节能环保消防灯具光源选择及制造技术

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1、節能環保消防燈具光源選擇及製造技術一、前言消防燈具在使用上是屬於全時間點亮燈具，為符合美觀上要求必須做到短小輕薄、造成散熱上條件不佳，再加上市場競爭，業界不講品質只求低價競爭，而相關法令又不周全，導致市場流通之消防燈具故障率高及耗電，所以耍製造節能環保消防燈具必須滿足下列基本需求：1.壽命長：全時間點亮(24小時點亮)，燈具光源及電路必須滿足節能耐用耍求。2.短小輕薄：燈具必須滿足短小輕薄美觀要求。3.點燈效率高：消防燈具為24小時點亮設備，效率提高在節能效果非常顯著，相對可以減少故障及維修保養

2、。4.環保耍求：產品必須考慮減少對環境的負擔及相関的影響。5.合理的法令：合宜的法令規範，再由市場自由競爭。二、光源：在消防燈具上使用的光源有1.鵭絲燈；2.螢光燈；3.冷陰極管；4.EL；5.LED。早期因能用光源有限一般均使用鵭絲燈，但因時常故障不亮己較少使用，而目前均使用螢光燈較多，但由於業界削價競爭且製造廠規模均不大，製造技術不完善，以致於故障率偏高，經統計每年一盞消防燈具更換2-6支的螢光燈管，為了改善時常故障問題，而選擇LED為光源，因LED號稱壽命有100000小時應是最佳選擇，但

3、在1995年左右超高亮度LED亮度；尚無法通過日本及台灣消防法令要求亮度之規範，而發展出CCFL燈具。冷陰極燈管發光原理（ColdCathodeFluorescentLamp；CCFL）當給予燈管高電壓時，燈管電極射出電子，由電極衝出的電子受電塲的影響而運動，因而獲得動能。當這些擁有相當動能的高速電子與管內水銀撞擊時，此狀態下之水銀分子瞬間釋出所增得的能量，由不安定之狀態急速返回原來之安定狀態，此時放出的能量即以紫外線放射出(以波長253.7nm最為強烈)，此紫外線激發內管壁塗佈之螢光體，螢光體

4、中的電子蓄存能量後瞬間又將其釋出，同時放出波長較長之可視光。簡言之為藉螢光體的作用將可視範圍以外的紫外線轉換為可視光。CCFL由早期使用4.1Φ到2.6Φ以下(直徑愈小光強度愈大)，但由於業者對導光板之導光技術瞭解不過、以致在燈具製造完成後，發現亮度沒有預期的高，所以增加燈管電流。如小型出口燈為例，使用燈管為300-360mm輸出約在3.5W，一般CCFL不管燈管尺寸電流為5mmA，再加上電源供應器合理效率85%，Inverter合理效率在80%以上。所以輸入功率(不含充電功率)應為3.5W÷0

5、.85÷0.8＝5.15W。圖5.1CCFL原理圖圖5.2各種尺寸CCFL燈管實物圖CCFL輸入應在5.15W以內為合理，如加上脈充電流充電電壓在7V則充電脈充電流一般控制在30-100mA則消耗功率為0.7W以內，則整盞燈具合理輸入功率為5.15W＋0.7W。總輸入功率應在5.15W+0.7W=5.85(6W以內)。由於業界製造效率普遍不佳、為增加亮度故增加輸入功率，致目前市場上小型出口燈輸入功率均在6W-10W。輸入功率愈高代表整盞燈具效率差耗電且燈具較容易故障，消費者應特別注意，而在符合C

6、NS規定原則上,採購應選擇輸入功率愈低愈好，相對輸入功率低則燈具效率高,發熱量較低壽命較長，維修成本較低且電費支出相對減少。2EL冷光片發光原理：冷光片是一種轉換電能為光的裝置，冷光光源一般的工作電壓和頻率，經調整後操作電壓可由AC40V~AC220V，而操作頻率可由50Hz到4000Hz；增加電壓將會增加冷光亮度，若增加頻率亦可增加亮度，但同時會改變發光顏色。要符合CNS22亮度150cd/m以上，點燈壽命就只有2000Hr左右及成夲考慮所以較少使用，但在大陸及UL法令規定亮度只有15cd/m

7、，大陸使用較多。而在照明應用上光源亮度與電流成正比，而LED光源約均滿足二大定律：1.電流增加10%則壽命降低30%；2.依阿雷紐斯法則溫度降低10℃則壽命延長2倍。對LED而言要控制符合上述二個法則的難度很高。在消防燈具使用的LED、依CNS10207—Z1036號2-11標準必須使用白色，而LED會發白色光有下列組合：1.藍光+黃色螢光粉圖5.3EL（冷光片）結構化學混光目前市場上白光不管是藍光加YAGorTG或氮化物，這種含螢光粉LED都有一共同的特點對熱之敏感度非常的高，也就是螢光粉對熱

8、特性表現不佳，LumiledsLampLED測試壽命約6000小時，高功率LED測試為90000小時衰減還有90﹪，如下圖5.4所示：圖5.4白光5mmlampLED＆Lumileds高功率LED壽測曲線所有資料測試有一定的環境條件，而上述測試環境條件為25℃的條件，而燈具LED使用之溫度一般約在40℃以上，所以加螢光粉白光LED壽命可推算。5mm白光LED壽命，6000Hr÷（40-25/10+1）=2400Hr亮度降到50%以下。高功率LED在實物測試特性比較與9000Hr衰減50﹪一致，（