灯光控制那些事儿

文章来源:恒光电器

发布时间:2015-02-16

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黑夜给了我黑色的眼睛，我却用它来寻找光明。人类是个怕黑的动物，所以人类制造光源，照明设备用来赶走黑暗。夜晚，人类最早接触的照明光源是雷电与火，雷电无法控制，人类转而控制和保留火种，控制火提供光、热是人类早期伟大的成就之一。

人类所使用的第一堆篝火，也就是先民们发现的第一个照明光源。天亮了，掐灭火把，这就是最原始的照明控制。

大约在公元前3世纪出现了蜜蜡，这成为了蜡烛的锥形。之后又经历了动物油灯，植物油灯，煤油灯的时代。用针挑亮灯芯，这就是最原始的调光控制。

这种用火提供照明的方式绵延了几千年，直至电灯的出现，一个有着几千年技术文明的历史才在20世纪终结。

 

传统光源控制史

1879年10月21日，美国科学家爱迪生发明了电灯，即白炽灯。

1881年伦敦萨沃伊剧院安装了世界上第一个电力照明系统，利用超过1150个灯来照亮舞台和观众席。

最早的一个记录调光器是威伍兹的“安全调光器”发表于1890年。调光器在此之前,有可能引起火灾。

1903年 Kliegl兄弟在纽约市大都会歌剧院安装了有96个用于舞台灯光的电阻调光器的电力照明系统。

可变电阻器调光是最早出现的调光方法,通过在白炽灯照明回路中串接一只大功率可变电阻器，调节可变电阻器就可以改变流过白炽灯的电流值，从而改变灯光亮度。这种调光方式在交直流电源回路中都可使用，并且不会产生无线电干扰，但由于可变电阻的功耗高、发热大，导致系统的效率很低。

 

“白炽灯靠电流加热，使热能转换为光能，这种电能的利用形式太浪费了，能不能开辟一条电能利用的新途径呢?”

1902年，黑维特发明了水银灯，也即汞灯。这种水银灯是在真空的灯管中充入水银和少量氩气。通电后，水银蒸发，受电子激发而发光。水银灯比白炽灯亮多了，光线近似太阳光，能量利用率也较高。 但是，水银灯会辐射出大量紫外线，而紫外线是对人体有害的；且水银灯光线太亮、太刺眼，因此它不能得到广泛应用。

1910年，法国的A.克洛德发明氖气放电灯，他将汞充入灯中制成辐射蓝光的灯管，后来又在灯管内壁涂上荧光粉制成辐射白光的灯管。

1938年，美国通用电子公司的研究人员伊曼，与其他科学家一样，从霓虹灯的亮光中，看到了光明的前途,研制出热阴极荧光放电灯。

1942年研制成功卤磷酸钙荧光灯。

20世纪50年代以后的荧光灯大都采用卤磷酸钙，俗称卤粉。卤粉价格便宜，但发光效率不够高，热稳定性差，光衰较大，光通维持率低，因此，它不适用于细管径紧凑型荧光灯。

同样是在这段时间，现代控制的基础：可控硅技术诞生。而中国这段时间还在进行着轰轰烈烈的大跃进运动。

1956年美国贝尔实验室(Bell Lab)发明了晶闸管，也即可控硅；1957年美国通用电气公司(GE)开发出第一只晶闸管产品；并于1958年将其商业化;开辟了电力电子技术迅速发展和广泛应用的崭新时代。

仅仅在两年后， Joel Spira先生在1960发明世上首个旋扭式电子调光器，从此改变了整个照明控制行业的发展。

 

Spira先生于1961年在美国成立路创电子并将其发明推出市场，由于电子调光器大小一如墙面开关，并可节省电力，故此大受欢迎，迅即取代旧式的调光器，从此一般家庭都可在墙上安装这种既省电且纤巧的调光器，家居照明的面貌因此而改变。

 

1959年人们发现卤钨循环可以大大减缓钨的蒸发。进而发明了卤素灯。提高了发光效率，延长了灯泡使用寿命。

图：卤钨循环原理。

 

1961年高压钠灯出现。

图：钠灯典型光谱。

 

1962年金属卤化物灯问世。

图：60年代初，金卤灯问世。

 

20世纪70年代，随着大规模和超大规模集成电路的发明，第四代数字计算机得以广泛应用，产生了“集中控制”的中央控制计算机系统。这种中央集中控制系统也被用于照明控制。

 

1971年，其中的代表厂家美国Crestron (快思聪)成立。后来发展成为家居中控的著名厂家。当然照明控制也成为其中控中重要的一部分。

 

20世纪70年代出现了世界性的能源危机(1973年10月第四次中东战争爆发，为打击以色列及其支持者，石油输出国组织的阿拉伯成员国当年12月宣布收回石油标价权，并将其积陈原油价格从每桶3.011美元提高到10.651美元，使油价猛然上涨了两倍多，从而触发了第二次世界大战之后最严重的全球经济危机)导致许多公司致力于新型节能电光源及荧光灯用电子镇流器（Electronic Ballast for Fluorescent Lamps）的研究。