照明电子技术的现状与发展

发表时间:2021/5/28   来源:《科学与技术》2021年第5期   作者: 马玲玲
[导读] 电子技术有效应用于照明线路中,具有十分重要的现实意义
        马玲玲
        国家知识产权局专利局专利审查协作天津中心
        摘  要:电子技术有效应用于照明线路中,具有十分重要的现实意义。首先,可以节省大量电能。照明用电量在电能损耗中所占比重较大,在节能灯中运用电子技术中的镇流器,可以将电流转变为直流形式,进而能够减少电能损耗。其次,具有良好的环保效益。利用变频技术和整流技术,可以提高电路的智能化和自动化程度,根据实际照明需求,自主调节照明设备光照强度,避免了光污染现象的出现,也不会产生温室气体。基于此,本文以照明电子技术应用现状为出发点,探讨了照明电子技术未来发展,以期为有关人士提供参考。
        关键词:照明;电子技术;现状;发展
        电子技术主要是通过放大、滤波、转换等方式,对电子信号进行处理,赋予电子元件某种特定功能的一种技术手段,分为信息电子技术和电力电子技术两部分,被广泛应用于多个领域的电路设计中。在长期的研究实践过程中,电子技术主要经历了整流器时代、逆变器时代、变频器时代三个阶段,现阶段电子技术的智能化、集成化以及网络化程度不断提高,在降低资源损耗、保护生态环境、提高生产效率等方面发挥着越来越重要的作用,是当前照明电路设计的核心技术。
        1 照明电子技术的应用现状
        1.1电路方面
        电子技术在绿色照明电路中的应用主要体现在电子镇流器方面,在绿色照明电路中,高频交流电子镇流器替代了传统的电感式镇流器,从而解决了散热性弱、照明效率低、频闪伤害人眼等在内的诸多问题,很大程度上起到了保护人眼、降低能耗、节能减排的作用。目前应用了电子技术的荧光灯已经逐渐替代了传统的白炽灯,在寿命、光色、光效等方面都有明显提升。荧光灯一般比白炽灯体积更小,但发光效率却比后者高出许多,同时省电率高达80%,使用寿命长达10倍。
        1.2光源方面
        光纤照明技术是照明电路的新型光源,通过电子技术将光纤照明技术应用到绿色照明电路中,可以有效提升照明质量,降低电路损耗,减少环境污染。所谓光纤照明技术,就是利用光线导体完成光源的传输,主要有端点发光和体发光两种。光纤照明的优点在于发光点比较小,质量比较轻,并能通过滤色片和加工发出不同颜色、不同图案的光。同时,光电子技术也在蓬勃发展,其中LED就是光电子技术的具体体现。LED同样具有体积小、光效高、颜色和图案多变的特点,广泛应用在广告牌、指示灯等醒目的地方。光纤照明技术和光电子技术都是绿色照明电源的重点发展方向,并都具有照明效率高、能源损耗低、环境污染少的优点。
        1.3电子镇流器问题
        电子技术在绿色照明电路中的应用并非是完美无缺的,相反,目前其应用还存在诸多问题,其中最明显的问题就体现在在电子镇流器方面。高频交流电子镇流器主要是由高频交流电路和负载谐振电路两个功能单元所组成。因此在实际应用中,电子镇流器会产生大量谐波,从而对电网产生污染,可能会出现短路、跳闸等影响电路正常工作的情况,严重时甚至损害高频交流电子镇流器本身并引发火灾,从而对人身、财产安全形成重大威胁。解决电子镇流器问题,已经成了当前绿色照明电路应用电子技术的主要研究任务和重要研究方向。
        2 照明电子技术的发展趋势
        2.1光纤照明技术。该技术是利用光纤导体将光源传输到任意区域内。光纤照明尺寸小、重量轻且发光点小,安装与更换简单,能够在各种窗口与空间中放置,既能指定装饰照明花样,又能提供花样丰富的装饰照明效果。光纤照明在绿色照明电路中主要有两种技术:第一,端点发光技术,以光投射主机与光纤两种组件为主,组成端点发光部分,投射主机则由光源、反射器与滤光器组成。

