节能灯：定义及分类

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    节能灯的正式名称是稀土三基色紧凑型荧光灯，20世纪70年代诞生于荷兰的飞利浦公司。
    这种光源在达到同样光能输出的前提下，只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4，光效50流明/瓦，从而可以节约大量的照明电能和费用，因此被称为节能灯。也就是说，光效达50流明/瓦以上的都可以称节能灯。

    （1）金属卤化物灯
    显色指数达80以上，光效75流明/瓦以上，色温6000K。优点是寿命长，光效高，显色性好，节电效果明显，是当今世界上第四代光源。

    （2）高压纳灯
    光效90-100流明/瓦，比汞灯和白炽灯的光效分别高2倍和7倍。显色指数60，紫外线成分少，不诱虫，被照物体不褪色，色温只有2100K。

    （3）自镇流荧光灯
    光效60流明/瓦以上，比普通白炽灯光效高4倍，寿命达8000小时以上。

    （4）双端荧光灯（细管径）与双端荧光灯（粗管径）相比，寿命延长20%，光效增加22%，节能10%，寿命可达10000小时以上。

    （5）40瓦电子镇流器、20瓦电子镇流器和电感镇流器相比，从功耗上分别节约5瓦、3瓦。家庭用一只20瓦电子镇流器，年节电20千瓦时；一只40瓦电子镇流器，年节电60度，此外，电压低至130伏也能启辉。

    （6）LED灯
    LED灯是一种新光源，显色指数达90以上，光效110流明/瓦，色温4000-6000K。
    优点：寿命长（大于50000小时），节能80%，环保（无紫外线 频闪 无重金属），显色性好。是当今世界上最新的光源。

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节能灯ESL: energy saving lamp/lights

紧凑型荧光灯CFL：Compact Fluorescent Lamp

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    节能灯又叫紧凑型荧光灯（CFL）。
    它是1978年由国外厂家首先发明的，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。我国于1982年，首先在复旦大学电光源研究所成功研制SL型紧凑型荧光灯，二十年来，产量迅速增长，质量稳步提高，国家已经把它作为国家重点发展的节能产品（绿色照明产品）作为推广和使用。

    现如今我们所讲的节能产品主要都是针对白炽灯来讲。

    普通的白炽灯，光效大约在10流明/瓦左右，寿命大约在1000小时左右。
    白炽灯的工作原理是：
    当灯接入电路中，电流流过灯丝，电流的热效应，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即可觉察，由于工作时的灯丝温度很高，大部分的能量以红外辐射的形式浪费掉了，由于灯丝温度很高，蒸发也很快，所以寿命也大缩短了，大约在1000小时左右。

    节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在1160K温度时，灯丝开始发射电子（因为在灯丝上涂了一些电子粉），电子碰撞氩原子产生非弹性碰撞，氩原子碰撞后获得了能量又撞击汞原子，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低很多，所以它的寿命也大提高，达到5000小时以上，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，达到每瓦50流明以上。

    节能灯除了白色（冷光）的外，现在还有黄色（暖光）的。

    一般来说，在同一瓦数之下，一盏节能灯比白炽灯节能80%，平均寿命延长8倍，热辐射仅20%。
    非严格的情况下，一盏5瓦的节能灯，其光照可视为等于25瓦的白炽灯，7瓦的节能灯光照约等于40瓦的，9瓦的约等于60瓦的。

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    我们公司自己生产的白光LED照明灯，发光效率为100流明/瓦，光衰小于3%每8000小时。
    其实，用户应该更关心LED的光衰，因为，只要LED光衰达到10%就可以看出明显的变暗。


