电磁感应灯的基本原理
电磁感应灯没有电极,依靠电磁感应和气体放电的基本原理而发光。没有灯丝和电极使灯泡的寿命长达 100,000 小时,是白炽灯的 100 倍,高压气体放电灯的 5 ~15 倍,紧凑荧光灯的 5 倍~10 倍。
基于上述原理,气体通过磁场放电而产生了可见光。即由电子镇流器产生的频率为230KHz,金属线圈磁环组成的电磁变压器在玻璃管(含有特殊工作气体)周围创造了磁场。
由线圈引起的放电路径形成一个闭路,从而引起自由电子的加速度。这些自由电子和汞原子相碰撞而激发了电子.因为激活的电子从高能态退到低能态,他们放射出紫外线,当通过玻璃管表面的三基色荧光粉时,产生的紫外线转化成可见光。
电磁感应灯是照明行业中电光源技术的新发明,电磁感应灯的优点是显而易见的,与传统的光源相比,电磁感应灯具有十万小时的高使用寿命,同时免维护费用。高质量的光源,显色性指数高于80,宽色温从2700K到6500K。高显色性使物体的本身的颜色即明亮又逼真,80lm/W的高光效(150plm/W瞳孔流明数)使照明更节能。电磁感应灯还具有更可靠的瞬间启动性能,同时低热量输出,具有更可靠的抵抗电压剧烈波动的能力,在标称工作电压数值的正负20V范围内,镇流器可以正常工作,光通量输出功率消耗和照明效果受波动电压的影响损失只有2%左右(包括色温、显色性等技术指标)。
同时,电磁感应灯的暖白光比黄色的钠灯更合适应用于道路照明.因为暖白光接近于阳光的表现效果,所以能给路人以温暖的心里感受,同时有着更好的可视性,人们易于在暖白光下辨别道路和周边环境颜色的特点,保证道路行驶的安全性和舒适性。
与黄光相比,暖白光的核心优势还在于它的照明效率更高,耗电量更少。同样的路灯,要比黄光至少少用10% 的电能,减少40%的二氧化碳排放量。所以,它也符合环保照明和绿色照明的要求,在能源危机和温室效应日趋严重的现在,有着推广普及的巨大潜力。暖白光这一先进的理念已经在美国、英国、比利时、挪威等国得到了广泛应用。
电磁感应灯的技术优势
⒈无极灯没有灯丝或电极等限制光源寿命的必然组件,不受频繁开关限制,寿命可达60000小时,是白炽灯的60倍,高品质节能灯、钠灯和金卤灯的12倍,一旦安装使用,长年无需维护。大大减少维修烦恼和更换费用,尤其适用于换灯困难且费用昂贵的场所以及对安全要求尤为重要的场所。如隧道、交通复杂地带、地铁站、天花板很高的厂房、危险地域照明、大厅、运动场等。
⒉基于气体放电和电磁感应的原理,高效、节能、环保。同等亮度下,比白炽灯节能80%以上;比电子节能灯节能30%以上;比汞灯、钠灯和金卤灯综合节能40%以上。汞齐可回收,无污染。
⒊超低电压启动,88V电压即刻正常工作,适应全球电压。电压波动时,灯仍可正常工作。无极灯工作频率极高,电流过零时导致的光通的频闪效应被彻底消除了,保护了眼睛的视力健康,有助于提高劳动安全,且可用于直流电源。
4 、在-20℃至+50℃的环境温度下,无极灯可即开即亮,无须预热,而电子节能灯、汞灯、钠灯与金卤灯等需要3至15分钟的预热时间。
电磁感应灯的技术比对
电磁感应灯与其它光源的对比 【电磁感应灯】(High Frequency Electrodeless Induce Lamp)利用高频电磁场激发无极放电腔而发光的一种新型照明光源,发光原理为高频电磁场能量以感应方式耦合进灯泡内,激发灯泡里的稀有气体电离而形成等离子体,等离子受激发原子返回基态而自发辐射出紫外线,而导致灯泡内壁的荧光粉受激发而发出可见光。
电磁感应灯的 显著特点就是没有传统光源的电极部分,
适用场合:厂房、商尝运动场馆、仓库、路灯
特点:超长寿命(100000小时)、无电极、无光衰、瞬间启动和再启动、无频闪、显色性好。
用途:公共建筑、商店、隧道、步行街、高杆路灯、保安和安全照明及其他室外照明。
具体特点:
·超长寿命,40W以下>5年,40W以上>10年,长年使用免维护,寿命是普泡的100倍
·高功率因数>0.99,高效节能,比普泡节电10倍
·高显色性,Ra>80,高光效,>80Lm/W
·工作频率:210KHz,无闪烁,光线柔和,全面护眼
·光通量恒定,2000小时持续燃点,光通维持率达95%
·谐波含量达到国际L级标准,更加环保
·可频繁开关,保证节电的可行性
·可瞬间启动
·可超低温启动,零下25℃正常工作
·使用电压范围广,90V~305V均能正常工作
