电光源种类及特点研究论文_优秀论文

1、 电光源种类及特点研究论文摘要：分别讨论了热辐射型电光源、气体放电型电光源和高亮度白色发光二极管灯的性能和特点, 从节能和长寿的角度分析, 推广使用高亮度白色发光二极管灯, 是二十一世纪电光源发展的必然趋势。关键词：电光源；白炽灯；荧光灯；金属卤化物灯；发光二极管1引言电光源自最初的白炽灯诞生以来, 已有百余年的历史, 随着科学技术的不断发展, 相继涌现出众多的电光源品种, 以适应各种场合的照明需求。进入二十世纪下半叶以后, 世界性的能源短缺和火力发电厂二氧化碳排出量造成的温室效应, 以及许多新的应用领域对电光源的性能提出了新的要求等, 促使电光源向着节能、环保、安全、长寿等方面发展, 并取得

2、了一系列令人瞩目的成就。本文将分别讨论热辐射型光电源、气体放电型电光源和前景无量的白色发光二极管灯的性能和特点, 与读者共同交流。2热辐射型电光源热辐射型电光源主要有白炽灯、卤钨灯两种。白炽灯是电光源中最古老, 也是最常见的品种, 它的派生种类也最多。白炽灯的制造工艺成熟、成本低、光色柔和及显色性好, 显色指数高达9599, 近似为自然光, 无须任何附件配合工作, 调光方便, 且无启动时间, 但发光效率较低, 一般只有520lm/w, 寿命也较短, 通常只有1000小时左右。卤钨灯是继白炽灯之后改进而成的, 它是在装有钨丝的灯管内, 充入微量的卤素或卤化物构成的电光源。钨丝点亮后, 在高温下能

3、挥发出钨蒸气, 在灯管内壁附近温度较低的区域与卤素化合成卤化钨, 由于对流的作用, 卤化钨又在钨丝表面的高温区分解出钨, 再返回到钨丝表面。如此将不断地挥发、分解与返回, 因此, 钨丝不会很快变细, 灯管也不会发黑, 故卤钨灯具有寿命长（一般为2000小时）、光效高（2030lm/W）的特点, 而且还具有体积小、亮度强、使用方便、价格便宜等一系列优点。白炽灯和卤钨灯都是依靠电流通过灯内的钨丝产生热效应而发光的, 钨丝属于金属导体, 在电路中显示纯电阻性, 不影响供电电源的交流参数, 对电源质量不会产生危害, 对电源设备不构成影响。3气体放电型电光源气体放电型电光源主要有普通型（即标准型）荧光灯

4、、节能型荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金属卤化物灯等品种。普通型荧光灯是诞生最早的气体放电型电光源, 外形为直管状, 且管径较粗（T12, 38mm）。它能够发出近似自然光的白光, 光色好, 显色指数高达7080, 光线柔和, 发光效率高（大多为4070lm/w）, 平均寿命20003000小时。节能型荧光灯是上世纪八十年代以后发展起来的, 主要有细管径T8型（26mm）和超细管径T5型（16mm）两种类型。T8型的显色指数可达60, 发光效率高达70lm/w；T5型的显色指数提高到80, 发光效率更是高达85lm/w, 性能非常优越。除了T8、T5型管状节能荧光灯外, 还有细管H灯、U型灯和双

5、D灯, 通常称它们为紧凑型节能灯。这些灯体积小、重量轻、亮度高、功耗低、寿命长, 因此应用十分广泛。上述几种荧光灯在使用时, 必须由镇流器和启辉器配合工作。高压汞灯是利用汞放电时产生的高气压获得可见光的电光源, 它的发光效率较高, 一般为3060, 使用寿命长达25005000小时。它的缺点是显色性差, 显色指数为3040, 而且不能瞬间启动, 并要求电源的电压波动不能太大, 还需要镇流器的配合方能工作。高压钠灯是一种高强度气体放电灯, 它的发光效率非常高, 可达90100lm/w, 寿命可达3000小时, 其光色柔和, 透雾性强, 唯独显色指数较低, 只有2025, 在工作时需要镇流器、启辉

6、器的配合。金属卤化物灯集中了荧光灯、高压汞灯和钠灯的优点, 是目前世界上最理想的气体放电型电光源, 它的发光效率一般为80左右, 显色指数高达6585, 使用寿命大多在10000小时以上, 是名副其实的高效、节能、广用、长命灯。该灯在工作时也需要镇流器的配合。4白色发光二极管灯发光二极管（LED）自从1962年开始生产以来, 一直主要用作电子装置的显示和图象用光源。随着半导体工艺技术和纳米技术的飞速发展, 近几年来, 以块状氮化镓（GaN）单晶基材的成长及其有关的成长技术, 取得了引人注目的成果, 以氮化镓为材料的白色发光二极管应运而生, 成为继白炽灯、各类气体放电型电光源之后的一颗耀眼的新星

7、。单芯片白色发光二极管, 是一种含InGaN活性层的GaN发光二极管, In的高浓度扩散成为提高发光效率的主要手段, 其白色光获取的机理分为两种：其一是结合蓝色LED和黄磷, 通过蓝光和磷发射的黄光混合后产生白色光；其二是通过紫外线LED与红、蓝、绿磷的组合而产生白色光。白色LED的正向压降大多为3.5V左右, 额定电流为220mA, 亮度高达600mcd, 发光效率现已超过60lm/w, 远远优于白炽灯泡。以氮化镓为基础而制成的高亮度白色发光二极管, 是新一代节能高效环保型绿色光源, 它的发光强度分别为荧光灯的46倍和白炽灯的1530倍, 能够连续工作10万小时, 其寿命比普通白炽灯泡延长了

8、100倍。一种发光面积小于1平方厘米、功耗为3瓦的白色发光二极管, 能产生相当于60瓦白炽灯泡发出的光强。当前, 发达国家都在竟相研究、开发并推广使用高亮度白色发光二极管, 以取代传统的电光源。由于白色发光二极管体积小、亮度强、耗电低、寿命长, 而且几乎无温升, 故非常适合于商住楼宇的一般照明、交通、展示、广告、方向牌的照明及应急照明和无线电话（如彩屏手机）、游戏机、摄录机、数码像机、笔记本电脑、彩屏PDA, 以及建筑、舞台、手术、飞机等照明场合。随着高亮度、高效率白色发光二极管制造技术飞跃的进步, 从而将开创出新的照明应用领域及照明文化, 必将成为二十一世纪照明光源的主角。5结束语从上述的列举可以看出, 所有气体放电型电光源的发光效率均比热辐射型高得多, 寿命也长得多, 这是实现照明节能的先决条件。另一方面, 气体放电型电光源在工作时必须有镇流器的配合, 否则无法工作, 而目前广泛使用的镇流器绝大多数为电感线圈式结构, 它在交流供电电路中呈