取代傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器器4、低壓鈉燈

光效最高，但僅輻射單色黃光，這種燈照明情況下不可能分辨各種顏色的。主要應(yīng)用是：道路照明，安全照明及類似場合下的室外應(yīng)用。其光效是熒光燈的2倍，鹵鎢燈的10倍。與熒光燈相比，低壓鈉燈放電管是長管形的，通常彎成“U”型，把放電管放在抽成真空的夾層外玻殼內(nèi)，其夾層外玻殼上涂有紅外反射層以達(dá)到節(jié)能和提高最大光效的目的。5、高強(qiáng)度氣體放電燈（HID）

這類燈都是高氣壓放電燈，特點(diǎn)是都有短的高亮度的弧形放電管，通常放電管外面有某種形狀的玻璃或石英外殼，外殼是透明或磨砂的，或涂一層熒光粉以增加紅色輻射。分為：

高壓汞燈（HPMV）：最簡單的高強(qiáng)度氣體放電燈，放電發(fā)生在石英管內(nèi)的汞蒸氣中，放電管通常安裝在涂有熒光粉的外玻璃殼內(nèi)。高壓汞燈僅有中等的光效及顯色性，因此主要應(yīng)用于室外照明及某些工礦企業(yè)的室內(nèi)照明。

高壓鈉燈（HPS）：需要用陶瓷弧光管，使它能承受超過1000℃的有腐蝕性的鈉蒸氣的侵蝕。陶瓷管安裝在玻璃或石英泡內(nèi)，使它與空氣隔離。在所有高強(qiáng)度氣體放電燈中，高壓鈉燈的光效最高，并且有很長的壽命（24000小時），因此它是市中心、停車場、工廠廠房照明的理想光源。在這些場合，中等的顯色性就能滿足需要。顯色性增強(qiáng)型及白光型高壓鈉燈也可用，但這是以降低光效為代價的。

金屬鹵化物燈（M-H）：是高強(qiáng)度氣體放電燈中最復(fù)雜的，這種燈的光輻射是通過激發(fā)金屬原子產(chǎn)生的，通常包括幾種金屬元素。金屬元素是以金屬鹵化物的形式引入的，能發(fā)出具有很好顯色性的白光。放電管由石英或陶瓷制成，與高壓鈉燈相似，放電管裝在玻璃泡殼或長管形石英外殼內(nèi)。廣泛應(yīng)用在需要高發(fā)光效率、高品質(zhì)白光的所有場合。典型應(yīng)用包括上射照明、下射照明、泛光照明和聚光照明。緊湊型金屬鹵化物燈在需要精確控光的場合尤其適宜。6、感應(yīng)燈

剛出現(xiàn)不久的無極氣體放電燈。所需要的能量是通過高頻場耦合到放電中的，變壓器的次級線圈就能產(chǎn)生有效的放電。從形式看來，感應(yīng)燈是緊湊型熒光燈的另一種形式，但高壓部分也許不同。這種燈不局限于長管形（如熒光燈管），同時還能瞬時發(fā)光。工作頻率在幾個兆赫之內(nèi)，并且需要特殊的驅(qū)動和控制燈燃點(diǎn)的電子線路裝置。

實(shí)質(zhì)上，使用效率最高的光源是低壓鈉燈，由于它發(fā)射單色的黃色光，因此幾乎沒有顯色性能。與之相對照，白熾燈及鹵鎢燈有極好的顯色性能，但是其發(fā)光效率很低。發(fā)光原理1、白熾燈

太陽發(fā)光是因?yàn)楸砻鏈囟冉咏?000K，所有固體、液體及氣體如達(dá)到足夠高的溫度，都會產(chǎn)生可見光。白熾燈中的固體鎢在大約3000K時的熾熱就是我們常見的光源。白熾體的重要特性：輻射的色表隨著輻射體的溫度的升高從暗紅、經(jīng)過桔黃、發(fā)白，最后到熾藍(lán)。色溫也隨著輻射體的溫度升高而提高。