·色温范围广,2700K~6400K,色彩丰富
·电磁兼容指标达标,国际EMC、FCC标准
·硬质玻璃管,造型多样,芯片式电器,可靠稳定 【白炽灯】(Incandescent lamp) 用通电的方法,将物体加热到白炽状态而发 光的灯。
特点:显色性好(Ra=100)、开灯即亮、可连续调光、结构简单、价格低廉,但寿命短、光效极低。
用途:居室、客厅、大堂、客房、商店、餐厅、走道、会议室、庭院。
运用方式:台灯、顶灯、壁灯、床头灯、走廊灯。 【荧光灯】 (fluorescent lamp)俗称日光灯,主要是由放电产生的紫外辐射激发荧光粉层而发光的放电灯。
特点:光效高、寿命长、光色好。
荧光灯有直管型、环型、紧凑型等,是应用范围十分广泛的节能照明光源。
直管型一般使用的有T5、T8、T12等规格。 【高压汞灯】(High pressure mercury 1amp)放电稳定时,汞蒸气的分压强达到或大于103Pa的汞灯。
特点:寿命长、成本相对较低,但其能效比较低。
用途:道路照明、室内外工业照明、商业照明。 【高压钠灯】(High pressure sodium lamp)放电稳定时,灯内钠蒸气的分压强达到106Pa的钠灯。
特点:寿命长、光效高、透雾性强。
用途:道路照明、泛光照明、广场照明、工业照明等。 【低压钠灯】(low pressure sodium lamp) 放电稳定时,灯内钠蒸气的分压强不超过几个帕斯卡的钠灯。
特点:发光效率特高、寿命长、光通维持率高、透雾性强,但显色性差,显色指数低。
用途:隧道、港口、码头、矿场等照明。 【金属卤化物灯】(halide lamp)由金属蒸气与金属卤化物分解物的混合物放电而发光的放电灯。
特点:寿命长、光效高、显色性好。
用途:工业照明、城市亮化工程照明、商业照明、体育场馆照明以及道路照明等。
8. 陶瓷金属卤化物灯 特点
【陶瓷金属卤化物灯】
特点:性能优于一般金卤灯。
用途:商尝橱窗、重点展示及商业街道照明。
五种类型灯的能效及使用寿命对比表
灯类型
光效(Lm/W)
平均使用寿命(小时)
汞灯
30~50
12000~24000
高压钠灯
80~100
12000~24000
低压钠灯
80~180
10000~18000
金属卤化物灯
80
10000~15000
无极灯
85
50000~100000
五种类型灯的优缺对比表
灯类型
优点
缺点
汞灯
安装及购买成本低
使用寿命适中
可调光
低效能,显色性差
强光导致刺眼
亮度随着时间推移而急剧变暗
使用有害物质—汞
高压钠灯
能效高
应用广泛,可靠
使用寿命适中
橙黄色光
显色性的缺陷导致安全问题
不能快速启动
低压钠灯
能效极高
使用寿命适中
快速启动,极小闪烁
不会吸引大部分的昆虫
橙黄色光
显色性的缺陷导致安全问题
部件昂贵
金属卤化物灯
良好的显色性
比汞灯更好的能效
强光
应用广泛
使用寿命短,高维护费用
高温常导致镇流器烧坏
电磁感应灯
能效高,高节能
白光,显色性极好
瞬间启动,无闪烁
超长使用寿命
可调光
初始成本高
以现有的部分灯具设备,兼容性不佳
电磁感应灯怎么做
电磁感应荧光灯又称无极荧光灯或电子灯泡(EBhmp)。该灯由高频发生器(灯电源)、高频耦合器和涂有三基色荧光粉的灯泡三部分组成。它的工作原理是:首先把市电转换为直流电,再变换成高频电能。高频电能通过灯泡中心部位的感应线圈(耦合器)产生强磁场。磁场能感应进灯泡内。使灯泡内气体雪崩电离形成等离子体,等离子体中的受激汞原子在返回基态过程中辐射出254名mm的紫外线。灯泡内壁荧光粉受到紫外线照射而转换成可见光。
一、电源滤波器
EB灯电源的核心部分是一个DC/AC逆变器,它产生2.65MHz的高频功率用以点亮气体放电灯泡,由此会带来电磁干扰(EMI)和抗干扰(EMS)等问题。故EB灯必须满足国标:GB/T18595-2001《一般照明设备电磁兼容抗扰度要求》和GBl77430-1999《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》。
电源滤波器有两种作用:其一,是防止灯电源噪声窜入电力网,干扰其他用电设备;其二,可阻止电力网中的噪声输入灯电源。影响灯的正常工作。其电路如上图所示。
