灯具基本知识

3. 电子变压器：
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a. 电压：单端卤钨灯具所需电压很低，一般为 12V，要从电源电压上得到这样的电 压需要用降压变压器
b. 功率因子： 功率因子=有功功率(做了多少功)／视在功率(从电网中拿走的功) 功率因子高则对电网的影响少，高表示在电装取走多少能量就做了多少功 电流经电网到千家万户昤，电网和大地间有点关系，产生磁场。 电感分量：把电能变成磁场储存起来 电容分量：把电能变成电场储存起来 电子变压器将振荡频率由 50 HZ 提升到≧20KHZ，低频闪虽然肉眼无法查觉，但 是器官会久了感觉疲劳，所以现在才有推出无频闪的护眼灯
教育训练
一、 灯的结构 1. 灯体 2. 光源 3. 电器
二、灯具(灯体)：光源、灯罩、附件总称，灯罩除固定保护光源，并重新分配光在空间中的 分配 1. 基本功能：是提供光源及电器的连接，调整光线到预期的方位，同时把光损失降至最 低，减少光源的眩光，拥有令人满意的外形及强化灯点然与未点然环境的 装饰性是它们的一项功能 2. 配光分类
这是不期望的，解决这个问题的技术就是采用 PFC 电路 ．DC/AC 逆变器：其功能是产生 20kHz 以上的高频电压和电流
c. 辉光启动器：荧光灯需要启动组件，两个金属片材料触点封入小型玻璃泡壳内， 充入低压惰性气体，这个小玻壳与一个小电容一起装在一个带两个管脚的 塑料小圆柱盒内，工作原理…在开灯前，启动器的双金属片的触点被一个 间隙隔开着，当电路接通时，电源电压足以激发玻壳内气体产生辉光放电， 从而慢慢地加热接触片，使它们相互弯曲直接接触，当接触 1~2sec 后， 电源通过镇流器和灯的阴极形成了串联电路，一个相当强的预热电流迅速 地在时间 TH 内对阴极片予以加热，当双金属片接触时，由于接触片之间 没有电压，因此辉光放电消失，然后接触片开始冷却，在一段很短的时间 后它靠弹性分离，使电路断开，由于电路呈电感性，当电路突然中断时， 在灯的两端会产生持续时间约 1ms 的 600~1500V 的脉冲电压，这脉冲电 压很快地使充在灯内的气体和蒸气电离，电流即在两个相对的发射电极之 间通过，在灯工作的情况下，灯两端的电压不足以使启动器再次点然辉光
较高的能级，约在 10-12sec 回落、、、、、、、、、 m. 充了汞及氩气体，电场击穿电子离子对，电离速度大于复合速度，此时才能形成
电场，电子在撞击正汞离子时激发电子，产生紫外线，最高效率之电场为 1V．m-1， 镇流器是限制电流，正离子轰击覆盖低功函数材料(氧化钡)的阴极使加热但会造 成寿命的损失，有助电子的发射，升高惰性气体的压力是可阻止双极性扩散速率。 n. 荧光发光 ．材料：无机化合物，卤磷酸盐荧光粉(缺少红光)、稀土三基色荧光粉(橙、绿、
第二位数(防水) 0 无防护 1 防止滴水侵入
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2 防止 > 12mm 的物体入侵 3 防止 > 2.5mm 的物体入侵 4 防止 > 1.0mm 的物体入侵 5 防尘(但无法完全防止灰尘入侵) 6 防尘(完全防止灰尘入侵)
Байду номын сангаас
类别 1A 1B
显色指数 ＞90 美术馆 80-90 商场
适用范围
2
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2
60-80 办公室、学校、工厂
3
40-60 街道
4
20-40 街道
