一、节能灯的工作原理
节能灯又叫紧凑型荧光灯（国外简称CFL），它是1978年由国外厂家首先发明的，由于它具有光效高（是普通灯泡的5倍），节能效果明显，显色性好，寿命长（是普通灯泡的8倍），体积小，使用方便等优点，现已被普遍使用。"].` XC X F#}"Z
(@ s-u M C9f5L节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在1160K温度时，灯丝就开始发射电子（因为在灯丝上涂了一些电子粉），电子碰撞氩原子产生非弹性碰撞，氩原子碰撞后获得了能量又撞击汞原子，汞原子在吸收能量后跃迁产生电离，发出253.7nm 的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，由于荧光灯工作时灯丝的温度在1160K左右，比白炽灯工作的温度2200K-2700K低很多，所以它的寿命也大提高，达到5000小时以上，由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，荧光粉的能量转换效率也很高，达到每瓦50流明以上。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。
二、三基色荧光灯
20世纪50年代以后的荧光灯大都采用卤磷酸钙，俗称卤粉。卤粉价格便宜，但发光效率不够高，热稳定性差，光衰较大，光通维持率低。因此，它不适用于细管径紧凑型荧光灯中。1974年，荷兰飞利浦首先研制成功了将能够发出人眼敏感的红、绿、蓝三色光的荧光粉氧化钇（发红光，峰值波长为611nm）、多铝酸镁（发绿光，峰值波长为541nm）和多铝酸镁钡（发蓝光，峰值波长为450nm）按一定比例混合成三基色荧光粉（完整名称是稀土元素三基色荧光粉），它的发光效率高（平均光效在80lm/W以上，约为白炽灯的5倍），色温为2500K-6500K，显色指数在85左右，用它作荧光灯的原料可大大节省能源，这就是高效节能荧光灯的来由。可以说，稀土元素三基色荧光粉的开发与应用是荧光灯发展史上的一个重要里程碑。没有三基色荧光粉，就不可能有新一代细管径紧凑型高效节能荧光灯的今天。但稀土元素三基色荧光粉也有其缺点，其最大缺点就是价格昂贵。
由三基色荧光粉制成的荧光灯叫三基色荧光灯，它是一种预热式阴极气体放电灯，分直管形、U型、螺旋型、2D形和H形等几种。以H形节能荧光灯为例，它由两根顶部相通的玻璃管（管内壁涂有稀土三基色荧光粉）、三螺旋状灯丝（阴极）和灯头组成。其工作原理与普通荧光灯相似，即可配用电感型镇流器（要配有启辉器），也可配用电子镇流器（不配用启辉器）。
三、荧光灯的主要特性参量
1、光度术语
1）光通量：发光体在单位时间内所发出的光度能量。其单位用流明(lm）表示。它用来描述发光体整个发光能力大小。
2）发光效率：发光体的单位电功率所发出的光通量，其单位为流明/瓦，符号是lm/W。光效是表征发光体电光转换效率的主要参数。
3）照度：被照物体的单位面积所接受的光通量，单位用每平方米面积上受照的流明数（lm/m2）或勒克司（Lux）来量度。
4）发光强度：点光源在特定方向上单位立体角内所发射的光通量，其单位是流明/球面积（lm/Sr），或用坎德拉（Candela）,符号是cd。
5）亮度：单位元表面在某一方向上的光强密度，也就是该方向上光源的发光强度与元表面在此方向上的投影面积之商，其单位常用cd/m2或cd/cm2。相应的紫外辐射度可用w/ m2或μw/c m2表示。
2、色度术语
光源的颜色特性主要表现在两个不同方面，即光源的色表和显色性，它们都是决定于光源辐射光谱的能量分布。只有充分了解光源的色表和显色性，才能完成地描述光源的颜色特性，其中缺一不可。
