獲獎項目：車用氙氣金鹵燈及其配套電子鎮流器產品的研制和生產

　　獲獎單位：廣東雪萊特光電科技股份有限公司

　　項目簡介：

　　I 新一代前照燈光源車用氙氣金鹵燈

　　車用氙氣金鹵燈是一種小功率、高光效、長壽命放電燈，在它的微型電弧管泡殼中有一對高效、長壽命電極、充有6個大氣壓氙氣、適量的汞和數種定量配置的金屬鹵化物。這種燈的光效高達90~100lm/W，35W的燈泡可發射3200lm的光，與傳統55W鹵素燈相比，功率僅為后者的64%，而發射的光通量則為后者的3倍。

　　車用氙氣金鹵燈發光是靠電極間的放電而不是點燈絲，不存在燒斷燈絲的問題，所以其壽命>3000小時，為傳統鹵素燈的10倍以上。對于一般家用汽車以每晚平均開車1小時計，用這種燈作汽車前照燈光源，可用8~10年，燈損壞時車也報廢了。

　　車用氙氣金鹵燈已成為傳統鹵素前照燈光源的必然換代產品，在歐洲和日本已經廣泛使用，但在我國目前這種燈主要還是在改裝市場出現，少數原裝車燈均仍采用進口產品。

　　Ⅱ 傳統的汽車前照燈光源鹵素燈

　　用作汽車前照燈的鹵素燈為上世紀70年代發明，80年代普及。這種燈是在白熾燈中添加碘(溴)甲烷等鹵素，工作時鹵素和蒸發的鎢結合成鎢的鹵化物，并以蒸汽形式回到空間使鎢的蒸發速率降低，使得燈絲工作溫度可從2850K提高到3000K，從而提高了光效。鹵鎢燈比前一代汽車前照燈光源白熾燈的光效高一倍以上，壽命也有所延長，鹵鎢燈至今已使用30年以上。現代車輛的行駛速度比當年提高一倍以上，我國車輛的最高限速為120km/小時(歐洲并無車速上限)，鹵鎢燈車前的照亮距離不過80m，對于現代車速這個距離太短了，當汽車發現前方80m處有障礙物時，兩秒鐘后車已到達，來不及采取有效措施常至釀成事故。

　　Ⅲ 鹵素燈與車用氙氣金鹵燈主要參數的對比

　　由表1可見，車用氙氣金鹵燈以64%的功耗發射比鹵素燈高三倍的光通量，而燈壽命則延長10倍。這種燈配以合適的頭燈燈具，其車前照亮距離和右側的照亮寬度均超過鹵素燈的一倍以上，見Fig.1對比。

　　二種光源主要參數的對比示如表1：

表1

　　車用氙氣金鹵燈的另一特點是功率小、發光體小，這不僅可將更多光收集到光束中，提高光利用率，而且燈具的散熱問題較為簡單，可以設計得更為小巧緊湊，使車頭設計可以更多從自身要求如速度和美觀等考慮，較少顧及車燈。

　　Ⅳ 兩類前照燈光源的實際照明效果對比：

　　二者的照亮距離和寬度示如Fig.1，圖中HID燈即為車用氙氣金鹵燈。

　　由Fig.1可見，車用氙氣金鹵燈的照明距離和寬度比鹵素燈成倍增加，駕車者能提前看清行進途程中的各種事物，即早采取因應措施，避開途程中的一切危險。正是由于上述諸多優點，自上世紀末歐、日開始大規模以此種車燈替代鹵素燈，目前他們的新款車太多已采用了車用氙氣金鹵燈。

　　據日本統計，在大力推廣車用氙氣金鹵燈以后，日本晚間的交通事故降低了30%，該統計充分表明這種新型車燈不僅高效節能而且對行車安全也大有助益。

　　Ⅴ 車用氙氣金鹵燈的眩光

　　駕車人員常感到迎面駛近的采用氙氣金鹵燈的車燈發射的眩光較多。一些行人也認為迎面駛來的使用這種燈的汽車燈光太刺眼了，這些反映雖然都是事實，但都是可以改進的。

　　1.什么是眩光：

　　人眼視物是靠物體本身的反射光來判別物體的形狀、大小、色澤、遠近等一切特征的，但是如果用以照射物體的光源直接射入人眼，由于這樣的光比物體反射的光強得多，因而會使人感覺刺眼、視物不清，容易疲勞，因此合適的燈都需配以燈具，保證燈光不直接射入人眼以消除眩光。

