获奖项目：车用氙气金卤灯及其配套电子镇流器产品的研制和生产

获奖单位：广东雪莱特光电科技股份有限公司

项目简介：
　　I 新一代前照灯光源——车用氙气金卤灯
　　车用氙气金卤灯是一种小功率、高光效、长寿命放电灯，在它的微型电弧管泡壳中有一对高效、长寿命电极、充有6个大气压氙气、适量的汞和数种定量配置的金属卤化物。这种灯的光效高达90~100lm/W，35W的灯泡可发射3200lm的光，与传统55W卤素灯相比，功率仅为后者的64%，而发射的光通量则为后者的3倍。
　　车用氙气金卤灯发光是靠电极间的放电而不是点灯丝，不存在烧断灯丝的问题，所以其寿命>3000小时，为传统卤素灯的10倍以上。对于一般家用汽车以每晚平均开车1小时计，用这种灯作汽车前照灯光源，可用8~10年，灯损坏时车也报废了。
车用氙气金卤灯已成为传统卤素前照灯光源的必然换代产品，在欧洲和日本已经广泛使用，但在我国目前这种灯主要还是在改装市场出现，少数原装车灯均仍采用进口产品。
　　Ⅱ 传统的汽车前照灯光源——卤素灯
　　用作汽车前照灯的卤素灯为上世纪70年代发明，80年代普及。这种灯是在白炽灯中添加碘（溴）甲烷等卤素，工作时卤素和蒸发的钨结合成钨的卤化物，并以蒸汽形式回到空间使钨的蒸发速率降低，使得灯丝工作温度可从2850K提高到3000K，从而提高了光效。卤钨灯比前一代汽车前照灯光源——白炽灯的光效高一倍以上，寿命也有所延长，卤钨灯至今已使用30年以上。现代车辆的行驶速度比当年提高一倍以上，我国车辆的最高限速为120km/小时（欧洲并无车速上限），卤钨灯车前的照亮距离不过80m，对于现代车速这个距离太短了，当汽车发现前方80m处有障碍物时，两秒钟后车已到达，来不及采取有效措施常至酿成事故。
　　Ⅲ 卤素灯与车用氙气金卤灯主要参数的对比
　　由表1可见，车用氙气金卤灯以64%的功耗发射比卤素灯高三倍的光通量，而灯寿命则延长10倍。这种灯配以合适的头灯灯具，其车前照亮距离和右侧的照亮宽度均超过卤素灯的一倍以上，见Fig.1对比。

二种光源主要参数的对比示如表1：

表1

　　车用氙气金卤灯的另一特点是功率小、发光体小，这不仅可将更多光收集到光束中，提高光利用率，而且灯具的散热问题较为简单，可以设计得更为小巧紧凑，使车头设计可以更多从自身要求如速度和美观等考虑，较少顾及车灯。

Ⅳ 两类前照灯光源的实际照明效果对比：
　　二者的照亮距离和宽度示如Fig.1，图中HID灯即为车用氙气金卤灯。
　　由Fig.1可见，车用氙气金卤灯的照明距离和宽度比卤素灯成倍增加，驾车者能提前看清行进途程中的各种事物，即早采取因应措施，避开途程中的一切危险。正是由于上述诸多优点，自上世纪末欧、日开始大规模以此种车灯替代卤素灯，目前他们的新款车太多已采用了车用氙气金卤灯。
　　据日本统计，在大力推广车用氙气金卤灯以后，日本晚间的交通事故降低了30%，该统计充分表明这种新型车灯不仅高效节能而且对行车安全也大有助益。

