節能減炭心得(用電度數比較數據)

五年前搬家做了一些節能減炭上的試驗，做一點整理與分享節能的方式與成效。


[家裡電度數數據是上面57號2樓，室內坪數約55坪，55號則約室內坪數50坪左右，時間從2003年到2009年，請點表格下方年分Tag]

或是另開視窗檢閱表格

以非夏月約省400度，夏月省700度，目前電價來算，大約一年平均較同面積住戶平均值省下15,000元電費，10年內即可回收變頻式冷氣和非變頻式的價差，還有預熱電子式安定器較高的成本等。但是卻相對有更好一點的居家品質。

家中的省電設計：

1. 冷氣機使用變頻式冷氣，並且安裝前計算適用噸數。變頻冷氣除了大家一般所知的恆溫、沒有6倍起動電流、省能高效率外。少去非變頻式每一次壓縮機啟動的瞬時6倍大電流，亦使得整體家中電力環境的電壓變動率明顯改善，可使其它的電器免於瞬間電壓降或是pules衝擊，壽命亦可延長。舉例來說，30年前的舊房子，當年法規並無規定插座及燈具迴路須分開設置(從不同一個無熔絲開關拉出)，且當年電錶至總開關的額定容量一般為50A(220V)，纜線為14mm平方，有時候冷氣起動，或是洗衣機馬達啟動，附近的白熱燈就會一閃一閃，此即為瞬間電壓降造成。

另一點變頻式冷氣使用一對多連接者，可以善用變頻冷氣有低載高效率，高載低效率的特性。
例如家裡使用兩台同款的一對四室外機，客廳和餐廳相連，兩台室外機各分擔一部分的負載，使得客廳與餐廳一起開的時候，兩台室外機皆處於低載高效率狀態；晚上就寢時，客餐廳的室內機關掉，開啟房間室內機，亦不用到室外機的全載。

整體來說，冷氣室外機延長了工作時間，但是永遠不會高載運轉，就效率和壽命而言，會有比較好的表現。

另外使用壁掛式室內機相對於隱藏式室內機，壁掛式比較容易安裝的低一些，亦可提高效率。


[從冷氣機的Label上"能源效率比"可看出變頻式冷氣低載高效率，高載低效率的特性，善用連接方式，儘可能使得輸出可以高效率達到節能減碳]

2. 使用高效率的數位預熱式電子安定器(Program start type)搭配日光燈管，使得發光效率提高至95lm/W左右水準，又亮又省電，可參考前面所寫的相關。


3. 使用壁燈設計，降低光源，提高效率，並可營造環境氣氛。

超環保T8燈管(75k hr長效型燈管)

在所有的各類的T5、T8、T8日光燈管當中，最環保的大概就是長效型的T8燈管了！目前就個人所知，Philips 和 Osram兩個燈光設備大廠都有此類的產品，擁有75,000小時的超長壽命，這種燈管原本設計用來安置於較高處，或是不經常性換裝燈管的地方，像是高速公路的隧道，或是挑高非常高的廠房等，其實用在教室照明，或是地下室停車場等連續長期點燈的地方也非常合適，可以減少人力成本和時間的支出；T5目前做到24,000小時算甚麼，就來介紹一下為什麼說這種長效型T8燈管非常環保。


[長效型燈管燈絲結構]


再一次的強調，並不是要去宣揚T8一定比T5燈管好，而是T8早了T5十幾年的發展，技術的成熟度還是在T5之上，兩者適合的環境溫度(Ambient)也不相同，T5較適合於溫度稍高的地方，而T8較適合於25度左右環境；T5還有很長的路要走，當然科技會繼續發達，T5的效率仍可能不斷提升，就目前而言，T8與T5在同樣使用Programmed start type的電子安定器驅動下，100 v.s. 110 Lm/W的最大效率差僅10lm/W，以及最長使用壽命(耗汞量)，甚至是成本考量，T8仍就是目前Cost/ Performance 的最佳選擇。






但有許多人對於T8的燈管效益，由於過去長年使用傳統式安定器，仍有許多誤解。當今社會上標榜著許多T5的效益，多半是由於新式Programmed start type電子安定器帶來的好處，並非燈管本身的特性，包括燈管壽命，時間光衰特性等等，從日光燈管老化與故障此篇可了解到，燈管的老化與光衰，都與燈絲結構密切相關，而新式安定器的控制精確性，則使得燈絲老化速度大幅減緩，只要燈絲不蒸發或是濺射，燈管就不會容易光衰或是老化。

而T5與T8簡單說就只是國際標準上對於5/8、8/8inch燈管直徑的定義差別，當然其用的汞一則為液態汞、一則為固態汞。


[T5燈管目前使用Programmed start type安定器，使用cut-off技術，壽命約可達25,000hr]


