青島法蘭克微電子有限公司替代250W金鹵燈

現場實測照度提高85.07％，1W替代5W，節電80％

青島法蘭克(Frank)微電子有限公司

青島專用集成電路(ASIC)設計工作室

合同能源管理機制推進事業部

高頻光源事業部

高頻光源設計工程師  韓儉榮

摘   要：青島法蘭克U型大功率節能燈，電子鎮流器AC-DC-AC變換頻率高達45khz，燈管放電氣體原子非彈性碰撞速率高，電子躍遷能級大，光量子轉換效率高。光譜能量分布比例特性，與人眼在明視覺狀態下的視函數特性基本相一致，有效視覺光效高。匹配Frank專用節能燈罩，保持高度不變，直接替代250W金鹵燈。照度值提高85.07％（1.85倍），1W替代5W，節電80％。

關鍵詞：6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈   標準深照型燈罩  Frank專用節能燈罩  作業台面照度值    功率替代比例   節電率 

一、現場對比試驗測試人員

青島法蘭克(Frank)微電子有限公司

在四川省的EMC推進合作單位：  李先生

某生產機車集團公司：電器科    王工

二、現場對比試驗測試現場

某生產機車集團公司：生產車間。

三、現場對比試驗測試條件與物理量

（一）、對比試驗測試原光源：生產車間原有光源為金屬鹵化物燈，1個燈架上1個16寸標準深照型燈罩，每個燈罩內安裝1盞250W金屬鹵化物燈。

（二）、對比試驗測試新光源：青島法蘭克(Frank)微電子有限公司，6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，配備Frank節能燈專用燈罩。在原有燈架上， 1個燈架上安裝1盞，直接替代原有1盞250W金屬鹵化物燈。

（三）、對比試驗測試環境條件：兩種光源在同一個生產車間，相同的垂直高度的條件下，進行對比測試。

（四）、對比試驗測試的物理量：

1、實際電壓狀態下的實際耗電功率。

2、相同垂直高度的條件下的作業台面照度值。(距地面垂直高度約9M)。

（五）、現場對比試驗測試儀表

地面照度測試：數字式照度計。

四、現場對比試驗測試方法

(一)、光源功率測試：由於該現場不方便進行測試，兩種光源按其額定功率，考慮實際電網電壓升高的因素計算。

1、250W金屬鹵化物燈的實際耗電功率包括三部分：

第一部分：額定燈功率250W。

第二部分：電感鎮流器額定耗電功率，一般占燈功率的20-30％。電感鎮流器使用的時間越長，或技術品質越差，耗電功率越大。本案例計算取其最小值20％。

電感鎮流器額定耗電功率＝250W×20％＝50W。

250W金屬鹵化物燈的額定耗電總功率＝額定燈功率250W＋電感鎮流器額定耗電功率50W＝300W

第三部分：該現場實際電網的電壓，高于額定220V電壓值。250W金屬鹵化物燈的耗電總功率，在實際現場電壓條件下也會有相應比例的提高，實際耗電總功率會大於300W。

本案例計算取其額定耗電總功率值＝300W。

2、青島法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，在額定220V電壓狀態下的整燈額定功率＝50W。經在多個應用現場驗証，在實際現場電壓增高的情況下，實際耗電功率會有相應比例的提高。提高的幅度與實際現場的電壓增高幅度有關，一般為5-15％，也有20-25％的少數個別現場。本案例計算取其較大值20％。

青島法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，在實際現場電壓條件下的整燈耗電總功率＝50W＋50W×20％＝60W。

說明：本案例中兩種光源實際耗電功率計算時，對原光源250W金鹵燈的實際耗電功率取其最小值300W，對新光源青島法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈的實際耗電功率取其最大值60W。因為這種計算方式在節電率、節電效益等各方面，對應用客戶均有利。

2、地面照度測試：採用數字式照度計在兩種光源的正下方，直接測量，直接讀取Lx值。

五、現場對比試驗測試數值

節省電功率、節電率

地面照度值、照度提高值、提高率列表

六、兩種光源 每W電功率地面照度值分析

1、原有250W金屬鹵化物燈，每W電功率地面照度值

原有250W金屬鹵化物燈，每W電功率地面照度值

＝照度值67 Lx

÷原有250W金屬鹵化物燈實際功率300W

＝0.223Lx／W

2、法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈每W電功率地面照度值

法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈

每W電功率地面照度值

＝照度值124Lx

÷法蘭克6U-50W高頻率合同能源管理專用節能燈60W

＝2.067Lx／W

七、兩種光源每W電功率地面照度值，對比倍數分析

1、法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，每W電功率地面照度值。為原有250W金屬鹵化物燈的：