白熾燈之所以使用鎢做燈絲材料是因?yàn)殒u在高溫下的低蒸氣速率以及可以被抽成細(xì)絲等其他性質(zhì)。電流在金屬導(dǎo)線中流過時會有一定的消耗，當(dāng)輸入功率與輻射功率及其他功率損失的總和精確平衡時，就達(dá)到了一個穩(wěn)定態(tài)。影響一些光源壽命的因素，主要原因是由于鎢燈絲的蒸發(fā)損失，主要是熱點(diǎn)和填充氣體。

2、鹵鎢燈

維恩位移定律表明：溫度越高光效越高。如鎢絲表面在3200K時的光效（每一瓦電力所發(fā)出的光量，其數(shù)值越高表示光源的效率愈高）為36lm.W-1，而在2800K時為22lm.W-1。如果在高壓下使用一種低熱導(dǎo)氣體，如氪，使蒸發(fā)受到抑制，就可以使用較高的燈絲溫度。要安全承受這種高壓，就需要一種小而結(jié)實(shí)的燈泡。非常小量的鹵素，如各種形式的碘、溴，可以用來與到達(dá)燈泡殼壁的鎢起反應(yīng)，確保泡殼的干凈。通過這種手段制造出燈絲溫度達(dá)到3450K的燈泡，同時也改進(jìn)了光效。如果沒有充入鹵素，這種燈泡會在幾小時內(nèi)變黑。

改善鎢絲燈的方法是只允許可見輻射出射。如果紅外輻射被反射回來并被燈絲吸收，則維護(hù)燈絲溫度的功率就可以減小。商業(yè)化實(shí)現(xiàn)方法：發(fā)明制造低費(fèi)用、低損耗、高質(zhì)量的紅外反射膜，我們也可稱之為紅外反射濾光器。3、

氣體放電

放電通常比白熾燈更有效，這是由于其輻射來自高于固體燈絲能達(dá)到的溫度區(qū)域。放電是比鎢更有選擇的發(fā)射體（可移向可見區(qū)或者紫外區(qū)而遠(yuǎn)離紅外輻射區(qū)），因此在紅外輻射區(qū)有更少的能量浪費(fèi)。

放電形成等離子體，它是離子、電子形成的混合體，平均呈電中性。一般必須有與等離子體的電子連接，通常是電極，但無電極連接也是可能的。

⑴帶電極的氣體放電

氣體放電示意圖：空心圓表示可被電離和形成等離子體的氣體原子。當(dāng)帶有正電荷的粒子在電場作用下定向位移時，就形成了放電電流。陰極必須能發(fā)射出足夠多的電子，以維持電流的持續(xù)，而陽極則接收電放電時起限制電流作用的鎮(zhèn)流器。圓中有*符號的表示是被高能電子激發(fā)的原子，他們會產(chǎn)生輻射。

當(dāng)一個足夠大的電場加在氣體上，氣體被擊穿而導(dǎo)電。最熟悉的例子是閃電。產(chǎn)生擊穿是由于自然界中總有數(shù)量很小的、由宇宙射線或者自然放射所產(chǎn)生的以電子-離子對形式存在的電離。外加的電場使電子加速（離子相對是靜止的），一部分可能獲得足夠能量從而電離氣體原子。

當(dāng)施加足夠大的電場時，電離的速率可能超過離子與電子復(fù)合的損失速率；那么放電電流就會迅速增長。電荷攜帶者的產(chǎn)生率比電流增長得更迅速。結(jié)果是放電電壓將隨著電流的上升而下降。電流限制通過鎮(zhèn)流器來實(shí)現(xiàn)，以阻止電流上漲到使保險絲熔斷或者一些別的破壞性結(jié)果的產(chǎn)生。

為了維持放電電流，在陽極返回外部電路的電子必須被從陰極發(fā)射的電子代替。陰極是典型的鎢絲結(jié)構(gòu)（卷狀或者穗狀）。來自放電過程的離子轟擊陰極使之加熱。電子能夠逃離陰極的可能幾率指數(shù)地依賴于它的溫度以及表面的障礙因素。放電通常工作在交流電網(wǎng)頻率條件下。高頻電子鎮(zhèn)流器能提供一些好處，對于熒光燈來說，在20KHZ或者更高頻處的工作實(shí)質(zhì)上減少了電極損失，并且消除了某些用戶需要的光輸出調(diào)制。