[Philips的各種T8燈管]

下面是飛利浦提供的壽命資料和光衰係數。


[左圖：T8燈管使用傳統安定器，壽命12,000hr，一般也有說法是只有6000hr]
[右圖：T8燈管使用Program start 電子安定器，壽命17,000hr]


[左圖：T8燈管使用傳統安定器，15,000hr光衰30%，亦有人認為2000hr已光衰30%]
[右圖：T8燈管使用Program start 電子安定器，20,000hr內光衰不到10%]

而長效型T8燈管呢！？飛利浦長效型燈管分為Master TL-D Xtra 和 Master TL-D Xtreme，Master TL-D Xtra效率較高一點，Master TL-D Xtreme稍低一點，但更長壽，壽命如下：


飛利浦宣稱搭配自家的Programmed start type安定器，其壽命可長達75,000小時以上(以每12hr開關一次)，可怕吧！75,000小時有多久，一天開燈10小時，可以開超過20年。人一生活個80歲算厲害了，四根燈管就可以照亮你一輩子，哈哈！環保嘛！？飛利浦燈管一根耗汞3mg，一生只要12mg汞。

效率好不好呢！？請看日光燈管選購指南(效率排行)：

T8-36W

1. 飛利浦MASTER TL-D Xtra 36W/840，發光效率(Lm/W)： 101.08

2. 台灣松下FL40SS.EX-L/36，發光效率(Lm/W)： 101.4

3. 美商奇異F36W/827，發光效率(Lm/W)： 99.74

4. 飛利浦MASTER TL-D Xtra 36W/830，發光效率(Lm/W)： 99.71

5. 飛利浦MASTER TL-D Xtreme 36W/840，發光效率(Lm/W)： 98.01

6. 飛利浦MASTER TL-D Xtreme 36W/830，發光效率(Lm/W)： 97.92

所以說，台灣有沒有賣，有，當然有，不然怎麼會去認證CNS節能標章，網路上找得到啦！價格目前不清楚，不過要是比T5燈管便宜還是非常的划算。不要說我是幫飛利浦廣告，為避免嫌移，不光拿非利浦說嘴，歐司朗也有相同類似的產品。下面來介紹Osram的。


[燈管上還畫一棵樹，多環保啊XD]

Osram的長效型燈管名稱為Lumilux XT 和 Lumilux XXT。


[溫度(Ambient)與光衰特性]


[左右兩圖顯示XT與自家安定器搭配提供5年保固；XXT則提供8年保固，對自家產品信心度很高啊]



[XT的測試條件，用IEC方式測試，點亮165秒、關15秒；以及用點亮11小時，關一小時測試得到的壽命數據]
，

[XT以傳統安定器與自家Program start 電子安定器點燈方式壽命曲線比較，以及光衰]

XXT的測試條件

[XXT的測試條件，用IEC方式測試，點亮165秒、關15秒；以及用點亮11小時，關一小時測試得到的壽命數據]


[XXT以傳統安定器與自家Program start 電子安定器點燈方式壽命曲線比較，以及光衰]

至於效率上因為Osram沒有申請節能標章，無公平比較數據，不過與飛利浦同為燈管大廠，數據應相差無幾，而含汞量，Osram宣稱其燈管每一支含汞低於5mg，也是超環保。

既然燈管可達75,000hr壽命，現在反而要擔心，買到的Program start type 電子安定器有這麼長的壽命嗎！？使用燈管廠原廠指定安定器當然沒有問題，人家都保固你8年了。就目前所知，國外有家Helvar Ballast是敢於挑戰Philips與Osram兩大燈廠的安定器，當然國內也有不錯的選擇，就目前所知雖然一般Program start type 電子安定器號稱50,000hr以上壽命，不過國內目前僅少數有提供三年以上保固的安定器廠家，也多較需費心比較了！不過也希望國內廠家勇於挑戰大廠指標，期待做出更好的產品。

註：Osram網站宣稱其有特殊設計的安定器，壽命可達100,000hr。一般認為安定器壽命與Tcase(安定器產生最大溫度)有相當大關係，當然跟元件耐受溫度電流亦有關，安定器相關資訊請看電子安定器才是日光燈效率(省電)和壽命關鍵


[Helvar Ballast 挑戰兩大廠電子安定器效率，2004年資料]


[Helvar Ballast 挑戰兩大廠電子Tcase溫度，2004年資料]

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Reference：
http://www.bicau.ro/data/MasterLink/h31/f3069/surse%20de%20iluminat%20fluorescente.pdf

http://www.osram.cz/_global/pdf/Professional/General_Lighting/Fluorescent_lamps/103S023GB_LUMILUX_XT_XXT.pdf