1）色表：色表是指人眼直接觉察到的光源颜色，色表的概述是相对日光而言的。例如：高压汞灯看起来洁白晶亮，与日光差不多，表明它有较好的色表；而普通白炽灯呈黄橙光色，与日光差别较大，其色表就较差。
2）色温：光源辐射光的颜色与黑体热辐射光的顔色相同时，该黑体的温度就称为光源的色温，单位用“K”表示。因为黑体辐射光源发射连续光谱，而荧光灯气体放电光源所产生的辐射大多是线状光谱，所以用相关色温来表征上述色温。
3）相关色温：气体放电光源辐射出来光的顔色与黑体在某一温度下辐射光的顔色最接近，此时黑体的温度就是该光源的相关色温，其单位也用“K”表示。荧光灯的光色可分成六种类型：①日光色（6500K）—RR；②中性白色（5000K）—RZ；③冷白色（4000K）—RL； ④白色（3500K）—RB；⑤暖白色（3000K）—RN；⑥白炽灯色（2700K）－RD。
还有另一种说法：
暖色光
暖色光的色温在3300K以下，暖色光与白炽灯相近，红光成分较多，能给人温暖、健康、舒适的感觉。适用于家庭、住宅、宿舍、宾馆等场所或温度较低的地方。
冷白色光
又叫中性色，它的色温在3300K~5300K之间，中性色由于光线柔和，使人有愉快、舒适、安详的感觉。适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。
冷色光
又叫日光色，它的色温在5300K以上，光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力集中。适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。
注1：色温不是指的温度，而是光源颜色的表示方法。 K指开尔文，绝对温度的单位符号。0K= -273.15℃，0K指的是理想气体体积变为零的最低温度，即热力学温度（绝对温度）的零度。
注2：色温表示可直接表示，如2700K；可省略表示，如27K，即2700K；还有一种表示方法，如827，指的是显色指数大于80，色温2700K；641,指的是显色指数大于60，色温4100K。
４）显色性：光源的光照射到有色物体上，其顔色被再现出来的能力就叫做光源的显色性。用显色指数(Ra）定量描述显色性的量。太阳光的显色指数定为100，灯光照射到物体上的效果愈接近于日光，则该光源的显色性愈好，显色指数就高。
光源的显色性按国际照明委员会（CIE）规定可分为四类（如下表）
光源显色性的分类
四、电子镇流器
镇流器分电阻镇流器、电容镇流器、电感镇流器和电子镇流器。常用的镇流器为电感镇流器和电子镇流器，由于电感镇流器比较笨重，电子镇流器比较轻巧，因此电子镇流器被广泛应用。
电子镇流器是将低频的交流电通过整流转变为直流电，再经过逆变器变换为较高频率的交流电，由高频能量来驱动一只或几只灯管，使之启辉点亮并正常工作。逆变器一般工作于20-70KHz的高频，输出级采用LC串联谐振电路，通过高频高压将灯点燃，在正常点燃后由电感限制灯的电流。因为频率很高，所以所用的电感体积小而重量轻。
五、电子节能灯和电子镇流器的一些专用术语和名词。
自镇流荧光灯（Self-ballasted lamp）:指含有灯头、镇流器和灯管，并使之成为一体的荧光灯，这种灯在不损坏其结构时是不可拆卸的。
电子镇流器（Ballast）：指安装在电源与一个或几个荧光灯之间，将电源的交流电压变换为高频的交流电，使灯（单支或多支）正常启动和稳定工作的变换器或电子装置。
独立式镇流器：指可以安装在灯具之外无需任何附加外壳的镇流器。它可以是带有合适的外壳的内装式镇流器，外壳可按标识提供全部必要的防护。这种镇流器在其产品标识上应加一个特殊符号，在国家标准中有明确的规定。
