其发光原理是:在输入一定范围的电源电压后,高频发生器产生2.65MHZ高频恒电压送给功率耦合器,由功率耦合器在玻璃壳内的放电空间内建立静电强磁场,对放电空间内的大气进行电离,并生产强紫外光,玻璃泡壳内壁的三基色荧光粉受强紫外光激励发光。
led即半导体发光二极管。
LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色,是由形成P-N结材料决定的。
LED灯是用高亮度白色发光二极管发光源,光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保;是新一代固体冷光源,光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗,绿色环保,适用道路,家庭,商场,银行,医院,宾馆,饭店他各种公共场所长时间照明。无闪直流电,对眼睛起到很好的保护作用,是台灯,路灯的最佳选择。
为了更好的了解LED灯与无极灯,我们通过以下表格,可相对直观的了解到一些关于这二类产品的表现。
表1 无极灯和LED的基本比较分析
比较项目 |
无极灯 |
LED灯 |
技术名称及特点 |
Low Voltage Discharge |
Lighting Emit Diode |
技术先进性 |
国内2000年开始研发,2004年开始销售。处于光源发展的先进阶段,标准化产品不能满足市场需要,因此这种高科技产品尚未规模化生产。 |
1968年第一粒红光LED研制成功,到目前为止已经发展了近40年。1996年研制成功第一粒白光LED。技术方面稳步提升,逐渐成熟,适用各种功能性照明场合,其整体发展速度较快。得到全球照明企业的青睐; |
市场容量 |
无极灯作为一种新型的功能性照明光源,可以去替代某些传统的功能性照明光源。市场容量相对较小。 |
LED发展了几十年,其光效高、功率随意组合、配套灯具相对较多等,能用于显示照明、交通信号灯、汽车尾灯、道路照明、各种室内照明等。 |
经济性 |
无极灯的成本随着大批量生产,价格将与传统光源持平。 |
成本相对高,但由于其节能环保各种优势,能适应市场的广泛需求,市场推广应用广泛,是替代传统光源的最佳选择。 |
节能率 |
无极灯光效低于LED灯20%以上,并且光衰大于LED,因此节能率比LED低约40%。 |
LED光效高、功率小、光衰小,节能效果比无极灯好。 |
应用场合 |
工业、道路、隧道、桥梁、广告等照明领域 |
交通信号、汽车尾灯、显示屏幕等特殊照明领域以及工业、商业、道路、隧道、桥梁、园林、农业、广告等室内外照明领域,范围广阔。 |
实际应用 |
由于许多技术难题有待于攻关和克服,无极灯很难真正应用于广阔的功能性照明场合,产业化和规模化生产很难实现。应用稳定和电器问题尚未解决; |
LED灯已经被广泛地应用于诸多照明工程项目,实际推广应用前景广阔,产业化速度快,规模效应显著。特别是LED道路照明方面并且得到发改委重视推广为示范项目; |
技术指标 |
1.功率:15W~200W |
1.功率:根据应用实际可以选择多样化,。 |
表2 无极灯与LED灯应用技术参数及详细对比
参数比较表: | ||
项目名称 |
无极灯 |
LED |
光源类别 |
气体放电 |
固体发光 |
灯具光 效 |
65~78Lm/W |
>80Lm/W以上 |
光衰 |
较快 |
小 |
寿 命 |
<8000 小时(实际应用) |
>50000 小时 |
工作频率 |
2.65MHz |
50Hz |
启动特性 |
延时启动 |
立即启动 |
光方向性 |
差 |
强 |
抗震性 |
差 |
很强 |
安装方式 |
复杂(灯具需按已定方位安装) |
简单(灯具可任意方位安装) |
导热处理 |
需要 |
需要 |
眩光 |
大(有很强的眩光) |
小(应用眩光小于<15%) |
EMC电磁辐射干扰 |
严重超标* |
符合国标要求 |
光色温 |
可选 |
可选 |
光 谱 |
宽 |
丰富多彩 |
单体功率 |
40~200W |
0.05~10W |
紫外线成份 |
含有UV |
不含UV |
绿色环保 |
否(含汞元素) |
是(不含汞元素) |
维 护 |
需要 |
免 |
安全性 |
弱 |
强 |
应用领域 |
工厂、非主要道路照明等领域 |
景观照明、路标、汽车灯等 |
延申应用 |
传统小功率照明领域 |
取代传统光源 |
*2008年深圳出现过无极灯照明应用干扰机场导航系统工作事件/《航空调度频率受高频无极灯严重干扰分析》
资料链接:http://www.mni.cn/Mni_docu54.html
表3 150W无极灯与100WLED同等照明条件替代250W钠灯节能对比
项目 |
钠灯 |
无极灯 |
LED路灯 |
LED路灯比无极灯节省 |
备注 |
光源功率 W |
250 |
150 |
100 |
33% |
|
綜合線損(6﹪)W |
18 |
7.5 |
5 |
33% |
国际标准5% |
变压器耗损(3%)W |
