揭开节能灯的神秘面纱

振河

在这里，我们必须要感谢爱迪生给我们带来电灯泡这么一个好东西。虽然在能量转换效率上他做了很多无用功，但是至少他是第一个在实用光源上做出“有用功”的人。但为了节能、为了环保，我们也只能让他发明的白炽灯慢慢退出历史舞台

众所周知，白炽灯是爱迪生的重要发明。这个重要的发明使人类从此告别了黑暗，迎来了光明。但是白炽灯太耗电了，它大概只有不到十分之一的能量变成了光能，其它都是热能被浪费掉了。所以人们一直都在想办法要用新的光源来替代白炽灯，节能灯就应运而生了。

电子节能灯，又被称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯，也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，从而可以节约大量的照明电能和费用，因此被称为节能灯。

节能灯一般主要是由“上部灯头结构”以及“底部灯管结构”组成，在内部还有一个节能电子镇流器。在上结合结构部与节能电子镇流器的空间下方，增设一个隔板结构；而在下结合结构部有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延长寿命。

节能灯因灯管外形不同，主要为U型管、螺旋管、直管型还有莲花型、梅花型、佛手型等异型。

节能灯的分类

节能灯可分为自镇流荧光灯（电子节能灯）和单端荧光灯（PL插拔式节能管灯）两大类。

自镇流荧光灯自带镇流器、启动器灯全套控制电路，并装有螺旋式灯头或者插口式灯头。电路一般是封闭在一个外壳里，灯组件中的控制电路以高频电子镇流器为主。这种一体化紧凑型节能灯可直接安装在标准的白炽灯的灯座上面，直接替换白炽灯，使用比较方便。单端荧光灯指的是单灯头低压汞蒸气放电灯，其大部分光是由放电产生的紫外线激活荧光粉涂层而发射出来的，并可以从灯具中拆卸下来的，用于专门设计的灯具之中，借助与灯具合成一体的控制电路，达到装饰或优化照明功能的设计目的。灯头有两针（2P）和四针（4P）两种，两针的灯头中含有启辉器（也称跳泡）和抗干扰电容，而四针的灯头中没有任何电路元器件。

节能灯的优点

当你把白炽灯接入电路中，电流流过灯丝产生热效应，白炽灯就发出了连续的可见光和红外线，此现象在灯丝温度升到700K即可察觉，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，所以白炽灯寿命相对短了很多，大约为2200小时，而光效大约在每瓦12（LM）左右。电子节能灯则利用高频电子镇流器将50HZ的市电逆变成20-50KHz高频电压去点燃荧光灯。结构的不同、工作原理的不一样，使节能灯具有以下几个优点：

光效高。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，也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。

寿命长。所谓的寿命指一只成品灯从点燃至“烧毁”或灯工作至低于标准中所规定寿命性能要求时的累计时间。普通白炽灯泡的额定寿命为1000小时，紧凑型荧光灯的寿命一般为5000小时。

显色好。各种不同的光源会显示出不同的光颜色。我们用显色指数CRI来测定，其范围从0至100。白炽灯和白天耀能的颜色显示指数为100，显示指数的高低直接反应出光的显色性的好坏。光的显色指数越高，在其照射下的物体的颜色就越能得到真实的反映。反之，就会使物体颜色失真。一般说来，光的显色指数只要大于75以上，就能真实地反映出物体的颜色而不至于失真。

节能灯指的是采用稀土三基色荧光粉为原料研制而成的节能灯具，一般采用电子整流器来驱动。目前，灯用稀土三基色荧光粉的应用已进入一个新的发展阶段，节能光源的发展趋势是光源几何尺寸越做越小，光效越做越高，以较少的电能得到最高的光通量。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。

什么是真正的节能荧光灯

然而，在实际生活中，不少人对节能灯的印象却越来越差，即人们通常所说“省电不省钱”。有的所谓节能灯，刚开始用时亮度还行，不久就慢慢暗下来，而且寿命短，这样算下来反不如不用节能灯来得合算。其原因是：这些人可能用上了假冒伪劣的节能灯。因为，的确有一些厂商打着节能灯的旗号，用卤粉来代替稀土三基色荧光粉，来生产“卤粉灯”（注意：三基色粉的价格是卤粉的30倍），以其迎合低品位、低價位市场。估计每年流入市场的卤粉灯就大约占市场销售总数的70%左右。这不仅损害了消费者的利益，打击了负责任的生产者的积极性，也给“绿色照明”的推广带来了负面影响，使广大消费者很难分清楚什么是真正的节能荧光灯。