日光燈管老化與故障

日光燈的壽命受到燈絲品質和安定器的影響很大，這邊有篇不錯的碩士論文，研究了各種日光燈的故障狀況，有助於電子安定器的設計者去設計或保護線路，也便於我們從燈管現象，了解故障的狀況，或是安定器或燈管的品質。非常值得一讀，全篇中文。

高頻電子安定器驅動螢光燈之故障現象探討及保護電路設計--國立中山大學電機工程學系研究所 李正中

下面摘要部分：

先來了解日光燈管在電路上的等效電路模型，和點燈的過程，日光燈基本點燈的過程分為三個階段；1. 預熱 2. 點燈 3. 點燈後穩態。燠熱的時候藉由燈絲電流加熱燈管，使得液態汞或固態汞開始蒸發，抵達能夠導通的能量障壁；接著一個較高的電壓在燈管內產生電弧點燈，這時燈絲上會有熾熱電流；直到燈管電流穩定之後形成穩態。

註：熾熱電流是日光燈產生穩定弧光電流前的暫態現象，為燈絲電子濺射產生的不規則電流，從數個毫安到數十毫安不等，因為很小不容易偵測，但為害甚大，是日光燈黑頭的主要原因，也是影響燈管壽命的重大因素。


[上圖可視為一個日光燈管的電路等效模型，日光燈在高頻電流通過下，可視為一個穩定的阻抗，通過Rf的電流為燈絲電流，通過Rarc的燈管電流。]



[實驗加上1A燈絲電流，模擬燈絲電流過大]

點燈預熱時，燈絲電流過大，或點燈後仍保留於燈絲上，長時間使得燈絲過熱，產生蒸發現象，造成燈管黑化，應該也會導致光衰以及耗損燈絲。


[實驗以點滅測試，模擬燈管長期開關，過高的點燈電壓產生熾熱電流，造成燈絲濺射噴出]

從這可知，好的安定器需要將燈絲加熱到適當溫度，以降低點燈的電壓，比減少燈絲濺射的狀況，才能提高燈管壽命。瞬時點燈式安定器因無預熱電流，點燈電壓需高至1200Vac，也是造成燈管短命的一大原因(壽命約3000次點燈)。


[燈管一邊發紅並不停閃爍亦是常見的燈管故障現象]

文中說明了燈管兩端燈絲老化不一致時造成阻抗不同，形成交流電通過燈管時，正半周與負半周，電壓電流不對稱等情況。好的安定器設計，應適時截斷保護，使得燈管不再消耗電力。


[電壓電流不對稱時波形]


另外這邊有篇博士論文非常專業
程序設定快速啟動之螢光燈電子安定器--國立中山大學電機工程學系研究所陳威銘
本文針對採用半橋串聯共振式換流器為主要電路架構之電子安定器提出三種程序設定快速啟動控制方式，分別為：(1)交流開關短路法、(2)具感應耦合式燈絲加熱電路之程序設定控制法、(3)串聯共振儲能槽諧振法，以改善快速啟動型螢光燈的啟動暫態特性。

還有這篇
具電感電壓相位迴授之鎖相迴路控制電子式安定器--國立成功大學電機工程學系碩博士班葉明杰
本碩論提出一新型諧振電感電壓相位迴授之鎖相迴路控制電子式安定器，利用所提出的鎖相控制技術，使電子安定器操作頻率能夠自動追蹤諧振槽之諧振頻率，俾在不同的負載情況下，都能夠獲致固定的燈管電流，以提高對穩態燈管阻抗變化之容忍度。

有興趣多看看論文長知識。

T85日光燈要注意

很久沒上腦殘奇摩知識看看，因為錯誤太多，今天難得看到有寫不錯的，轉錄來大家參考一下。發現蠻多人都注意到在上面問T85日光燈的，多是廠家自問自答，玩文字遊戲。原來現在行銷這麼厲害一一"

下面是有良心的人的建議：

換座之所以會發明出現，是因T5燈管20000萬小時壽命及電子式安定器的電氣特性非一般照明廠商可掌控，再加上T5燈管及電子式安定器售價不便宜，於是就有商人將原本需要60多種電子元件組合的T5電子式安定器，減少至剩30多種電子元件組合的電子式安定器，就變成台灣商人所稱的T85，原有T5電子式安定器的特性、優點、安全性均大大的降低，由裝至T85轉換座的T5燈管壽命只能達到12000小時，即可得知T85的電子式安定器非常不理想！如果換裝數量大，更將造成危害電力系統，不可不慎！

管中管或轉接頭﹙轉換座﹚搭配T5燈管型式，T5燈管的設計就應該搭配電子式安定器使用，如沿用傳統式安定器，T5燈管壽命只能勉強達到10000小時，T5燈管長壽命的優勢將無法發揮！更遑論有經濟效益！



