揭開節能燈的神秘面紗

振河

在這里，我們必須要感謝愛迪生給我們帶來電燈泡這么一個好東西。雖然在能量轉換效率上他做了很多無用功，但是至少他是第一個在實用光源上做出“有用功”的人。但為了節能、為了環保，我們也只能讓他發明的白熾燈慢慢退出歷史舞臺

眾所周知，白熾燈是愛迪生的重要發明。這個重要的發明使人類從此告別了黑暗，迎來了光明。但是白熾燈太耗電了，它大概只有不到十分之一的能量變成了光能，其它都是熱能被浪費掉了。所以人們一直都在想辦法要用新的光源來替代白熾燈，節能燈就應運而生了。

電子節能燈，又被稱為省電燈泡、電子燈泡、緊湊型熒光燈及一體式熒光燈，也指將熒光燈與鎮流器（安定器）組合成一個整體的照明設備。節能燈的尺寸與白熾燈相近，與燈座的接口也和白熾燈相同，所以可以直接替換白熾燈。節能燈的正式名稱是稀土三基色緊湊型熒光燈，20世紀70年代誕生于荷蘭的飛利浦公司。這種光源在達到同樣光能輸出的前提下，只需耗費普通白熾燈用電量的1/5至1/4，從而可以節約大量的照明電能和費用，因此被稱為節能燈。

節能燈一般主要是由“上部燈頭結構”以及“底部燈管結構”組成，在內部還有一個節能電子鎮流器。在上結合結構部與節能電子鎮流器的空間下方，增設一個隔板結構；而在下結合結構部有一增長區段空腔結構，并在該段增長空腔結構外壁周圍，環設多數個通孔，用于多元隔熱、分流、散熱，確保節能燈正常使用延長壽命。

節能燈因燈管外形不同，主要為U型管、螺旋管、直管型還有蓮花型、梅花型、佛手型等異型。

節能燈的分類

節能燈可分為自鎮流熒光燈（電子節能燈）和單端熒光燈（PL插拔式節能管燈）兩大類。

自鎮流熒光燈自帶鎮流器、啟動器燈全套控制電路，并裝有螺旋式燈頭或者插口式燈頭。電路一般是封閉在一個外殼里，燈組件中的控制電路以高頻電子鎮流器為主。這種一體化緊湊型節能燈可直接安裝在標準的白熾燈的燈座上面，直接替換白熾燈，使用比較方便。單端熒光燈指的是單燈頭低壓汞蒸氣放電燈，其大部分光是由放電產生的紫外線激活熒光粉涂層而發射出來的，并可以從燈具中拆卸下來的，用于專門設計的燈具之中，借助與燈具合成一體的控制電路，達到裝飾或優化照明功能的設計目的。燈頭有兩針（2P）和四針（4P）兩種，兩針的燈頭中含有啟輝器（也稱跳泡）和抗干擾電容，而四針的燈頭中沒有任何電路元器件。

節能燈的優點

當你把白熾燈接入電路中，電流流過燈絲產生熱效應，白熾燈就發出了連續的可見光和紅外線，此現象在燈絲溫度升到700K即可察覺，由于工作時燈絲溫度很高，大部分的能量以紅外輻射的形式浪費掉了；同時由于燈絲溫度很高，蒸發也很快，所以白熾燈壽命相對短了很多，大約為2200小時，而光效大約在每瓦12（LM）左右。電子節能燈則利用高頻電子鎮流器將50HZ的市電逆變成20-50KHz高頻電壓去點燃熒光燈。結構的不同、工作原理的不一樣，使節能燈具有以下幾個優點：

光效高。光效即發光效率，是指一個光源所發出的光通量和所消耗的電功率之比。可用每瓦流明數或LM/W表示（光通量是指光源在單位時間內所發出的光量，也是衡量燈的光亮度的重要指標，用LM表示）緊湊型熒光燈與普通燈泡相比，發光效率約提高5-6倍，如11W節能燈的光通量相當于60W普通白熾燈。