四、 光源的种类及发光原理 1. 光源的分类 a. 热辐射光源：电流通过灯丝，加热至白炽发光 b. 气体放电光源：原子中的电子激发而产生辐射 2. 卤钨灯 a. 工作原理： ．传统的充气灯丝由于蒸发和穿过环绕白炽态灯丝的气体壳层的扩散而损失钨， 灯的寿命和灯的输运系数成反比关系，这些钨在较远处的内表面（主要是在 泡壳上），浓缩而形成一层金属薄膜 ．卤钨循环：钨通过惰性气体化合成卤化钨，卤化钨借助对流和扩散而循环起来， 直到它们在邻近白炽态灯丝处热分裂为止，这样一个动态平衡建立起来，于 是形成了向灯丝的反扩散，但会从较冷的区域运输到较热的区域 3. 荧光灯 a. 启动电压：启动电压通常需要明显的高于灯的工作电压，才能使放电灯启动，如 果电源的电压不足以使灯启动，那么可通过变压器、启动器件来产生附加的启动 电压， b. 电离：电子的能量足够从一个原子中击出一个电子，就可形成电离现象 c. 电流限制：施加足够大的电场时，电离的速率可能超过离子与电子复合的损失速 率，那么放电电流就会迅速增加，如此会熔断保险丝或别的破坏 d. 荧光：材料受到刺激立即发光、磷光：是用来描述延迟或长时间余辉的现象 e. 气体放电：在气体放电，中大概 63%的电能转化为光谱中紫外区域的电磁辐射， 大约有 3%直接转化为可见光，在放电中产生的紫外辐射照射到灯管内壁的荧光 粉涂层上，紫外线的能量被荧光材料所吸收，其中一部份转化为可见光并释放出 来，紫外线的能量转化为可见光的效率最多约为 40%（发出的可见光占输入能量 的 28%） f. 荧光灯的类型 ．直管型荧光灯 ．高光通单端荧光灯 ．紧凑型节能荧光灯（CFLs）） g. T=1/8 英吋；T12、T8、T4、T5 h. 色温：3000K(暖白)、3500K(白)、4000K(冷白)、6500K(日光) i. 荧光粉 ．卤磷酸盐不能覆盖可见光，特别是红色光区，显色指数为 51～76 ．三基色是由三种物质，红绿蓝，显色指数为 80～85
自汞蒸气放电，随着电弧管壁温度升高，卤化物开始焀化并燕发，通过扩散 和对流作用，卤化物燕气被输运到了电弧管的高温区域，电孤的商温 (4000~6000K)使卤化物分解成卤素原子和金属原子，在高温电弧核心，金 属原子受激产生本征光谱辐射，金属原子继续扩散，经过电弧空间并在较冷 的电弧管壁区域与卤素重新复合成卤化物 d. 紫外线：所有金属卤化物灯都辐射紫外线，因此使用这种灯时通常要求有一定程 度紫外线辐射防护措施，玻璃能吸收大部份短于 350nm 的紫外线，所以对 装在硬玻璃壳中的电弧管仅有很小紫外辐射透出， e. 工作压强：金属卤化物的工作压强比大气压强要高的多，在一些紧凑型的压强在 10~15atm， f. 防护：金属卤化物灯在寿命终止时，可能发生爆裂，所以在电弧管周围装有一二 层层用二氧化硅材料制成的厚护套 g. 管状灯：一般用于泛光照明，通常没有外泡壳，它必需水平工作状态以避免内填 充剂沿着电孤路径形成轴向分离，填充剂的分离将引起颜色的变化 五、 电子镇流器、电子变压器 1. 电子镇流器： a. 前言：气体放电的几个阶段…汤姆逊放电－过渡放电－辉光放电－孤光放电，孤
2. 低压灯饰 a. 最先出现在欧洲，中国是’90 年初才出现，早期没有什么市场，为什么会在中国 出现，是因为香港台湾来到国内，特别在珠江三角洲 b. 安全：是把不安全电压变成安全的电压，最早在’80 年代出现过 24V，因为 24V 还是接近 36V，所以现在基本各国都生产 12V c. 良好的装饰性：是艺术和灯相结合，NVC 是结合欧洲及国内时尚的观点，全世界 几乎 95%低压灯是在中国生产
六、 光源与光效、显色性、平均寿命的关系
光源
白炽灯/射灯
荧光灯
三基色粉 卤粉
石英金卤灯 金卤灯
陶瓷金卤灯
低压钠灯
汞灯
光效 10～25
蓝)，大小约为 3～15μm，另含 2%的激活剂 ．荧光灯为低压汞蒸气放电灯 ．紧凑型荧光灯(CFLs)，俗称节能灯 ．原理：气体放电的紫外光子会导至基态电子跃迁较高能级，10-12、10-9～10-3s ．低压、热阴极放电管、低压汞蒸气中进行，4%直接转为可见光，紫外光转化
为可见光的一般效率为 40%，总输入的转化比例为 28%， 4. 金卤灯
4. 配光曲线 a. 极坐标配光曲线 b. 直角坐标配光曲线 c. 等光强曲线图