　　為了防止汽車發射的光束直接射入迎面駛近的駕車者的眼睛，因此對汽車前照燈光束作出了嚴格規定(ECE R 98)，這一規定的主要內容可以歸結到Fig.2及表2中。Fig.2及表2的數據是在車前方25m處的垂直平面上的特定測試點位置及照度要求。

　　表2表明Fig.2中標注的每個點、每個區域均有嚴格的照度要求范圍，而其中最關鍵的就是在Ⅲ區(H-HV-H2以上區域)中照度不能超過1lux，這一規定的意義即在于光束不能射到迎面駛近的駕車者的眼中。

　　2.車用氙氣金鹵燈產生的眩光是由于燈的使用不當和燈泡設計上的缺陷造成的：

　　a. 燈和燈具不匹配：目前我國只有少數進口和國產高檔車裝配了車用氙氣金鹵燈，這些車燈很亮，眩光也能接受。但是目前中國市場上用的氙氣金鹵燈大多為改裝燈，汽修店將原裝鹵素燈卸去后直接換以車用氙氣金鹵燈即成，由于燈與燈具不匹配，加以換燈人員的專業水平不高，將燈換進燈具去后不懂得仔細調整光形，所以產生了較多眩光。

　　b. 燈泡本身設計缺陷產生了較多眩光

　　市場上常見燈的結構見Fig.3

　　這是一種當前歐、日普遍使用的燈的結構，為了提高電弧管工作溫度和使其在工作時更加穩定，在作為真正光源的電弧管1的外面加了一個直管形外罩殼2，該外罩殼構成了大量眩光。

　　如所周知，當光束從空氣中非垂直投射到玻璃表面時將產生一定的反射(Fig.4)，投射角i愈大反射分額也愈大。投射光進入玻璃介質后將被折射，當折射光傳播到另一側的玻璃空氣界面時又將部分透射、部分反射。該界面處的反射光在回到原側界面時還將產生反射和透射，如此往返不已而使原斜入射光束變為Fig.4中沿箭頭A方向漫延的衰減光帶，投射角越大則光帶越強。

　　Fig.5示出了目前通用的直管形外罩殼車用氙氣燈的光輻射情況，其直管形外罩殼對球形電弧管所輻射的光的影響與Fig.4所示情況一致，從電弧管發射的光除輻射方向與電弧管中心橫斷面S一致的很少部分光外，向其余方向輻射的光到達外罩殼內表面時、均將按入射角的大小部分反射，反射部分到達電弧管軸附近的支撐電極的頸體時，除一部分進入頸體外，另一部分又將反射。

　　由此可見此種直管形外罩殼結構的車用氙氣金鹵燈的電弧管發射的光除很少部分直接通過外罩殼輻射外，大部分光均將在外罩殼內壁部分反射，反射光又在外殼的石英壁內部、外殼內壁與電弧管外壁之間以及在石英頸體內部反復反射、折射、透射而形成沿燈軸向二端漫延并向四周空間輻射的雜散光。這部分光偏離了燈具反光器焦點，不可能為燈具收聚到前照光束中，而是構成了直接向前方或向后方發射并再經燈具反射后再向前方散射的雜散光，這就是眩光的重要來源。也是人們認為氙氣金鹵燈必然產生較多眩光的原因。

　　3.通過對燈管外罩殼設計的改進，可以大幅度減少眩光

　　廣東雪萊特光電科技股份有限公司在分析了氙氣金鹵燈眩光過強的原因后，設計了一種球泡型的外殼結構(Fig.6)這種燈泡與Fig.3所示燈泡的差異在于其外罩殼與電弧管球