＝2.067Lx／W÷0.223Lx／W

＝9.27倍

八、兩種光源現場實際功率替代比例與節電率分析

法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，替代原有250W金屬鹵化物燈。在地面照度提高85.07％的前提下：

功率替代比例為＝300W÷60W＝1W：5W

節電率＝(300W－60 W)÷300 W×100％

＝80％

九、兩種光源照明質量對比分析

（一）、色溫與光色

1、原有250W金屬鹵化物燈，色溫4500K左右，模擬日光色。照明環境對人的視覺情緒調動不夠，易產生懶散感覺。

2、法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，色溫6500K左右，太陽光光色。照明環境明亮、清晰、舒適，人的視覺情緒高漲，有利於提高生產效率。

（二）、可見光比例

1、原有250W金屬鹵化物燈，產生光通量中，含有36％的紫外光，可見光比例低，光譜能量分布結構與人眼視覺函數曲線不相接近，差異很大。有效視覺光效低，有效視覺照度低。並且對人眼傷害較大。

2、法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，光譜能量分布結構接近於太陽光的光譜能量分布，與人眼視覺函數曲線基本相一致。產生光通量中，可見光比例高，有效視覺光效高，有效視覺照度高。

（三）、顯色指數與顯色能力

1、原有250W金屬鹵化物燈，光譜能量分布結構不合理，光通量顯色指數R值在40左右，顯色能力較低。照明環境產生嚴重的色偏差，不能正確地辨識彩色物體的真實顏色。在250W金屬鹵化物燈照明環境中的雙手，顏色暗淡灰青色，缺少血紅色彩感。

2、法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，顯色指數R值在85左右，接近於太陽光的R值＝100，顯色能力高。照明環境色彩逼真，能夠正確地辨識彩色物體的真實顏色。青島法蘭克節能燈照明環境中的雙手，血紅色彩感鮮艷真實，與太陽光下的顏色基本一致，富有生機。

（四）、頻閃與頻閃效應危害

（1）、原有250W金屬鹵化物燈，由于將50Hz工頻交流電源直接加到光源發光體上，驅動其點燃發光。頻閃深度高達65％，頻閃效應危害嚴重。運動物體的運行軌跡視覺感不真實，視覺定位感差；照明環境視覺疲勞度嚴重；導致生產效率低下。

用頻閃專用檢測陀螺檢測，旋轉的陀螺上的圖案，產生多道色彩不同的光環。並且各道光環，會隨着陀螺旋轉速度的變化，表現出旋轉方向、旋轉速度、色彩的隨機變化，並且圖案的顏色較深、變化極為豐富。表明金屬鹵化物燈的頻閃與頻閃效應危害非常嚴重。

（2）、法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，採用高頻電能變換器做為驅動功率源，電能變換器的AC-DC-AC變換頻率達45Khz，加在光源放電發光體上的電能量為高頻電功率。頻閃深度小於5％，無頻閃效應危害。運動物體的運行軌跡視覺感真實、清晰，視覺定位感準確；照明環境舒適，視覺不疲勞度；有利於提高生產效率。

用頻閃專用檢測陀螺檢測，旋轉的陀螺上的圖案，僅是多道黑白相間的光環。並且各道光環，在陀螺旋轉速度的變化過程中，表現出旋轉方向、旋轉速度均穩定不變化。與在太陽光下旋轉的效果基本一致。表明青島法蘭克節能燈無頻閃效應危害。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而後，或者整篇或者大篇幅的，直接應用於自己的網站上。希望以後不要這樣。）

十、生產車間實際現場地面與空間的有效視覺感

用青島法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，替代原金屬鹵化物燈后。生產車間地面的有效視覺照度感和空間有效視覺照度感，表現出以下特點：

1、替代后，地面照度實測值：法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，比原250W金屬鹵化物燈的照度，在相同的環境，相同的高度條件下，提高57Lx，提高率為85.07 ％。

