電子技術(shù)在綠色照明電路中的應(yīng)用研究

陳冬梅

（菏澤技師學(xué)院，山東 菏澤 274000）

1 綠色照明的定義及其發(fā)展重要性

綠色照明工程項(xiàng)目是由國(guó)家經(jīng)貿(mào)委和聯(lián)合國(guó)環(huán)境保護(hù)計(jì)劃署共同發(fā)布實(shí)施的，主要目的在于促進(jìn)照明產(chǎn)業(yè)的綠色發(fā)展，共同構(gòu)建一個(gè)綠色照明環(huán)境。綠色照明技術(shù)是采用高效的綠色光源，經(jīng)過科學(xué)的設(shè)計(jì)構(gòu)建出一個(gè)明亮舒適、高效節(jié)能的照明環(huán)境，具有高光效、高亮度、高節(jié)能、高顯色、無(wú)頻閃效應(yīng)危害等優(yōu)良技術(shù)性能。傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)常見的照明設(shè)施有霓虹燈、熒光燈、金鹵燈等，屬于氣體放電燈的常見類型。這些燈的用電照明回路中，安裝有相應(yīng)的限流器，以保證電路正常的運(yùn)轉(zhuǎn)工作，但同時(shí)也是因?yàn)橛墟?zhèn)流器的存在，直接影響了電路系統(tǒng)的散熱情況，導(dǎo)致照明電路運(yùn)行效率低下等諸多問題。這就意味著，為了達(dá)到相同的照明環(huán)境效果，傳統(tǒng)的照明系統(tǒng)需要消耗更多的能源，而當(dāng)今社會(huì)傳統(tǒng)資源日益稀缺，環(huán)境污染問題也日益突出，得不到明顯的改善。在這個(gè)大的社會(huì)背景下，傳統(tǒng)照明電路系統(tǒng)的運(yùn)作明顯是行不通的，可見推進(jìn)綠色照明技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展是非常有必要的，而將電子技術(shù)融入綠色照明電路中，可以使整個(gè)照明電路的運(yùn)作模式變得更加綠色、環(huán)保，是照明產(chǎn)業(yè)順應(yīng)新時(shí)代發(fā)展的必然發(fā)展階段。

2 電子技術(shù)在綠色照明電路中的具體應(yīng)用

2.1 緊湊型熒光燈

目前，比較常見的新型綠色照明系統(tǒng)有緊湊型熒光燈，常見的形狀有D 型和U 型，主要應(yīng)用于住宅、酒店、走廊、餐廳等場(chǎng)所，可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的白熾燈工作。高能效、高質(zhì)量的緊湊型熒光燈每瓦產(chǎn)生的光效能達(dá)到普通白熾燈的兩三倍，節(jié)約超過70%的照明費(fèi)用，而且緊湊型熒光燈的壽命能達(dá)到普通白熾燈的9 倍左右，具有壽命長(zhǎng)、燈色好等優(yōu)點(diǎn)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，照明電路有了更多的突破，出現(xiàn)了更多形狀的緊湊型熒光燈，來(lái)適應(yīng)照明市場(chǎng)的不同應(yīng)用場(chǎng)所需求。

2.2 光纖照明技術(shù)