⑵在更高頻率下，制造完全省卻電極的無極燈是可能的。現(xiàn)在有三種電感耦合放電。通常由幾兆赫驅(qū)動的一個線圈構(gòu)成變壓器的初級，次級由環(huán)狀的等離子體形成，因此脫離了熒光燈的長而細(xì)的幾何形狀，允許與熟悉的燈泡相似的高效燈的產(chǎn)生。沒有了電極，理論上放電中就沒有什么壽命限制，導(dǎo)致燈出現(xiàn)問題的原因可能是鎮(zhèn)流器中電子元器件損壞或者熒光粉因?yàn)闀r間長而失效，所以其經(jīng)濟(jì)壽命可能短于真實(shí)壽命。4、低壓放電

用在照明中的低壓放電中的金屬主要是汞和鈉；氖放電用于指示燈和警告燈。低壓放電的大部分長度被一個很均勻的稱為正柱區(qū)的等離子體占有。在熒光燈和低壓鈉燈中，這是產(chǎn)生高效輻射的區(qū)域。在熒光燈中包含的汞蒸氣氣壓約為6*10-3Torr(0.8Pa)，稀有氣體如氬的典型氣壓為2Torr(266Pa)。

熒光燈（低壓鈉燈）工作需要一個最佳汞氣壓（鈉氣壓），而且熒光燈要細(xì)且長。為了使熒光燈工作穩(wěn)定，燈的電壓必須是100V，長度必須約為1M。在緊湊型燈中使用的窄管具有更高的電場，放電長度更短，管子必須折疊起來以獲得必要的燈長度。在無極燈中，加在燈電壓上的約束不再適用。這就是為什么無極燈可以制成類似于白熾燈的形狀的原因。惰性氣體（氖、氬、氪或是它們的混合氣體）在放電過程中起著非常重要的作用。

5、高壓放電

低氣壓放電中的氣壓升高，氣體被加熱，最后處在一個大氣壓范圍內(nèi)，氣體溫度僅比電子溫度（主要在4000K~6000K的范圍）低幾K，要維持如此高的氣體溫度，則必然存在溫度梯度，中心區(qū)域變熱。沿著溫度梯度方向流向管壁的熱能損失限制此種電弧的輻射效率約為60%。

蒸氣的參數(shù)由于選擇性輻射可以調(diào)整使輻射主要發(fā)生在可見光區(qū)域。高的氣體溫度有助于激發(fā)和電離，由于大部分的電流通過中心區(qū)域，電弧中心區(qū)域非常熱，絕大多數(shù)的光在中心產(chǎn)生，這就是為什么高氣壓放電電弧繩化的原因。中心熱區(qū)域的氣體密度低于外部冷區(qū)域。如果該放電沿水平方向，則熱的中心區(qū)域就會朝上彎曲，這就是為什么把此種放電稱為電弧的原因。這也解釋了為什么高氣壓放電并非全體都是高熱的，彎曲引起的微小變化也能引起光色的顯著變化，在極端的情況下，它可能引起管壁過熱而損壞。4、化學(xué)種類及金屬鹵化物電弧

能在高氣壓電弧的器壁溫度下（如1000K）維持足夠高的蒸氣壓，并且能產(chǎn)生明顯的可見光輻射的元素的種類非常少，實(shí)際上用于照明光源的填充元素通常只有氙、鈉和汞，但絕大多數(shù)金屬元素產(chǎn)生的金屬鹵化物比它們自身還要活潑得多。許多元素，尤其是元素周期表中那些過渡金屬和稀土金屬元素，具有非常多的能級數(shù)目，并且能輻射出數(shù)千條光譜線。其中的一些元素如鈧、鏑等，在可見光區(qū)域能產(chǎn)生非常豐富的輻射。其他的一些元素，如銦、鉈和鈉，可以產(chǎn)生非常強(qiáng)的線光譜（分別對應(yīng)藍(lán)色、綠色和黃色）。