电源滤波器是由电感和电容组成的两级式电源滤波网络。所要抑制的频率主要是PFC的工作频率约50kHz和DC/AC开关频率2.65MHz。以及这两个频率的高次谐波。CXl、CX2、CX3也叫X电容,把差模干扰噪声旁路掉。LFl、LF2为共模扼流圈,抑制共模噪声。CYl、CY2也叫Y电容。用于抑制输电线继发的射频噪声。RVl为压敏电阻器;用来吸收尖峰脉冲过电压。在电源电路中串接一个功率型NTC热敏电阻器,能有效地抑制开机时的浪涌电流。R1、1t2是X电容的泄放电阻。
二、功率因数校正器(PFC)
MC33262是一款可靠且成本低廉的功率因数校正芯片,其应用电路如中上图所示。市电经电源滤波器和整流器得到脉动直流电。电流通过启动电阻R10向C2充电至IOV时,ICl开始工作。
整流后的直流脉动电压在R5的分压作为取样信号经ICl的(3)脚输入乘法器。直流输出电压在R6和WR上的分压经(1)脚输至误差放大器的反相输入端,与2.5V的参考电压比较放大后输出一个直流误差电压,同时也输入到乘法器。通过功率开关MOSFET的电流在源极电阻R9上转换为电压信号,输入到ICl的(4)脚,并与乘法器的输出电压进行比较。随AC电压从零到峰值正弦地通过,乘法器的输出电压控制lC(4)脚的阀值,从而使Ql的峰值电流跟踪AC输入电压,致使校正电路的负载呈电阻性。
由于MC33262的控制作用,使输入电流紧紧跟随AC电压而变化,呈平滑的正弦波。同时,PFC电路又是一种升压型开关稳压电源。使无极灯的功率和光通量不会随市电电压的涨落而变化。
三、点灯逆变器
逆变电路如中下图,它将PFC电路输出的高压直流变换为供无极灯使用的高频交流电。国际电工委员会CISPRl5允许对磁场感应标准的频率范围为2.2MHz~3.0MHz。其中心频率为2.6MHz。
接通电源后PFC输出直流电压,通过R19、R18加到电容C12上,C12开始充电。当C12上所充电压达到触发管(DIAC)D8~D16的转折电压时,DIAC由关断转为导通状态。积分电容C12所储存的电荷经DIAC加于振荡变压器BTl的初级绕组W20,依靠W22、W21两个绕组使Q81、Q82获得幅度相等。相位相差180度的向时,利用反向恢复时间的反向电流为振荡变压器输入激励信号。
中下图中Lz、C14、C15为谐振电感和谐振电容。
它们是设计中重要的参数。在启动阶段,灯泡的等效电阻很大,Lz、C14、C15发生串联谐振。谐振电路可以在灯两端形成很高(约3000V)的点火电压。无极灯引燃后,进入正常运行阶段。泡体内电弧等效电阻在数百欧姆,当灯电流生成后。
谐振回路失谐,C14、C15上的谐振电压降到灯的工作电压。灯点亮后由Lz稳定灯的电弧电流。与此同时,由于输出回路的选频滤波作用。点灯电能为 一余弦波的电压和电流,其频率为激励信号的基频。
四、异常保护电路
当出现灯泡接线脱落或者灯泡漏气等异常状态时,无极灯不能正常启动。谐振引火电路一直处于谐振状态,逆变器输出的电流增大到正常电流的3~5倍。如果不采取有效的保护措施,就会造成点灯逆变器以及前级单元电路因过载而烧毁,甚至引起冒烟、爆裂等事故。异常保护电路如下图所示。 .
在异常状态时:在谐振电容C14、C15的中点引出异常保护采样电压,通过电容C16、C18的分压和D18、D19、R24整流后成为控制电压。通过R25、R21和C19延时电路,在C19上得到随时间上升的直流电压,当此电压大于DZl的稳压值时便被击穿,可控硅MCR导通,通过阻塞二极管D17将082栅极与地短路,迫使半桥逆变电路停止工作。而在正常状态下,C19上的电压还未上升到DZl的稳压值,灯就点亮了,灯点亮后谐振电路便失谐,因而DZl一直处于截止状态。R20的数值不能取得太大,其电流一般为1~2mA。保护电路的动作时间不能取得太大,一般为1~2秒。C20、R23起抗干扰作用,防止单向硅因干扰信号而误动作。
电磁感应灯与金卤灯的区别
电磁感应灯采用的是电磁感应原理,先由电产生磁场,再由磁场产生感应电流,再应用藕合震荡原理将产生的高频电压注入到真空的玻壳或玻管里,高电压击穿管里的惰性气体放电产生紫外线,紫外线再激发玻璃壁上的三基色荧光粉发光
金卤灯是将多种金属以卤化物的方式加入到高压汞灯的电弧管理,使这些金属原子像贡一样电离、发光
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