HID灯、高压钠灯概论

HID灯（High    Intensity    Discharge    Lamps），包括有复金属灯（Metal    Halide    Lamp）、高压钠灯（High-Pressure    Sodium    Lamps）、及水银灯（Mercury    vapor    lamps）三种。
水银灯

（1）           构造及原理：利用一至数个大气压之水银蒸汽中之放电发光现象所做成的水银灯，其构造上可分为发光管（内管）及其保护外壳（外管）。

（2）             种类：一般照明用者有透明型、荧光型以及内附安定器型者。
A.透明型水银灯：仅有水银作为发光体而产生苍白色的光，其全光束大，但色泽性不佳。
B.荧光灯：外管玻璃球内层涂上红色发光之荧光体，将发光管放射出的透明型之紫外线，以红色光成分辅助之，使色泽及效率获的改善。
C.内附安定器型：外管中，将水银灯与作为安定器（电流控制用）用之钨丝串联连接，不需另外使用安定器。

（3）           特性：荧光水银灯支色温为4100K之光色，额定寿命长达12000小时，光束维持率也甚佳。对光源电压变动之影响比其它之HID小，启动电压在200V以下可点灯，与其它HID灯想同，且再起动时较费时，低温时也有启动困难的现象。

卤化金属灯
（1）    构造及原理：构造上与水银灯相似，然发光管中除水银、氩气外，还封入其它卤化金属化合物作为发光物质，利用这些封入的元素来发光，可说是将高压水银灯之效率及色泽性由发光管内部改善出来的一种高压放电灯，其封入的瓦斯种类如下：
    1.Se-Na系
    2.Na-Tl-In系
    3.Dy-Tl-In系
    4.Sn系
      就光的关系而言，又可分为透明型、扩散型（外管内部涂布荧光体）以及反射型等。
    （2）    特性：
    A.发光效率高：
    Sc-Na系为120流明/瓦特（lm/w）。
    Dy-Tl系为83流明/瓦特（lm/w）。
    B.色泽性优良，因为连续光谱，能获得舒适的光。
    C.寿命、光束维持率等比其它的HID灯为差。
    D.启动、再启动之时间比其它的HID灯为长，且易受电源电压变动的影响。
    启动电压较高，需要使用的专用安定器，但Sc-Na系以及Na-Tl-In系（低启动电压型）者，将启动组件附在灯泡内部，使用水银灯安定器（阻塞线圈方式，漏泄变压器方式等）。

高压的钠灯
（1）构造及原理：基本构造及点灯原理与水银灯大约相同，然相异点为发光管之材质以及发光管内所封入的瓦斯（大部分为水银及氙气）不同而已。外管为求良好的保温，均抽真空。
（2）种类：
    A.一般型
    B.启动器内附型
    C.色泽改善型
    D.高度色泽型（将钠蒸汽压提高）
    E.反射型
（3）特性：
    A.灯泡的发光效率高（达120-150    lm/w）
    B.寿命、光束维持率优良
    C.色泽性不佳，光色为黄白色，属可识别之颜色
    D.启动费时
    E.电源电压变动时，灯泡的电力变动大
    F.为容易启动，可灌入氙气，或使用重迭加上高压冲击波的方式
    HID灯应用在汽车灯车上  
    依据国外统计数据显示，有60％车祸发生在夜晚，另外22％行车意外，是在光线不佳的视野下发生，所以汽车的照明设备在安全上，扮演相当重要的角色，提升车灯照明度及投射广度是各大车厂重要的课题。
    改用HID灯除了可以提升亮度和广度外，主要是因为卤素灯泡的发光效率低，使用在车上的灯具为了掌握更多的卤素灯光线，灯具体积会较大，灯具变大会影响车子在设计上的困难，因为车子要求有的低风组系数，而车灯在车子的前端影响很大，如有效的缩小灯具，这样也可以间接的浅少风阻，所以各车厂才会尽力的来研究HID灯。
HID灯和传统的卤素灯有何不同：
传统头灯使用的卤素灯泡是利用『燃烧式发光』的方式产生照明，而HID事利用『跳电式发光』来照明。前者就像是烤肉时，火炭上所发出的光，而后者则类似工厂者工地上电焊时所发出的光，根据实验HID灯的亮度是传统头灯的三倍，照射距离则为传统式的两倍。
HID灯的优点：
A.    寿命长：2500小时，约可以用5年以上
B.    亮度高：约3200lm
C.    效率高：67lm/W
D.    耗电低：35W-40W
E.    提升行车安全及改善舒适性
    F.    超强的白色电弧光近似于白昼的太阳光
    HID灯的缺点：
    A.    高电压（23000V）
    B.    单价高（含高压CABLE、安定器、启动器等）
    C.    设计时间较长（与卤素灯比较）
    D.    维修，一定要由保养厂维修，且维修费高
    E.    对车内电子产品有干扰影响
    F.    模具费比现行头灯高（灯具需要设计耐UV光）
    HID灯泡的构造
    因为车子电源大都直流电，而HID所需要的是交流电，所以需要安定器来提供变压的动作。
安定器中还有几个零件来组成：

    A.    直流变交流并升压的转换器
    B.    高压点火电路：主要是在启动HID灯时，提供较高的高压
    C.    直流交流换流器：主要是提供HID灯，在点灯后稳定的电压和电流
    D.    控制和驱动电路：主要是侦测HID灯全部的使用状况，并适时的调整电压和电流，让HID灯能维持一定的效率和稳定性
    HID灯最常使用的两种车灯灯具
    D2R灯具：此种灯具是反射式设计，此种设计为了不上灯泡光线照射到对向来车，在灯泡上面有设计一个遮光板，遮光板可以防止照射到对向来车，此种灯泡设计和灯具只能掌握住灯泡所发出40％的光线，效率方面算是不高。
    D2S灯具：此种灯具是投射式设计，灯泡上没有遮光板的设计，只有在灯具上有一遮光板，主要是挡掉往上散射的光线，并在灯罩上设计一个透镜，让此灯罩能将光线集中在某一个区域和方向，此种灯具可以掌握住灯泡80％的光线，效率很高，是目前众多车厂使用的灯具。
结论
    HID灯已普遍用于高级车种的大灯，主要是灯泡与安定器昂贵。

HID和传统卤素灯的比较

           参      数          氙气灯               传统卤素灯          
           耗 电 量           35W                    60W          
           光 通 亮           3200 Lm               1300 Lm          
           色      温        4200—12000 K            2400—3600 K         
           使用寿命          2500 hr                 200 hr         
           温      度         -40℃←                  →+105℃