台灣燈具法規不明，不論是T85或管中管或轉接頭或反光板，均屬於改造燈具，當有災害發生時，責任將無法釐清，最終受害的還是消費者！

假設台中某中大學附設醫院原燈具是東牌照明廠商，現今改造為數不少的T85於原燈具上，而劣質的電子式安定器會對電力品質造成傷害，如果有天引發火災，鑑定結果是由燈具引起，這時該是由T85廠商或東牌照明廠商負責呢？使用者已先違反東牌照明保固條例擅自改造燈具，東牌照明廠商排除責任，那T85廠商也不可能說自家產品出錯，最後只能請使用者認命是自己的錯，不是嗎？
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後來查證了一下，似乎也不能一竿子打翻整條船，有找到一些T85燈具，也是有做CNS13755電子安定器認證的，或許是因為市場上產品良窳不齊，購買上要多當心了！

然後T85要算安定器，不過也該算燈具"半成品"，安定器部分認證CNS13755沒有問題，只是當使用者未拆除原T8/T9傳統安定器時，T85的電子安定器和 傳統安定器的相容性就不是認證測試時所保障的了！因為T85廠家不可能收集所有的廠家的傳統安定器來搭配，BSMI實驗室也無此測試，那發生問題 時，T85廠商推卸責任給燈具廠家，但安定器不是燈具廠家做的，那消費者要找誰.....只能自認倒楣！

燈具的成品是要認證CNS 14355，T85燈具只是半成品，會去做嗎！？恐怕不會....所以....能不用就要碼用T8/T9不然就用T5，才會真正有保障。

再說成本上來說不如改善T8/T9的安定器為預熱電子式的，提高發光效率，效率可和T5差不多，幹嘛給自己找麻煩。

電子安定器才是日光燈效率(省電)和壽命關鍵

接續前一篇環保非T5日光燈不可！？(站內)，本篇將介紹各種適用於T5、T8、T9甚至於PL燈、PL-BB燈的各式電子安定器。說明何以安定器材是螢光燈類效率與壽命的關鍵。

1. 預熱啟動(Pre-heated Start)：
歐洲地區又叫做柔性啟動(Soft Start)、暖性啟動(Warm Start)、或者美加地品又稱之為可程式啟動(Programmed Start)，在台灣通常被叫做全數位式、、程式起動式或電子預熱式。此種設計方式係於燈管啟動時，先給予燈絲預熱或者加溫至約700度再點燈，其最大特色為不受燈管開關點滅次數的影響，減輕燈管黑化現象，可以延長燈管的壽命，適合開關頻率高的使用場所，或者維修困難的場所，如果配合使用調光式電子安定器，更必須使用含有預熱式啟動功能的電子式安定器。換句話說，預熱啟動型的電子安定器對燈管的保護提供最佳的保證。預熱時間可由0.5秒至2秒左右，電流越高，預熱愈快，相對於燈絲上的stress電壓愈高，壽命較短，而延長時間，則使得stress電壓較小，燈絲壽命可大幅提高。點燈次數一般廠商宣告在20,000~50,000次，甚至100,000次，並提高燈管壽命50%。燈管壽命在16,000~24,000小時，甚至更高。為當今最先進的安定器。有些搭配Cut-Off 技術(或稱Optimum Cathode Control)，對於高管壓燈管(燈管電壓超過200V以上)，如T5-35W以上，可減緩老化速度。並由於使用IC控制，和主動PFC，使得對於電壓變動有極佳的容抗度，並且達到非常的好的效率。



而安定器本身，一般來說，預熱型電子安定器壽命約在50,000小時左右(t_case= 70~75，廠商宣告的安定器鐵殼外部最高溫度)，其溫度約低(電子零件廢熱越少)，則壽命可以延長。


[Helvar ballast 的資料顯示其溫度技術的進步]


[A t_case temperature lowered by 10 K generally doubles the life time of the professional range ECG. 歐司朗宣稱其電子安定器某些型號鐵殼溫度t_case=65度，壽命可長達100,000小時]

若以此壽命計算50,000~100,000小時計算，那一個安定器到掛掉，大約用了2~5支燈管，一天使用8小時，則可使用17~34年，非常環保啊！！安定器加上燈管成本1000NT左右而已。使用一對二或一對三安定器則更低。

2. 快速啟動(Rapid Start)：
這是一種相當特殊啟動的方式，在美國市場是相當普遍，其特色是從啟動至燈管點燈使用當中，一直在燈絲上保留一很低的電壓(約3.5V)，但可使點燈電壓較低(約405-550V)。因此其耗電量比預熱或者瞬時啟動型多出1.5w至2w，一般以串聯式設計居多，此種啟動方式較適合氣溫較冷的地區，起動時間約0.5秒。有些有主動PFC，有些則無。



