高強度氣體放電（HID）燈屬于典型氣體放電光源，采用用密閉氣體替換傳統(tǒng)熱輻射光源中的光輻射體燈絲。光從密封在筒形石英玻璃管里相隔電極之間的放電弧光中發(fā)出。所有高強度放電燈的光都由通過金屬蒸氣的電流產(chǎn)生。自由電子與蒸氣中的原子頻繁碰撞并轟擊出原子外層軌道的電子。當(dāng)被擊出的電子重新落回原軌道位置時，便發(fā)射一個量子輻射。輻射的波長取決于被轟擊電子的能級和燈管中的金屬蒸氣。下圖為高強度氣體放電燈發(fā)光機理的示意。

　　HID燈初點燃時產(chǎn)生的光輸出僅只有5%，通常須15 - 20秒后才達到全部光輸出。并且，如果此時燈失去電源或者關(guān)閉，必須待弧光管冷卻到一定溫度后，才允許通電重新點燃。一般來說，冷卻時間大約也在15 - 20秒范圍之內(nèi)。

　　高強度氣體放電燈實際上包括了水銀蒸氣(MV)，金屬鹵化物(MH)以及高、低壓鈉(HPS或LPS) 三種不同類型的照明產(chǎn)品。高強度氣體放電燈與日光燈都屬氣體放電燈，故高強度氣體放電燈的放電原理與日光燈相似，但關(guān)鍵區(qū)別是高強度氣體放電燈里的壓力更高。各類高強度氣體放電燈都有其自身的特點和應(yīng)用范圍。

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　　高強度氣體放電燈通常應(yīng)用在大面積區(qū)域且需要高品質(zhì)的光線時，或針對能源效率、光源密度等特殊要求時。這些地方包括體育館、大面積的公共區(qū)域、倉庫、電影院、戶外活動區(qū)域、道路、停車場或巷道。最近高強度氣體放電燈如金屬鹵化燈，常被用于零售店和住宅環(huán)境。高強度氣體放電燈更實現(xiàn)到室內(nèi)栽培上，特別是一些需要高品質(zhì)強光的植物，如蔬菜和花卉。它們也可用于室內(nèi)水族館，重建近似于熱帶地區(qū)的強光。

　　有些高強度氣體放電燈像是水銀燈會發(fā)出大量的紫外線，因此需要擴散器（diffusers）來阻擋紫外線的輻射。近幾年來經(jīng)常發(fā)生幾個案件，因為瑕疵的擴散器，造成人們受到嚴重曬傷和電弧眼?，F(xiàn)在均以規(guī)格來監(jiān)控?zé)襞萜焚|(zhì)，否則燈泡會因為外層燈管破裂就馬上燒掉。

　　最近高強度氣體放電燈常被使用于汽機車的頭燈。這項應(yīng)用在汽機車業(yè)界仍有各種不同的意見，主要在于高強度氣體放電燈有時會導(dǎo)致讓人刺眼的強光。業(yè)界通常使用自動轉(zhuǎn)向頭燈（Automatic Self-leveling System）來降低這個問題，但這類的配備在大多車種都是昂貴的選配規(guī)格。然而，許多業(yè)者偏好使用這類光線，因為他們比一般頭燈能發(fā)出較清澈、較明亮、較自然的光線。

　　高強度氣體放電燈也使用于高階的自行車頭燈，因為和一般鹵素?zé)粝啾?，相同瓦特?shù)下 HID 燈能發(fā)出更亮的光線。鹵素?zé)艄庥袝r偏向于黃色；而HID 自行車燈看起來稍微像藍紫色。