9 |
4.5 |
3 |
33% |
100KVA变压器最低水平3% |
合计功率 |
277 |
162 |
108 |
33% |
|
功率因数 |
0.8 |
0.85 |
0.95 |
|
|
实际消耗功率 |
346.25 |
190.59 |
112.5 |
41% |
|
均匀度 |
0.3 |
0.50 |
0.7 |
|
|
电器效率 |
60% |
75% |
90%以上 |
|
|
智能控制 |
无 |
无 |
可以智能控制功率输出 |
|
|
单灯每天耗电量(度) |
4.155 |
2.287 |
1.35 |
41% |
每天按12小时计,LED路灯可智能控制,6小时全亮,6小时半亮,功率减半 |
单灯每年耗电量(度) |
1516.575 |
834.776 |
492.75 |
41% |
|
单灯每年节电量(度) |
0 |
681.798 |
102.382 |
342.026 |
相同条件下LED节能效果更明显; |
表4 250W无极灯与160 W LED同等照明条件替代400W钠灯节能对比
项目 |
钠灯 |
无极灯 |
LED路灯 |
LED路灯比无极灯节省 |
备注 |
光源功率 W |
400 |
250 |
160 |
36% |
|
綜合線損(6﹪)W |
20 |
12.5 |
8 |
36% |
国际标准5% |
电器耗损(3%)W |
12 |
7.5 |
4.8 |
36% |
100KVA变压器最低水平3% |
合计功率 |
432 |
270 |
172.8 |
36% |
|
功率因数 |
0.8 |
0.85 |
0.96 |
|
|
实际消耗功率 |
540 |
317.65 |
180 |
43% |
|
均匀度 |
0.3 |
0.50 |
0.7 |
|
|
电器效率 |
60% |
0.70 |
90%以上 |
|
|
智能控制 |
无 |
无 |
可以智能控制功率输出 |
|
|
单灯每天耗电量(度) |
6.480 |
3.81176 |
2.160 |
43% |
每天按12小时计,LED路灯可智能控制,6小时全亮,6小时半亮,功率减半 |
单灯每年耗电量(度) |
2365.2 |
1391.294 |
788.4 |
43% |
|
单灯每年节电量 |
0 |
973.905 |
1576.8 |
602.894 |
相同条件下LED比无极灯多节约602度电; |
从“无极灯”的发明至今,已经有100多年历史,期间走过的道路,艰难而又曲折。而我国开始研发生产“无极灯”,也已经十多年。
从爱迪生发明灯泡来,灯从有灯丝到无灯丝,灯寿命已经得到很大提升,由于灯丝和电极寿命短,是影响灯具寿命的主要原因,因此,人们自然想到“无灯丝”,“无电极”的理想灯具。
目前我们接触到的光源主要有,白炽灯的“热光源”,日光灯/节能灯的“紫外线激发光源”,“高强度放电灯的电弧光源”,还有就是目前“炒作”的很热的“半导体LED光源”。
我们知道,荧光粉受到“紫外线”或“微波”照射,会激发出白光。节能灯灯管内电弧产生“紫外线”照射荧光管发光。而“无极灯”是利用“微波发生器”激发荧光粉发光。
因此,“无极灯”由于没有电极,理论推算,其寿命可达6万小时。这是“无极灯”的最大优点,但目前我们认为,这也是“无极灯”的唯一优点。可是,就连这一优点都值得怀疑。
1、“无极灯”寿命问题:
无极灯理论寿命6万小时,而实际上,目前大功率电子镇流器技术还没有获得根本突破,同时,元器件,包括“电解电容”寿命,在无极灯高温环境下,只有16000小时。目前技术条件下,无极灯实际寿命不足8000小时,因此不能引用理论寿命作宣传。
建设部《“ 十一五 ” 城市绿色照明工程规划纲要实施细则》中,第一十八条 无极荧光灯应选用有效寿命≥ 60000 小时的产品,而且在有效寿命期间光源光通维持率不应低于 70% 。由此可见,无极灯符合建设部要求进入照明市场,还为时过早。
2、“无极灯”光效问题:
无极灯理论光效只有80Lm/W,而实际产品光效有的只有65Lm/W,与节能灯相当,根本无法与目前采用的路灯,“钠灯/金卤灯”相比(钠灯/金卤灯光效110Lm/W--120Lm/W)更无法与LED灯相比(LED灯光效已达120lm/W以上)。而厂家宣传节能,是拿“白炽灯”光效比较。
由于无极灯光效低,与钠灯比,发出相同光,意味耗电更多,发热更严重。如果用185W无极灯代替250W钠灯,只会更黑暗,这是不用争论的事实。
目前无极灯光效,不符合国家节能产业政策。
3、“无极灯”光衰问题:
高频电磁无极灯使用理论寿命为60000小时,其流明维持率可保持70%以上。而低频电磁无极灯光衰难于控制,有些只使用了不到1000小时其流明已下降了50%以上。
4、“无极灯”的成本问题:
由于无极灯实际寿命难达到理论寿命,而无极灯“电子镇流器”成本高,一只185W无极灯一旦损坏,全灯替换,成本高达500元/只以上,而钠灯损坏,只需要更换一只40-60元的灯管。
5、“无极灯”电磁干扰和空间电磁辐射问题:
