高频率节能灯替代400W金卤灯

青岛法兰克6U-60W高频率节能灯替代400W金卤灯

技术机理分析

青岛法兰克(Frank)微电子有限公司

青岛专用集成电路(ASIC)设计工作室

高频光源事业部

合同能源管理机制推进事业部

高频光源设计工程师韩俭荣

关键词：光谱能量分布不可见光可见光视觉灵敏低视觉灵敏可见光光谱能量分布特性人眼视觉函数曲线有效视觉光效有效视觉照度

一、概述

400W金卤灯在传统光源中，已经属于技术性能先进、品质优秀的电光源。青岛法兰克6U-60W高频率合同能源管理专用节能灯，缘何能够替代之？？其技术机理是什么？？

现以，在某外资企业替代400W金卤灯，现场的照明效果和实测数据为例，进行简要分析如下：

北京经济技术开发区某独资外企公司，现正在使用的电光源为：某知名品牌的400W金卤灯，匹配深照型灯罩。光源电耗大、照度低。2007年9月，采用青岛法兰克6U-60W高频率合同能源管理专用节能灯，直接替代原某知名品牌的400W金卤灯，进行照明节电技术改造。其照明效果与节电率实测如下。

二、实际测量现场与人员

（一）、实测现场：2007年9月20日，在北京经济技术开发区某独资外企公司生产车间，高度9米。（二）、实测人员：北京经济技术开发区某独资外企公司，

工厂照明管理人员，刘先生

青岛法兰克微电子有限公司，北京商务中心刘先生

三、实际功率实测分析比较

（一）、测试仪表：单相有功电度表

（二）、测试技术方法：在生产车间的办公室，实际电压状态下，将400W金卤灯和青岛法兰克6U-60W 高频率节能灯，分别各加装1块单相有功电度表。实测24小时，再按功率P=电度数÷24小时公式，计算出实际功率。

（三）、测试数据：

1、计量时间：9月20日15时至9月21日15时,共24小时。

2、单相有功电度表基数同为0.3度

3、终止电度表记数：

青岛法兰克6U-60W高频率节能灯=2.09度

400W金卤灯=9.73度.

4、计算实际功率：

青岛法兰克6U-60W高频率节能灯=（2.09度－0.3度）÷24小时

=1.79度÷24小时=74.5W

400W金卤灯=（9.73度－0.3度）÷24小时

=9.43度÷24小时=393W

（四）、关于采用单相有功电度表，计量电子节能灯（电子镇流器荧光灯）有功电度数时，产生正向误差的技术机理分析。

1、电子节能灯（电子镇流器荧光灯），电源端是桥式整流+电解电容滤波电路。其输入电压波形是连续的正弦波，输入电流波形是不连续的、对应于电压波形峰值的窄脉冲波。

2、正因为输入电流波形是不连续的窄脉冲波，导致电源输入端功率因数比较低。并且功率因数的相位属性为电容性。

3、正因为输入电流波形是不连续的窄脉冲波，并且功率因数的相位属性为电容性。在电源输入端，只包含有：有功电流分量、谐波电流分量、直流电流分量。没有电感性电网意义上的无功电流（作者韩俭荣）。

4、正因为输入电流波形是不连续的窄脉冲波，电源输入端的电功率，包含三个功率分量。即：有功功率分量；谐波功率分量；直流功率分量。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）

5、电源输入端：

有功功率分量，单相有功电度表能够准确计量。

谐波功率分量，单相有功电度表不能够计量。但是，谐波功率分量会与电网的谐波功率共同作用，对单相有功电度表的计量产生误差影响。绝大多数情况下，产生误差的方向为：正向误差。

直流功率分量，单相有功电度表不能够计量。直接对单相有功电度表的计量产生正向误差。

6、电源输入端的谐波功率分量和直流功率分量，对单相有功电度表的计量产生正向误差的幅度范围。与电网中奇偶数谐波功率的能量大小、电压尖峰幅值大小、持续周期长短等等实际因素有关。一般情况下为10% --25%。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）

