一.前言

　　在能源消耗逐步加劇,環(huán)境污染日益嚴重的現(xiàn)代社會里,節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品無疑是世界各國各行業(yè)的工程技術(shù)人員追求的目標,照明領(lǐng)域當(dāng)然也不例外。據(jù)統(tǒng)計，全世界多數(shù)國家照明耗電大體占本國發(fā)電量的15%~20%左右。而照明用電的很大一部分被消耗在效率極低的白熾燈上，同時光效高的室內(nèi)外照明用的氣體放電光源系統(tǒng)基本上沒有調(diào)光功能，也無故浪費了大量能源，甚至還會造成新的光污染問題?？紤]到目前發(fā)電主要依賴于煤電和石油的情況下，這種浪費還會帶來燃料短缺，溫室氣體排放、大氣污染等一系列嚴重的破壞生存環(huán)境問題;另外傳統(tǒng)光源產(chǎn)品由于其壽命較短，替換更新的頻率較高，這不但大大增加了生產(chǎn)這些產(chǎn)品的電能和原材料損耗，同時由于光效高的氣體放電光源絕大多數(shù)都以Hg作為主要的填充物質(zhì)，產(chǎn)品廢棄后的Hg污染問題非常嚴重。以中國為例，中國目前電光源產(chǎn)品年產(chǎn)量已接近80億支，其中需要充Hg的熒光燈占四分之一左右，以每支熒光燈平均填充Hg量為20mg計算，那么每年用于生產(chǎn)光源產(chǎn)品的Hg消耗達到40噸，而我國尚沒有針對這一巨大污染源的完善回收廢棄燈管處理措施，這些污染物往往會進入土壤，空氣和河流中，造成嚴重的環(huán)境問題。如廣泛使用LVD感應(yīng)無極熒光燈就可有效地緩解和改善以上問題。這種新穎的產(chǎn)品是利用H型放電的原理和先進的電子集成電路技術(shù)制成,它沒有電極,能有超過10~15年的超長使用壽命和良好的光電性能，其成本也已達到為人們可接受的程度.它不但能滿足各種照明場所的要求，而且由于它的高光效,調(diào)光和長壽命的優(yōu)異性能,顯然還能實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保的目的，無疑地,這是當(dāng)今實施綠色照明工程中一種值得大力推廣的理想節(jié)能照明光源。

　　二.感應(yīng)無極熒光燈的歷史

　　早在1907年，PC.Hewitt就申請了感應(yīng)無極燈原理的專利，但由于當(dāng)時電子學(xué)技術(shù)水平的限制，所以這種燈只能在實驗室存在，沒有可能進入市場。電磁感應(yīng)燈真正發(fā)展和進入實際使用是上世紀90年代以后的事情。

　　1991年松下公司首先推出了Everbright無極熒光燈并投入日本市場，這種感應(yīng)燈沒有使用磁芯進行能量耦合，而是直接在球形泡殼外繞上線圈，通以13.65MHz的高頻電流，感應(yīng)泡殼內(nèi)的等離子體發(fā)光。當(dāng)時27w的Everbright無極熒光燈光效是37lm/w，平均壽命是40000小時。

　　同在1991年，Philips公司的QL 無極熒光燈也投入市場。它在一梨形泡殼內(nèi)置一中空管道，繞以線圈的鐵磁芯柱插入中空管道，線圈內(nèi)交流電頻率是2.65M。QL 無極熒光燈光效達到了70lm/w，平均壽命是60000小時。

　　1994年，GE公司推出了GENURA無極熒光燈，這是一種鎮(zhèn)流器與燈一體化的緊湊型無極熒光燈，其結(jié)構(gòu)與Philips的QL 無極熒光燈相似，外形與反射型白熾燈相仿,工作頻率也選用了2.65M，光效是50lm/w，壽命是15000小時。