　　泡的對應部位不是直管而是一與電弧管球泡形狀相似的球形泡殼。由于電弧管與外殼壁面為大致平行的球面曲面，在Fig.3所示2α角內電弧向任何方向輻射的光均以大致垂直的方位射向外罩殼的內壁面，因此反射率很低，大部分光將直接輻射出去(Fig.7)，并經燈具聚集后進入前照光束。此種結構的燈的外罩殼與電弧管之間產生的沿軸向二端衰減漫延的雜散光比直管型外罩殼燈減少很多，眩光大幅下降。球形外罩殼的另一優點是電弧管的溫度分布比較均勻、熱穩定性高、參數穩定、光維持率提高、壽命也得以延長。

　　雪萊特專利燈與直管結構燈的另一不同在于燈頂端的封接方法(對比Fig.3、 Fig.6)。直管結構的燈是將外罩收縮與電弧管頸體熔封，該端頭構成了燈內部向頂端漫延的雜散光的輸出窗口。Fig.6表明雪萊特專利燈泡，則是將電弧管頸體頂端向外翻邊形成喇叭狀、與外罩殼接觸并融封。這既減少了燈內部的雜散光向前端的輻射、又縮短了燈泡高度，提高了抗震能力。此外這種球形外殼二端的直管部分較細、用料較少、重量減輕，抗震能力相應提高。

　　4.直管型與球泡形外罩殼氙氣金鹵燈實際眩光對比

　　為進行對比，挑選了參數相同的直管形外殼和球形外殼的車用氙氣金鹵燈各一只進行實測比較，直管形外罩殼燈為某著名公司產品，球泡形外殼燈為雪萊特生產。在距電弧管中心4m處測試了燈的光強和照度分布。實

　　際測試結果如下：考慮到2α角(α=55)以外的光不可能為燈具收集，而這部分光大部分由前述雜散光構成。同時考慮到以燈軸為軸的0~10及170~180立體角范圍的光直接射向前(后)方，與投射光束方向一致，可以不計入眩光。這樣測得的以燈軸為軸的10~35及145~170立體角以內直管形外罩殼燈的光輻射比球泡形外罩殼燈多118lm，這表明在10~35及145~170立體角以內直管外殼燈產生的眩光比球形外殼燈多118lm。另外燈管二端頸體輻射的雜散光中還有相當一部分離軸角度雖在35~155之間，但這部分光也不可能為燈具收集到投射光束中，由此可見直管形外罩殼燈比球泡形外殼燈產生了遠超過118lm的眩光。

　　在幾種不同廠家的D1S型頭燈燈具(其中包括某些名牌燈具)中分別安裝了兩種不同外罩殼的燈進行了Fig.2所示的光形測試，所有結果都證明球形外殼燈的出射光束比直管形外殼燈更符合標準要求。

　　Ⅵ 車用氙氣金鹵燈的配套電子鎮流器

　　車用氙氣金鹵燈與電子鎮流器是不可分割的配套裝置，再好的光源性能必須有高質量電子鎮流器的配合才能發揮，對鎮流器的基本要求

　　是：

　　1) 鎮流器必須產生峰值達23KV，脈寬約數十納秒的高壓觸發脈沖以保證高達6大氣壓的燈著火。

　　2) 鎮流器的初始輸出電流必須大于正常工作電流，其變化規律應在嚴格的程序控制之下，以滿足1秒時燈泡輸出額定光通亮的25%、4秒時輸出額定光通量的80%以上的要求。

　　3) 為保證燈長壽命運轉，鎮流器必須恒功率輸出，目前雪萊特鎮流器的實際水平是輸出功率為35W0.5W(標準要求為35W3W)，這意味著鎮流器必須自動補償各種內外因素的影響，當燈壓降在68V~102V范圍、電源電壓在9~16V范圍、環境溫度在-40℃~105℃范圍變化時，始終保持35W恒功率輸出，漂移在0.5W(未來指標為0.2W)以內，這對保證燈參數穩定和長壽命運轉是必要的。