    什么样的节能灯最省电？
    可能有80-90%的人都会说：LED照明灯具是目前最省电啊！
    但是，LED灯虽然省电，但其也有省电多少之分，发光效率之分。
    所有厂商都说自己的产品好，那么，消费者就更应该仔细去分辨。
    本人从事节能照明行业多年了，根据我的经验，我们作为消费者应该从以下几个方面去了解节能产品：
    第一，要看亮度和色泽符不符合您的要求。
    第二，要比亮度。方法是和普通的节能灯比较，也就是说，您满意亮度的LED灯究竟能顶上普通灯节能多少瓦的亮度。
    第三，要比功率。究竟我们购买的LED灯能比普通的灯省多少瓦。
    第四，要算经济帐。我们购买的LED灯，其一年的运行费用是多少；相同亮度，普通节能灯一年的运行费用是多少。
    第五，要比寿命。二十年要更换多少只普通灯泡；费用是多少；二十年节约电费是多少。
    根据以上五条经验，您挑选如何比较，相信你会明白的。

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    高节能：节能能源无污染，即环保。直流驱动，超低功耗（单管0.03瓦-1瓦），电光功率转换接近100%，相同照明效果比传统光源节能80%以上。

    长寿命：LED光源被称为长寿灯，意为永不熄灭的灯。固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点，使用寿命可达5万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。

    利环保：LED是一种绿色光源，环保效益更佳。光谱中没有紫外线和红外线，热量低和无频闪，无辐射，而且废弃物可回收，没有污染不含汞元素，冷光源，可以安全触摸，属于典型的绿色照明光源。

    配套投资小：由于LED照明灯具以极小的功率达到5倍功率的照明灯具的效果，其配套投资小。没有整流器，低电压，冷光源不会引起火灾，所需导线规格也大大低于目前照明灯具所用导线规格，由于LED照明灯具寿命长，可维修，其后续维护量也大大小于目前的传统灯具。

    多变幻：LED光源可利用红、绿、篮三基色原理，在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合，即可产生256*256*256＝16777216种颜色，形成不同光色的组合变化多端，实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。

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    只有好的节能灯才会慢慢点亮（一般三分钟之内达到最亮）。
    只是因为设计成慢启动。
    可以避免因启动电流太大而提前（没达到设计寿命时，一般是8000个小时）烧毁灯丝，造成节能灯短命。

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LED

发光二极管

light-emitting diode

    优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。

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    一、LED的结构及发光原理

    50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，其基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。
    发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

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    二、LED光源的特点

    1.电压：LED使用低压电源，供电电压在6-24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。

    2.效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。

    3.适用性：每个单元LED小片是3-5mm的正方形，很小，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。

    4.稳定性：10万小时，光衰为初始的50%。

    5.响应时间：白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳秒级。

    6.对环境污染：无有害金属汞。

    7.颜色：改变电流可以变色，发光二极管方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以依次变为橙色，黄色，最后为绿色。

    8.价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只LED的价格就可以与一只白炽灯的价格相当，而通常每组信号灯需由上300-500只二极管构成。

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    三、单色光LED的种类及其发展历史

    最早应用半导体P-N结发光原理制成的LED光源问世于20世纪60年代初。当时所用的材料是GaAsP，发红光（λp=650nm），在驱动电流为20毫安时，光通量只有千分之几个流明，相应的发光效率约0.1流明/瓦。
    70年代中期，引入元素In和N，使LED产生绿光（λp=555nm），黄光（λp=590nm）和橙光（λp=610nm），光效也提高到1流明/瓦。
    到了80年代初，出现了GaAlAs的LED光源，使得红色LED的光效达到10流明/瓦。
    90年代初，发红光、黄光的GaAlInP和发绿、蓝光的GaInN两种新材料的开发成功，使LED的光效得到大幅度的提高。
    在2000年，前者做成的LED在红、橙区（λp=615nm）的光效达到100流明/瓦，而后者制成的LED在绿色区域（λp=530nm）的光效可以达到50流明/瓦。