Ⅴ 车用氙气金卤灯的眩光
　　驾车人员常感到迎面驶近的采用氙气金卤灯的车灯发射的眩光较多。一些行人也认为迎面驶来的使用这种灯的汽车灯光太刺眼了，这些反映虽然都是事实，但都是可以改进的。
1．什么是眩光：
　　人眼视物是靠物体本身的反射光来判别物体的形状、大小、色泽、远近等一切特征的，但是如果用以照射物体的光源直接射入人眼，由于这样的光比物体反射的光强得多，因而会使人感觉刺眼、视物不清，容易疲劳，因此合适的灯都需配以灯具，保证灯光不直接射入人眼以消除眩光。
　　为了防止汽车发射的光束直接射入迎面驶近的驾车者的眼睛，因此对汽车前照灯光束作出了严格规定（ECE R 98），这一规定的主要内容可以归结到Fig.2及表2中。Fig.2及表2的数据是在车前方25m处的垂直平面上的特定测试点位置及照度要求。

表2

　　表2表明Fig.2中标注的每个点、每个区域均有严格的照度要求范围，而其中最关键的就是在Ⅲ区（H-HV-H2以上区域）中照度不能超过1lux，这一规定的意义即在于光束不能射到迎面驶近的驾车者的眼中。
2．车用氙气金卤灯产生的眩光是由于灯的使用不当和灯泡设计上的缺陷造成的：
　　a. 灯和灯具不匹配：目前我国只有少数进口和国产高档车装配了车用氙气金卤灯，这些车灯很亮，眩光也能接受。但是目前中国市场上用的氙气金卤灯大多为改装灯，汽修店将原装卤素灯卸去后直接换以车用氙气金卤灯即成，由于灯与灯具不匹配，加以换灯人员的专业水平不高，将灯换进灯具去后不懂得仔细调整光形，所以产生了较多眩光。
　　b. 灯泡本身设计缺陷产生了较多眩光
　　市场上常见灯的结构见Fig.3
　　这是一种当前欧、日普遍使用的灯的结构，为了提高电弧管工作温度和使其在工作时更加稳定，在作为真正光源的电弧管1的外面加了一个直管形外罩壳2，该外罩壳构成了大量眩光。
　　如所周知，当光束从空气中非垂直投射到玻璃表面时将产生一定的反射（Fig.4），投射角i愈大反射分额也愈大。投射光进入玻璃介质后将被折射，当折射光传播到另一侧的玻璃——空气界面时又将部分透射、部分反射。该界面处的反射光在回到原侧界面时还将产生反射和透射，如此往返不已而使原斜入射光束变为Fig.4中沿箭头A方向漫延的衰减光带，投射角越大则光带越强。
　　Fig.5示出了目前通用的直管形外罩壳车用氙气灯的光辐射情况，其直管形外罩壳对球形电弧管所辐射的光的影响与Fig.4所示情况一致，从电弧管发射的光除辐射方向与电弧管中心横断面S一致的很少部分光外，向其余方向辐射的光到达外罩壳内表面时、均将按入射角的大小部分反射，反射部分到达电弧管轴附近的支撑电极的颈体时，除一部分进入颈体外，另一部分又将反射。
　　由此可见此种直管形外罩壳结构的车用氙气金卤灯的电弧管发射的光除很少部分直接通过外罩壳辐射外，大部分光均将在外罩壳内壁部分反射，反射光又在外壳的石英壁内部、外壳内壁与电弧管外壁之间以及在石英颈体内部反复反射、折射、透射而形成沿灯轴向二端漫延并向四周空间辐射的杂散光。这部分光偏离了灯具反光器焦点，不可能为灯具收聚到前照光束中，而是构成了直接向前方或向后方发射并再经灯具反射后再向前方散射的杂散光，这就是眩光的重要来源。也是人们认为氙气金卤灯必然产生较多眩光的原因。
3．通过对灯管外罩壳设计的改进，可以大幅度减少眩光
　　广东雪莱特光电科技股份有限公司在分析了氙气金卤灯眩光过强的原因后，设计了一种球泡型的外壳结构（Fig.6）这种灯泡与Fig.3所示灯泡的差异在于其外罩壳与电弧管球泡的对应部位不是直管而是一与电弧管球泡形状相似的球形泡壳。由于电弧管与外壳壁面为大致平行的球面曲面，在Fig.3所示2α角内电弧向任何方向辐射的光均以大致垂直的方位射向外罩壳的内壁面，因此反射率很低，大部分光将直接辐射出去（Fig.7），并经灯具聚集后进入前照光束。此种结构的灯的外罩壳与电弧管之间产生的沿轴向二端衰减漫延的杂散光比直管型外罩壳灯减少很多，眩光大幅下降。球形外罩壳的另一优点是电弧管的温度分布比较均匀、热稳定性高、参数稳定、光维持率提高、寿命也得以延长。
　　雪莱特专利灯与直管结构灯的另一不同在于灯顶端的封接方法（对比Fig.3、 Fig.6）。直管结构的灯是将外罩收缩与电弧管颈体熔封，该端头构成了灯内部向顶端漫延的杂散光的输出窗口。Fig.6表明雪莱特专利灯泡，则是将电弧管颈体顶端向外翻边形成喇叭状、与外罩壳接触并融封。这既减少了灯内部的杂散光向前端的辐射、又缩短了灯泡高度，提高了抗震能力。此外这种球形外壳二端的直管部分较细、用料较少、重量减轻，抗震能力相应提高。
4．直管型与球泡形外罩壳氙气金卤灯实际眩光对比
　　为进行对比，挑选了参数相同的直管形外壳和球形外壳的车用氙气金卤灯各一只进行实测比较，直管形外罩壳灯为某著名公司产品，球泡形外壳灯为雪莱特生产。在距电弧管中心4m处测试了灯的光强和照度分布。实际测试结果如下：考虑到2α角（α=55°）以外的光不可能为灯具收集，而这部分光大部分由前述杂散光构成。同时考虑到以灯轴为轴的0°~10°及170°~180°立体角范围的光直接射向前（后）方，与投射光束方向一致，可以不计入眩光。这样测得的以灯轴为轴的10°~35°及145°~170°立体角以内直管形外罩壳灯的光辐射比球泡形外罩壳灯多118lm，这表明在10°~35°及145°~170°立体角以内直管外壳灯产生的眩光比球形外壳灯多118lm。另外灯管二端颈体辐射的杂散光中还有相当一部分离轴角度虽在35°~155°之间，但这部分光也不可能为灯具收集到投射光束中，由此可见直管形外罩壳灯比球泡形外壳灯产生了远超过118lm的眩光。
　　在几种不同厂家的D1S型头灯灯具（其中包括某些名牌灯具）中分别安装了两种不同外罩壳的灯进行了Fig.2所示的光形测试，所有结果都证明球形外壳灯的出射光束比直管形外壳灯更符合标准要求。