　　4) 在9V~16V的電源電壓范圍內燈能正常啟動，啟動后因電池或電路原因使鎮流器輸入電壓降低到6V時燈和鎮流器仍能降低功率正常運轉。

　　5) 鎮流器需能長期承受105℃的高溫烘烤，這時內部溫度則在115℃以上。

　　6) 在各種最惡劣條件下鎮流器必須穩定可靠運轉3000小時以上。

　　鎮流器任何指標的降低均將影響燈的正常運轉，影響行車安全，因此其參數指標的保證是至關重要的。目前市售鎮流器的實際性能與此相距太遠，必須慎重選擇。

　　雪萊特D1S燈配套的電子鎮流器示如Fig.8。

　　Ⅶ 使用雪萊特自行研發的車用氙氣金鹵燈不存在知識產權問題

　　當今大量使用的直管形外殼車用氙氣金鹵燈的知識產權均屬飛利浦、歐斯朗和通用電氣等公司所有，除了這三家公司和他們授權的個別公司外，任何生產直泡形車用氙氣金鹵燈的廠家均屬侵權。唯一的另一個有自主知識產權生產車用氙氣金鹵燈的單位就是廣東雪萊特光電，雪萊特光電的關于車用氙氣金鹵燈的專利不僅在中國大陸，中國臺灣已經授權，這些專利在美、歐、加、印、日、韓等國亦均已公告，不久即可授權。使用雪萊特產品不存在侵權問題。

　　雪萊特公司生產的D2S燈及配套電子鎮流器已于2004年通過E-mark認證，取得E11標志，雪萊特公司生產車用氙氣金鹵燈及配套電子鎮流器的HID廠(高強度放電燈廠)已于2005年都通過了TS16949認證并取得證書。

　　Ⅷ 雪萊特牌車用氙氣金鹵燈及配套電子鎮流器的質量是世界一流的

　　雪萊特公司用以生產車用氙氣金鹵燈的全自動裝備系從德國引進，其性能、功能和技術參數都是當前世界第一流的。雪萊特公司生產車用氙氣金鹵燈的全部材料分別從美國及奧地利引進，質量是全世界最好的。雪萊特公司自行設計了全數字智能控制的鎮流器，采用了與國際最著名的專業公司聯合設計開發的專用芯片作為控制中心，對鎮流器中所有主要元器件及關鍵點的參數進行嚴格的監控，保證了鎮流器極高的可靠性以及輸出參數的高度精確穩定。雪萊特公司用以生產電子鎮流器的是以高檔進口貼片機、全自動印刷機和全自動視覺檢測裝置為主體的全自動生產線。所產生的高質量、高可靠的鎮流器屬世界一流精品，這已為所有的測試、試驗和應用所證實。

　　Ⅸ 結論

　　汽車行業的競爭已經熾熱，在所剩無幾的可供出手的牌中新型前照光源是其中最耀眼的亮點之一。歐、日新款汽車均已普遍采用，他們汽車售價昂貴，利潤空間大，所以多采用了價格高昂的飛利浦生產的車用氙氣金鹵燈及配套電子鎮流器，國產汽車大多望而卻步。

　　在同樣激烈的行業競爭之中，新型車燈的采用也已成為國產汽車重點考慮的課題，但進口產品售價高昂難以實施。雪萊特產品性能參數與之決不相讓，而且眩光更少、壽命更長，售價不足他的一半，這已經成為國內汽車業進行燈光改革的首選產品，幾家車廠已開始試用，多家車廠已在醞釀。我們確信國產汽車裝上國產車用氙氣金鹵燈、配上國產電子鎮流器馳騁在遍及中國(以及國外)的大道上的日子已經到來。

　　公司簡介：

　　廣東雪萊特光電科技股份有限公司成立于1992年，是一家具有自主創新能力的專業研發生產節能燈、車用氙氣金鹵燈、紫外線殺菌燈及其他特種光源和配套電子鎮流器的廣東省高新技術上市企業。目前占地10.13萬平方米，已建生產經營用房4.8萬平方米，設有廣東省特種光源工程技術研究開發中心和廣東省省級企業技術中心，是中國重要的電光源研發生產基地之一。公司建立了3家分公司、3家控股子公司和100余家經銷商的營銷網絡，除國內市場外，公司產品還遠銷美國、日本、歐洲等多個國家和地區。目前公司總資產4.3億元，擁有員工2000人，是佛山市2006年的超3000萬元的納稅大戶。