7、单相有功电度表的轻负载特性所决定的，正向误差的影响（其机理请见另文分析）。

8、本现场计量到的功率数＝74.5 W，明显大于额定功率值60 W。这里还有实际现场电压波动、偏高的因素影响。

青岛法兰克6U-60W高频率节能灯，额定功率为60 W,额定电流为270 m A。实际产品的电流为负偏，在250 m A左右。

本分析计算，仍采用现场计量到的功率数＝74.5 W。

(五)、替代后的实际功率替代比例与节电率

替代后的实际功率替代比例与节电率列表

四、实际地面照度实测分析比较

（一）、测试仪表：LX-101数字式照度计

（二）、测试技术方法：在两种光源正下方直接测试，直接读取照度Lx值。

1、因现场电压在波动，测试到的照度值是在一个范围内变化的。在实测两种光源时，每种光源都抄录10个数值，而后，再计算其平均值。本文限于篇幅，抄录的10个数值不在罗列，直接显示其平均值。

2、原400W金卤灯，随机在车间选定一盏。实测照度平均值=206 Lx

3、青岛法兰克6U-60W高频率节能灯，现场就安装了一盏，匹配青岛法兰克的专用节能罩。实测照度平均值=258 Lx。

（三）、实测照度平均Lx值列表与比较：

两种光源实测照度平均Lx值与比较列表

五、两种光源实际现场每瓦电功率照度值（Lx/W）分析

不同的电光源，在实际现场的每瓦电功率照度值（Lx/W）。所表征的物理意义：是电光源的光效高低。这也是在现场直观鉴别不同的电光源光效高低的有效方法。

现将该现场的每瓦电功率照度值（Lx/W）。分析列表如下。

两种光源实际现场每瓦电功率照度值（Lx/W）列表

六、现场真实有效视觉感分析评估

（一）、色温和光色与视觉舒适度

1、400W原金卤灯，光源发光体（灯泡）表面，光色偏青紫色，睁亮刺眼。辐射到空间的光通量，色温在4500K—5000K左右，模拟日光色。照明环境呈现出冰冷的“金属色”，视觉舒适度欠佳。

2、青岛法兰克6U-60W高频率合同能源管理专用节能灯，光源发光体（U型灯管总成）表面，光色洁白，柔和不刺眼。辐射到空间的光通量，色温6400K左右，太阳光色。照明环境象白天一样，视觉舒适。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）

（二）、可见光比例与视觉清晰度

1、由于光谱能量分布结构的技术因素，400W原金卤灯，辐射到空间的光通量，含有较多的不可见光，其中紫外线就高达36％（这是业界众所共知的）左右。可见光比例低，有效视觉光效低。照明环境呈现出青灰色的“不可见光雾”，照明环境始终有淡淡的、雾蒙蒙的视觉感。照明环境缺少视觉清晰、真实感。

并且，紫外线对人眼腈伤害较大。（青岛法兰克微电子，韩俭荣撰写的专题文章。有厂家将文章删掉作者的单位名称和作者的名字。而后，或者整篇或者大篇幅的，直接应用于自己的网站上。希望以后不要这样。）2、青岛法兰克6U-60W高频率合同能源管理专用节能灯，光谱能量分布结构科学合理，接近与太阳光的分布结构（部分）。辐射到空间的光通量，不可见光比例小，紫外线含量少，可见光比例高，有效视觉光效高。照明环境没有青灰色的“不可见光雾”，没有雾蒙蒙的视觉感。照明环境如同白天的太阳光的效果，明亮、视觉清晰、真实。

（三）、可见光比例与有效视觉照度

1、由于光谱能量分布结构的技术因素，400W原金卤灯，辐射到空间的光通量，含有较多的不可见光，其中紫外线就高达36％（这是业界众所共知的）左右。可见光比例低，有效视觉光效低，有效视觉照度低。尽管光源功率很大，采用照度计测量Lx数值也很高。但人眼睛的真实有效视觉感，照明环境并不明亮、清晰、真实。特别是观看细小文字等，一定要皱着眉头去用力看。人的眼睛感到视觉疲劳。