以上這些事實(shí)構(gòu)成了金屬鹵化物燈的理論基礎(chǔ)。

假如我們將幾毫克的金屬鹵化物碘化鉈（TlI）與汞和稀有氣體一起放入放電管中，在放電被觸發(fā)的過程中，汞迅速被蒸發(fā)，管壁變得足夠熱使部分碘化鉈被蒸發(fā)出來。這些碘化鉈通過擴(kuò)散進(jìn)入最高溫度約為6000K的汞電弧，在高溫下，碘化鉈分解為原子：TlI=Tl+I。鉈原子能輻射出很強(qiáng)的535nm的綠色光譜線。與鉈相比碘的激發(fā)能要大得多，因此幾乎沒有碘的輻射。

對于相當(dāng)簡單的僅充有鉈、鈉、汞和碘元素的金屬鹵化物燈，假定燈內(nèi)已達(dá)到局部熱平衡的工作狀態(tài)，為簡化分析，我們忽略了Hg、HgI、HgI2、I、I2和Na2等化學(xué)種類。在非常低的溫度下，僅有少量的Na2I2的二聚物，隨著溫度上升，TlI和NaI的分子就會分解成原子，并可能產(chǎn)生輻射。進(jìn)一步升高溫度，這類原子還會被電離。由于NaI比TlI更易電離，所以在這類金屬鹵化物燈內(nèi)，在電弧溫度最高處的大多數(shù)電子來自鈉原子，因此光譜由鈉決定。

鈉比汞要容易電離。由于電子可以通過鈉的電離得到補(bǔ)充，這意味著碘化鈉蒸發(fā)時，電弧溫度將下降，電弧溫度的下降導(dǎo)致汞的線光譜發(fā)射的減少，因此其光譜將內(nèi)鈉和鉈所決定。這也就是為什么在充有100Torr鈉和1000Torr汞的高壓鈉放電中幾乎沒有汞原子輻射的原因。在穩(wěn)定狀態(tài)下，汞原子所起的作用主要是減少熱傳導(dǎo)損失，從而提高輻射效率。雖然金屬鹵化物電弧常被描述成帶有附加萬分的汞電弧，但這是完全錯誤的，因?yàn)槟切┙饘冫u化物完全控制了電弧的行為。

以上的這些觀點(diǎn)適用于任何一種金屬鹵化物放電形式。為了得到一個高效的顯色指數(shù)優(yōu)良的白色光源，金屬鹵化物燈的設(shè)計者們可以有許多方法，包括所添加的金屬鹵化物的種類和數(shù)目等等。這些設(shè)計上的自由也伴隨著一些麻煩：比如金屬鹵化物會與燈電極及管壁發(fā)生緩慢的反應(yīng)。這樣，燈的壽命、光色的穩(wěn)定性、光色的可變性、電弧中光色的分層、燈的維護(hù)、啟動以及閃爍等等都將受到這些化學(xué)反應(yīng)的影響。這也是為什么自從金屬鹵化物燈在1959年問世35年后，仍然沒有完全取代其他高強(qiáng)度氣體放電光源的原因。盡管這樣，適當(dāng)?shù)貞?yīng)用金屬鹵化物燈還是帶來了很多好處。今天，金屬鹵化物燈能夠獲得銷售成功是30年來長足進(jìn)步的結(jié)果。5、發(fā)光和熒光粉

熒光粉用于將紫外輻射轉(zhuǎn)化為可見輻射。在熒光燈中，為了產(chǎn)生光的需要，熒光粉也被用來增加紅色輻射以求改善高壓汞燈與金屬鹵化物燈的顏色。

“發(fā)光”一詞被用于描述能量被物質(zhì)吸收，并以光子的形式被重新發(fā)射出來的一般過程。其中的一種形式稱作“熒光”。入射的光子被吸收，然后以一個較長的波長再發(fā)射，這是在燈中普遍使用的一個過程。在吸收與發(fā)射期間有一個延遲，可能在10-9S和幾分之一秒之間。伴有長時間延遲的過程通常是指磷光。

“斯托克斯（Stocks）位移”指的是波長增長而能量損失，這是熒光燈工作的一個固有部分。波長的變換是通過將入射光子的一部分能量轉(zhuǎn)化為晶格振動而完成的。

在由放電產(chǎn)生的紫外波長處，熒光粉必須有很強(qiáng)的吸收帶，它也必須在可見光譜范圍內(nèi)有一個發(fā)射帶。高效要求在可見光區(qū)吸收率低，一般說來，QE在高溫時下降，因此為特定燈選用的熒光粉，必須在管壁溫度下能夠有效地工作。