内装式镇流器：指只能安装在某一个灯具、盒体、外壳或类似壳体内的镇流器。
整体式镇流器：此类镇流器是灯具的一个不可替换部件，不能与灯具分开来进行试验。
基准镇流器（Reference Ballast）：是指专为试验镇流器或筛选基准灯而设计的镇流器，主要特点是在额定频率下具有稳定的电压－电流比，相对地不受电流、温度和周围环境变化的影响。
基准灯（Reference Lamp）：指特选用于测试镇流器的灯。该灯与镇流器配套，在规定的条件下工作时，其电特性应接近有关灯标准中规定的标称值。
标称功率：镇流器或整灯标称的功率。
额定电源电压和额定电源频率：
线路功率（Line Power）：在镇流器的额定电源电压和额定电源频率下，镇流器和灯的组合体所消耗的总功率。
线路功率因数（Line Power Factor）：指镇流器和灯（一只或几只）组合体的功率因数，它等于线路有功功率与视在功率之笔，符号记为λ，或用PF表示。
镇流器的流明系数（Luminous Coefficient of Ballast）：指灯与在额定电源电压下的被测镇流器配套工作时的光通量同该灯与在额定电源电压下和额定电源频率下的基准镇流器配套工作时的光通量的比值。符号记为u。
总谐波失真(Total Harmonic Distortion)：它是指 各次谐波分量的均方根值与基波有效值之比，以THD表示。
灯电流波峰系数(Current Crest Factor)：亦称电流波峰的比，指灯电流的峰值与电流的均方根值之比。在理想的条件下，当高频灯电流为正弦波且其包络线为一条直线时，电流波峰系数等于1.414。如高频电流为方波，电流波峰系数将小于1.4，甚至可接近1。
异常状态(Abnormal Condition)：指镇流器处于灯开路或不能启动等非正常状态。在异常状态下，电子镇流器的安全性应不受到损害，即电子镇流器在异常状态下应有保护功能。
整流效应(Rectification Effect)：在荧光灯寿终时，由于一个阴极损坏或发射电子不足，引起灯的弧光电流在连续半周期中经常不一致的效应。
初始值(Initial Values)：指等老练100H测得的光电参数值。
光通维持率(Lumen Maintenance)：灯在规定条件下燃点，在寿命期间内一特定时间的光通量与该灯的初始光通量之比，以百分数表示。
寿命（Life）：指一只成品灯从燃点至“烧毁”，或者灯工作至低于标准中所规定的寿命性能的任一要求时的累计时间。
平均寿命(Life):（50%灯实效时的寿命）
灯的光通维持率达到标准要求并能继续燃点至50%的灯达到单只寿命时的累计时间。
灯头种类：E27,E14,B22,E26,E12,B15,E40,GU10,GU5.3 …
六、节能灯的组成及种类
一个基本的节能灯由灯头、塑壳、电子镇流器、荧光灯管等组成。
电子镇流器由电阻、电容、电感、磁环、晶体管等组装在PCB上构成的。
节能灯的种类：
U型节能灯：2U、3U、4U、6U、8U …
半螺旋节能灯
全螺旋节能灯
异型节能灯：莲花型、梅花型、烛泡型、球泡型、发射罩……
灯管的功率和灯管的长度和粗细有关，总长越长，管径越粗，灯管所能达到的功率越大。
灯管的粗细表示方法有两种：直标法，如Φ12mm，指灯管直径为12mm；用T来表示灯管的直径，如T2，指灯管的管径在7mm左右。1T=1/8英寸，1英寸=25.4mm。
T1=1/8英寸=3.175mm
T2=1/4英寸=6.35mm
T3=3/8英寸=9.525mm
T4=1/2英寸=12.7mm
T5=5/8英寸=15.875mm
T8=1英寸=25.4mm
T12=3/2英寸=38.1mm
常规的灯管管径有:
<5mm – T1
7.2mm–T2
9mm- T3
10mm –T3