　　隨后Osram公司推出了ENDURA無極熒光燈，它采用閉合放電回路，一個或多個繞有線圈的鐵芯磁環(huán)環(huán)繞在閉合放電管上，套在燈管的鐵芯的作用猶如變壓器的初級，而閉合的燈管的作用猶如變壓器的次級線圈。ENDURA無極熒光燈工作頻率是300KHz,光效達到了75lm/w，平均壽命是60000小時。

　　以上各公司的感應(yīng)無極熒光燈均因成本過高,難以在光源市場普遍推廣銷售.而在二十一世紀初,中國宏源照明電器有限公司等緊跟時代潮流，經(jīng)過艱苦和長期的研制,尤其是自行設(shè)計和制造的LVD芯片技術(shù)的突破,成功地生產(chǎn)出價格能為市場接受,性能指標已達到或超過國際同類產(chǎn)品的先進水平,擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)和已申請了約40多項專利的LVD感應(yīng)無極熒光燈,目前正在進一步推廣應(yīng)用之中.

　　三. LVD感應(yīng)無極熒光燈的主要優(yōu)點

　　LVD感應(yīng)無極熒光燈相對傳統(tǒng)的光源有以下一些主要優(yōu)點：

　　1.長壽命

　　LVD感應(yīng)無極熒光燈因為沒有電極，所以不存在由于電極濺散或失效而造成燈壽命終止的可能,因此它有傳統(tǒng)光源難以比擬的超長壽命,通?？墒褂?0~15年以上.

　　2.優(yōu)良的光性能

　　LVD感應(yīng)無極熒光燈可以同時達到好的光效和顯色性能，光效可以達到80lm/w以上，顯色指數(shù)也能達到80以上，色溫范圍廣泛，色彩可以調(diào)節(jié)，可以滿足各種場合的綠色照明工程的需求.

　　3.可調(diào)光

　　LVD感應(yīng)無極熒光燈有良好的調(diào)光性能，這一點對室內(nèi)照明和城市夜景照明和道路照明中的節(jié)能都具有重要的意義。通常隨著白天室內(nèi)照明的天然采光的變化和深夜室外照明的人們活動的降低,照明應(yīng)該相應(yīng)地改變照明亮度，而LVD感應(yīng)無極熒光燈具備在其額定功率的30%到100%范圍內(nèi),它都能穩(wěn)定工作的良好調(diào)光性能,正能滿足這一要求.這不單是節(jié)約能源，同時也能減少光污染現(xiàn)象

　　4.降低Hg污染

　　由于LVD感應(yīng)無極熒光燈內(nèi)是使用汞齊,而不是直接充入液體汞,這就極大地降低了生產(chǎn)過程中的汞污染,而且它的超長工作壽命,使實際應(yīng)用的汞消耗量和廢棄光源數(shù)量都較熒光燈大大減少,從而有效地降低了對環(huán)境的汞污染.

　　5.電磁干擾低

　　由于LVD感應(yīng)無極熒光燈內(nèi)是采用頻率較低的300Hz無線電電磁波,再配以特殊設(shè)計的金屬屏蔽結(jié)構(gòu)和抗干擾電子線路,所以在EMC和EMI的性能方面都符合國際上規(guī)定的低電磁干擾的有關(guān)要求.

　　6.造型新穎美觀

　　根據(jù)使用的環(huán)境和要求,LVD感應(yīng)無極熒光燈的發(fā)光體的外觀形狀可制成不同的造型,以適合于配備各種不同類型的應(yīng)用燈具,以達到造型新穎美觀和實用的目的.

　　7.成本較低

　　LVD感應(yīng)無極熒光燈不但在技術(shù)性能上取得突破,而且其生產(chǎn)成本也下降到人們可接受的程度,這是它得以在推廣實施綠色照明工程中,能夠得到如此青睞的重要原因.

