T5 T8 T9 日光燈管介紹

T5/T8/T9皆屬於螢光燈管，基本發光原理相同，都是利用燈管電流引起汞蒸氣去刺激燈管內壁的螢光塗料發光，差別主要在於燈管管徑的不同，含汞量的不同。其實市售的螺旋、3U、球型省電燈泡，PL-BB燈、PL燈、甚至LCD電腦螢幕、液晶電視螢幕的背光源，都是一樣的發光原理。基本的發光效率端看燈管型狀，越直越長者，管電流容易通過，效率則越高，燈管越細則所需汞量越少，管電壓高，但是管電流小，亦有較高效率。

有興趣深入了解的請回學校上課，下面

師大--日光燈的物理

T9燈管


[圖為一般T9燈管，非三波長]

為台灣最常見的日光燈，打從每個人出生從阿公阿嬤家看到大的就屬於這種燈管。

T9日光燈管口徑9/8英吋(29mm)，早年大多使用傳統的電感式安定器加上小氖氣啟動器點燈和輸出電流供燈管發亮，缺點是小氖氣啟動器易老化使得點亮漸漸不易，後有改良型的電子式起動器取代，效果與壽命較小氖氣啟動器點燈較佳，但點亮之後的燈管電流依賴電感式安定器維持，電感式安定器利用電感的衝放電原理隨電力系統60Hz對放對燈管的電壓電流，隨之缺點便是燈管實際上隨著60Hz交流電，每秒閃爍60Hz，雖已超過人類視覺暫留作用的24Hz(電影就是24Hz，每秒24張135 film通過投影機)，但長時間仍會感到不舒服。且電感安定器就像是線性的變壓器一樣，當電力系統存在電壓波動(因其他設備拉載，產生電壓降，影響電壓便動率)，二次測隨電力系統電壓一起波動，造成閃爍，以及突波可能使得燈管電流波動，加速燈管黑化老化。

近年開始有電子式的T9燈管安定器，依設計分為不同種類，優點是使得燈管點亮更為穩定，並且因可以有穩定的電流輸出，靠feedback設計，就像電腦的電源供應器可以穩定輸出二次測的12V或5V電源，並不易受一次測的電壓變動率影響，燈管輸出更亮更穩定。

就環保上來說，T9燈管的缺點為其含汞量是T5燈管的五倍或是T8的三倍，若沒有適當的回收制度，累積的汞汙染量相當大，一般認為T9含汞量在每一支15mg左右。

一般T9燈管分為

T9	長度	流明(lm)	瓦數(W)	lm/W估計
T9-18/20W	604mm	1150	18/20	64/58
T9-38/40W	1198mm	3400	38/40	89/85

注意到了嗎！？兩支18/20W T9加總流明數少於一支38/40W，正說明了螢光燈的效率特性，下面T8和T5也是一樣，燈管越長者，效率越佳。

上表所列T9燈管為三波長型(Hi-Vision or Tri phosphor)，至於沒有三波長螢光塗佈者光效更差，應不再使用，所以這邊不做討論。此估計數據應為電子式Rapid start type或Instant starttype 測出，傳統電感式安定器應比較不容易設計到此效率。而使用Program start type則可得到更高效率，約90~108lm/W左右，你可能不知道。請看下篇測試--環保非T5日光燈不可！？(站內)


[T9-38W，一對一的安定器，測得值0.27A，MF11381FL，耗電115*0.27=31.05VA，效率3400/31.05=109.5lm/W]

註：節能標章全球資訊網上中國電器(東亞)FHF38N-EX，發光效率(Lm/W)： 108.42

T8燈管


[圖為一般T8燈管，非三波長]

T8日光燈管口徑8/8英吋(26mm)，可分為三種歐洲、美國、日本等三種規格。在歐洲 T8燈管可以配合傳統銅鐵式的安定器，或電子式安定器來使用，但在美國及日本的T8燈管為高頻燈管，必須專門使用電子式安定器。

一般T8燈管汞含量仍略高於T5燈管，但飛利浦宣稱其T8與T5燈管汞含量每支皆低於3mg，並停產所有高含汞的燈管。(T9約15mg)