12mm – T4
14.5mm – T5
16mm – T5
17mm – T5
19mm – T5
节能灯又叫紧凑型荧光灯（国外简称CFL），它是1978年由国外厂家首先发明的，由于它具有光效高（是普通灯泡的5倍），节能效果明显，显色性好，寿命长（是普通灯泡的8倍），体积小，使用方便等优点，现已被普遍使用。"].` XC X F#}"Z
(@ s-u M C9f5L节能灯主要是通过镇流器给灯管灯丝加热，大约在1160K温度时，灯丝就开始发射电子（因为在灯丝上涂了一些电子粉），电子碰撞氩原子产生非弹性碰撞，氩原子碰撞后获得了能量又撞击汞原子，汞原子在吸收能量后跃迁产生电离，发出253.7nm 的紫外线，紫外线激发荧光粉发光，由于荧光灯工作时灯丝的温度在1160K左右，比白炽灯工作的温度2200K-2700K低很多，所以它的寿命也大提高，达到5000小时以上，由于它不存在白炽灯那样的电流热效应，荧光粉的能量转换效率也很高，达到每瓦50流明以上。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。
二、三基色荧光灯
20世纪50年代以后的荧光灯大都采用卤磷酸钙，俗称卤粉。卤粉价格便宜，但发光效率不够高，热稳定性差，光衰较大，光通维持率低。因此，它不适用于细管径紧凑型荧光灯中。1974年，荷兰飞利浦首先研制成功了将能够发出人眼敏感的红、绿、蓝三色光的荧光粉氧化钇（发红光，峰值波长为611nm）、多铝酸镁（发绿光，峰值波长为541nm）和多铝酸镁钡（发蓝光，峰值波长为450nm）按一定比例混合成三基色荧光粉（完整名称是稀土元素三基色荧光粉），它的发光效率高（平均光效在80lm/W以上，约为白炽灯的5倍），色温为2500K-6500K，显色指数在85左右，用它作荧光灯的原料可大大节省能源，这就是高效节能荧光灯的来由。可以说，稀土元素三基色荧光粉的开发与应用是荧光灯发展史上的一个重要里程碑。没有三基色荧光粉，就不可能有新一代细管径紧凑型高效节能荧光灯的今天。但稀土元素三基色荧光粉也有其缺点，其最大缺点就是价格昂贵。
由三基色荧光粉制成的荧光灯叫三基色荧光灯，它是一种预热式阴极气体放电灯，分直管形、U型、螺旋型、2D形和H形等几种。以H形节能荧光灯为例，它由两根顶部相通的玻璃管（管内壁涂有稀土三基色荧光粉）、三螺旋状灯丝（阴极）和灯头组成。其工作原理与普通荧光灯相似，即可配用电感型镇流器（要配有启辉器），也可配用电子镇流器（不配用启辉器）。
三、荧光灯的主要特性参量
1、光度术语
1）光通量：发光体在单位时间内所发出的光度能量。其单位用流明(lm）表示。它用来描述发光体整个发光能力大小。
2）发光效率：发光体的单位电功率所发出的光通量，其单位为流明/瓦，符号是lm/W。光效是表征发光体电光转换效率的主要参数。
3）照度：被照物体的单位面积所接受的光通量，单位用每平方米面积上受照的流明数（lm/m2）或勒克司（Lux）来量度。
4）发光强度：点光源在特定方向上单位立体角内所发射的光通量，其单位是流明/球面积（lm/Sr），或用坎德拉（Candela）,符号是cd。
5）亮度：单位元表面在某一方向上的光强密度，也就是该方向上光源的发光强度与元表面在此方向上的投影面积之商，其单位常用cd/m2或cd/cm2。相应的紫外辐射度可用w/ m2或μw/c m2表示。
2、色度术语
光源的颜色特性主要表现在两个不同方面，即光源的色表和显色性，它们都是决定于光源辐射光谱的能量分布。只有充分了解光源的色表和显色性，才能完成地描述光源的颜色特性，其中缺一不可。
1）色表：色表是指人眼直接觉察到的光源颜色，色表的概述是相对日光而言的。例如：高压汞灯看起来洁白晶亮，与日光差不多，表明它有较好的色表；而普通白炽灯呈黄橙光色，与日光差别较大，其色表就较差。