Ⅵ 车用氙气金卤灯的配套电子镇流器
　　车用氙气金卤灯与电子镇流器是不可分割的配套装置，再好的光源性能必须有高质量电子镇流器的配合才能发挥，对镇流器的基本要求是：
　　1) 镇流器必须产生峰值达23KV，脉宽约数十纳秒的高压触发脉冲以保证高达6大气压的灯着火。
　　2) 镇流器的初始输出电流必须大于正常工作电流，其变化规律应在严格的程序控制之下，以满足1秒时灯泡输出额定光通亮的25%、4秒时输出额定光通量的80%以上的要求。
　　3) 为保证灯长寿命运转，镇流器必须恒功率输出，目前雪莱特镇流器的实际水平是输出功率为35W±0.5W（标准要求为35W±3W），这意味着镇流器必须自动补偿各种内外因素的影响，当灯压降在68V~102V范围、电源电压在9~16V范围、环境温度在-40℃~105℃范围变化时，始终保持35W恒功率输出，漂移在0.5W（未来指标为±0.2W）以内，这对保证灯参数稳定和长寿命运转是必要的。
　　4) 在9V~16V的电源电压范围内灯能正常启动，启动后因电池或电路原因使镇流器输入电压降低到6V时灯和镇流器仍能降低功率正常运转。
　　5) 镇流器需能长期承受105℃的高温烘烤，这时内部温度则在115℃以上。
　　6) 在各种最恶劣条件下镇流器必须稳定可靠运转3000小时以上。
镇流器任何指标的降低均将影响灯的正常运转，影响行车安全，因此其参数指标的保证是至关重要的。目前市售镇流器的实际性能与此相距太远，必须慎重选择。
雪莱特D1S灯配套的电子镇流器示如Fig.8。

