燈光控制那些事兒

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2015-02-16

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黑夜給了我黑色的眼睛，我卻用它來尋找光明。人類是個怕黑的動物，所以人類制造光源，照明設(shè)備用來趕走黑暗。夜晚，人類最早接觸的照明光源是雷電與火，雷電無法控制，人類轉(zhuǎn)而控制和保留火種，控制火提供光、熱是人類早期偉大的成就之一。

人類所使用的第一堆篝火，也就是先民們發(fā)現(xiàn)的第一個照明光源。天亮了，掐滅火把，這就是最原始的照明控制。

大約在公元前3世紀(jì)出現(xiàn)了蜜蠟，這成為了蠟燭的錐形。之后又經(jīng)歷了動物油燈，植物油燈，煤油燈的時代。用針挑亮燈芯，這就是最原始的調(diào)光控制。

這種用火提供照明的方式綿延了幾千年，直至電燈的出現(xiàn)，一個有著幾千年技術(shù)文明的歷史才在20世紀(jì)終結(jié)。

 

傳統(tǒng)光源控制史

1879年10月21日，美國科學(xué)家愛迪生發(fā)明了電燈，即白熾燈。

1881年倫敦薩沃伊劇院安裝了世界上第一個電力照明系統(tǒng)，利用超過1150個燈來照亮舞臺和觀眾席。

最早的一個記錄調(diào)光器是威伍茲的“安全調(diào)光器”發(fā)表于1890年。調(diào)光器在此之前,有可能引起火災(zāi)。

1903年 Kliegl兄弟在紐約市大都會歌劇院安裝了有96個用于舞臺燈光的電阻調(diào)光器的電力照明系統(tǒng)。

可變電阻器調(diào)光是最早出現(xiàn)的調(diào)光方法,通過在白熾燈照明回路中串接一只大功率可變電阻器，調(diào)節(jié)可變電阻器就可以改變流過白熾燈的電流值，從而改變燈光亮度。這種調(diào)光方式在交直流電源回路中都可使用，并且不會產(chǎn)生無線電干擾，但由于可變電阻的功耗高、發(fā)熱大，導(dǎo)致系統(tǒng)的效率很低。

 

“白熾燈靠電流加熱，使熱能轉(zhuǎn)換為光能，這種電能的利用形式太浪費了，能不能開辟一條電能利用的新途徑呢?”

1902年，黑維特發(fā)明了水銀燈，也即汞燈。這種水銀燈是在真空的燈管中充入水銀和少量氬氣。通電后，水銀蒸發(fā)，受電子激發(fā)而發(fā)光。水銀燈比白熾燈亮多了，光線近似太陽光，能量利用率也較高。 但是，水銀燈會輻射出大量紫外線，而紫外線是對人體有害的；且水銀燈光線太亮、太刺眼，因此它不能得到廣泛應(yīng)用。

1910年，法國的A.克洛德發(fā)明氖氣放電燈，他將汞充入燈中制成輻射藍(lán)光的燈管，后來又在燈管內(nèi)壁涂上熒光粉制成輻射白光的燈管。

1938年，美國通用電子公司的研究人員伊曼，與其他科學(xué)家一樣，從霓虹燈的亮光中，看到了光明的前途,研制出熱陰極熒光放電燈。

1942年研制成功鹵磷酸鈣熒光燈。

20世紀(jì)50年代以后的熒光燈大都采用鹵磷酸鈣，俗稱鹵粉。鹵粉價格便宜，但發(fā)光效率不夠高，熱穩(wěn)定性差，光衰較大，光通維持率低，因此，它不適用于細(xì)管徑緊湊型熒光燈。

同樣是在這段時間，現(xiàn)代控制的基礎(chǔ)：可控硅技術(shù)誕生。而中國這段時間還在進(jìn)行著轟轟烈烈的大躍進(jìn)運動。

1956年美國貝爾實驗室(Bell Lab)發(fā)明了晶閘管，也即可控硅；1957年美國通用電氣公司(GE)開發(fā)出第一只晶閘管產(chǎn)品；并于1958年將其商業(yè)化;開辟了電力電子技術(shù)迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的嶄新時代。

僅僅在兩年后， Joel Spira先生在1960發(fā)明世上首個旋扭式電子調(diào)光器，從此改變了整個照明控制行業(yè)的發(fā)展。

 

Spira先生于1961年在美國成立路創(chuàng)電子并將其發(fā)明推出市場，由于電子調(diào)光器大小一如墻面開關(guān)，并可節(jié)省電力，故此大受歡迎，迅即取代舊式的調(diào)光器，從此一般家庭都可在墻上安裝這種既省電且纖巧的調(diào)光器，家居照明的面貌因此而改變。

 

1959年人們發(fā)現(xiàn)鹵鎢循環(huán)可以大大減緩鎢的蒸發(fā)。進(jìn)而發(fā)明了鹵素?zé)簟Ｌ岣吡税l(fā)光效率，延長了燈泡使用壽命。

圖：鹵鎢循環(huán)原理。

 

1961年高壓鈉燈出現(xiàn)。

圖：鈉燈典型光譜。

 

1962年金屬鹵化物燈問世。

圖：60年代初，金鹵燈問世。

 

20世紀(jì)70年代，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)明，第四代數(shù)字計算機(jī)得以廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了“集中控制”的中央控制計算機(jī)系統(tǒng)。這種中央集中控制系統(tǒng)也被用于照明控制。

 

1971年，其中的代表廠家美國Crestron (快思聰)成立。后來發(fā)展成為家居中控的著名廠家。當(dāng)然照明控制也成為其中控中重要的一部分。

 

20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了世界性的能源危機(jī)(1973年10月第四次中東戰(zhàn)爭爆發(fā)，為打擊以色列及其支持者，石油輸出國組織的阿拉伯成員國當(dāng)年12月宣布收回石油標(biāo)價權(quán)，并將其積陳原油價格從每桶3.011美元提高到10.651美元，使油價猛然上漲了兩倍多，從而觸發(fā)了第二次世界大戰(zhàn)之后最嚴(yán)重的全球經(jīng)濟(jì)危機(jī))導(dǎo)致許多公司致力于新型節(jié)能電光源及熒光燈用電子鎮(zhèn)流器（Electronic Ballast for Fluorescent Lamps）的研究。