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耗电的白炽灯泡可以丢了吗?──省电灯泡、LED灯揭秘

导读: 耗电的白炽灯泡可以丢了吗?──省电灯泡、LED灯揭秘

    尽管目前业界把注意力集中在替代性能源的研发,或是把节省能源当作是重要的目标,但在“创造更多”能源的同时,如何“用少一点”也是一大挑战。

 

    由于汽车产业正在推动能源的节省,以及汽车本来就是一大能源消耗源,混合动力汽车(hybrid vehicles)获得了合理的关注;而家用与商业照明所消耗的能源也不少,大概占整体能源使用的15~35%左右(看你比较相信哪个单位的统计数据)。其中“劳苦功高”的白炽灯泡已经有多年发展历史,而且仍然被广泛使用,但其糟糕的能源效率──通常低于5%──却亟待改善。


    目前有两种新兴照明科技──包括所谓的省电灯泡(Compact Fluorescent Lamp,CFL),与LED灯,已经开始对节约能源贡献力量,而且市场势力逐渐扩大。过去这两种照明产品价格都非常昂贵,但现在市场上的省电灯泡价格不到5美元,可取代一般的白炽灯泡,要拿来做拆解分析一点也不让人心疼。


    除了省电灯泡,LED照明也以稳重的步伐逐渐成为市场可接受的白炽灯泡替代品,最近有款令人眼睛一亮的高亮度LED投射灯上市;本文就来分析以上这两种产品。


    其实日光灯(fluorescent bulb)本来效率就比白炽灯泡好,每瓦电力能产生的直射光线(direct light)较大,而且发热较少。日光灯管在办公室、商场与住宅等环境的应用已有很长一段时间,却受灯管形状限制而不太适合替代小型的照明灯具。直到1980年代,市面上开始出现小型化的省电灯泡,而且价格越来越低,日益让消费者接受。


    在这篇拆解分析中使用的20瓦MaxLite省电灯泡,号称亮度与75瓦的白炽灯泡相当;这款产品跟传统的荧光(日光)灯一样,使用了可阻挡灯泡内部离子气体所产生的UV辐射线的内涂磷光剂玻璃灯体。现在的省电灯泡透过螺旋状、折迭形状(U型)来达到小型化,为了能使用于一般的台灯座,包括MaxLite品牌在内的省电灯泡产品也使用小型化的灯泡头设计。


    省电灯泡由包含晶体管、二极管、电容、电感等零件的灯泡头与内涂磷光剂的玻璃体组成,而且现在能以足堪与短命白炽灯泡相抗衡的价格销售,考虑其发光效率与产品寿命,省电灯泡的优点不只是环保,而且整体成本也颇具吸引力。


    不过省电灯泡玻璃体的磷光剂耗损仍是一个问题,灯泡底座的孔隙也可能造成与发热相关的灯泡头电子组件耗损。尽管如此,一颗优质省电灯泡的寿命还是可达到数月或是数年。


    至于LED技术近年来也有不少转变,尤其是白光LED (WLED)的发展。白光LED实际上是在蓝光LED外涂一层磷光剂,最大宗的应用领域为小尺寸LCD屏幕的背光;现在还有高亮度白光LED,锁定大尺寸LCD的背光照明与一般照明应用。


Cree是采用碳化硅(SiC)蓝光LED做为白光LED基底的改革者;该公司并在今年二月推出了LED Lighting Fixtures (LLF)系列产品,希望能以其高亮度白光LED组件赢得更多市场商机。而在本文中所分析的Cree/LLF''s LR6投射灯产品,是在照明承包商的店内以100美元(含税)价格购得,真贵!


如此高昂的价格反映了高亮度LED在先天条件上与省电灯泡的差异,简单地说,白光LED制造所需的先进技术,让这类产品成本难以降低。


    LR6的亮度号称与一颗65瓦白炽灯泡相当,但是耗电量仅有12瓦,效率比钨丝灯泡高出80%,比省电灯泡高出50%。分析其内部的电子组件,包括了交流-直流电转换装置以及12颗白光LED,还有一颗可能是用来作为电源控制的“神秘组件”──编号LEA001的芯片。


    在下图可以看到在LR6的白光LED阵列之间,还有数颗红光LED,用以调整色温好让输出的光线与白炽灯泡类似;这些红光LED的亮度是由电路板上的光电二极管来控制。


    综合以上两种高效率的照明技术,省电灯泡的寿命有限,LED灯则因为价格而离主流市场尚远;若要让这两种技术能在用途与色温表现上与白炽灯泡媲美,恐怕很难。虽然在亮度与耗电量方面,无论是省电灯泡或LED的表现都比传统灯泡好,但是这两种技术所产生的光线温度,却仍让人有些失望──


    的确,这些环保照明技术很不错,但是当我在夜晚想阅读或是玩字谜游戏的时候,我还是比较想点亮暖暖的钨丝灯泡。

 


拆开省电灯泡与LED灯


(原文: CFL and LED lamps: White light in a ''green'' world,by David Carey;本文作者为提供拆解分析报告以及消费性电子市场分析的Portelligent公司总裁)

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