T8燈管分為

歐規	長度	流明(lm)	瓦數(W)	lm/W估計
T8-16W HF*	604mm	1400	16	87.5
T8-18W	595mm	1350	18	75
T8-36W	1213.6mm	3350	36	93

*僅能使用高頻點燈(電子式安定器)

日規美規	長度	流明(lm)	瓦數(W)	lm/W估計
T8-17W*	24in	1200	17	71
T8-25W*	36in	2050	25	82
T8-32W*	48in	2950(3100)**	32	92(96)**

*僅能使用高頻點燈(電子式安定器)
**使用特定安定器，應該是Program start type。


上面只列出使用 T8 Medium Bipin的T8燈管型式，早期國外多使用Rapid start type ballast，所以宣告數據應是以此種安定器測出，今Program start type ballast漸漸被使用，可得到更好的效率(優於燈管marking上宣告)，實際上已經和T5不分軒值，可做到101lm/W左右。

註：節能標章全球資訊網上台灣松下(Panasonic)FL40SS.EX-L/36，發光效率(Lm/W)： 101.4

T8的燈頭種類：

[其中T8 Medium Bipin和 T9燈頭是一樣的，台灣可見到的Philips T8-36W就是用此燈頭和T9燈座相容]


T5燈管


T5日光燈管口徑5/8英吋(16mm)。相對於傳統T9日光燈管口徑9/8英吋(=2.9公分)，或T8日光燈管口徑8/8英吋(=2.6公分)，T5日光燈管口徑較細小，但其發光效率卻高於T9與T8燈管。T5必須專門使用電子式安定器。

原先，T5日光燈管只有低功率(低瓦數)4W，6W，8W，13W四種規格。低功率T5日光燈管之使用已經有數十年，因為低功率T5日光燈管之光通量不高，無法作一般照明或主照明之用，僅能用於近距離照明、輔助照明或裝飾用途，故甚少人知道T5日光燈管。

迨至1994年，飛利浦推出高功率T5日光燈管，德國歐司朗、美國GE、日本各廠相繼加入高功率T5日光燈管開發的行列並推出產品。從此，T5日光燈管正式登上21世紀照明產品之主流地位。

1999年，中國上海首度推出高功率T5日光燈管，上海的T5日光燈管採用固態汞(汞鈦合金)製造，非常環保。雖然生產技術很成熟，但是當時使用的機器設備是由老舊的傳統T9機器所生產，燈管品質未臻完美。2000年3月，由台灣製造所製造，全世界最新最先進的電腦控制自動化T5日光燈生產線，在大陸東莞試?成功，同年9月正式產出高品質T5日光燈管。其後，台灣製造或台商在大陸製造之自動化T5日光燈生產線，陸續銷售給中國大陸的業者。幾年來，已經有20條以上的自動化生產線在大陸運轉。這些自動化T5燈管生產線提高了中國大陸T5燈管的品質，使中國大陸成為T5日光燈管的世界工廠。而台灣本土，僅有一條老舊的人工式生產線在生產小功率T5日光燈管(4W, 6W, 8W, 13W, 14W)，大功率T5燈管無法生產。雖然台灣的生產技術很好，但終究敵不過新型自動化生產線且人工便宜的大陸產品。台灣兩大日光燈廠-中國電器(東亞牌) 與台灣日光燈(旭光牌)，在此一領域缺席，這兩家公司沒有生產T5日光燈管，不是因為T5燈管不好，而是每賣一支T5燈管，T9燈管就會少賣一支。因此，台灣只能仰賴世界三大廠牌(飛利浦，歐司朗與奇異)與大陸的供給。世界三大廠牌的價格非常貴，大陸燈管的品質良莠不齊，運到台灣又需認證，業者與消費者只好忍受三大廠牌之高價剝削。T5燈管所使用的材料比T9燈管少，但價格卻比T9燈管貴很多，這是很不合理的。