壽命長。所謂的壽命指一只成品燈從點燃至“燒毀”或燈工作至低于標準中所規定壽命性能要求時的累計時間。普通白熾燈泡的額定壽命為1000小時，緊湊型熒光燈的壽命一般為5000小時。

顯色好。各種不同的光源會顯示出不同的光顏色。我們用顯色指數CRI來測定，其范圍從0至100。白熾燈和白天耀能的顏色顯示指數為100，顯示指數的高低直接反應出光的顯色性的好壞。光的顯色指數越高，在其照射下的物體的顏色就越能得到真實的反映。反之，就會使物體顏色失真。一般說來，光的顯色指數只要大于75以上，就能真實地反映出物體的顏色而不至于失真。

節能燈指的是采用稀土三基色熒光粉為原料研制而成的節能燈具，一般采用電子整流器來驅動。目前，燈用稀土三基色熒光粉的應用已進入一個新的發展階段，節能光源的發展趨勢是光源幾何尺寸越做越小，光效越做越高，以較少的電能得到最高的光通量。一只7瓦的三基色節能燈亮度相當于一只45瓦的白熾燈，而壽命是普通白熾燈泡的8倍。

什么是真正的節能熒光燈

然而，在實際生活中，不少人對節能燈的印象卻越來越差，即人們通常所說“省電不省錢”。有的所謂節能燈，剛開始用時亮度還行，不久就慢慢暗下來，而且壽命短，這樣算下來反不如不用節能燈來得合算。其原因是：這些人可能用上了假冒偽劣的節能燈。因為，的確有一些廠商打著節能燈的旗號，用鹵粉來代替稀土三基色熒光粉，來生產“鹵粉燈”（注意：三基色粉的價格是鹵粉的30倍），以其迎合低品位、低價位市場。估計每年流入市場的鹵粉燈就大約占市場銷售總數的70%左右。這不僅損害了消費者的利益，打擊了負責任的生產者的積極性，也給“綠色照明”的推廣帶來了負面影響，使廣大消費者很難分清楚什么是真正的節能熒光燈。

測試數據表明，鹵粉燈根本不能作為商品進入市場。一只9瓦的鹵粉燈，經測試，零小時光通量僅為323流明，顯色指數僅為65。100小時光衰高達23%，即初始光通量為248流明，按國家標準判定，有效壽命為零。根據國家標準，緊湊型節能熒光燈2000小時光通維持率不能低于78%。而一只優質的節能燈，初始光通量達560流明，到了1萬小時仍保持光通量為431流明。

由于缺乏這方面的專業知識，往往不了解“光衰”原理，誤以為“還會亮的燈仍是好的”。其實一支9瓦節能燈，在點燃一、二百小時后，其耗電仍是9瓦，但亮度卻只能相當于3瓦。只不過由于是慢慢地暗下來，人們的肉眼難以查覺而已。

對于節能燈的節能效果，我們可以家庭為單位算筆賬。

某家庭按使用15只燈泡計算電費：

普通燈泡電費： 15只燈×40W/只×5小時/天×30天=90000W×小時=90度，每月電費=90度×1元/度=90元。

節能燈的電費： 15只燈×8W/只×5小時/天×30天=18000W×小時=18度，每月電費=18度×1元/度=18元。

EEFL節能燈電費： 15只燈×5W/只×5小時/天×30天=11250W×小時=11度。

即這個家庭使用節能燈后每月可以節省電費：90元-18元=72元，一年就可以節省電費864元。

如這個家庭使用EEFL節能燈后每月可以節省電費：90-11=79元，一年就可以節省電費948元。由此可見，節能燈的節能效果是顯而易見的。

未來光源發展的趨勢

科學在不斷地進步，人類也在不斷地發現新的照明方式。50年前人們已經了解半導體材料可產生光線的基本知識，第一個商用二極管產生于1960年。LED是英文lightemittingdiode（發光二極管）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環氧樹脂密封，起到保護內部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。