测试数据表明，卤粉灯根本不能作为商品进入市场。一只9瓦的卤粉灯，经测试，零小时光通量仅为323流明，显色指数仅为65。100小时光衰高达23%，即初始光通量为248流明，按国家标准判定，有效寿命为零。根据国家标准，紧凑型节能荧光灯2000小时光通维持率不能低于78%。而一只优质的节能灯，初始光通量达560流明，到了1万小时仍保持光通量为431流明。

由于缺乏这方面的专业知识，往往不了解“光衰”原理，误以为“还会亮的灯仍是好的”。其实一支9瓦节能灯，在点燃一、二百小时后，其耗电仍是9瓦，但亮度却只能相当于3瓦。只不过由于是慢慢地暗下来，人们的肉眼难以查觉而已。

对于节能灯的节能效果，我们可以家庭为单位算笔账。

某家庭按使用15只灯泡计算电费：

普通灯泡电费： 15只灯×40W/只×5小时/天×30天=90000W×小时=90度，每月电费=90度×1元/度=90元。

节能灯的电费： 15只灯×8W/只×5小时/天×30天=18000W×小时=18度，每月电费=18度×1元/度=18元。

EEFL节能灯电费： 15只灯×5W/只×5小时/天×30天=11250W×小时=11度。

即这个家庭使用节能灯后每月可以节省电费：90元-18元=72元，一年就可以节省电费864元。

如这个家庭使用EEFL节能灯后每月可以节省电费：90-11=79元，一年就可以节省电费948元。由此可见，节能灯的节能效果是显而易见的。

未来光源发展的趋势

科学在不断地进步，人类也在不断地发现新的照明方式。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lightemittingdiode（发光二极管）的缩写，它的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。

最初LED用作仪器仪表的指示光源，后来各种光色的LED在交通信号灯和大面积显示屏中得到了广泛应用，产生了很好的经济效益和社会效益。以12英寸的红色交通信号灯为例，在美国本来是采用长寿命、低光效的140瓦白炽灯作为光源，它产生2000流明的白光。经红色滤光片后，光损失90%，只剩下200流明的红光。而在新设计的灯中，Lumileds公司采用了18个红色LED光源，包括电路损失在内，共耗电14瓦，即可产生同样的光效。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

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，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射，峰值550nm。蓝光LED基片安装在碗形反射腔中，覆盖混有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。这种通过蓝光LED得到白光的方法，构造简单、成本低廉、技术成熟度高，因此运用最多。

LED的出现打破了传统光源的设计方法与思路，目前有两种最新的设计理念。

情景照明：以环境的需求来设计灯具。情景照明以场所为出发点，旨在营造一种漂亮、绚丽的光照环境，去烘托场景效果，使人感觉到有场景氛围。

情调照明：以人的需求来设计灯具。情调照明以人的情感为出发点，从人的角度去创造一种意境般的光照环境。情调照明包含四个方面：一是环保节能，二是健康，三是智能化，四是人性化。

LED节能灯是继紧凑型荧光灯（即普通节能灯）后的新一代照明光源。相比普通节能灯，LED节能灯环保不含汞，可回收再利用，功率小，高光效，长寿命，即开即亮，耐频繁开关，光衰小，色彩丰富，可调光，变幻丰富。

LED节能灯品种丰富，目前市面上，基本有三类品种：

一类：由草帽型小功率LED制成的LED节能灯，电源采用阻容降压电路。草帽型LED延用指示灯LED的封装形式，环氧树脂封装，使得LED芯片无法将热量散出，光衰严重，很多白光LED，在使用一段时间后，色温变高，渐渐成偏蓝色，变得昏暗。也有厂家致力于开发低光衰的草帽型LED，由于没有改变封装形式，光衰依然没有大的改观。这类LED节能灯产品，为过渡性产品，价格低，质量较差。

二类：由3528或5050贴片中功率LED制成的LED节能灯，电源也普遍采用阻容降压电路，也有部分厂家采用恒流电路，相比草帽型LED，贴片LED散热稍好，有导热基板，再配合铝基板，能将一部分热量导出。由于还是忽视LED的热量，很多中功率贴片LED节能灯，没有散热器，依旧使用塑料外壳，光衰依然严重。采用阻容降压低端电源，因电网电压不稳，电流有波动，亮度也有波动，但价格适中，质量稍好。

