节能灯的工作原理完全解读

摘要：节能灯原理-工艺-技术篇:对节能灯工作原理及发展简单历程，节能灯基本构造，节能灯外形规格的介绍说明。

节能灯的工作原理完全解读

一、概述

人类生活除了水、空气、食物必需用品之外，光一直影响人们的作息，一直过着日出而作，日落而息的生活。直到1879年爱迪生发明了电灯炮(白炽灯)，它的原理是：当灯接入电路中，电流流过灯丝的热效应，使白炽灯发出连续的可见光和红外线，此现象在灯丝温度升到700K即察觉，由于工作时灯丝温度很高，大部分的能量以红外辐射的形式浪费掉了;同时由于灯丝温度很高，蒸发也很快，所以寿命大大的缩短了，大约在2000小时左右，而光效大约在每瓦12(Lm)左右。以前照明系统只讲究数量，而今天已经逐步走向精致，讲究省能效果。由于照明技术及照明器具的广泛使用，使人们的生活水准普遍提高，对照明设备的需求日益激增，也使得耗电量扩大，于是开始重视高效率、高品质的照明设备的发展。随着节能减排呼声的日益高涨，环境保护意识日益深得人心，哥本哈根气候会议的召开，虽然那些发达国家始终不在协议上签字表态，总是打空头支票，但是总的趋势是一定的，降碳减排节能是国际大势所趋，而在所有的措施中，照明行业的重要性及可实施性可以说是很关键的，如果每支灯泡的实际功率能降低一个瓦数，可以想象每天全世界有多少支灯泡在亮着，可以说节能灯将是以后十年中的明星产品，虽然自飞利浦公司首先设计出节能灯这一产品到现在一共才三十多年，但最终得到广泛推广还是近几两年的事，还得力于咱中国制造业大军，节能灯入行门槛低，投入少，利润高，尤其是刚进入市场那几年，利润500%以上，但随着节能灯开始普及后，市场竞争日益增大，但市场也大，节能灯行业的漏洞日渐显露，行业规则不健全，始终没有一个准确的质量标准，所以一方面节能灯有幸成为市场宠儿，同时也伴随着骂名滚滚，虽然这两年政府不断介入，大力补贴推广优质节能灯，在招标推广下去后，冷静思考一下，得到的效果怎样?售后服务质量等方面还是没能跟上，说不清楚到底是帮助了咱老百姓还是害了老百姓，所以我看效果依然不大， 尤其是看到市场的大好形式，一些地方和厂家盲目的大上节能灯项目，小作坊遍地而生，由于其在资金、技术、原材料以及工艺在没有充分落实的情况下匆匆上马，使得产品质量得不到保障，尤其是产品的售后服务得不到保障，所生产出的电子节能灯光效低、寿命短、一致性差，甚者使用安全都得不到保障，无法满足能源委员及质量委员会所规定的有关标准。质量问题频现各媒体版面。

二、节能灯工作原理及发展简单历程

节能灯又叫紧凑型荧光灯(国外简称CFL灯)，又称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯，是指将荧光灯与镇流器(安定器)组合成一个整体的照明设备。节能灯的尺寸与白炽灯相近，与灯座的接口也和白炽灯相同，所以可以直接替换白炽灯。节能灯的光效比白炽灯高得多，同样照明条件下，前者所消耗的电能要少得多，所以被称为节能灯，1978年由荷兰厂家飞利浦首先发明的，由于它具有光效高(是普通灯泡的5倍)，节能效果明显，寿命长(是普通灯泡的8倍)，体积小，使用方便等优点，受到各国人民和国家的重视和欢迎。

工作原理：电子节能灯主要是通过镇流器高频高压电流给灯管灯丝加热，大约在1160K温度时，灯丝就开始发射电子(固在灯丝上涂了一些电子粉)电子碰撞氩原子弹性碰撞，氩原子碰撞后，获得能量又撞击汞原子在吸收能量后，跃迁产生电离;发出253.7nm的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，由于荧光灯工作时灯丝的温度在1160K左右，比白炽灯工作的温度2200K～2700K低，所以它的寿命也大大提高到8000小时以上，又由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，荧光粉的能量转换效率也很高，能达到每瓦60(lm)流明。

一只7瓦的三基色节能灯亮度相当于一只45瓦的白炽灯，而寿命是普通白炽灯泡的8倍。 1906年，世界上第一次用一个蓄电池供电的电灯照明。 1909年，首次把乙炔灯作为变光装置。 1916年，美国使用了行车灯。 1920年，当选用倒档装置时，使用了倒车灯。 1920年，美国通用汽车公司首先装了内灯。 1926年，通用汽车公司把大灯变光开关从方向盘移到地板。 1938年，第一次采用封闭的内灯。 1898年，美国电气公司将电灯抛物面反射镜推广于大灯，侧灯和尾灯。

