LED灯与无极灯应用综合评述

    高频无极灯，它是基于荧光灯气体放电和高频电磁感应两个熟知原理相结合的一种光源，由于灯泡内没有灯丝或电极，因此不存在限制光源寿命的必然组件，一般理论寿命可达数万小时以上。主要由高频发生器、功率耦合器和玻璃泡壳三部分组成。

　　其发光原理是：在输入一定范围的电源电压后，高频发生器产生2.65MHZ高频恒电压送给功率耦合器，由功率耦合器在玻璃壳内的放电空间内建立静电强磁场，对放电空间内的大气进行电离，并生产强紫外光，玻璃泡壳内壁的三基色荧光粉受强紫外光激励发光。

　　led即半导体发光二极管。

　　LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。

　　LED灯是用高亮度白色发光二极管发光源，光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保；是新一代固体冷光源，光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗，绿色环保，适用道路，家庭，商场，银行，医院，宾馆，饭店他各种公共场所长时间照明。无闪直流电，对眼睛起到很好的保护作用，是台灯，路灯的最佳选择。　

　　为了更好的了解LED灯与无极灯，我们通过以下表格，可相对直观的了解到一些关于这二类产品的表现。

表1 无极灯和LED的基本比较分析

比较项目

无极灯

LED灯

技术名称及特点

Low Voltage Discharge
低电压放电感应发光
面光源，适合大功率功能照明

Lighting Emit Diode
固体发光二极管
点光源，灵活应用，适合各种照明

技术先进性

国内2000年开始研发，2004年开始销售。处于光源发展的先进阶段，标准化产品不能满足市场需要，因此这种高科技产品尚未规模化生产。

1968年第一粒红光LED研制成功，到目前为止已经发展了近40年。1996年研制成功第一粒白光LED。技术方面稳步提升，逐渐成熟，适用各种功能性照明场合，其整体发展速度较快。得到全球照明企业的青睐；

市场容量

无极灯作为一种新型的功能性照明光源，可以去替代某些传统的功能性照明光源。市场容量相对较小。

LED发展了几十年，其光效高、功率随意组合、配套灯具相对较多等，能用于显示照明、交通信号灯、汽车尾灯、道路照明、各种室内照明等。

经济性

无极灯的成本随着大批量生产，价格将与传统光源持平。

成本相对高，但由于其节能环保各种优势，能适应市场的广泛需求，市场推广应用广泛，是替代传统光源的最佳选择。

节能率

无极灯光效低于LED灯20%以上，并且光衰大于LED，因此节能率比LED低约40%。

LED光效高、功率小、光衰小，节能效果比无极灯好。
(设计制作合理为前提条件)

应用场合

工业、道路、隧道、桥梁、广告等照明领域

交通信号、汽车尾灯、显示屏幕等特殊照明领域以及工业、商业、道路、隧道、桥梁、园林、农业、广告等室内外照明领域，范围广阔。

实际应用

由于许多技术难题有待于攻关和克服，无极灯很难真正应用于广阔的功能性照明场合，产业化和规模化生产很难实现。应用稳定和电器问题尚未解决；

LED灯已经被广泛地应用于诸多照明工程项目，实际推广应用前景广阔，产业化速度快，规模效应显著。特别是LED道路照明方面并且得到发改委重视推广为示范项目；

技术指标

1.功率：15W~200W
2.光效： 80 lm/W
3.显色性：80 Ra
4.色温：2100K~6500K全系列
5.色温差:+/_300K
6.光衰：5%@2000小时
7.使用寿命：<8,000小时（目前实际）
8.发热量：灯管较高，荧光粉老化快；
9.灯具配套：灯具配套相对较难;
10.面光源：荧光源，灯具效率低，配光难度大，光源光通利用率低；

1.功率：根据应用实际可以选择多样化，。
2.光效：>130 lm/W (白色光）
3.显色性：>80 Ra
4.色温：选择范围根据要求可调;
5. 色温差:+/_200K
6.光衰：>2%@2000小时
7.使用寿命：>50,000小时
8.发热量：较高，通过热学技术可以完全解决。
9.灯具配套：专业化，灯具一体化配套;
10.点光源：配光容易，光源光通利用率高，更节能高效。