三类：由大功率贴片LED制成的LED节能灯，电源普遍采用恒流隔离电路，即有一个恒定的电流，如5W的LED，通常采用5片1瓦的LED芯片，串联，采用恒流300mA的电流源供电，宽电压电源，使电网波动时，电流没有改变，光通量即亮度维持恒定，5片贴片LED焊接在铝基板之上，铝基板再结合于散热器上，使热量能够及时快速地散去，保证LED芯片温度低于LED允许结温，从而保证LED节能灯的真实有效寿命。这类LED灯价格高，质量好，也是LED节能灯的发展方向。

一个好的LED节能灯，应该由四部分组成：优质的LED芯片，恒流隔离电源，相对灯具功率的合适的散热器，光扩散效果柔和不见点光源的灯罩。

LED节能灯一问世，就体现出它的优点：

高效节能：以相同亮度比较，3W的LED节能灯333小时耗1度电，而普通60W白炽燈17小时耗1度电，普通5W节能灯200小时耗1度电。

超长寿命：半导体芯片发光，无灯丝，无玻璃泡，不怕震动，不易破碎，使用寿命可达五万小时（普通白炽灯使用寿命仅有一千小时，普通节能灯使用寿命也只有八千小时）。

健康：光线中含紫外线和红外线少，产生辐射少（普通灯光线中含有紫外线和红外线）。

绿色环保：不含汞和氙等有害元素，利于回收，而普通灯管中含有汞和铅等元素。

保护视力：直流驱动，无频闪（普通灯都是交流驱动，必然产生频闪）。

光效率高：CREE公司实验室最高光效已达260LM/W，而市面上的单颗大功率LED已经突破100LM/W。 LED节能灯由于电源效率损耗，灯罩的光通损耗，实际光效在60LM/W，而白炽灯仅为15LM/W左右，所以总体来说，现在LED节能灯光效与节能灯持平或略优。

安全系数高：所需电压、电流较小，安全隐患小，可用于矿场等危险场所。

市场潜力大：低压、直流供电，电池、太阳能供电，可用于边远山区及野外照明等缺电、少电场所。

白光LED灯可以工作在高速状态下，且属于冷光源类型，所以很方便运输和安装，不怕振动，也没有铅、汞等污染元素，对环境没有任何污染。LED灯泡的组装部件可以非常容易的拆装，不用厂家回收就可以通过其他人回收。新的配光技术使LED点光源扩展为面光源，增大发光面，消除眩光，升华视觉效果，消除视觉疲劳；透镜与灯罩一体化设计，避免了光的重复浪费，让产品更加简洁美观；纯直流工作，消除了传统光源频闪引起的视觉疲劳；通用标准灯头，可直接替换现有卤素灯、白炽灯、荧光灯；发光效率可高达80LM/W，多种色温可选，显色指数高，显色性也非常好。

LED光源是21世纪光源市场的希望，众多优点预告其未来将逐步取代传统光源。有关权威部门指出，高亮度LED将是人类继爱迪生发明白炽灯泡之后，最伟大的发明之一。

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选购节能灯要“三看”

一看产品外包装。国家强制要求自镇流荧光灯产品在外包装上要标出以下内容：产地、额定电压和电压范围、额定功率、额定频率，在灯上、包装上或在使用说明书上标注关于灯的电流及其他与安全使用有关的补充说明。此外，包装上还应有防止灯管受损的相关措施。

二看两大认证标志。目前我国照明产品有两种节能认证标志：“CQC节能”和“节”字标志。“CQC”是安全认证标志，说明产品是经中国质量认证中心认可的；“节”是节能认证标志，说明产品经中国节能产品认证中心认可，这是对节能灯性能指标和国家能效限定值的验证。这两种标志都说明产品符合国家标准中节能评价值的要求。

三看节能灯外观。好的节能灯应是外表光洁，无气泡，灯管内的荧光粉涂层应细腻，无颗粒，呈均匀白色，如未使用就出现灯管两端发黑现象，则为不合格产品。灯头与灯管应呈垂直状态，不应有倾斜。灯头与电源的接触面应平整，否则为劣质产品。