    四、白光LED的开发

    对于一般照明而言，人们更需要白色的光源。
    1998年发白光的LED开发成功。
    这种LED是将GaN芯片和钇铝石榴石（YAG）封装在一起做成。GaN芯片发蓝光（λp=465nm，Wd=30nm），高温烧结制成的含Ce3+的 YAG荧光粉受此蓝光激发后发出黄色光发射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖以混有YAG的树脂薄层，约200-500nm。 LED基片发出的蓝光部分被荧光粉吸收，另一部分蓝光与荧光粉发出的黄光混合，可以得到得白光。
    现在，对于InGaN/YAG白色LED，通过改变YAG 荧光粉的化学组成和调节荧光粉层的厚度，可以获得色温3500-10000K的各色白光。
    目前已商品化的第一种产品为蓝光单晶片加上YAG黄色荧光粉，其最好的发光效率约为25流明/瓦，YAG多为日本日亚公司的进口，价格在2000元/公斤；第二种是日本住友电工亦开发出以ZnSe为材料的白光LED，不过发光效率较差。
    某些种类的白色LED光源离不开四种荧光粉：即三基色稀土红、绿、蓝粉和石榴石结构的黄色粉。
    在未来较被看好的是三波长光，即以无机紫外光晶片加R.G.B三颜色荧光粉，用于封装LED白光，预计三波长白光LED今年有商品化的机机会。但此处三基色荧光粉的粒度要求比较小，稳定性要求也高，具体应用方面还在探索之中。

    五、业界概况

    在LED业者中，日亚化学是最早运用上述技术工艺研发出不同波长的高亮度LED，以及蓝紫光半导体激光（Laser Diode：LD），是业界握有蓝光LED专利权的重量级业者。
    在日亚化学取得兰色LED生产及电极构造等众多基本专利后，坚持不对外提供授权，仅采自行生产策略，意图独占市场，使得蓝光LED价格高昂。但其他已具备生产能力的业者相当不以为然，部分日系LED业者认为，日亚化工的策略，将使日本在蓝光及白光LED竞争中，逐步被欧美及其他国家的LED业者抢得先机，届时将对整体日本LED产业造成严重伤害。因此许多业者便千方百计进行蓝光LED的研发生产。
    目前除日亚化学和住友电工外，还有丰田合成、罗沐、东芝和夏普，美商Cree，全球3大照明厂奇异、飞利浦、欧司朗以及HP、Siemens、Research、EMCORE等都投入了该产品的研发生产，对促进白光LED产品的产业化、市场化方面起到了积极的促进作用。

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    节能灯比普通日光灯多了一个电子整流器，少了一个电感整流器。电感整流器耗电量远大于电子整流器，从这个角度而言，一个灯要省5到8瓦。

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    目前使用最多的节能照明光源是荧光灯。其特点是光效高、寿命长、光色好。分为直管型、环型、紧凑型等，那么如何来选择既省电又省心的节能灯具呢，专家为我们解读挑选节能灯的８个需要注意的问题。
    1. 买节能灯要首选知名品牌，购买时要确认产品包装完整，标志齐全。
    2. 要注意钨丝灯泡功率，大部分厂商会在包装上列出产品本身的功率及对照的光度相类似的钨丝灯泡功率。比如“15W→75W”的标志，一般指灯的实际功率为15W，可发出与一个75W钨丝灯泡相类似的光度。
    3. 能效标签。国家目前对节能灯具已出台能效标准，达到标准的会有能效标签，这是平均寿命超过8000小时以上的节能灯产品才可以获发。
    4. 高品质节能灯的暖光设计和高超的显色技术，让光色悦目舒适。用户可按个人喜好，选择与家居设计相匹配的灯光颜色。
    5. 选购节能灯时，要考虑电子镇流器的技术参数。镇流器是照明产品中的核心组件。能效国家标准重点规定了镇流器的能效限定值和节能评价值。
    6. 外观的选择。灯具装饰的花样繁多，在选择整灯时，注意一下塑料壳，最好是耐高温阻燃的塑壳。
    7. 选择到称心如意的节能灯具后，不要急着付款，一般店铺都会提供灯座给消费者测试灯管，付款前先试一试，确保节能灯的操作正常。
    8. 灯管在通电后，还应该注意一下，荧光粉涂层厚薄是否均匀，这会直接影响灯光的正常照明效果。