最初LED用作儀器儀表的指示光源，后來各種光色的LED在交通信號燈和大面積顯示屏中得到了廣泛應用，產生了很好的經濟效益和社會效益。以12英寸的紅色交通信號燈為例，在美國本來是采用長壽命、低光效的140瓦白熾燈作為光源，它產生2000流明的白光。經紅色濾光片后，光損失90%，只剩下200流明的紅光。而在新設計的燈中，Lumileds公司采用了18個紅色LED光源，包括電路損失在內，共耗電14瓦，即可產生同樣的光效。汽車信號燈也是LED光源應用的重要領域。

對于一般照明而言，人們更需要白色的光源。1998年發白光的LED開發成功。這種LED是將GaN芯片和釔鋁石榴石（YAG）封裝在一起做成。GaN芯片發藍光，高溫燒結制成的含Ce3+的YAG熒光粉受此藍光激發后發出黃色光射，峰值550nm。藍光LED基片安裝在碗形反射腔中，覆蓋混有YAG的樹脂薄層，約200-500nm。LED基片發出的藍光部分被熒光粉吸收，另一部分藍光與熒光粉發出的黃光混合，可以得到得白光。現在，對于InGaN/YAG白色LED，通過改變YAG熒光粉的化學組成和調節熒光粉層的厚度，可以獲得色溫3500-10000K的各色白光。這種通過藍光LED得到白光的方法，構造簡單、成本低廉、技術成熟度高，因此運用最多。

LED的出現打破了傳統光源的設計方法與思路，目前有兩種最新的設計理念。

情景照明：以環境的需求來設計燈具。情景照明以場所為出發點，旨在營造一種漂亮、絢麗的光照環境，去烘托場景效果，使人感覺到有場景氛圍。

情調照明：以人的需求來設計燈具。情調照明以人的情感為出發點，從人的角度去創造一種意境般的光照環境。情調照明包含四個方面：一是環保節能，二是健康，三是智能化，四是人性化。

LED節能燈是繼緊湊型熒光燈（即普通節能燈）后的新一代照明光源。相比普通節能燈，LED節能燈環保不含汞，可回收再利用，功率小，高光效，長壽命，即開即亮，耐頻繁開關，光衰小，色彩豐富，可調光，變幻豐富。

LED節能燈品種豐富，目前市面上，基本有三類品種：

一類：由草帽型小功率LED制成的LED節能燈，電源采用阻容降壓電路。草帽型LED延用指示燈LED的封裝形式，環氧樹脂封裝，使得LED芯片無法將熱量散出，光衰嚴重，很多白光LED，在使用一段時間后，色溫變高，漸漸成偏藍色，變得昏暗。也有廠家致力于開發低光衰的草帽型LED，由于沒有改變封裝形式，光衰依然沒有大的改觀。這類LED節能燈產品，為過渡性產品，價格低，質量較差。

二類：由3528或5050貼片中功率LED制成的LED節能燈，電源也普遍采用阻容降壓電路，也有部分廠家采用恒流電路，相比草帽型LED，貼片LED散熱稍好，有導熱基板，再配合鋁基板，能將一部分熱量導出。由于還是忽視LED的熱量，很多中功率貼片LED節能燈，沒有散熱器，依舊使用塑料外殼，光衰依然嚴重。采用阻容降壓低端電源，因電網電壓不穩，電流有波動，亮度也有波動，但價格適中，質量稍好。

三類：由大功率貼片LED制成的LED節能燈，電源普遍采用恒流隔離電路，即有一個恒定的電流，如5W的LED，通常采用5片1瓦的LED芯片，串聯，采用恒流300mA的電流源供電，寬電壓電源，使電網波動時，電流沒有改變，光通量即亮度維持恒定，5片貼片LED焊接在鋁基板之上，鋁基板再結合于散熱器上，使熱量能夠及時快速地散去，保證LED芯片溫度低于LED允許結溫，從而保證LED節能燈的真實有效壽命。這類LED燈價格高，質量好，也是LED節能燈的發展方向。