　　四.感應(yīng)無極熒光燈的使用場所

　　LVD感應(yīng)無極熒光燈現(xiàn)已有功率范圍為20W~300W的系列產(chǎn)品，在配備合適的燈具后,可以應(yīng)用到如下各種照明場合:

　　1. 室內(nèi)照明

　　小功率的LVD感應(yīng)無極熒光燈可以用于室內(nèi)照明，取代普通熒光燈，節(jié)能燈和白熾燈。長壽命，良好的光電性能是其作為室內(nèi)照明的優(yōu)勢所在。

　　2. 大面積的商場廠房照明

　　大功率的LVD感應(yīng)無極熒光燈可以滿足要求，使用無極熒光燈可以達到良好的照明效果，同時大大節(jié)約能源，減少維護費用。

　　3. 道路照明

　　用大功率的LVD感應(yīng)無極熒光燈配備專門設(shè)計的燈具可以滿足道路照明的要求，當(dāng)用來取代目前城市道路照明中的高壓鈉燈，能達到更好的道路照明效果，為駕駛員和行人提供良好的行駛照明環(huán)境 。

　　4. 城市夜景照明

　　LVD感應(yīng)無極熒光燈不但可以做城市建筑的裝飾照明，大功率的LVD感應(yīng)無極熒光燈也可以做為建筑物的泛光照明。

　　5. 特殊場所照明

　　感應(yīng)無極熒光燈的長壽命，高光效，高顯色，可調(diào)色溫等特點,使其在體育場所，博物館等對照明有特殊要求的場合的使用有明顯的優(yōu)勢,尤其適用于照明器材更換十分不便的隧道,橋梁和高層建筑的照明工程之中。

　　五.感應(yīng)無極熒光燈工作原理

　　1. H型放電

　　LVD感應(yīng)無極熒光燈是利用H型放電原理制成的新型光源,其結(jié)構(gòu)由高頻發(fā)生器，功率耦合線圈，無極熒光燈管組成。高頻發(fā)生器產(chǎn)生的高頻能量通過功率耦合線圈耦合到燈管內(nèi)的等離子體中，激發(fā)等離子體和通過熒光粉轉(zhuǎn)換發(fā)光。其工作原理如圖1所示：

　　圖(1) LVD感應(yīng)無極熒光燈的工作原理框圖

　　高頻發(fā)生器產(chǎn)生的信號輸入到耦合線圈，線圈對燈管的能量耦合可以視為變壓器模型：耦合線圈是變壓器的初級，而燈管是變壓器的次級。功率就通過耦合線圈源源不斷將頻率為300Hz的電磁波能量輸入到燈管中的等離子體中，激發(fā)等離子體和形成熒光轉(zhuǎn)換發(fā)光。

　　2.高頻發(fā)生器原理

　　高頻發(fā)生器的作用是產(chǎn)生供感應(yīng)無極熒光燈工作的高頻功率能量,這是LVD感應(yīng)無極熒光燈的關(guān)鍵技術(shù)之一。其工作原理的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示：

　　圖 (2) 高頻發(fā)生器原理的結(jié)構(gòu)框圖

　　市電經(jīng)過EMI濾波電路后被整流成直流。通過功率因子校正后，直流作為逆變電路的輸入。逆變電路在我們自行設(shè)計和制造的集成電路芯片的控制下工作，得到的高頻交流電能作為耦合線圈的輸入。集成芯片還可以實現(xiàn)調(diào)光的功能，同時可以作為系統(tǒng)的保護控制，當(dāng)工作電路出現(xiàn)短路或者斷路等異常情況時，芯片會自動切斷輸出信號，以實現(xiàn)自我保護。

　　3. LVD感應(yīng)無極熒光燈調(diào)光功能的實現(xiàn)

　　LVD感應(yīng)無極熒光燈采用的調(diào)光方法是調(diào)頻調(diào)光法。

　　調(diào)頻調(diào)光法是通過改變電路的工作頻率來實現(xiàn)調(diào)光的目的的。我們知道與負載串聯(lián)的電感的感抗是正比于通過它的電流的頻率的。電路的工作頻率升高，就意味著增大了電感的感抗，于是流過電感和負載的電流下降，負載功率隨之下降。