Ⅶ 使用雪莱特自行研发的车用氙气金卤灯不存在知识产权问题
　　当今大量使用的直管形外壳车用氙气金卤灯的知识产权均属飞利浦、欧斯朗和通用电气等公司所有，除了这三家公司和他们授权的个别公司外，任何生产直泡形车用氙气金卤灯的厂家均属侵权。唯一的另一个有自主知识产权生产车用氙气金卤灯的单位就是广东雪莱特光电，雪莱特光电的关于车用氙气金卤灯的专利不仅在中国大陆，中国台湾已经授权，这些专利在美、欧、加、印、日、韩等国亦均已公告，不久即可授权。使用雪莱特产品不存在侵权问题。
　　雪莱特公司生产的D2S灯及配套电子镇流器已于2004年通过E-mark认证，取得E11标志，雪莱特公司生产车用氙气金卤灯及配套电子镇流器的HID厂（高强度放电灯厂）已于2005年都通过了TS16949认证并取得证书。
Ⅷ 雪莱特牌车用氙气金卤灯及配套电子镇流器的质量是世界一流的
　　雪莱特公司用以生产车用氙气金卤灯的全自动装备系从德国引进，其性能、功能和技术参数都是当前世界第一流的。雪莱特公司生产车用氙气金卤灯的全部材料分别从美国及奥地利引进，质量是全世界最好的。雪莱特公司自行设计了全数字智能控制的镇流器，采用了与国际最著名的专业公司联合设计开发的专用芯片作为控制中心，对镇流器中所有主要元器件及关键点的参数进行严格的监控，保证了镇流器极高的可靠性以及输出参数的高度精确稳定。雪莱特公司用以生产电子镇流器的是以高档进口贴片机、全自动印刷机和全自动视觉检测装置为主体的全自动生产线。所产生的高质量、高可靠的镇流器属世界一流精品，这已为所有的测试、试验和应用所证实。

Ⅸ 结论
　　汽车行业的竞争已经炽热，在所剩无几的可供出手的牌中新型前照光源是其中最耀眼的亮点之一。欧、日新款汽车均已普遍采用，他们汽车售价昂贵，利润空间大，所以多采用了价格高昂的飞利浦生产的车用氙气金卤灯及配套电子镇流器，国产汽车大多望而却步。
在同样激烈的行业竞争之中，新型车灯的采用也已成为国产汽车重点考虑的课题，但进口产品售价高昂难以实施。雪莱特产品性能参数与之决不相让，而且眩光更少、寿命更长，售价不足他的一半，这已经成为国内汽车业进行灯光改革的首选产品，几家车厂已开始试用，多家车厂已在酝酿。我们确信国产汽车装上国产车用氙气金卤灯、配上国产电子镇流器驰骋在遍及中国（以及国外）的大道上的日子已经到来。