固體熒光粉可以是離子的、半導(dǎo)體的、或者是有機(jī)的。只有第一種具有燈工作需要的特性。離子熒光粉包含堅固的晶格結(jié)構(gòu)，在其中，催化劑原子被引入，但其濃度為1%。催化劑形成一個在確定的晶格座上的離子，并受到電力—晶場—它相對于自由離子改變它的能級。離子與晶格振動耦合，這是由于當(dāng)周圍晶格振動時，晶場波動，使催化劑承受不同的力，因此催化劑離子的能級取決于周圍晶格中的離子的相對位置。

熒光燈中的熒光粉暴露于離子與光子有害混合物的轟擊下，使光輸出在壽命期間退化。這就導(dǎo)致紫外與可見光的吸收，從而降低熒光粉的轉(zhuǎn)換效率。退化的主要原因是：

⑴形成光或紫外吸收色心的紫外轟擊，這是由晶格缺陷中的電子陷井而引起的；

⑵激發(fā)和電離的汞到達(dá)熒光粉表面，引起在暴露于放電的熒光粉表面吸收汞原子的光注入；

⑶在熒光粉與玻璃的交界處形成鈉（來自玻璃）與汞的吸收混合物。用于緊湊型熒光燈中的稀土激活熒光粉具有特別抗傷害的晶格以及出色的維持率，正是這些熒光粉的發(fā)明使緊湊型熒光燈的設(shè)想變?yōu)樯虡I(yè)現(xiàn)實(shí)。

三基色熒光粉：紅（610nm）粉、綠（545nm）粉、藍(lán)（6450nm）粉。稀土金屬材料熒光粉三種基色為紅、綠、藍(lán)。即稀土金屬在紫外線照射呈三種基本色，再按比例混成各種顔色的可見光。

6、場致發(fā)光

這是將電直接轉(zhuǎn)化為光的過程。

最近幾年，發(fā)光二極管（LEDs）憶作為公共場所的指示燈，而且具有不同的顯示。它們正變得更有效、更亮；已經(jīng)制造出效率大于20%的紅色發(fā)光二極管，具有現(xiàn)實(shí)效率的藍(lán)色與綠色的二極管也剛出現(xiàn)。人們正計劃把它們應(yīng)用于需要大量光和高亮度的地方，例如汽車剎車明明以及交通信號。在這些場合它們超過傳統(tǒng)燈的主要優(yōu)點(diǎn)是壽命長。

高純度的半導(dǎo)體材料具有非常高的電阻率。微量的故意添加物—施主物質(zhì)或者受施物質(zhì)—提供了能夠攜帶電子的額外電子或空穴（由于電子的離開而形成的正電實(shí)體）。這樣能級就形成能帶。當(dāng)一個能（導(dǎo)帶）中的一個電子與另一個能帶（價帶）中的空穴復(fù)合時，具有由能帶隙給定能量的光發(fā)射可以發(fā)生。因此，一個發(fā)光二極管是一個將電子與空穴注入半導(dǎo)體的器件。另外，也存在引起損失的過程，效率可能是低的，但是隨著研究和發(fā)展，它正在改善之中。

紅色發(fā)光二極管是基于象磷砷化鎵這樣的半導(dǎo)體，它在可見光區(qū)發(fā)射相對窄的譜線，其波長由帶隙決定。在紅色與綠色之間不同的波長可以通過改變磷與砷的比例獲得。藍(lán)色發(fā)射需要象碳化硅這樣的材料光源壽命白熾燈：800~1000小時鹵素?zé)簦?000~4000小時熒光燈：6000~8000小時鈉燈：6000~12000小時LED光源壽命長達(dá)50000小時，與燈具配合后的整燈壽命長達(dá)30000小時。壽命長=節(jié)約了更換光源的產(chǎn)品成本