2、青島法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，光譜能量分布曲線，接近於人眼的視覺函數曲線；驅動功率源的AC-DC-AC變換頻率高達45Khz。光量子轉換效率高，發出的光通量為太陽光色。光通量中可見光比例高，有效視覺光效高，有效視覺照度高；

因爾，生產車間地面、作業台面和車間空間有效視覺感，明顯感到明亮、清晰、舒適。

3、青島法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，光譜能量分布結構合理。顯色指數R值在82左右，顯色性能為金鹵燈的2倍左右，顯色性能高。

4、青島法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，驅動功率源的AC-DC-AC變換頻率高達45Khz。光通量平滑穩定、頻閃深度小，無頻閃效應危害。（青島法蘭克微電子，韓儉榮撰寫的專題文章。有廠家將文章刪掉作者的單位名稱和作者的名字。而後，或者整篇或者大篇幅的，直接應用於自己的網站上。希望以後不要這樣。）

綜合視覺感評價：生產車間照明環境如同太陽光的效果，明亮、清晰；觀看物體表面顏色，色度飽和度高、色彩真實；運動物體(如吊車的吊鉤)空中定位感真實、準確；觀看細小物體(如游標、卡尺刻度值)真實、不模糊；長時間工作視覺不疲勞、舒適。有利於提高生產效率。

十一、對原有光源250W金屬鹵化物燈，光衰特性與啟輝點燃壽命分析

1、生產車間原250W金屬鹵化物燈，由於其技術品質的原因，光衰速率較高。其光通量，200小時就可以衰減至初始值的80％以下。並且很快進入60％以下的低光效階段運行。

也就是說，金屬鹵化物燈由於其技術品質的原因，在整個啟輝點燃壽命中，初始點燃階段，光衰速率較高。大部分啟輝點燃時間是運行在低光效狀態。

2、生產車間原250W金屬鹵化物燈，由於其光譜能量分布結構不合理的原因，光通量中含有36％的紫外線光和其它不可見光，可見光比例低。有效視覺光效低，並且傷害眼晴。

3、生產車間原250W金屬鹵化物燈，由於光效低、熱功耗大，整燈啟輝點燃溫升快、溫度高。在燈絲金屬逸出功函數確定的前提下，燈絲濺射嚴重。發光熒光粉老化速率高、程度嚴重，光電轉換能力降低，啟輝點燃壽命短。在24小時連續開燈的場合，啟輝點燃壽命僅在5000—8000小時左右。

十二、對新光源法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，光衰特性與啟輝點燃壽命分析

法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，運用先進的模糊自適應控制技術設計。電子鎮流器交流－直流－交流（AC－DC－AC）變換頻率高達45Khz（千周）以上。節能熒光燈管採用日本原裝進口稀土三基色高光效熒光粉，和氪（Kr）、氬（Ar）混合氣體，及固體汞（Hg）金屬合金（汞臍）生產。整燈嚴格按照‘連續性老化，量子化檢測’的工藝技術進行調試生產。並在＋45℃的恆溫老化車間，分別在180V、260V兩個極端電壓點上，以實際功率各老化12個小時。

1、光衰值小，啟輝點燃壽命長。法蘭克6U---50W高頻率合同能源管理專用節能燈，在實際啟輝點燃中，光衰值小，8000小時光通量維持率高達90﹪，啟輝點燃壽命為15000小時。

2、電網環境適應能力強。在180V－260V電壓範圍內，能夠可靠地啟輝點燃。能夠應用於電壓波動、跌落，諧波功率大，浪涌電流大，高壓尖峰幅值大、持續週期長的電網環境中。如：鋼鐵廠軋鋼生產車間、電阻焊機應用車間、大功率交流電焊機應用車間等。

3、空間環境適應能力強。低溫啟輝特性好，能在－15℃的環境中可靠地啟輝點燃。可以應用於＋50℃的高溫和濕度100﹪生產環境中。

4、啟輝點燃穩定可靠，故障率低。法蘭克U型管高頻率高光效節能燈，在工業照明運行中，個別現場也曾發生過較高的故障率。綜合實際統計故障率〈3％。

該故障率，己經小於傳統光源的故障率，也大大小於普通節能燈的故障率。實施節能項目的企業能夠接受，節能技術服務企業--青島法蘭克微電子有限公司能夠承受，具有較為現實的可行性。

十三、結論