表2 无极灯与LED灯应用技术参数及详细对比

参数比较表：

项目名称

无极灯

LED

光源类别

气体放电

固体发光

灯具光 效

65~78Lm/W

>80Lm/W以上

光衰

较快

小

寿 命

<8000 小时（实际应用）

>50000 小时

工作频率

2.65MHz

50Hz

启动特性

延时启动

立即启动

光方向性

差

强

抗震性

差

很强

安装方式

复杂（灯具需按已定方位安装）

简单(灯具可任意方位安装)

导热处理

需要

需要

眩光

大（有很强的眩光）

小（应用眩光小于<15%）

EMC电磁辐射干扰

严重超标*

符合国标要求

光色温

可选

可选

光 谱

宽

丰富多彩

单体功率

40～200W

0.05～10W

       紫外线成份

含有ＵＶ

不含ＵＶ

绿色环保

否（含汞元素）

是（不含汞元素）

维 护

需要

免

安全性

弱

强

应用领域

工厂、非主要道路照明等领域

景观照明、路标、汽车灯等
 户外、路灯、厂矿、隧道、超市等室内外照明领域

延申应用

传统小功率照明领域

取代传统光源

*2008年深圳出现过无极灯照明应用干扰机场导航系统工作事件/《航空调度频率受高频无极灯严重干扰分析》
资料链接：http://www.mni.cn/Mni_docu54.html

 表3  150W无极灯与100WLED同等照明条件替代250W钠灯节能对比

项目

钠灯

无极灯

LED路灯

LED路灯比无极灯节省

备注

光源功率 W

250

150

100

33%

　

綜合線損（6﹪）W

18

7.5

5

33%

国际标准5％

变压器耗损（3％）W

9

4.5

3

33%

100KVA变压器最低水平3％

合计功率

277

162

108

33%

　

功率因数

0.8

0.85

0.95

　

　

实际消耗功率

346.25

190.59

112.5

41%

　

均匀度

0.3

0.50

0.7

　

　

电器效率

60%

75%

90%以上

　

　

智能控制

无

无

可以智能控制功率输出

　

　

单灯每天耗电量(度)

4.155

2.287

1.35

41%

每天按12小时计，LED路灯可智能控制，6小时全亮，6小时半亮，功率减半

单灯每年耗电量(度)

1516.575

834.776

492.75

41%

　

单灯每年节电量(度)

0

681.798

102.382

342.026

　相同条件下LED节能效果更明显;

表4  250W无极灯与160 W LED同等照明条件替代400W钠灯节能对比

项目

钠灯

无极灯

LED路灯

LED路灯比无极灯节省

备注

光源功率 W

400

250

160

36%

　

綜合線損（6﹪）W

20

12.5

8

36%

国际标准5％

电器耗损（3％）W

12

7.5

4.8

36%

100KVA变压器最低水平3％

合计功率

432

270

172.8

36%

　

功率因数

0.8

0.85

0.96

　

　

实际消耗功率

540

317.65

180

43%

　

均匀度

0.3

0.50

0.7

　

　

电器效率

60%

0.70

90%以上

　

　

智能控制

无

无

可以智能控制功率输出

　

　

单灯每天耗电量(度)

6.480

3.81176

2.160

43%

每天按12小时计，LED路灯可智能控制，6小时全亮，6小时半亮，功率减半

单灯每年耗电量(度)

2365.2

1391.294

788.4

43%

　

单灯每年节电量

0

973.905

1576.8

602.894

　相同条件下LED比无极灯多节约602度电;

　　从“无极灯”的发明至今，已经有100多年历史，期间走过的道路，艰难而又曲折。而我国开始研发生产“无极灯”，也已经十多年。

　　从爱迪生发明灯泡来，灯从有灯丝到无灯丝，灯寿命已经得到很大提升，由于灯丝和电极寿命短，是影响灯具寿命的主要原因，因此，人们自然想到“无灯丝”，“无电极”的理想灯具。