反射器的作用是增强光照强度,滤色器能够转换光线色彩。光源经过反射器后,由计算机控制滤色器,能够轻易将反射出来的光转变为各种颜色的光源并投射出来,使光线颜色多彩多样。这些彩色光束进入光纤后,由光纤传输到指定区域。第二,发光体。光纤也是一个发光体,能够形成一种柔性光条,材质柔软,不易碎,能够折叠,可以加工成各种形色的图案,且不受电磁干扰,实现了光电分离,发射的光线也不会有紫外线和红外线,能够用于各种有电磁屏蔽需求的场所,如石油、化工、天然气、医院、科研、游泳池、景区等各种场所。光纤照明通过光线传输方向的控制与改变,利用光纤传输光线,使光的传播柔性化,真正体现了电子技术在绿色照明电路中的价值。
        2.2光二极管。发光二极管即LED灯具,也是一种电子技术在绿色照明灯具中的应用成果。LED灯具主要是由镓、磷、氮、砷等材料组成的化合物,是光电子技术的新体现,被称为绿色光源、第四代光源。光电子技术利用了固体发光器件组成照明能源,该发光器件是使用半导体技术制造的,正逐渐成为白炽灯的主要替代品。LED灯具寿命更长,电能消耗更低,辐射更小,变幻多,光效高,显色性能更好,是照明光源的革命性飞跃。LED照明技术在指示灯、装饰照明、背光电源、广告牌、普通照明以及城市夜景、公交站台等领域都有广泛的应用。根据不同领域和场所的照明要求,能够预设各种不同的灯泡场景,营造更为舒适的照明环境。随着电子技术与LED灯具技术的发展,LED模块正成为照明电路领域的新选择。如欧司朗DurisE3LED模块,照明功率低至35W,搭载了120颗光电半导体LED,集成了智能控制技术,安装在车库中时,可以在车辆驶过、行人走过的时候,将照明灯具的亮度调整为35W的最大输出模式,在无人或车活动的时候,则会保持15W的基本照明模式,资源利用度更优化。
        2.3紧凑型荧光灯的应用。紧凑型荧光灯简称CFL,是生活中最为常见的一种节能照明装置,通常被用于酒店、走廊、餐厅等场所。“D”型和“U”型是紧凑型荧光灯最基本的形状类型,很多时候都会配合镇流器一同使用,来取代白炽灯,能够实现较为理想的节能效果,可以减少70%的照明费用。紧凑型荧光灯的光源比较舒适,光色较好,是公认的最为理想的一种光源,并且,其照明效果及使用寿命,一般可以达到白炽灯的3倍和9倍左右。紧凑型荧光灯功率大小不等,家庭照明中主要使用9W—15W左右的节能灯,当其功率超过18W时,便可以起到与100W左右白炽灯同等的照明效果。
        2.4卤化物灯和高压钠灯的应用。卤化物灯也是以电子技术为基础发展而来的一种新型照明设备,通过将金属卤化物加入到高压汞灯中,灯具内所产生的混合蒸汽,会在交流电的作用下,通过电弧放电的方式发出光亮,主要应用于公共场所照明,是街道、码头、火车站、体育馆等场所的首选照明设备。高压钠灯也是电子技术在绿色照明电路中应用的具体体现,具有节能性能良好、使用寿命较长、透雾能力较强等优点,同时高压钠灯的放电管较小,可以通过对其加以控制来增大输出管的投影距离,但是,光源颜色较差,一般為金白色,主要应用于车间、仓库、码头等场所。
        3 结束语
        总之,电子技术的飞速发展促进了绿色照明的兴起和广泛应用,为人们的日常生活和环境保护做出了重大贡献。当时,目前绿色照明中应用电子技术还存在一定问题,我们要积极发展科学技术,完善绿色照明电路,对人类的发展和环境的保护具有重大意义。
        参考文献:
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        [2]杨爱民.绿色照明电路系统中电子技术的应用研究[J].电子技术与软件工程,2015(15):143.
        [3]黄启智.电子技术在绿色照明电路中的应用研究[J].吕梁教育学院学报,2017,34(04):123-126.
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