公司简介：
　　广东雪莱特光电科技股份有限公司成立于1992年，是一家具有自主创新能力的专业研发生产节能灯、车用氙气金卤灯、紫外线杀菌灯及其他特种光源和配套电子镇流器的广东省高新技术上市企业。目前占地10.13万平方米，已建生产经营用房4.8万平方米，设有广东省特种光源工程技术研究开发中心和广东省省级企业技术中心，是中国重要的电光源研发生产基地之一。公司建立了3家分公司、3家控股子公司和100余家经销商的营销网络，除国内市场外，公司产品还远销美国、日本、欧洲等多个国家和地区。目前公司总资产4.3亿元，拥有员工2000人，是佛山市2006年的超3000万元的纳税大户。
　　公司主导产品为紧凑型节能灯系列、车用氙气金卤灯系列及紫外线杀菌灯系列，质量均处于行业先进水平。紧凑型节能灯已通过了 CCC、CE、GS、UL、EMC、能源之星等多项国际国内安全认证，车用氙气金卤灯及配套电子镇流器通过了欧盟的E-Mark认证和TS16949认证，高强度、长寿命紫外线灯技术达到国外先进水平，可代替进口产品。
　　公司积极跟踪和研究电光源行业的发展趋势，潜心研究和开发新产品、新工艺，独立自主地开发出了多项达到国内领先、国际先进水平的核心技术，公司是复旦大学电光源研究所南海实验基地，并设有深圳清华大学研究院纳米技术应用实验室；公司 承担并完成了多项国家 863 计划、火炬计划、星火计划项目、广东省重点新产品项目等课题， 多次获得国家有关部门的奖励和科研拨款支持。其中“紧凑型荧光灯光衰机理的研究”项目获 2000年国家教育部科学技术进步一等奖； “高品质紧凑型荧光灯的研究和开发”项目获得2004年国家科技进步二等奖，是迄今照明行业获得的最高荣誉。公司是“广东省专利工作先进企业”和“广东省知识产权优势企业”。
　　公司还主持和参与制定了多项国家标准：《单端荧光灯性能要求》 GB/T17262、《普通照明用自镇流荧光灯性能要求》GB/T17263、《紫外线灯杀菌灯》GB19258、《UHP灯及配套电源的技术规范及测量方法》（正在制订中）、《建筑照明设计标准》（正在制订中）。
公司先后通过了 ISO9001质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证证书、采用国际标准产品标志证书、中国节能产品认证证书、CCC认证以及多项产品国际国内安全认证等，以更高标准要求自己，使质量管理与国际接轨，为公司的持续发展奠定了基础。
　　公司注重不断进行管理体制的探索和创新。2001年公司全面推行了ERP信息化管理，以先进的信息技术为手段，通过对公司资源、供应链、客户关系等进行信息化管理，优化公司的人力、物力、财力和信息资源，激发创新精神，全流程降低经营成本。由于公司出色的管理，　　2004年6月本公司被广东省照明电器协会授予“首届广东照明电器十佳企业”称号。
　　1997年公司被评为广东省民营企业质量工作先进单位，1999年荣获了“保护消费者杯”称号。2001年公司产品荣获“质量信得过产品”称号，2003年“华登牌”紧凑型节能灯产品荣获质量免检证书，2004年公司荣获“首届广东照明电器十佳企业”称号，2005年荣获“广东省名牌产品”称号，“华登”商标被认定为广东省著名商标，同年，公司“雪莱特”品牌被评选为“中国汽车用品行业十佳品牌”，2006年“雪莱特”品牌被评为“2005最具影响力品牌”，同时还荣获了“广东省诚信示范企业称号”。
　　雪莱特光电选择了与日月同辉的事业，始终致力于照明电光源领域的发展，未来将站在世界的高度，不断开创照明发展的新领域。
雪莱特（002076）于2006年10月25日在深圳证券交易所中小企业板上市。公司通过新股发行，借助资本市场的强大推动力，将 加大对新产品、新工艺、新技术的投入与产业化发展， 努力使公司的品牌形象成为中国照明行业中最具影响力的品牌之一，用3－5年时间，实现紧凑型节能灯及电子镇流器质量全面达到国际先进水平；成为世界上最大的HID汽车灯和紫外线灯生产与研发基地；将公司的“广东省特种光源工程技术研究开发中心”建设成为国家级技术研究开发中心， 使企业做强 、做大， 为国家建设和地方经济的发展作出自己的贡献。

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