　　目前我们接触到的光源主要有，白炽灯的“热光源”，日光灯/节能灯的“紫外线激发光源”，“高强度放电灯的电弧光源”，还有就是目前“炒作”的很热的“半导体LED光源”。

　　我们知道，荧光粉受到“紫外线”或“微波”照射，会激发出白光。节能灯灯管内电弧产生“紫外线”照射荧光管发光。而“无极灯”是利用“微波发生器”激发荧光粉发光。

　　因此，“无极灯”由于没有电极，理论推算，其寿命可达6万小时。这是“无极灯”的最大优点，但目前我们认为，这也是“无极灯”的唯一优点。可是，就连这一优点都值得怀疑。

　　1、“无极灯”寿命问题：

　　无极灯理论寿命6万小时，而实际上，目前大功率电子镇流器技术还没有获得根本突破，同时，元器件，包括“电解电容”寿命，在无极灯高温环境下，只有16000小时。目前技术条件下，无极灯实际寿命不足8000小时，因此不能引用理论寿命作宣传。

　　建设部《“ 十一五 ” 城市绿色照明工程规划纲要实施细则》中，第一十八条 无极荧光灯应选用有效寿命≥ 60000 小时的产品，而且在有效寿命期间光源光通维持率不应低于 70% 。由此可见，无极灯符合建设部要求进入照明市场，还为时过早。

　　2、“无极灯”光效问题：

　　无极灯理论光效只有80Lm/W，而实际产品光效有的只有65Lm/W，与节能灯相当，根本无法与目前采用的路灯，“钠灯/金卤灯”相比（钠灯/金卤灯光效110Lm/W--120Lm/W）更无法与LED灯相比（LED灯光效已达120lm/W以上）。而厂家宣传节能，是拿“白炽灯”光效比较。

　　由于无极灯光效低，与钠灯比，发出相同光，意味耗电更多，发热更严重。如果用185W无极灯代替250W钠灯，只会更黑暗，这是不用争论的事实。

　　目前无极灯光效，不符合国家节能产业政策。

　　3、“无极灯”光衰问题：

　　高频电磁无极灯使用理论寿命为60000小时，其流明维持率可保持70％以上。而低频电磁无极灯光衰难于控制，有些只使用了不到1000小时其流明已下降了50％以上。

　　4、“无极灯”的成本问题：

　　由于无极灯实际寿命难达到理论寿命，而无极灯“电子镇流器”成本高，一只185W无极灯一旦损坏，全灯替换，成本高达500元/只以上，而钠灯损坏，只需要更换一只40－60元的灯管。

　　5、“无极灯”电磁干扰和空间电磁辐射问题：

　　无极灯是靠“电磁波或微波”工作，其微波发生器发出超大功率电磁波，传播距离可达千公里，近距离更是无法解决的“干扰源”，大量资料和生产厂商都说，电磁干扰早在2004年就解决了，可是就在2008年，我国深圳机场就发生了“无极灯干扰航空导航系统”的严重事故。

　　建设部《“ 十一五 ” 城市绿色照明工程规划纲要实施细则》中，第二十五条 无极荧光灯因为工作于高频，灯具必须通过电磁干扰的测试，否则会对电网以及附近用电器产生干扰。由于无极灯是靠超大功率“微波”激发荧光粉发光，目前还无法解决“电磁干扰问题”。

　　目前的无极灯电磁兼容技术，无法满足建设部的要求。

　　6、“无极灯”功率因数和谐波问题：

　　“无极灯”生产厂商都宣传，其功率因数高达0.98或更高。我们都知道，功率因数是与感性或容性负载相关的概念，由于采用全桥整流，而无极灯是非感性和非容性负载，任何电路都容易做到这个指标。