2）色温：光源辐射光的颜色与黑体热辐射光的顔色相同时，该黑体的温度就称为光源的色温，单位用“K”表示。因为黑体辐射光源发射连续光谱，而荧光灯气体放电光源所产生的辐射大多是线状光谱，所以用相关色温来表征上述色温。
3）相关色温：气体放电光源辐射出来光的顔色与黑体在某一温度下辐射光的顔色最接近，此时黑体的温度就是该光源的相关色温，其单位也用“K”表示。荧光灯的光色可分成六种类型：①日光色（6500K）—RR；②中性白色（5000K）—RZ；③冷白色（4000K）—RL； ④白色（3500K）—RB；⑤暖白色（3000K）—RN；⑥白炽灯色（2700K）－RD。
还有另一种说法：
暖色光
暖色光的色温在3300K以下，暖色光与白炽灯相近，红光成分较多，能给人温暖、健康、舒适的感觉。适用于家庭、住宅、宿舍、宾馆等场所或温度较低的地方。
冷白色光
又叫中性色，它的色温在3300K~5300K之间，中性色由于光线柔和，使人有愉快、舒适、安详的感觉。适用于商店、医院、办公室、饭店、餐厅、候车室等场所。
冷色光
又叫日光色，它的色温在5300K以上，光源接近自然光，有明亮的感觉，使人精力集中。适用于办公室、会议室、教室、绘图室、设计室、图书馆的阅览室、展览橱窗等场所。
注1：色温不是指的温度，而是光源颜色的表示方法。 K指开尔文，绝对温度的单位符号。0K= -273.15℃，0K指的是理想气体体积变为零的最低温度，即热力学温度（绝对温度）的零度。
注2：色温表示可直接表示，如2700K；可省略表示，如27K，即2700K；还有一种表示方法，如827，指的是显色指数大于80，色温2700K；641,指的是显色指数大于60，色温4100K。
４）显色性：光源的光照射到有色物体上，其顔色被再现出来的能力就叫做光源的显色性。用显色指数(Ra）定量描述显色性的量。太阳光的显色指数定为100，灯光照射到物体上的效果愈接近于日光，则该光源的显色性愈好，显色指数就高。
光源的显色性按国际照明委员会（CIE）规定可分为四类（如下表）
光源显色性的分类
| Ra范围 | 类别 |
| Ra≧90 | 1A |
| 90﹥Ra≧80 | 1B |
| 80﹥Ra≧60 | 2 |
| 60﹥Ra≧40 | 3 |
| 40﹥Ra≧20 | 4 |
四、电子镇流器
镇流器分电阻镇流器、电容镇流器、电感镇流器和电子镇流器。常用的镇流器为电感镇流器和电子镇流器，由于电感镇流器比较笨重，电子镇流器比较轻巧，因此电子镇流器被广泛应用。
电子镇流器是将低频的交流电通过整流转变为直流电，再经过逆变器变换为较高频率的交流电，由高频能量来驱动一只或几只灯管，使之启辉点亮并正常工作。逆变器一般工作于20-70KHz的高频，输出级采用LC串联谐振电路，通过高频高压将灯点燃，在正常点燃后由电感限制灯的电流。因为频率很高，所以所用的电感体积小而重量轻。
五、电子节能灯和电子镇流器的一些专用术语和名词。
自镇流荧光灯（Self-ballasted lamp）:指含有灯头、镇流器和灯管，并使之成为一体的荧光灯，这种灯在不损坏其结构时是不可拆卸的。
电子镇流器（Ballast）：指安装在电源与一个或几个荧光灯之间，将电源的交流电压变换为高频的交流电，使灯（单支或多支）正常启动和稳定工作的变换器或电子装置。
独立式镇流器：指可以安装在灯具之外无需任何附加外壳的镇流器。它可以是带有合适的外壳的内装式镇流器，外壳可按标识提供全部必要的防护。这种镇流器在其产品标识上应加一个特殊符号，在国家标准中有明确的规定。
内装式镇流器：指只能安装在某一个灯具、盒体、外壳或类似壳体内的镇流器。
整体式镇流器：此类镇流器是灯具的一个不可替换部件，不能与灯具分开来进行试验。