三、节能灯基本构造

主要是由“上部灯头结构”以及“底部灯管结构”组成;在该结合结构的内部包设一节能电子镇流器组成;其特征是在上结合结构部与节能电子镇流器的空间下方，增设一隔板结构;而在下结合结构部设一增长区段空腔结构;并在该段增长空腔结构外壁周围，环设多数个通孔，用于多元隔热、分流、散热、确保节能灯正常使用寿命。

四、节能灯外形规格

分析节能灯因灯管外形不同，分为U型管、螺旋管和直管型三种。

1、U型管节能灯：管形有：2U、3U、4U、5U、6U、8U等多种，功率从3W-240W等多种规格。

2U、3U节能灯，管径9mm、12mm、14mm。功率一般从3w―36w。主要用于民用和一般商业环境照明。在使用方式上，用来直接替代白炽灯。4U、5U、6U、8U节能灯，管径12mm、14.5、17、21mm。功率一般从45w――240w。主要用于工业、商业环境照明。在使用方式上，用来直接替代：高压汞灯、高压钠灯、T8直管型日光灯。

2、螺旋管节能灯：螺旋灯管直径，分Φ9、Φ12、Φ14.5、Φ17等。

螺旋环圈(用T表示)数有：2T、2.5T、3T、3.5T、4T、4.5T、5T等多种，功率从3W-240W等多种规格。

3、支架节能灯：T4、T5直管型节能灯：T5、T4直管型节能灯。功率分为：8W、14w、21W、28W。广泛应用于民用、工业、商业环境照明。可用来直接替代T8直管型日光灯。

五、节能灯所使用基本构件材料分类

节能灯分三部分组成： 毛管 、塑料件及电子元件、灯头

1、毛管：

分类U型、全螺、半螺

U型：2U 3U 4U 5U 6U 7U 8U 9U 10U

全螺：2.5T、3T、 4T、5T螺旋灯的圈数用“T”表示。

半螺：2.5T、3T、 4T、5T螺旋灯的圈数用“T”表示。(全螺与半螺的区别在于灯管脚部位是否有脚)

2、塑料件：按材料分有：PP、PC、PBT

PP料非常软，多用于低挡产品。

PC料属于高档品表面光。

PBT料属于高档阻燃材料，表面有光面和磨砂亚光。

3、灯头分三种材料有铜灯头、铁灯头、铝灯头、 镀镍灯头(镀镍灯头是高档产品)，颜色：:绿色、白色、黑色。现在市场普遍流行免焊型和传统焊锡型灯头两种。E26是美国和加拿大常用。

灯头按规格分：E14 、E27、E40 螺旋口B22 卡口

根据功率大小可分为：3W、5W、7W、9W、11W、26W、30W、36W、45W、55W、65W、75W、、、

节能灯管按照荧光粉划分有：混合粉、卤粉、三基色。

卤粉寿命在3000—4000小时。属于低端产品，也是目前市场受非议最多的产品，价格非常低廉;

混合粉寿命在4000—6000小时。属于卤粉和纯三基色粉的混合体，根据混合的比例不同，也可分为几个档次，混合比率通常为30%左右。一般混合粉的寿命是按6000小时设计的，产品属于中端产品，

三基色在8000小时以上。纯三基色粉是指稀土三基色荧光粉，不过目前市场上流行的普遍都不是纯三基色粉，也可以说是混合粉，只是比例高点而已，加上灯管生产工艺高，所以价格上也会贵很多。

六、关于节能灯的一些参数(仅适用于高效节能灯，即纯三基色节能灯)

1.电参数

(1)电压范围： 额定电压 220V+10% -20%

(2)功率范围： 额定(标称)功率 +5% -10%，我国出台了关于节能灯的国家标准，GB/T17263-2002，该标准规定了，实际功率不得低于打印功率的85%，但目前为了迎合市场的需求，虚标功率是很正常的事。

(3)功率因数： 根据实际的情况选择 PF>0.6 及 PF>0.9(PF0.9的价格比PF0.6的价格要贵很多，现在市场上流通的一般都是0.6的，0.9的欧洲等国家用的多)