　　公司主導產品為緊湊型節能燈系列、車用氙氣金鹵燈系列及紫外線殺菌燈系列，質量均處于行業先進水平。緊湊型節能燈已通過了 CCC、CE、GS、UL、EMC、能源之星等多項國際國內安全認證，車用氙氣金鹵燈及配套電子鎮流器通過了歐盟的E-Mark認證和TS16949認證，高強度、長壽命紫外線燈技術達到國外先進水平，可代替進口產品。

　　公司積極跟蹤和研究電光源行業的發展趨勢，潛心研究和開發新產品、新工藝，獨立自主地開發出了多項達到國內領先、國際先進水平的核心技術，公司是復旦大學電光源研究所南海實驗基地，并設有深圳清華大學研究院納米技術應用實驗室;公司 承擔并完成了多項國家 863 計劃、火炬計劃、星火計劃項目、廣東省重點新產品項目等課題， 多次獲得國家有關部門的獎勵和科研撥款支持。其中緊湊型熒光燈光衰機理的研究項目獲 2000年國家教育部科學技術進步一等獎; 高品質緊湊型熒光燈的研究和開發項目獲得2004年國家科技進步二等獎，是迄今照明行業獲得的最高榮譽。公司是廣東省專利工作先進企業和廣東省知識產權優勢企業。

　　公司還主持和參與制定了多項國家標準：《單端熒光燈性能要求》 GB/T17262、《普通照明用自鎮流熒光燈性能要求》GB/T17263、《紫外線燈殺菌燈》GB19258、《UHP燈及配套電源的技術規范及測量方法》(正在制訂中)、《建筑照明設計標準》(正在制訂中)。

　　公司先后通過了 ISO9001質量管理體系認證、ISO14001環境管理體系認證證書、采用國際標準產品標志證書、中國節能產品認證證書、CCC認證以及多項產品國際國內安全認證等，以更高標準要求自己，使質量管理與國際接軌，為公司的持續發展奠定了基礎。

　　公司注重不斷進行管理體制的探索和創新。2001年公司全面推行了ERP信息化管理，以先進的信息技術為手段，通過對公司資源、供應鏈、客戶關系等進行信息化管理，優化公司的人力、物力、財力和信息資源，激發創新精神，全流程降低經營成本。由于公司出色的管理，　　2004年6月本公司被廣東省照明電器協會授予首屆廣東照明電器十佳企業稱號。

　　1997年公司被評為廣東省民營企業質量工作先進單位，1999年榮獲了保護消費者杯稱號。2001年公司產品榮獲質量信得過產品稱號，2003年華登牌緊湊型節能燈產品榮獲質量免檢證書，2004年公司榮獲首屆廣東照明電器十佳企業稱號，2005年榮獲廣東省名牌產品稱號，華登商標被認定為廣東省著名商標，同年，公司雪萊特品牌被評選為中國汽車用品行業十佳品牌，2006年雪萊特品牌被評為2005最具影響力品牌，同時還榮獲了廣東省誠信示范企業稱號。

　　雪萊特光電選擇了與日月同輝的事業，始終致力于照明電光源領域的發展，未來將站在世界的高度，不斷開創照明發展的新領域。

　　雪萊特(002076)于2006年10月25日在深圳證券交易所中小企業板上市。公司通過新股發行，借助資本市場的強大推動力，將 加大對新產品、新工藝、新技術的投入與產業化發展， 努力使公司的品牌形象成為中國照明行業中最具影響力的品牌之一，用3-5年時間，實現緊湊型節能燈及電子鎮流器質量全面達到國際先進水平;成為世界上最大的HID汽車燈和紫外線燈生產與研發基地;將公司的廣東省特種光源工程技術研究開發中心建設成為國家級技術研究開發中心， 使企業做強 、做大， 為國家建設和地方經濟的發展作出自己的貢獻。