亮化工程中放电型光源浅淡

放电型光源
   由水银原子放电等离子区(plasma)的紫外线发光,借荧光体变换成白色光,利用这一原理的荧光灯早在60多年前就已开发,其后一直持续着研发,至近年引入了两个划时代的技术。一个是通过变频器的高频驱动方式HF荧光灯;另一个是取代原来热阴极的冷阴极荧光灯(CCFL)。
   HF荧光灯中,利用人类耳闻频带以上20~50kHz的频率,力求降低噪音、消除闪光,同时延长寿命。用稍细的管径优化等离子区的参数,并通过稳定器的高功率因数化,对比原来的荧光灯,实现了一定程度的发光效率提高。另一方面,直径1~3mm左右更细的CCFL也已开发,主要用于专用计算机(PC)和薄型TV的背照光源。此外,利用钼(Molybdenum)作冷阴极材料,可达到2万小时以上的长寿命化。但最近的动向是采用白色LED为背光,主要理由是:相应于画面的阴暗部分能进行背景光的调光,故可望进一步节能和改善画面品质。
   高频(HF)荧光灯和冷阴极荧光灯(CCFL),工作气体使用了水银(Hg)。在欧洲按照RoHS指令,对有害物质要限制使用。预计不久的将来,荧光灯中的水银也要成为限制的对象。因此,进行了无水银荧光灯的开发。作为其候补,等离子TV等所使用的那样,利用氙气(Xe)的灯正处在研究中。氙气放电等离子区,如提高压力则可提高发光效率,但会引起放电的收缩。为避免这样,尝试着利用外部电极和高速脉冲放电等方式。现有效率为30lm/W左右,尚未达到水银荧光灯的100lm/W水平。另外,利用微小放电等离子区的集积,构成平面或局部平面状光源正进行研发。从效率和寿命的观点看,采用将多孔或筛眼(mesh)状金属电极,由电介质被覆的电介体势垒(barrier)放电型式,目前已达到30~70lm/W的光转换效率。
   作为高亮度光源,采用电弧放电的HID(高强度放电)灯已经开发。尤其是要求演色性(颜色再现性,物体原色的视觉还原能力)的HID中,未获得接近白昼色的光谱分布,将钠和水银以外的钪(Sc)和铊(TL)等多种金属卤化物(metalhalide)与氩气(Ar)混合并封入灯管。近年来,取代原来的石英放电管,采用透光性的陶瓷管技术得到发展。从屋外用的大型场所到店铺用等小型场合,正开发着高效率、高演色性的HID灯。最近,作为车载用的顶灯,开始用LED灯取代HID灯。但是,在所有目标的高亮度领域均用白色LED替代,不仅价格高,技术上也存在很多需要解决的问题。当前,我们认为HID灯还将继续的使用着。

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