5. 照明质量 a. 眩光：亮度极亮或亮度对比很大，引起眼部的不或造成视觉降低的现象。 ．产生的原因 ．改善方式
6. 照度与环境的应用 7. IP XX 等级
第一位数(防尘) 0 无防护 1 防止 > 50mm 的物体入侵
AC
RFI
输入 滤波器
全桥 整流器
PFC 升压 变换器
DC 滤波器
DC/AC 逆变器
输出 网络
气体 放电灯
控制 电路
．RFI 滤波器：防止镇流器产生的高次谐波对电网的污染及来自电网的干扰侵入 ．全桥整流器：四个整流二极管将交流电变为直流电 ．PFC 升压变换器：因滤波电容的存在，致使电路中的功率因子降低到 0.5~0.65，
a. HID：高强度气体放电光源，MH（金属卤化物灯）具有最好的显色性，60 年代前 期，研究者发现在汞蒸气放电中加入某些金属卤化物可以提高显色性
b. 结构：电弧管（必需承受 13000C）装在椭圆球型或管型硬玻璃外壳内， c. 发光：最初点燃的时候，由于卤化物仍凝固在较冷的电弧管壁上，输出光谱线来
2 倾斜 150 仍可防上滴水侵入 3 防止喷洒的水入侵 4 防止飞溅的水入侵 5 防止喷射的水入侵 6 防止大浪的水入侵 7 防止浸水的水入侵 8 防止沉没的影响
三、 照明原理 1. 光的知识 a. 电磁波 b. 光速：3×108m c. 可见光：380nm～780nm d. ＜380nm：紫外光、＞780nm：红外光 2. 光的度量单位 a. 光通量(流明 lm)：光源单位时间发出的光量 b. 光强(坎德拉 cd； I=dΦ/dΩ)：光源在某方向立体角锥的光通量 c. 亮度(辉度；cd/m2；L=dI/dS)：垂直光源的单位面积上的光通量 d. 照度(勒克斯 Lx=1Lm/m2；E=dΦ/dS=Icosθ/R2)：单位面积上受到的光通量数 e. 光效(η光效=Φ光通量/P 电功率)：光源的发光效率 3. 色的辨识 a. 视觉器官 b. 传递方式 c. 联想：客观事物、感情效果、心理效应 4. 色温与颜色 a. 色温：完全辐射体用绝对温度(K)来表示时，加热到不同光源颜色时的温度称之 ．暖色光：＜3300K，一般为 2700K，与白炽灯光相近，红光成份较多，给人温 暖健康舒适的感觉，适合居住松弛精神的地方 ．中间色：又称暖白光、冷白色，3300K～5300K，一般为 4300K，给人一种安 祥的感觉 ．冷光色：又称日光色，5300K 以上，在 6400K 时接近自然光，明亮的感觉， 使人精神集中。 b. 显色性(Ra)：物体颜色逼真的程度，也就是光源所放射的光之中所含各色光的比 例与自然光接近的程度。
分类
直接照明型 半直接照明型 全漫射式照明型 半间接照明型 间接照明型
比例
向上(侧面)
向下
0%～10% 100%～90%
10%～40% 90%～60%
40%～60% 60%～40%
60%～90% 40%～60%
90%～100% 10%～0%
适用范围 高大房屋 着眼气氛经济
气氛为主
3. 灯具的选择 a. 配光要求 b. 环境要求：W 数 c. 协调性 d. 经济性
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j. 电极充满电子发射材料（电子发射涂层）：碳酸钡、碳酸锶、碳酸钙、气化锆 k. 灯管内是接近真空的，只有压强非常低的惰性气体与饱和汞蒸气的混合气体 l. 荧光粉通常含有激活剂，气体放电所产生的光子会导至激活剂的基态电子跃升到
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光放电区域中，由于电子－原子碰撞产生的电离所引起的雪崩效应，使灯 的伏－安特性曲线出现负的斜率，大多数气体放电灯就是工作在这区域， 为了防止灯的电流击穿，保证恒定的电源电压下使灯稳定的工作，必需在 电路中接入具有正特性的组件，镇流器有此功能 b. 功能：基本功能是防止电流失控和使灯在它的正常的电特性下进行工作，灯的工 作电压和额定电压必需很好地保持一致，以确保灯稳定工作