=節(jié)約了更換光源及維護(hù)時的人工、設(shè)備成本2.LED照明的特點(diǎn)與優(yōu)勢LED照明基礎(chǔ)知識常見LED結(jié)構(gòu)LED發(fā)光原理LED發(fā)光方式LED光效與顯色性影響LED關(guān)鍵性指標(biāo)LED(LightEmittingDiode)俗稱發(fā)光二級體或發(fā)光二極管，它包含了可見光和不可見光。屬于光電半導(dǎo)體的一類,在結(jié)構(gòu)上包括P極與N極,是一種依靠半導(dǎo)體PN結(jié)發(fā)光的光電元件，它分為Lamp系列,Top系列,食人魚系列,SMD系列，HighPower（大功率）系列…。以Lamp來講，它是由電子原材料（晶片,金線，支架，銀膠或絕緣膠），封裝材料（環(huán)氧樹脂，色劑，擴(kuò)散劑），以及輔助材料（模條）三大材料構(gòu)成。定義：LED就是由電子材料，封裝材料，輔助材料聯(lián)結(jié)而成的一個發(fā)光的閉路電子元件。

LED的五大物料與五大制程

LED主要發(fā)光電子物料－晶片晶片的構(gòu)成：由金墊，P極，N極，PN結(jié)，背金層構(gòu)成（雙pad晶片無背金層）。晶片的分類：1.1按組成分：

二元：如GaAs(砷化鎵)，GaP（磷化鎵）等

三元：InGaN(氮化銦鎵)，GaAlAs(砷化鎵鋁)，GaAsP(磷化鎵砷)等

四元：AlGaInP（鋁鉀銦磷）.AlGaInAs（鋁鉀磷砷）1.2按極性分：P/N極晶片（正極性）N/P極晶片（反極性）雙電極（藍(lán)，綠，紫光）1.3按發(fā)光類型分：表面發(fā)光型:光線大部分從晶片表面發(fā)出

五面發(fā)光型：表面，側(cè)面都有較多的光線射出1.4按發(fā)光顏色分：紅，橙，黃，黃綠，純綠，藍(lán)綠，藍(lán)，紫光1.5按晶片的大小尺寸分：8mil9mil10mil12mil(紅，橙，黃，黃綠）12mil14mil（藍(lán)，綠，紫光）1.6按功耗分：低功率（毫瓦級），中功率（百毫瓦級），高功率（大于1W）白光LED在技術(shù)方面白光LED目前主要分為兩種發(fā)光方式:目前主要的商品化作法是日亞化學(xué)(Nichia)以460nm波長的InGaN藍(lán)光晶粒涂上一層YAG熒光物質(zhì)，利用藍(lán)光LED照射此一熒光物質(zhì)以產(chǎn)生與藍(lán)光互補(bǔ)的555nm波長黃光，再利用透鏡原理將互補(bǔ)的黃光、藍(lán)光予以混合，便可得出肉眼所需的白光。目前在白光LED技術(shù)方面仍以日亞化學(xué)領(lǐng)先，擁有眾多專利權(quán)。第二種是日本住友電工亦開發(fā)出以ZnSe（鋅，硒）為材料的白光LED，不過發(fā)光效率較差，但由于目前白光LED市場熱銷，仍呈現(xiàn)供不應(yīng)由求現(xiàn)象。LED發(fā)光方式什么是熱阻？現(xiàn)有LED的性能大幅提升，結(jié)溫和光效都有重大提升高標(biāo)準(zhǔn)芯片選擇高標(biāo)準(zhǔn)芯片選擇色溫一致性好，長時間使用，色溫漂移有效控制標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。高標(biāo)準(zhǔn)芯片選擇

顯色性高，被照物還原真實(shí)度好；高標(biāo)準(zhǔn)芯片選擇優(yōu)良的散熱設(shè)計散熱結(jié)構(gòu)從左圖可以看出LED驅(qū)動電源好壞直接影響到整個燈具的正常使用壽命；專業(yè)的驅(qū)動電源采用優(yōu)質(zhì)的進(jìn)口電解電容，專業(yè)的電路設(shè)計，使用壽命更長；專業(yè)的驅(qū)動電源轉(zhuǎn)換效率高達(dá)85%，功耗低，更節(jié)能，有效防止因功耗產(chǎn)生熱量過高，不影響電解電容、IC等關(guān)鍵性電子原器件正常使用；專業(yè)的驅(qū)動電源恒流輸出，精度控制在正負(fù)5%，精度高，有效防止因電流不穩(wěn)定而導(dǎo)致燈珠閃爍現(xiàn)象，可以保證LED芯片不受電流的沖擊而損壞。專業(yè)的驅(qū)動電源LED照明優(yōu)勢1000小時7000小時25000小時25倍壽命3.5倍壽命

