燈光控制那些事兒

文章來源:恒光電器

發布時間: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，也就是先民們發現的第一個照明光源。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世紀出現了蜜蠟，這成為了蠟燭的錐形。之后又經歷了動物油燈，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，一個有著幾千年技術文明的歷史才在20世紀終結。

 

傳統光源控制史

1879年10月21日，美國科學家愛迪生發明了電燈，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，利用超過1150個燈來照亮舞臺和觀眾席。

最早的一個記錄調光器是威伍茲的“安全調光器”發表于1890年。調光器在此之前,有可能引起火災。

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光器的電力照明系統。

可變電阻器調光是最早出現的調光方法,通過在白熾燈照明回路中串接一只大功率可變電阻器，調節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。這種調光方式在交直流電源回路中都可使用，并且不會產生無線電干擾，但由于可變電阻的功耗高、發熱大，導致系統的效率很低。

 

“白熾燈靠電流加熱，使熱能轉換為光能，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，受電子激發而發光。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用。

1910年，法國的A.克洛德發明氖氣放電燈，他將汞充入燈中制成輻射藍光的燈管，后來又在燈管內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，但發光效率不夠高，熱穩定性差，光衰較大，光通維持率低，因此，它不適用于細管徑緊湊型熒光燈。

同樣是在這段時間，現代控制的基礎：可控硅技術誕生。而中國這段時間還在進行著轟轟烈烈的大躍進運動。

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

僅僅在兩年后， Joel Spira先生在1960發明世上首個旋扭式電子調光器，從此改變了整個照明控制行業的發展。

 

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

 

1959年人們發現鹵鎢循環可以大大減緩鎢的蒸發。進而發明了鹵素燈。提高了發光效率，延長了燈泡使用壽命。

圖：鹵鎢循環原理。

 

1961年高壓鈉燈出現。

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70年代，隨著大規模和超大規模集成電路的發明，第四代數字計算機得以廣泛應用，產生了“集中控制”的中央控制計算機系統。這種中央集中控制系統也被用于照明控制。

 

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

 

20世紀70年代出現了世界性的能源危機(1973年10月第四次中東戰爭爆發，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年12月宣布收回石油標價權，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，從而觸發了第二次世界大戰之后最嚴重的全球經濟危機)導致許多公司致力于新型節能電光源及熒光燈用電子鎮流器（Electronic Ballast for Fluorescent Lamps）的研究。