光纖作為一種導(dǎo)光體，早期被廣泛應(yīng)用于建筑導(dǎo)光，因?yàn)槠淞己玫膶?dǎo)光性能、柔光性以及比較鮮明個(gè)性的色彩，可以滿足在不同環(huán)境下人們對(duì)不同光的需求，現(xiàn)如今，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于科研、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、水下等多個(gè)綠色照明領(lǐng)域。光纖照明系統(tǒng)主要是由發(fā)光器、發(fā)光導(dǎo)體、終端附件等部分構(gòu)成，照明原理先是發(fā)射器發(fā)射一束平行光，經(jīng)過濾波器作用，平行光轉(zhuǎn)變成一束色彩光，色彩光進(jìn)入光線內(nèi)，沿著預(yù)先設(shè)定的途徑抵達(dá)相應(yīng)的位置，從而實(shí)現(xiàn)照明效果。隨著科技技術(shù)的不斷發(fā)展，更具環(huán)保性能的玻璃光纖逐漸替代了塑料光纖，照明的精準(zhǔn)度和對(duì)比度也有了大幅提高，可以實(shí)現(xiàn)一般照明系統(tǒng)無(wú)法完成的照明工作。另外，光纖照明釋放的光纖中不含紅外線和紫外線、不帶電、不發(fā)熱，對(duì)被照明的物體不會(huì)產(chǎn)生較大的危害，是一種安全又綠色環(huán)保的照明系統(tǒng)，相關(guān)的研究也日益更多。

2.3 發(fā)光二極管

發(fā)光二極管即LED，由含鎵、砷、磷、氮等化合物制成。因?yàn)槠潆娮优c空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見光的特性，在電路中常作為指示燈，是隨著電子技術(shù)的不斷提升，在光電技術(shù)領(lǐng)域的又一項(xiàng)技術(shù)革命。即以半導(dǎo)體材料制造而成的固體發(fā)光器件作為新的照明能源，替代傳統(tǒng)的白熾燈光源。LED 具有壽命長(zhǎng)、顯色性能好、省電等諸多優(yōu)點(diǎn)，是目前發(fā)展最快、創(chuàng)新活躍度最高的綠色照明技術(shù)。

3 電子技術(shù)在綠色照明電路中的應(yīng)用價(jià)值

3.1 大大節(jié)約能源的消耗

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們的消費(fèi)水平也在不斷提升，各大娛樂消費(fèi)場(chǎng)所數(shù)量也在日益增加，而這些建筑的裝修上安裝的燈具往往很多，大部分商場(chǎng)寫字樓的長(zhǎng)燈也是徹夜不眠，在我國(guó)電能消耗是非常嚴(yán)重的。而綠色照明電路系統(tǒng)通過充分利用傳感技術(shù)和電子技術(shù)，可以很好地緩解電能消耗巨大這一現(xiàn)象。比如，白天許多企業(yè)的燈都是亮著的，無(wú)形中造成了能源的不必要浪費(fèi)，而利用電子傳感技術(shù)可以通過環(huán)境的光源亮度自動(dòng)對(duì)燈具開關(guān)或亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，在晴天光線充足的環(huán)境下，燈源自動(dòng)斷電，節(jié)約電能，而在陰天晚上等較暗光線下可以自動(dòng)開啟照明，并根據(jù)環(huán)境光線適度調(diào)節(jié)照明效果，達(dá)到適合人們工作的舒適光效，大幅節(jié)省電能資源，提高能源利用率。

3.2 降低環(huán)境污染程度

當(dāng)今社會(huì)，各種環(huán)境污染事件層出不窮，一方面，國(guó)家雖然加強(qiáng)了環(huán)境治理的力度，但大部分環(huán)境污染還是得不到很好的改善。而傳統(tǒng)的照明方式在照明過程中會(huì)產(chǎn)生一定濃度的溫室氣體，特別是一些用汞做原料的照明電路，不但會(huì)污染環(huán)境，還可能對(duì)人體造成一定危害。另一方面，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的照明光源使用壽命短，更換頻次多，而大部分廠家和燈具使用者的環(huán)保意識(shí)不強(qiáng)，不會(huì)對(duì)損壞或破舊的照明器具進(jìn)行回收再利用，更不能妥善環(huán)保地處理廢棄汞材料，勢(shì)必還會(huì)對(duì)環(huán)境和人體造成二次污染?，F(xiàn)階段，將先進(jìn)的電子技術(shù)應(yīng)用到照明系統(tǒng)中，可以有效地改善這一問題，新材料的使用和電路系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，可以大幅減少有害材料的使用，減少對(duì)人體的傷害，大大延長(zhǎng)照明系統(tǒng)的使用壽命，減少照明燈具的更換頻次，并妥善回收利用破舊燈具的材料，降低對(duì)環(huán)境的污染。

