光源分类及调光方案
类别:个人日记评论(0)浏览(1286) 2009-7-17 [原创]
标签：设计
电光源灯可以分成固体发光光源灯和气体放电发光光源灯二种：
固体发光光源灯分类
1）白炽灯
A．充气白炽灯
a．卤钨灯
b．非卤钨灯
B．真空白炽灯
2）半导体灯-LED灯
气体放电发光光源灯分类
1）孤光放电灯
A．低气压放电灯
a．荧光灯
b．低压钠灯
B．高气压放电灯
a．高压汞灯，钠灯
b．金卤灯
2）辉光放电灯霓红灯（氖灯）
下面分别对主要电光源灯的特性作简单介绍
1）白炽灯
白炽灯是最普通常用的电光源灯，它靠灯丝通电加热辐射发光，发光强度与通电电压幅度成指数函数关系。可见光占10%，红外线点83%。因此它们的光效不高，一般在15lm/w。
白炽灯的钨贡灯丝是电阻性阻抗，因而它的功率因数Co sΦ=1，冷态时灯丝电阻值小于热态时的电阻值，冷态开启灯时的电流将是正常额定工作电流的7-10倍。白炽灯的开关无延时，可以即开即关。
白炽灯可以调光，其范围可以从0%-100%，灯色变化很小。色温在2700~2900k,灯的显色性很好，显色性（Ra）可达95-99。
对白炽灯降压调光可延长灯的寿命，降低灯的功率消耗。一般白炽灯寿命为1000多小时。
白炽灯构造
电压下降%
亮度下降%功耗下降%寿命增加
5
1052倍
10
30154
15
40209
2）卤钨灯
卤钨灯是白炽灯内充有氟、氯、溴、碘卤素气体，当通电加热灯丝后，灯丝蒸发出来的钨原子在灯泡壁附近与卤素化合形成卤钨化合物，当它扩散到高温的灯丝周围时卤钨化合物就还原分介成卤素和钨。钨就沉积到灯丝上，而卤素又扩散到灯泡壁，它又再去与钨原子化合，如此循环保护了灯丝不易被烧坏从而延长了灯的寿命可达2000小时。
卤钨灯调光太低会降低卤钨循环，因此卤钨灯使用一定时要将电压加到额定值工作若干小时进行卤钨再生。
卤钨灯的光效要比白炽灯高，可达25lm/w，发光也比较稳定。
供卤钨灯的灯丝电源电压有几种，有市电220V，也有通过变压器降为36V低压的，因此卤钨灯的阻抗性能将因有无变压器而有区别。220V供电的灯是电阻性阻抗（阻抗），带有铁芯变压器的为电感性阻抗（感抗），如果采用电子变压器的则为电容性阻抗（容抗），在配置调光控制器时就要十分注意。
3）荧光灯
荧光灯可分成直管形、环形和紧凑型三种，通常调光荧光灯一般都采用T8型（管径26mm）直管荧光灯。
荧光灯是低气压孤光放电灯。孤光放电时产生紫外辐射去激发涂在壁内的荧光粉而发光，不同荧光粉就有不同的光色，荧
光灯的可见光比白炽灯高达19%，红外线为41%，它的光效高达60lm/w，且发热小，气体放电在孤光放电区的伏安特性呈
负阻特性（电压随着放电电流增加反而降低）因此必须在灯路中串联一只电感或电阻性的镇流器，用以限止电流无限增加烧坏灯
，现在荧光灯镇流器已采用电子镇流器，它比铁芯镇流器有许多优点（改善了启动效果；提高了功率因数；无闪烁现象；节能；体积小重量轻）。
可调光电子镇流器是采用控制高频（大于20KHz）输出电压去激励荧光灯发光，改变输出频率就改变荧光灯的亮度，因此只要控制镇流器的输出就可以对荧光灯调光，目前控制电子可调光镇流器的控制信号有三种：
A．O-10VDC模拟信号接口
B．DSI数字信号接口
C．DALI数字可寻址接口
荧光灯适宜在环境温度20-25℃工作，环境温度在10℃或40℃时光通为额定值的90%，60℃时光通下降至65%，65℃时光通只有额定值的60%。
4）金卤灯
金卤灯也是孤光放电灯，它是将灯泡内有高强度汞气和稀有气体的汞灯再充有不同金属卤化物，用以产生不同光色。金卤灯加电压后，首先在主电极和辅助极之间产生辉光放电，然后转移到主电极间形成孤光放电，放电时产生的热量使灯泡内的汞气和金属卤化物经过几分钟后全部蒸发，达到稳定发光，这就是金卤灯的启动过程，启动时不仅时间长（5到10分钟）而且启动电流是正常电流的1.2-1.5倍，另外全卤灯熄灭后不能马上再点灯，这是由于熄灯后灯泡内的离子迅速复合，但这时灯泡温度和蒸气压力仍然很高，不能使原离子电离形成孤光放电，需要间隔几分钟后（5-15分钟）才能启动。这是控制金卤灯开启必须注意的。
金卤灯对外加的电压有一定要求，电压太低可能会熄灭或无法启动，电压低灯的光色也会发生变化，电压过高也会因灯功率过主高导致灯熄灭，为此要求镇流器使金卤灯工作在一定功率和一定电压范围内。
为了提高功率因数，通常金卤灯都带有补偿功率因数的电容器，如果要用前沿相控调光器去调光金卤灯必须将电容器移到调光器的前面，一般金卤灯的调光范围在50-100%，必须在加热10-15分钟后才能调光，灯全亮后要向下调光必须很慢。二次调光周期之间要有一个全亮输出使灯的放电回到正常状态，有专家认为对金卤灯调光会降低它的寿命。因此通常金卤灯用于开关控制。
金卤灯的光效较高达50-60lm/w，色温在5000K，寿命长，显色性好。
霓红灯是气体放电灯，它工作在辉光放电压，放电电流密度小，放电维持电压高，它是将涂有种颜色荧光粉的玻璃管抽真空后充入氩，氖等气体后制成，由于它的放电起辉电压高于正常工作电压因此必须配有专用的高压（1500V）变压器。
霓红灯可以瞬间启动和关闭，可以调光。
它是属于半导体PN结场致发光的灯，过去由于半导体材料和加工工艺的限制无法解决它的发光效率低、视角窄、光亮度低、颜色简单、产品质量不稳定的问题，近年来材料，工艺技术有了很大提高，产品质量有了提高出现了高亮度，不同颜色的发光二极管加上它体积小，寿命长，可靠性高低电高压低功耗等优点，用LED作为电光源有很大的发展前景。
LED灯的开关响应速度很快可达0.1us。且无冲击电流。