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上面T5介紹引述T5日光燈管之演進

T5燈管水銀劑約為傳統燈管的20﹪(T9)，即水銀污染僅有原有的20﹪。

燈管管徑縮小，等於光源縮小，對於燈具製造有以下幾個優點——
1. 光源截面積的縮小使光的投射擴散或集中角度能控制得更好，使燈具的器具效率更高。
2. 光源直徑的縮小使燈具在相同的光擴散性及眩光控制下，其燈具的厚度能真正減低，達到6公分以下，燈具的體積縮小可以減少原材料的使用。

另外，以往傳統燈管所使用的為液態水銀而液態水銀在恒溫下是以液態呈現，所以當燈管被廢棄時，只要燈管一破裂，水銀立刻以液態進入地下，更滲入地下水源或河川，其中所造成的污染是永遠存在的，也是在生態中循環的，對生物的殘害也是永遠的。

而T5燈管所使用的是汞合金，在恒溫狀態下是固態的方式存在，僅有在燈管高電壓激發的狀態下是呈氣態的，只要燈管一破裂，水銀合金一接觸常溫，即呈固態，所以T5燈管的水銀污染，機率大幅縮減。

T5除了14W以下的可用傳統安定器(效率差)，現行大多做14W以上，為當今最有效率的螢光燈管，須搭配電子安定器使用。

T5高效率	長度	流明(lm)	瓦數(W)	lm/W估計
T5-14W	22in	1275	14	91
T8-21W	36in	2000	21	95
T8-28W	46in	2750	28	98
T5-35W	58in	3450	35	99

T5高輸出	長度	流明(lm)	瓦數(W)	lm/W估計
T5-24W	22in	1895	24	79
T5-39W	34in	3320	39	85
T5-54W	46in	4740	54	88

T5高輸出是為了需要單位面積比較大的亮度，或是裝設燈具位置(挑高)較高時使用，效率無法和T5高效率燈管比擬。


T5燈管的宣告流明，應是以Program start type ballast測出，可從國外燈具原廠燈+原廠ballast型錄看出。若使用Rapid start type或Instant start type則有可能效率下降。


[左圖：T5-35W HE實測得的電流大小，0.29A，耗電115*0.29=33.35VA，效率3300/33.35=99lm/W]
[右圖：安定器spec，內容如下]

然則T5雖為新一代日光燈管，是否能完全沒有缺點替代T9、T8、T6(此篇先不做討論同為使用固態汞的T6)！？
T9因為含汞率高，若無法降低，將面臨淘汰命運被T8或T5取代，然則相較於T8，T5仍有些缺點。





上圖可看出，相較於T8，T5有明顯的低溫光衰特性，較不適用於低溫環境，個人推測因固態汞不易於低溫環境氣化激發螢光粉體。當其光衰，相對效率就會不若T8，舉例20 度C 環境溫度(Ambient)，T5已光衰超過20%，T8 仍有100%光輸出；現今技術T8與T5幾乎在耗電效率上可以做到相差無幾，當選擇使用的時候，務須考慮環境條件。


根據經濟部能源委員會編印的便利商店節能技術手冊如下圖所示：


[法規：CNS691]

以40W燈管為例(不管你是T5、T8、T9)非三波長燈管效率需達72-81lm/W或是三波長84-90lm/W(預熱起動)；非三波長燈管效率需達75-77lm/W或是三波長75-84lm/W(瞬時起動)。

以業界技術其實可以遠超過法規。無可厚非，法規必跟隨界標準之後，不然要叫技術稍微落後的小廠都不要做了嗎！？不過這個標準跟我們可以做到的節能減碳有段距離，只要良好的安定器搭配，要做到90lm/W並不是難事。相反的，如果你量測你的燈具，效率低於法規，你需要檢討設備，是否能改善，免於做為殘害地球的元凶之一。


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T5 T8 T9 電子安定器概述

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[各種日光燈]



[各類日光燈頭]


[圖左：各類PL燈，和日光燈一樣需要使用安定器，原理相同；圖右：自帶安定器並使用E27燈頭的螢光燈類，螺旋燈，3U燈屬於此類]

螢光燈類含汞量逐年下降的歷史