3.3 提升電路的安全性和穩(wěn)定性

傳統(tǒng)照明電路因?yàn)殡娮悠鞑暮碗娐吩O(shè)計(jì)的缺陷，常常發(fā)生跳閘斷電的現(xiàn)象，需要花費(fèi)不少的時(shí)間和精力去維修，給人們的生活和工作帶來(lái)了不必要的麻煩。隨著在綠色照明電路中電子技術(shù)的不斷發(fā)展革新，可以從根本上解決電路的安全問題。一是可以將PWM 技術(shù)與IGBT 技術(shù)結(jié)合，可有效調(diào)節(jié)照明系統(tǒng)自身電壓過大、過小的情況，改善電路自身過熱出現(xiàn)的短路問題，一定程度上提高了電路使用的安全性和穩(wěn)定性。二是在電路中添加定量電感的混合鎮(zhèn)流器，通過提高功率因數(shù)來(lái)降低諧波成分，提高電路控制的安全性。三是開發(fā)新型的有源濾波器，進(jìn)一步過濾電路電子鎮(zhèn)流器中的諧波成分，從而保證綠色照明電路的穩(wěn)定運(yùn)行。通過不斷改善創(chuàng)新電子技術(shù)在綠色照明電路中的應(yīng)用，進(jìn)而提升照明系統(tǒng)電路的安全性和穩(wěn)定性。

3.4 提升照明的質(zhì)量

電子技術(shù)在綠色照明電路中的應(yīng)用，可以很好地改善照明光源的頻閃現(xiàn)象。頻閃現(xiàn)象即照明電路電光源產(chǎn)生的光通量不穩(wěn)定，從而造成光波動(dòng)，簡(jiǎn)稱頻閃。國(guó)內(nèi)照明電路中使用較多的電流頻率為50Hz，往往會(huì)出現(xiàn)電燈以固定的頻率閃爍，頻閃效應(yīng)實(shí)質(zhì)上是一種光污染，人們長(zhǎng)期在這種照明環(huán)境下工作，會(huì)給眼睛帶來(lái)較大的傷害。隨著人們生活水平的不斷提高，人們對(duì)自身的生活工作環(huán)境也提出了更高的要求，隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，在綠色照明電路中應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，高頻交流電子鎮(zhèn)流器在照明電路中的使用，可以極大地改善照明系統(tǒng)的頻閃現(xiàn)象，提升照明質(zhì)量，越來(lái)越多具有保護(hù)人體視力功能的電燈出現(xiàn)在人們的生活中，為人們的生活和工作提供了理想的照明環(huán)境。

總而言之，在這個(gè)資源短缺、環(huán)境污染現(xiàn)象嚴(yán)重的時(shí)代背景下，發(fā)展綠色照明系統(tǒng)是極其有必要的。通過推動(dòng)電子技術(shù)在綠色照明電路中的應(yīng)用，可以大大推進(jìn)綠色照明工程技術(shù)的革新和進(jìn)步，進(jìn)而在社會(huì)上推廣綠色照明系統(tǒng)，提高照明系統(tǒng)的使用壽命和光效調(diào)節(jié)功能，節(jié)約電能等資源，減少不必要的資源浪費(fèi)。同時(shí)，通過新型材料和新興電子技術(shù)在綠色照明系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以減少照明系統(tǒng)中有害材料的應(yīng)用，降低對(duì)環(huán)境污染的危害程度以及傳統(tǒng)燈源對(duì)人體造成的危害，提升照明的質(zhì)量以及電路運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，為人類的生活和工作等不同環(huán)境打造不同的燈光需求，進(jìn)而提高人們的幸福生活指數(shù)。