3. Program Rapid-Start(PRS)
使用開關切換改善快速啟動，預熱燈絲至650度C後點燈，移除點燈後穩定態的燈絲電流，並使點燈次數可達30,000次，一般來說PRS都是串連方式連接燈管，可同時點亮3~4根燈管，1~2根燈管損壞，並不影響其他燈管運作。

此有一篇Program Rapid-Start實做探討的博士論文，有興趣可以看看，看看文字描述就好了，數學計算很複雜XD，主要論述三種電路模式消除燈絲電流實作。
程序設定快速啟動之螢光燈電子安定器--陳威銘


4. 瞬時啟動(Instant Start)：
其特性是利用高壓啟動燈管(啟動電壓約介於800V至1,200V之間)，點燈非常容易，但易造成燈管黑化，燈絲斷裂，燈管壽命降低，其最大競爭的優勢是價格較低，適合用在開關次數不頻繁的場所(每天開關次數約小於5次者比較適用)，起動時間，瞬間。一般使用被動PFC，電壓變動時，消耗功率也會隨之變動。效率不若預熱電子式。其優點是便宜(但不耐用)，且適合用在需要立即點亮電燈的場所，例如廁所。



如何區分預熱啟動、快速啟動、及瞬時啟動？

預熱啟動/快速啟動(Rapid Start)及瞬時啟動(Instant Start)之比較

　　日光燈管如果配合傳統電磁式安定器使用的話，一航而言，其點滅次數約在6,000次左右，日光燈管即可能產生黑化而故障。如果使用瞬時啟動型電子安定器，因為以高壓點燈之故，點滅次數約在2,000~3,000多次，螢光燈管即會產生黑化而壽命終了。

而瞬時啟動型電子安定器另一項值得注意的缺點，即在天氣寒冷時候，可能會發生點亮不易的情形，尤其新一代高管壓或者填充汞合金、固態汞的(T5、T6應屬此類)螢光燈管更應避免使用瞬時啟動型電子安定器。如果使用快速啟動點燈，點滅次數約12,000~15,000次，燈管也會產生黑化，但是快速啟動因使用線圈預熱，在燈管點亮動後，線圈上的電流仍會不斷流經燈管的燈絲，消耗電力會比其他啟動方式電子安定器多消耗1.5w~3w，約2.8%~5.6%。

　　如果設計不當，燈絲很容易燒斷！若使用具有機械開關式電子零件設計預熱啟動，例如繼電器(Relay)，場效電晶體(Mosfet)，其點滅次數可以高達20,000~50,000次，燈管才會產生黑化，加上點亮後，沒有電流流經過燈絲，可以真正達到提高燈管50%的壽命。

如何從接線及點燈狀況區分預熱啟動、快速啟動、及瞬時啟動

　　一般而言，日光燈管的接頭為2端4接點(4 pin)，如果電子安定器配線是屬於一枝燈管出2條電線的話，一定是瞬時啟動，但是2枝燈管出8條接線，也可能是瞬時啟動電子安定器。其區分準則為點亮時間，如果點亮小於0.4秒的話，即屬於瞬時啟動。如果點亮時間超過0.4秒的話，加上接線是一枝燈管出4線的話，則可能為快速啟動或者預熱啟動，其判斷準則必須看點燈預熱的狀態。
　　如何從點燈狀態區分預熱啟動、快速啟動、及瞬時啟動型電子安定器？瞬時啟動的特色即為瞬時點亮，快速啟動於點燈時燈管會出現燈管兩端毛管的現象後再點亮；而預熱啟動則會看到兩端燈頭出現紅色或微白現象再點亮。

台灣螢光燈電子安定器 CNS 安規證書

台灣 BSMI 認證標準: CNS 13755 (相當 IEC/ EN 61347-1, IEC/ EN 61347-2-3, IEC/ EN-61547, IEC/ EN 61000-3-2)

雖然台灣電子安定器的標準是以 IEC的安全規範為樣本, 它也加入日本安規測試方法及台灣獨特性要求之處, 今將分別列之說明

1. 在 80℃ 高溫之下連續測試360小時. (日本)
2. 二次測的電壓不得大於300V (日本)
3. 預熱點燈要達 8,000次 以上 (台灣)

但是至目前為主, 台灣準檢驗局並未要求將電磁相容納入測試電子安定器的規範之內, 只要求在燈具內裝有電子安定器必須測試電磁相容 (台灣電磁相容的標準為 CNS 14115), 這兩種主要差異在於電子安定器如果通過電磁相容的測試, 裝入燈具內一定會通過, 但是燈具會通過相容測試, 內裝的電子安定器不一定會通過電磁相容. 國外安規標準尤其歐洲有CE認證一定要求通過安全及電磁相容兩大測試規範, 歐洲的相磁相容規範為 EN 55015 或 CISPR 15.