无极灯是靠“电磁波或微波”工作,其微波发生器发出超大功率电磁波,传播距离可达千公里,近距离更是无法解决的“干扰源”,大量资料和生产厂商都说,电磁干扰早在2004年就解决了,可是就在2008年,我国深圳机场就发生了“无极灯干扰航空导航系统”的严重事故。
建设部《“ 十一五 ” 城市绿色照明工程规划纲要实施细则》中,第二十五条 无极荧光灯因为工作于高频,灯具必须通过电磁干扰的测试,否则会对电网以及附近用电器产生干扰。由于无极灯是靠超大功率“微波”激发荧光粉发光,目前还无法解决“电磁干扰问题”。
目前的无极灯电磁兼容技术,无法满足建设部的要求。
6、“无极灯”功率因数和谐波问题:
“无极灯”生产厂商都宣传,其功率因数高达0.98或更高。我们都知道,功率因数是与感性或容性负载相关的概念,由于采用全桥整流,而无极灯是非感性和非容性负载,任何电路都容易做到这个指标。
无极灯的重要技术指标是“电流谐波”问题,如果采用APFC电路,可以解决问题,但元器件增多,无极灯寿命可靠性会下降许多。
7、“无极灯”大功率化和散热问题:
无极灯大功率化问题,一直以来没有好的突破,这与其光效低下也相关。我们知道,高光效的钠灯,在170W时发出的热,使石英灯管温度高达400℃,石英管可在700℃以上长期工作。
而无极灯由于光效低,要发出170W钠灯的光,必然耗更多电力,发出更多热,这些热量必须及时散发出去,否则“无极灯”中的磁铁达到“居里温度”将失去磁性,磁控管无法工作。
目前无极灯功率一般可做到185W,而传统钠灯功率可达10000W,因此无极灯实现大功率化,还有许多工作要做。
8、“无极灯”的标准化问题:
由于无极灯还处于路灯处免费试验、测试阶段,离市场接受还有一定距离,目前各企业引用自己的标准,无国家统一标准,传统灯具配光无法用于“无极灯”,接口兼容性差,镇流器替换困难,这些问题不解决,产品维护将十分困难。无极灯眩光要比金卤灯重得多,也导致无极灯难以成为主流光源。
9、“无极灯”对节能的误导:
无极灯的唯一优点是“理论寿命“长,说无极灯节能,是没有道理的。
无极灯目前的光效只有65-80Lm/W,要发出相同的光,与钠灯比,必然耗费更多能量!有些经销商说:用185W无极灯替换250W钠灯,意味着亮度下降许多。
相对无极灯以上几点缺点来说,LED灯就具备以下几点优点:
LED即半导体发光二极管,LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源,光效高、耗电少,寿命长、易控制、免维护、安全环保;是新一代固体冷光源,光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗,绿色环保,适用家庭,商场,银行,医院,宾馆,饭店他各种公共场所长时间照明。无闪直流电,对眼睛起到很好的保护作用,是台灯,手电的最佳选择。
(1) 高效节能:一千小时仅耗几度电(普通60W白炽灯十七小时耗1度电,普通10W节能灯一百小时耗1度电)
(2)超长寿命:半导体芯片发光,无灯丝,无玻璃泡,不怕震动,不易破碎,使用寿命可达五万到十万小时(普通白炽灯使用寿命仅有一千小时,普通节能灯使用寿命也只有八千小时)
(3)健康:光线健康光线中不含紫外线和红外线,不产生辐射(普通灯光线中含有紫外线和红外线)
(4)绿色环保:不含汞和氙等有害元素,利于回收和,而且不会产生电磁干扰(普通灯管中含有汞和铅等元素,节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰)
(5)保护视力:直流驱动,无频闪(普通灯都是交流驱动,就必然产生频闪)
(6)光效率高:发热小,90%的电能转化为可见光(普通白炽灯80%的电能转化为热能,仅有20%电能转化为光能) 安全系数高:所需电压、电流较小,发热较少,无安全隐患,可用于矿场等危险场所;
(7)本灯线路板和灯杯完美扣合,无粘接胶水,永远不会脱落,也不用担心灯具掉在地上摔坏(不像普通节能灯,有玻璃灯管)。和玻璃灯杯相比具有易散热(背部有散热气孔),不易破碎,灯光效果同玻璃灯杯,并且因为元件能散热,不易老化,整体使用寿命长于玻璃灯杯。
(8)市场潜力大:低压、直流供电,电池、太阳能供电,于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。
“无极灯”和“LED灯”的未来:
“无极灯”和“LED灯”都在争夺第四代光源位置。二者相比,LED灯在普及度和政府重视度方面,已经明显领先于无极灯。如果无极灯厂商不尽快将上述几点缺点修复和改进过来,无极灯想真正成为“高效,长寿”的理想光源,也只能是一纸空谈罢了。而LED灯正在沿着它固有的轨迹稳步向前发展,技术也越来越成熟,成本价格也在随着技术的成熟逐步下降,相信,在不久的将来,LED灯必将被广大民众所熟识和接受,而成为人们心中理想的“高效、长寿、节能、绿色环保”光源。
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