(4)符合安全规定和电磁干扰及电磁兼容 EMC 的规定要求(严格地说，国内的产品基本是达不到这标准的，但这个并不影响我们的日常生活，如要做到这个标准，价格会上浮30%以上)

(5)电子镇流器的工作频率避让家用电器的遥控频率

(6)符合在高温环境和低温环境下的稳定、可靠工作要求，工作环境温度，-10-45摄氏度

2.光参数

(1) 光效即发光效率，是指一个光源所发出的光通量和所消耗的电功率之比。可用每瓦流明数或LM/W表示(光通量：是指光源在单位时间内所发出的光量，它是衡量灯的光亮度的重要指标，用LM表示。)紧凑型荧光灯与普通灯泡相比，发光效率约提高5-6倍，如11W节能灯的光通量相当于60W普通白炽灯。

光效、光通量要求：小于 15W ， 光效要求≥ 45LM/W; 大于等于 15W ， 光效要求≥ 60LM/W。

(2)显色指数：≥ 80 即照在物品上不丢失本色，显色效果好

(3)色温： 色温偏即色容差小，一致性好，常用色温为日光，即白光6400K、暖光，即黄光2700K

(4)启动时间：小于等于 1 秒 ，优质的节能灯一般都有一个缓慢变亮的过程，这样灯的寿命会比瞬间变亮的灯寿命要长。

(5)光衰：光通量到一定时间是要衰减的，也就是说，刚开始是55lm/w，慢慢地减少到50lm/w，45lm/w等直到没有亮度了，好的粉，它的衰减越慢，如：好的三基色粉，1000小时只衰减10%，2000小时，到20%。但差一点的粉，象荧光粉，100小时就开始衰减了，1个月，几乎到了一半，1000小时后，就没有亮度了，这就是说节能灯的寿命就结束了。

3.寿命参数

(1)有效寿命八千小时以上(流明维持率达到 70% 以上)

(2)在有效寿命期内、高温 85 ℃环境及低温 -20 ℃环境条件下，能稳定可靠地工作;并且在上述温度条件下耐电压波动的冲击，节能灯能稳定可靠地工作

4.机械参数

(1)灯管与电子镇流器的连接强度满足规定的扭矩要求

(2)灯头与壳体连接满足规定的扭矩要求

(3)能有良好的可替换性，即灯头与灯座装上后不松动，不脱落，能保障安全;

七、关于节能灯的一些误解

1、节电不省钱：在节能灯的推广前期，卤粉节能灯尤其是2U是首先进入千家万户的，因为它便宜，终端零售价五块左右，现在很多人反应质量问题，大部分都是指这类灯，而纯三基色的基本都卖10块以上，卤粉2U---现在节能灯市场上最乱的产品，两个人就可以开工生产，甚者收购回收、库存产品重新改装，由于市场需求量大，所以利润空间也非比寻常，因为大家都贪图便宜!如果运气好，碰到好产品，可以亮三年都没什么问题，运气不好，亮两三天坏掉也是常有的，但现在节能灯一般都是有包换期，坏了就换一个，只是很多人不知道。但对于很多厂家极力诋毁低端产品的做法我是很不认同的，咱老百姓消费水平有限，用不起你那几十块的产品，我爱便宜货，但是质量要好!其实最主要是售后服务要好，要有保障!这才是广大用户心声!有需要就有市场。

2、节能灯的功率：很多人以为40W的节能灯功率就是40W，100个小时会耗4度电，其实这是错误的想法，一般来说实际消耗功率只有标称的60-85%

3、功率因素：很多人以为功率因素参数很重要，所以时不时的要求功率因素要达到多少多少，其实这都是没那必要的，功率因素是实际消耗的功率与电力供给容量之比值，功率因素的高低说明的是电的无功损耗多少，节能灯本身就已经够省电的了，再去抠那一点已经是浪费了，因为随着功率因素的提供，灯的成本会上升20%左右。

4、关于塑件：很多人以为什么灯都要用阻燃塑件，其实那也是很没必要的，除非功率很高，因为发热量大，所以才要求阻燃，其实大家有机会可以试一下，所谓阻燃塑件也只是没明火而已，用火烧还是能熔化的，并不是火烧不烂!而其他低档点的塑件用火烧的时候有明火，但是实际使用中，能把塑件烧起火的情况还是很少的。再者就是塑件的老化寿命，塑件老化后很容易脆掉，但塑件的寿命主要跟使用环境的因素关系比较大，在油污环境中老化速度是相当快的，高档塑件使用时间能长一些 ，但同时也很贵，对于一支售价不过五块钱的灯来说，用高档塑件是没必要的。