CNS13755螢光燈管用交流電子式安定器條文6.3.18規定預熱點燈要達 8,000次 以上，之後在 80℃ 高溫之下連續測試360小時，此時燈管周圍溫度25℃，有保護裝置者加以短路者。


[CNS13755 條文6.3.18]

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根據歐盟指令2000/55/EC對安定器的規範，繼2002/5/21禁止高耗能的D類安定器進入歐盟後，2005/11/21再度確定中耗能的C類安定器不准進入歐盟市場。目前可以在歐盟販售的安定器產品僅剩A類的電子安定器及B類的低耗能傳統安定器。展望未來，提昇電子安定器的市場比重仍為歐盟持續努力的目標。
除歐盟外，許多國家對電子安定器之產品推廣亦有相關的限制及鼓勵措施。根據美國能源部發佈的法令，未來將逐步限制廠商販賣發光效率(BEF)差的燈具產品，我國大致也沿襲了美加的法令。預計在2010年左右，電子安定器將成為燈具市場上的新主流產品。

電子安定器具有環保節能的概念，加上各國相關法令的陸續制定，預計在未來幾年內市場仍將持續成長。相較於傳統式產品，電子安定器雖然前置成本較高，但卻可節省後續的電費，預估兩年的回收年限及後續的省能應可對消費者產生足夠轉換的誘因。目前全球安定器市場雖然由國際大廠所掌控，國內仍然有多家廠商投入其間，其中大多透過優異的生產製造為基礎，一方面幫大廠代工，一方面切入研發設計及通路建立，期望在這環保節能的領域之中佔有一席之地。

上述摘自燈具用電子安定器之產業概況--王志方 2007年8月
http://www.atit.org.tw/upload/960821-Indus.pdf

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經濟部能源局--螢光燈管用安定器光效因數基準
師範大學--能源教育資訊網
Recommended Practices for T8 Rapid Start Fluorescent Lamp Dimming (17W, 25W, 32W, and 40W Lamps)
http://www.biagmbh.com/katalog/pdfs/72/7299.pdf

相關文章：
環保非T5日光燈不可！？(站內)
電子安定器參數解釋(站內)
T5 T8 T9 日光燈介紹(站內)
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Reference
CNS13755--螢光燈管用交流電子式安定器
國家標準檢索系統
http://www.gwec.com.tw/front/bin/ptlist.phtml?Category=73851
http://www.ldpi-inc.com/main-site/technical/ballasts.html
http://ecmweb.com/mag/electric_ballasts_correctly/
http://www.osram.com.tw/osram_tw/Professional_/ECG_%26_LMS/ECGs_for_FL_and_CFL/Non-dimmable_ECGs/ECGs_for_T8-lamps_/Benefits_QTP8/index.html

電子安定器參數解釋

舉例以某廠家的T5日光燈安定器 Specification如上，同規格燈管，同燈管接數，同輸入電壓下，Input Power(輸入功率)、Input current(輸入電流) 越小越好，THD越小越好，Power Factor越接近1，越少虛功電流，Crest Factor越小越好(一般最好小於1.7)，BEF越大越好(效率越佳)。



安定器效率值(Ballast Efficacy Factor)(又稱光效因素)

這一數值可由光輸出比值(Ballast Factor)除以安定定輸入功率值(Input Power)，在美國市場買方通常以這一數值，來衡量比較各家電子安定器效率的優劣，這一數值愈高，代表電子安定器的效率愈佳。

中華民國九十八年三月一日起開始實施的光效因素要求
經濟部能源局--螢光燈管用安定器光效因數基準

波高率(Crest Factor)

此一數值大小對燈管的壽命有直接並且攸關的衝擊，越小越好，絕大多數的燈管廠商建議此一數值最好小於1.7 (燈管廠商如Philips、Osram多以此做為燈管壽命的測試條件，宣告其燈管壽命，高於1.7幾乎不可能達其宣告壽命)，過高的數值容易造成燈管黑化，降低燈管的使用壽命，而波高率的定義是指使用電子安定器對日光燈管點燈時，所產生的峰值電流除以平均電流(peak/r.m.s)而求得。

註：CNS亦規範電流波高率必須在1.7以下，買有CNS的就對了。

燈管壽命

燈管的壽命和電子安定器啟動方式有相當大的關聯，請參考電子安定器的啟動方式和波高率，如果選擇質優的電子安定器不僅可以省電，亦可以達到延長燈管壽命50%以上，但是如果選用高輸出型的電子安定器的話，則只能維持燈管原有規定的使用期限。