一個好的LED節能燈，應該由四部分組成：優質的LED芯片，恒流隔離電源，相對燈具功率的合適的散熱器，光擴散效果柔和不見點光源的燈罩。

LED節能燈一問世，就體現出它的優點：

高效節能：以相同亮度比較，3W的LED節能燈333小時耗1度電，而普通60W白熾燈17小時耗1度電，普通5W節能燈200小時耗1度電。

超長壽命：半導體芯片發光，無燈絲，無玻璃泡，不怕震動，不易破碎，使用壽命可達五萬小時（普通白熾燈使用壽命僅有一千小時，普通節能燈使用壽命也只有八千小時）。

健康：光線中含紫外線和紅外線少，產生輻射少（普通燈光線中含有紫外線和紅外線）。

綠色環保：不含汞和氙等有害元素，利于回收，而普通燈管中含有汞和鉛等元素。

保護視力：直流驅動，無頻閃（普通燈都是交流驅動，必然產生頻閃）。

光效率高：CREE公司實驗室最高光效已達260LM/W，而市面上的單顆大功率LED已經突破100LM/W。 LED節能燈由于電源效率損耗，燈罩的光通損耗，實際光效在60LM/W，而白熾燈僅為15LM/W左右，所以總體來說，現在LED節能燈光效與節能燈持平或略優。

安全系數高：所需電壓、電流較小，安全隱患小，可用于礦場等危險場所。

市場潛力大：低壓、直流供電，電池、太陽能供電，可用于邊遠山區及野外照明等缺電、少電場所。

白光LED燈可以工作在高速狀態下，且屬于冷光源類型，所以很方便運輸和安裝，不怕振動，也沒有鉛、汞等污染元素，對環境沒有任何污染。LED燈泡的組裝部件可以非常容易的拆裝，不用廠家回收就可以通過其他人回收。新的配光技術使LED點光源擴展為面光源，增大發光面，消除眩光，升華視覺效果，消除視覺疲勞；透鏡與燈罩一體化設計，避免了光的重復浪費，讓產品更加簡潔美觀；純直流工作，消除了傳統光源頻閃引起的視覺疲勞；通用標準燈頭，可直接替換現有鹵素燈、白熾燈、熒光燈；發光效率可高達80LM/W，多種色溫可選，顯色指數高，顯色性也非常好。

LED光源是21世紀光源市場的希望，眾多優點預告其未來將逐步取代傳統光源。有關權威部門指出，高亮度LED將是人類繼愛迪生發明白熾燈泡之后，最偉大的發明之一。

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選購節能燈要“三看”

一看產品外包裝。國家強制要求自鎮流熒光燈產品在外包裝上要標出以下內容：產地、額定電壓和電壓范圍、額定功率、額定頻率，在燈上、包裝上或在使用說明書上標注關于燈的電流及其他與安全使用有關的補充說明。此外，包裝上還應有防止燈管受損的相關措施。

二看兩大認證標志。目前我國照明產品有兩種節能認證標志：“CQC節能”和“節”字標志。“CQC”是安全認證標志，說明產品是經中國質量認證中心認可的；“節”是節能認證標志，說明產品經中國節能產品認證中心認可，這是對節能燈性能指標和國家能效限定值的驗證。這兩種標志都說明產品符合國家標準中節能評價值的要求。

三看節能燈外觀。好的節能燈應是外表光潔，無氣泡，燈管內的熒光粉涂層應細膩，無顆粒，呈均勻白色，如未使用就出現燈管兩端發黑現象，則為不合格產品。燈頭與燈管應呈垂直狀態，不應有傾斜。燈頭與電源的接觸面應平整，否則為劣質產品。