　　无极灯的重要技术指标是“电流谐波”问题，如果采用APFC电路，可以解决问题，但元器件增多，无极灯寿命可靠性会下降许多。

　　7、“无极灯”大功率化和散热问题：

　　无极灯大功率化问题，一直以来没有好的突破，这与其光效低下也相关。我们知道，高光效的钠灯，在170W时发出的热，使石英灯管温度高达400℃，石英管可在700℃以上长期工作。

　　而无极灯由于光效低，要发出170W钠灯的光，必然耗更多电力，发出更多热，这些热量必须及时散发出去，否则“无极灯”中的磁铁达到“居里温度”将失去磁性，磁控管无法工作。

　　目前无极灯功率一般可做到185W，而传统钠灯功率可达10000W，因此无极灯实现大功率化，还有许多工作要做。

　　8、“无极灯”的标准化问题：

　　由于无极灯还处于路灯处免费试验、测试阶段，离市场接受还有一定距离，目前各企业引用自己的标准，无国家统一标准，传统灯具配光无法用于“无极灯”，接口兼容性差，镇流器替换困难，这些问题不解决，产品维护将十分困难。无极灯眩光要比金卤灯重得多，也导致无极灯难以成为主流光源。

　　9、“无极灯”对节能的误导：

　　无极灯的唯一优点是“理论寿命“长，说无极灯节能，是没有道理的。

　　无极灯目前的光效只有65－80Lm/W，要发出相同的光，与钠灯比，必然耗费更多能量！有些经销商说：用185W无极灯替换250W钠灯，意味着亮度下降许多。

　　相对无极灯以上几点缺点来说，LED灯就具备以下几点优点：

　　LED即半导体发光二极管，LED节能灯是用高亮度白色发光二极管发光源，光效高、耗电少，寿命长、易控制、免维护、安全环保；是新一代固体冷光源，光色柔和、艳丽、丰富多彩、低损耗、低能耗，绿色环保，适用家庭，商场，银行，医院，宾馆，饭店他各种公共场所长时间照明。无闪直流电，对眼睛起到很好的保护作用，是台灯，手电的最佳选择。　

　　（1） 高效节能：一千小时仅耗几度电（普通60W白炽灯十七小时耗1度电，普通10W节能灯一百小时耗1度电）　

　　（2）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，使用寿命可达五万到十万小时（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）　

　　（3）健康：光线健康光线中不含紫外线和红外线，不产生辐射（普通灯光线中含有紫外线和红外线）　

　　（4）绿色环保：不含汞和氙等有害元素，利于回收和，而且不会产生电磁干扰（普通灯管中含有汞和铅等元素，节能灯中的电子镇流器会产生电磁干扰）　

　　（5）保护视力：直流驱动，无频闪（普通灯都是交流驱动，就必然产生频闪）　

　　（6）光效率高：发热小，90%的电能转化为可见光（普通白炽灯80%的电能转化为热能，仅有20%电能转化为光能）　安全系数高：所需电压、电流较小，发热较少，无安全隐患，可用于矿场等危险场所；

　　（7）本灯线路板和灯杯完美扣合，无粘接胶水，永远不会脱落，也不用担心灯具掉在地上摔坏（不像普通节能灯，有玻璃灯管）。和玻璃灯杯相比具有易散热（背部有散热气孔），不易破碎，灯光效果同玻璃灯杯,并且因为元件能散热，不易老化，整体使用寿命长于玻璃灯杯。　

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

　　“无极灯”和“LED灯”的未来：

　　“无极灯”和“LED灯”都在争夺第四代光源位置。二者相比，LED灯在普及度和政府重视度方面，已经明显领先于无极灯。如果无极灯厂商不尽快将上述几点缺点修复和改进过来，无极灯想真正成为“高效，长寿”的理想光源，也只能是一纸空谈罢了。而LED灯正在沿着它固有的轨迹稳步向前发展，技术也越来越成熟，成本价格也在随着技术的成熟逐步下降，相信，在不久的将来，LED灯必将被广大民众所熟识和接受，而成为人们心中理想的“高效、长寿、节能、绿色环保”光源。