T5 T8 T9 電子安定器概述


CutOff 技術

達到適當的電子放射溫度以有效地放射電子維持放電，在施加啟動電壓脈衝前，燈絲必須先加預熱電流。但在啟動成功後，若仍持續施加燈絲電流，除了會消耗燈絲電力外，燈絲也將因持續之高溫放射而加速耗損；電流不流經燈絲，燈絲溫度會比一般電子安定器點燈後，顯得更低，延長燈管壽命。燈管兩端不易黑化；換句話而言，無cut-off技術電子安定器，會嚴重影響高燈絲阻抗兼高管壓燈管的壽命。

Cut Off技術便是在電子安定器的電路上，設計一個斷路開關，連接到每一支燈管。 在燈管啟動後，便會自動切斷燈絲預熱線路。就算在不正常點燈情況下，如啟動不良或燈管本身不良時，也有安全斷路線路會自動將整個電子安定器電源切斷。如此一來，不但可延長燈管點燈壽命，還可節省消耗在燈管兩端燈絲的電力。

因此，擁有Cut Off技術的T5電子安定器比其他沒有Cut Off設計的一般電子安定器多出的優點有：

1. 可將周圍溫度較高的一般吸頂式或嵌入式照明燈具之直下輸出光束提高6-8%
2. 50%光束維持率之點燈壽命可由原先之16000小時提高到20000小時
3. 燈管耗電可節省約3W(整個系統耗電可節省5-7%)


[圖片摘自Mobile 01 cut-off技術T5雙燈燈具開箱分享^^]

安定器損失值(Ballast Loss)

這一數值代表電子安定器本身將所消耗的能源轉換成熱能而非光能，此數值可由總輸出功率減去全部燈管所消耗的功率，一般而言，傳統40w2燈之安定器約消耗10~22W，而電子式安定器約2~7W。

光輸出比值(Ballast Factor)

這一數值可以看出使用電子安定器光輸出的相對效果，其值是由測得電子安定器的光輸出值，除以標準安定器點燈下的光輸出值，所求得百分比，一般而言, 此一數值愈高，代表光輸出效果愈佳，對電子安定器而言，不得小於0.9，但也有為專門強調高輸出值而設計的電子安定器，其光輸出比值可高達1.18至 1.28。


功率因素(Power Factor)

這一數值可以表示電子安定器將外界輸入電壓和電流轉換成可供使用功率的效率值，功率因素值數值愈高，對供應電力系統之公司(指電力公司)十分有利，一般電力公司為鼓勵消費者使用高功率因素的電子安定器，皆採取補貼政策，但是一般消費者以為PF值愈高愈省電，這是一種錯誤的觀念，其實省電的多寡和PF值沒有直接關聯。只有省下虛功電流在線路上損耗的微小線損
I平方(虛功電流)*R(銅線阻抗)

總諧波(Total Harmonic Distortion)

供電系統頻率週期(50/60Hz)3之倍數(3,6,9.12 )容易對交流電之正弦波造成扭曲，導致引起不當的大電流，對電器設備有所傷害。對電子安定器而言，各國安規皆有明確規定總諧波(Total Harmonic Distortion，THD)值必須小於一特定值，歐洲IEC、美國ANSI、台灣CNS、日本JIS規定THD值必須小於33%，但是在美國市場上將電子安定器分成二種等級，THD小於20%一個等級，以及THD小於10%一個等級。一般而言，在大量使用電腦場所或者使用精密電子儀器或設備的場所，應該使用較嚴謹或較低的THD值。

並聯式串聯式迴路(Parallel vs. Series Circuit)

當一顆電子安定器可以同時啟動點亮2枝燈管，此時會牽涉到並聯式或者串聯式迴路，如果其中一枝燈管發生故障，另外一枝燈管馬上跟著熄滅，其設計上屬於串聯式設計，如果另外一枝燈管還繼續亮著，則其設計上屬於並聯式設計。一般而言，並聯式需要2組單獨迴路，成本上比串聯式1組迴路來的高，但是設計並聯式迴路並不簡單，主要是必須考慮當其中一枝燈管故障時，必須加以適當處理，避免功率或者頻率轉移至另外一枝燈管，如果迴路未處理妥當，會造成另外一枝燈管負載增加，而加速其故障的機會。

噪音(Audible Noise)

所有國家的電器安全規範皆有規定電子安定器的噪音標準，一般而言電子安定器所產生的噪音比傳統安定器低75%。CNS規定電子安定器的噪音必須小於33db.。

The table below outlines the recommended ballast sound range to be used.