基准镇流器（Reference Ballast）：是指专为试验镇流器或筛选基准灯而设计的镇流器，主要特点是在额定频率下具有稳定的电压－电流比，相对地不受电流、温度和周围环境变化的影响。
基准灯（Reference Lamp）：指特选用于测试镇流器的灯。该灯与镇流器配套，在规定的条件下工作时，其电特性应接近有关灯标准中规定的标称值。
标称功率：镇流器或整灯标称的功率。
额定电源电压和额定电源频率：
线路功率（Line Power）：在镇流器的额定电源电压和额定电源频率下，镇流器和灯的组合体所消耗的总功率。
线路功率因数（Line Power Factor）：指镇流器和灯（一只或几只）组合体的功率因数，它等于线路有功功率与视在功率之笔，符号记为λ，或用PF表示。
镇流器的流明系数（Luminous Coefficient of Ballast）：指灯与在额定电源电压下的被测镇流器配套工作时的光通量同该灯与在额定电源电压下和额定电源频率下的基准镇流器配套工作时的光通量的比值。符号记为u。
总谐波失真(Total Harmonic Distortion)：它是指 各次谐波分量的均方根值与基波有效值之比，以THD表示。
灯电流波峰系数(Current Crest Factor)：亦称电流波峰的比，指灯电流的峰值与电流的均方根值之比。在理想的条件下，当高频灯电流为正弦波且其包络线为一条直线时，电流波峰系数等于1.414。如高频电流为方波，电流波峰系数将小于1.4，甚至可接近1。
异常状态(Abnormal Condition)：指镇流器处于灯开路或不能启动等非正常状态。在异常状态下，电子镇流器的安全性应不受到损害，即电子镇流器在异常状态下应有保护功能。
整流效应(Rectification Effect)：在荧光灯寿终时，由于一个阴极损坏或发射电子不足，引起灯的弧光电流在连续半周期中经常不一致的效应。
初始值(Initial Values)：指等老练100H测得的光电参数值。
光通维持率(Lumen Maintenance)：灯在规定条件下燃点，在寿命期间内一特定时间的光通量与该灯的初始光通量之比，以百分数表示。
寿命（Life）：指一只成品灯从燃点至“烧毁”，或者灯工作至低于标准中所规定的寿命性能的任一要求时的累计时间。
平均寿命(Life):（50%灯实效时的寿命）
灯的光通维持率达到标准要求并能继续燃点至50%的灯达到单只寿命时的累计时间。
灯头种类：E27,E14,B22,E26,E12,B15,E40,GU10,GU5.3 …
六、节能灯的组成及种类
一个基本的节能灯由灯头、塑壳、电子镇流器、荧光灯管等组成。
电子镇流器由电阻、电容、电感、磁环、晶体管等组装在PCB上构成的。
节能灯的种类：
U型节能灯：2U、3U、4U、6U、8U …
半螺旋节能灯
全螺旋节能灯
异型节能灯：莲花型、梅花型、烛泡型、球泡型、发射罩……
灯管的功率和灯管的长度和粗细有关，总长越长，管径越粗，灯管所能达到的功率越大。
灯管的粗细表示方法有两种：直标法，如Φ12mm，指灯管直径为12mm；用T来表示灯管的直径，如T2，指灯管的管径在7mm左右。1T=1/8英寸，1英寸=25.4mm。
T1=1/8英寸=3.175mm
T2=1/4英寸=6.35mm
T3=3/8英寸=9.525mm
T4=1/2英寸=12.7mm
T5=5/8英寸=15.875mm
T8=1英寸=25.4mm
T12=3/2英寸=38.1mm
常规的灯管管径有:
<5mm – T1
7.2mm–T2
9mm- T3
10mm –T3
12mm – T4
14.5mm – T5
16mm – T5
17mm – T5
19mm – T5