50W白熾燈

9W節(jié)能燈5WLED筒燈常用光源光效、功率及LED替換白熾燈光效約10Lm/w主要功率:15、25、40、60、100WLED替換:2、3、5、7、9W節(jié)能燈光效:小功率(3一25W)45-55Lm/W大功率(40-100W)35-45Lm/W主要功率:3丶5、7、11、15、21、25WLED替換3、5、7、9w76

熒光燈管1)尺寸*長度：

0.6m,0.9m,1.2m,1.5m四種。*直徑：

T8燈管:外徑為25.4mmT10燈管:為外徑為31.8毫米。

T5燈管:外徑為12.4mm*燈頭：G13,G9

LED日光燈管與傳統(tǒng)的熒光燈管在外型、尺寸上相同,線路只需稍做更改，可直接將LED燈管用在傳統(tǒng)的熒光燈格柵燈盤上。熒光燈管光效約60-90Lm/w主要功率:T8:18、36WLED替換:8、14WT5:28WLED替換:12W、14W78LED日光燈與傳統(tǒng)日光燈性能比較一燈具LED日光燈傳統(tǒng)日光燈規(guī)格T8/120cmT8/120cm功率14W40W(含整流器）光源利用率定向發(fā)光，無光的損失全方向發(fā)光，部分光沒有被浪費(fèi)頻閃無舊燈明顯，視覺容易疲勞，移動物體有拖尾、重影現(xiàn)象使用壽命30,000小時3000小時色溫和顯色性各種色溫，顯色指數(shù)可達(dá)80以上顯色指數(shù)65~70照度（2米距離）180lux(120cm)155lux(120cm)

IP等級IP40IP40LED燈管與傳統(tǒng)熒光燈管的產(chǎn)品特性對比分析二（統(tǒng)一采用1200mm規(guī)格燈管2只和雙管支架燈具1只）項目T8-LED燈管T8熒光燈管T5熒光燈管單只光源LED功率18W36W28W雙管支架整燈功率36W80W（含鎮(zhèn)流器）60W（含鎮(zhèn)流器）T8-LED雙管支架燈節(jié)能率—55%40%整燈輸入電壓AC100~240VAC180~220VAC110~220V光源工作電壓低壓直流交流高壓交流高壓壽命30000小時6000小時10000小時2000小時光通量衰減≤3%≤15%≤15%5000小時光通量衰減≤5%≤35%≤37%鎮(zhèn)流器不需要需要需要抗震性抗震性強(qiáng)易碎易碎有無頻閃無有有有無含汞無有有紅外線、紫外線輻射無有有有無噪音無有無回收性可完全回收難以回收，通常廢棄難以回收，通常廢棄3.核心項目產(chǎn)品介紹傳統(tǒng)筒燈燈具傳統(tǒng)外形傳統(tǒng)筒燈光源采用的是緊湊型熒光燈、白熾燈、鹵素?zé)簟⒔瘥u燈等。U型緊湊型熒光燈螺旋型緊湊型熒光燈G24燈頭緊湊型熒光燈白熾燈鹵素?zé)?/p>

光源功率（w）光通量（lm）效率（lm/w）成本對比（元/lm)白熾燈40400100.037熒光燈351750500.047鹵素?zé)?001400140.043陶瓷金鹵燈70480068.60.032傳統(tǒng)筒燈所使用光源性價比常用筒燈用節(jié)能燈光源光效約40-50Lm/w主要功率:11、13、15、18、23W11、13、15、18、23W*2LED替換:4.5、5、7、8、10W

7、8、12、14、18W分類及應(yīng)用場所按光源基本安裝方式，

筒燈可分為：橫裝（橫插）筒燈和豎裝（直插）筒燈，

豎裝筒燈主要規(guī)格有：

2寸、2.5寸、3寸、3.5寸、4寸、5