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早在一个多世纪前,人们已经开始研究无极放电现象。1907年,第一盏无极灯获得了专利注册。近几十年来,国内外的不少公司和科研机构都投入了大量的精力来研究无极灯,因此,相关的成果也层出不穷。本文将就无极灯的发展状况加以阐述和探讨。
回顾:悄然崛起
所谓无极灯,顾名思义,就是没有电极的灯。这种灯的最主要优点在于,它消除了制约传统灯源寿命的关键因素——电极。在普通灯源中,随着灯的燃点,灯丝上的电子发射材料会不断消耗,电极的电子发射能力会因此逐渐下降。同时,一些电极材料也会溅射到灯管的内壁上。这就造成了在燃点的后期,灯的启动发生困难,并且光通输出也有很大的下降。而且,在工作电压下电极发射出的电子不足以维持放电,灯就会熄灭。而反观无极灯,由于消除了电极因素的影响,灯的寿命可以有极大的提高,同时灯的光通维持性也比传统灯源好很多。在不久的未来,随着电子科技的发展和进步,会出现更多的适用于无极灯的质优价廉的元件和具有特殊功能的电子电路。因此,我们有理由期待,无极灯将会替代传统灯源,成为照明光源的首选。
无极灯的商业化生产可以追溯到1991年,当时,日本松下公司在日本境内推出了一款无极灯,它是利用H型放电原理工作。在泡壳的赤道位置绕有空气芯感应线圈,同时还内置了镇流器。它的工作频率在13.56兆赫兹。对一盏27瓦的这种灯来说,其工作电压是交流100伏,相应的光通输出是1000流明,因此,光效为37.0流明/瓦。而它的平均寿命则高达40000小时。为了防止电磁干扰,这种灯的外面还罩有一个金属罩。
几乎同时,在1991年,荷兰飞利浦公司也推出了一款无极灯,它被称为“QL无极灯”。其构造是在一个棒状铁芯上绕有励磁线圈,灯的泡壳是密闭的,而且其一端凹进去,而绕有线圈的铁芯正好可以插入泡壳上的凹处。同时,为了解决散热问题,铁芯上面设有导热管。泡壳内有主副两个汞齐,副汞齐负责在灯的启动的时候提供合适的汞蒸汽压,以便让灯在短时间内达到比较高的光通输出;而主汞齐的作用则是在灯工作的时候保持泡壳内汞蒸汽压处于最佳范围。这种灯工作在2.65 兆赫兹的频率下。一个55瓦的QL灯的光通输出可以达到3500流明(光效为63.5流明/瓦);而85瓦的光通输出可以达到6000流明。(光效为70.6流明/瓦);灯的寿命高达60000小时。
1994年,美国GE公司推出了一款一体化紧凑型的无极灯。这种灯可以和白炽灯的反射器配套使用,形成类似PAR灯的结构。其原理和构造与飞利浦公司的QL灯相仿,也是利用了棒状铁芯励磁线圈;工作频率也是在2.65兆赫兹。在输入功率为23瓦的情况下,它的光通输出为1100流明,光效围48流明/瓦。平均寿命在15000小时左右。
德国的欧士朗公司在20 世纪后期,也推出了自己的无极灯产品,其型号定位ENDURA。与GE和飞利浦的无极灯不同,欧士朗公司的无极灯的放电管采用的是矩形形状。矩形的短边上各套有一个铁芯,上面绕有感应线圈。当线圈中有电流流过的时候,铁芯中便会感应出磁场,从而将能量耦合到放电管中,让灯发光。一个70瓦的这种灯的光通输出可以达到5600流明,光效高达80流明/瓦;其寿命为60000小时,而且断电后可以即时启动。它的光色既有暖白色的也有日光色的,其显色性在80到85之间。
近年来,国内很多企业也在研制和生产无极灯,旭球防爆生产的LVD无极灯的构造和外形初看与欧司朗公司的类似,但其关键核心技术完全拥有自主知识产权,而且电弧管的形状除了矩形之外还有环形和其他一些形状的,价位上更是具有市场竞争和推广应用的潜力。宏源LVD无极灯内采用了多汞齐方案。在光电参数方面,宏源公司的LVD无极灯最小功率是15瓦,最大为300瓦;灯的工作频率为210千赫兹左右,工作电压为100伏到270伏;灯的光效为80流明/瓦,显色性在80以上;可以调光和数字化遥控工作;工作寿命高达10年以上。本文附表中分别列出旭球防爆LVD无极灯的主要技术参数及其他国外公司产品的比较。
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因为无极灯是一种新型的节能照明产品,所以会有许多消费者还不知道“无极灯”是什么产品,有些消费者知道无极灯,但是不知道什么是高频无极灯,什么是低频无极灯。
高频无极灯工作频率为2MHz以上,其炮体为常规型,内置耦合器。
LVD灯的工作频率在2KHz左右,泡体多以环型为主,外置耦合器。
高频无极灯(High Frequency Electronic Discharge Lamp)是集最新电子节电技术与电光源技 术于一体的高科技新型的光源,它不用灯丝,采用磁场来激励气体放电、发光,具有高效节能、绿色环 保、长寿命等诸多优点。高频无极灯是由激励电源,功率耦合器和灯泡三部分组成,激励源产生一个2Mhz以上的电频电流,它经馈线送至功率耦合器。当高频电流通过功率耦合器时,产生一个高频电磁场。变化的磁场即产生一个垂直于磁场变化的电场,使灯泡内部放电空间的电子被电场加速,当能量 达到一定值时,与容器内的气体分子发生碰撞,灯泡内气体雪崩电离形成等离子体。等离子体受激原 子返回基态时,自发射出紫外光,它激发灯泡壁上的萤光粉发出可见光。 因其工作在高频高压状态下,所以它的制造难度大于LVD灯,技术含量相对要高。制造的成本也大于LVD灯。其优点是:无频闪,可与常规灯具配套,缺点是价格高于LVD灯。
LVD灯(低频无极灯)因工作在中低频率状态下,所以相对制造难度小,制造成本低。优点是价格低于高频无极灯,而且能制造大功率(200W---1000W)。缺点是:略有频闪,需要专用灯具。
高频无极灯由于工作频率高,无频闪,所以更适合用于学校、家用、工矿、隧道、及太阳能灯等照明设备上。可以说是大部分工业,科技以及交通等专业照明灯具。
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LVD灯由于可以制造大功率,所以适用与高大照明区域。
根据以上内容说明在质量和技术以及将来可以普及推广的程度来看,LVD灯都无法与高频无极灯相比的。虽然现在看来在价格上LVD灯占有一定的优势,但是市场上不是以价格来主导一种产品,而是以质量与技术含量来衡量一种产品将来的市场趋势。