Application	Average ambient noise	Ballast sound recommended
圖書館或教堂	20-24 dB	A
一般辦公室	25-30 dB	B
吵雜辦公室	31-36 dB	C
工廠	戶外 37-42 dB	D

主動功因/被動功因(Active/Passive Power)

電子安定器設計於改善功率因素可採用主動功因迴路或者被動功因迴路，兩者之間的差異在於電壓變動時，功率會不會受到變化影響，進而導致光輸出發生變化造成閃爍現象，如果採用被動功因迴路，功率因素無法提高至0.99以上，同時電壓發生變動，功率也會隨著改變，甚至有時候燈管會出現閃爍之現象，如果設計上採用主動功因迴路，則可以避免上述各項問題。換句話而言，電壓不穩地區宜採用主動功因機種。

高輸出(High Output)

設計電子安定器可以朝二個方向進行，一是走節約能源的路線，一是走提高光輸出的路線，如果朝高輸出方向設計電子安定器，其配合的燈管必須要特別注意，不能選用一般傳統燈管，必須選用專門開發給電子安定器使用的燈管，方可以設計高輸出型的電子安定器，其特點係燈管本身的管壓特別來的高，並且使用較粗的燈絲，例如, 日本市場的HF高頻燈管，歐美的T8-32w高頻燈管均屬於這一類燈管，打開其燈絲結構，就可發現高頻燈管的燈絲採用較粗厚的線徑(Stick Coil)，可以承受較高的電流。

電磁干擾/電磁相容(EMI/EMC/EMS)

任何高頻電子產品均會產生雜訊(Noise)，電子雜訊干擾可分為傳導干擾和幅射干擾兩方面來談，一般而言，傳導干擾會透過電源線去干擾影響其他電子或電器產品正常運作，而幅射干擾則是透過空氣去干擾影響其他設備，對於電器用品的使用，一般國家的電氣器安規皆有制定防止電磁干擾之規範，例如歐洲IEC ( EN55015 )、美國FCC PART 18、日本JIS等等皆有規定商業用及住家用防止電磁干擾之標準，其中以歐洲在這方面的規定最為嚴峻，而日前台灣標準檢驗局尚未將EMI/EMC的防範標準納入CNS的規範，係配合兩階段實施，有關照明室內燈具的EMI/EMC的管制標準將於民國90年7月正式實施。一般而言，公司行號的電腦資料處理中心、使用精密電子儀器或測試設備的場所、醫院、以及播音室等等，深怕電磁干擾之場所，應特別要求使用符合EMI/EMC規定的電子安定器。

閃爍(Flicker)

一般傳統安定器點燈，其點燈頻率和供電系統頻率一樣，每秒鍾50或者60次週期 (50/60Hz)，在這種情況點燈閃爍程度約為33%，而電子安定器因為高頻點燈，其頻率高達20k至50k，其閃爍程度低於5%，如果使用主動功因，其閃爍程度可低於2%，此一數值愈低，對眼睛而言是愈舒適，愈不會產生疲勞現象。

保護迴路

基本而言電子安定器結構係屬於相當的精密，一顆電子安定器上多則上百顆，少則60多顆電子零件，其除了提供燈管穩定運作的電流之外，必須防止各種突發的現象來破壞電子安定器，因此設計良好的電子安定器，其保護迴路設計必須相當的周到，含蓋下列各種特殊狀況，才能提供長期使用保證的品質。

開路/短路保護迴路(Open/Short Circuit Protection)
雷擊/突波保護(Inrush Current Protection)
過高壓保護(Over High Voltage Protection)
過低壓保護(Over Low Voltage Protection)
燈管末期保護(End of Lamp Life Protection)
燈管漏氣保護(Lamp Leakage Protection)
靜電高壓保護(Static Prevention)
自動回復點燈(Auto Reset)

溫度適用範圍

通常溫度的變化對電子零的功能或壽命有相當大的影響，因此使用電子安定器必須在其指定溫度範圍下使用，由於各地區域之氣溫有當大的差距，例如寒帶和熱帶地區國家對適用溫度的範圍的要求也不一樣，以台灣地區而言，一般考慮適用溫度高至50~60℃。



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相關文章：
環保非T5日光燈不可！？(站內)

For Lamp Ballasts—Definitions—for Fluorescent Lamps and Ballasts ANSI C82.13-2002 --美國國家標準日光燈和安定器名詞定義
Provides definitions of terms used in ANSI C78 and C82 series standards for fluorescent lamps and ballasts. Individual standards may also include additional definitions specific to that standard.

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Reference
照明光學數位化影音教材--第四章--授課教師：黃燕昌 教授
http://140.127.128.1/edu/t615/ch4-1.pdf

http://www.chinaelectric.com.tw/ballast_03.htm

http://www.homescape.com.tw/info/e-ballast/eballast-3.htm

http://www.standardpro.com/product/categories/ballastmagneticguide.aspx?id=0#

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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[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