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    现在市面上的节能灯多是紧凑型（CFL）的，体积很小，插口与白炽灯完全统一，可以不动原有线路直接使用。
    一般地，节能灯主要是按灯管外形来分类，用英文字母来象形化地命名，例如：H、2H形、U、2U、3U形、2D形、O形、T形和螺旋形等。不同的外形，能适应不同的装配等需求，有的还在灯管外面罩上一个透明或磨沙的外罩，用于防护灯管和使光线均匀。
    节能灯分冷色暖色光，来达到不同的照明效果。
    价格上，国产的通常十几元一支，9-20元不等；进口的，比如飞利蒲，欧斯朗，价格在二十几元以上到四十元不等，有的产品甚至上百元。
    由于竞争激烈，节能灯市场鱼目混杂，以次充好现象很严重。因此如何选择一款优质，节能，耐用的节能灯是关键。

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    1. 一般的选购常识与其它电器相似。
    选择品牌知名度较高者（国内外较著名的节能灯品牌或厂家有：飞利浦PHILIPS、美国通用GE、德国奥斯兰OSRAM、威海北洋、阳光集团、远东、建湖、上电、泗阳灯泡厂等等）；选择包装精美、外观精致、厂家地址电话齐全和技术说明完整者（不少小厂或不负责任的厂家由于批量和成本的原因常在这方面“精打细算”）。

    2. 看启动性能。
    若店家有调压器最好，断电状态下先把调压器旋在150W（可按说明书上所列的最低启动电压指标）输出上，装上一个冷态的灯，手离开灯，接通电源能一次点燃者最好。
    这里叙述如此繁琐是有道理的，因为节能灯的启动有两个特性，一是温度越高启动越容易，二是有人体接触的感应作用下灯也较容易启动。
    还要提醒一下所谓的“一次点燃”问题，不少灯一开即亮，这不好。较考究的灯往往在其内部设有启动时的灯丝预热电路，启动时会有0.4秒左右延时，所以“一次点燃”应当理解为启动时闪烁最少，灯管的根部不要出现红光。

    3. 看工作状态。
    白炽灯的购买做到上一步也就行了，节能灯则不然，启动顺利后应当把调压器旋到头，输出250W电压，高压下工作5分钟以上，让它迅速升温，看看是否出现闪烁现象，同时嗅嗅灯的上方是否有异味溢出等。

    4. 看干扰情况。
    在我国，电磁兼容性已是电器必须通过的项目，然而，此项目检测很复杂，用户购灯时一看包装上是否有通过国家电磁兼容性测试的标志，二是带一个中短波收音机，当灯工作时，把收音机置于附近，收音要中短波无电台处发出的噪音越低，被测灯的电磁兼容性就越好。

    5. 看工作后的表现。
    最后别忘了比较一下拆卸后灯体的温度，温度越低越好，另外，测试后灯管根部会出现一段发黑的痕迹，请务必注意，此发黑段越长、越黑，灯管寿命往往越低。

    6. 外观验收。
    灯的塑料壳必须选那种工程塑料阻燃型的。
    普通塑料易变形且易燃，是禁止用于节能灯生产的。从表面上可简单判别二者，后者表面较光滑，有光泽，前者表面有类似磨沙玻璃的质感。
    另外，从灯管上看，可把多只灯放在一起比较，灯管形状和尺寸一致性较好的多为机器弯折成型，产品的一致性好，质量较容易得到保证，维修时的互换性较佳。当然，外观上还不能有裂缝、松动和接口间被撬过的痕迹。