　　高強度氣體放電燈也常用于許多飛航器的降落和滑行燈號應(yīng)用上。

　　高強度氣體放電燈照明設(shè)備可具有的功率范圍從 35 瓦至1,000 瓦或更多，燈的光輸出范圍從 1400 流明到 140,000 流明或更多。由于光輸出流明容量和效率都高，用HID系統(tǒng)替換白熾燈，甚至熒光燈有許多好處，包括照明使用的能量減少、單位面積使用的燈泡和燈具較少、無須頻繁替換燈泡、射線控制比螢光燈系統(tǒng)(如顯示系統(tǒng))更好、燈和燈泡封裝非常有效可靠、減少建筑物過熱、燈具有效輸出范圍廣。由于有大量可用產(chǎn)品，故選擇過程可以直接根據(jù)基于用戶需要的類型和所需光的級別確定，然后再定燈、燈具類型和數(shù)量。下表給出各種燈可用效率(每瓦輸入的光輸出)的比較，供選用時參考。

　　鎮(zhèn)流器是高強度氣體放電燈照明系統(tǒng)的重要組成，根據(jù)應(yīng)用和預(yù)算，鎮(zhèn)流器選擇涉及選用電子鎮(zhèn)流器環(huán)是磁性鎮(zhèn)流器以及如何具體選擇鎮(zhèn)流器類型。就能量和效率而言，鎮(zhèn)流器的損耗應(yīng)低。

　　此外還必須考慮光反射器的選取。高強度氣體放電燈照明系統(tǒng)有多種反射器可選。一般有開放式的、封閉式的和透明或不透明反射性材料或其組合構(gòu)成。透明和開放式反射器允許光在高于設(shè)備的平面上直接發(fā)射和反射；不透明和封閉式反射器用于對光源發(fā)射的所有或大多數(shù)光進行定向投射。

　　當(dāng)高強度氣體放電燈燈泡的產(chǎn)品壽命即將結(jié)束時，許多種會呈現(xiàn)出一種現(xiàn)象類似循環(huán)閃爍的效應(yīng)。這些燈泡一開始以相對低的電壓啟動，但當(dāng)燈泡加熱到運作溫度后，電弧管內(nèi)的內(nèi)部氣壓升高，而必須以更高的電壓維持電弧放電。當(dāng)燈泡老舊時，維持電弧的電壓會逐漸提高直到超過電子鎮(zhèn)流器（Electrical Ballast）所能提供的上限。當(dāng)燈泡加熱到這個點，電弧就會中斷而燈泡就會熄滅。然后，當(dāng)電弧消失后，燈泡又再度冷卻下來，接著電弧管內(nèi)的氣壓又下降了，此時鎮(zhèn)流器可以再度導(dǎo)致電弧觸發(fā)。這個效應(yīng)就會使得燈泡看起來像亮了又滅，不斷地閃爍。

　　更精密設(shè)計的鎮(zhèn)流器會偵測到循環(huán)閃爍的現(xiàn)象并在幾次閃爍后停止燈泡重新啟動。若當(dāng)電源移除并重新接上時，鎮(zhèn)流器會啟動一連串新的初始程序。

　　近年來， 高強度氣體放電燈的調(diào)光技術(shù)正在不斷普及和增長。通過調(diào)光適應(yīng)不同使用空間、不同時刻和環(huán)境下的光亮、減少峰值需求，發(fā)揮更大靈活性，在使終端用戶的滿意度最大化的同時減少照明系統(tǒng)的輸入功率，以達到節(jié)能和減少用戶費用的目的。

　　調(diào)光控制信號可通過開關(guān)手工輸入或通過控制設(shè)備自動輸入兩種方式實現(xiàn)。自動調(diào)光須設(shè)定對諸如空間占用和日光強弱響應(yīng)的預(yù)置方案。

　　高強度氣體放電燈的調(diào)光技術(shù)與白熾燈調(diào)光技術(shù)截然不同，因為高強度氣體放電燈特殊的點燃特性， 如高壓鈉燈需要3-5分鐘預(yù)熱，金屬鹵化物燈預(yù)熱費時為2-10分鐘，熱啟動需12-20分鐘，即使脈沖啟動的金屬鹵化物燈也需1-2分鐘。針對上述特征，大多數(shù) 高強度氣體放電燈都有每啟動一次最少須工作10小時的規(guī)定。每次啟動工作小時低于該極小值，會造成燈壽命縮短的損害，所以，如果未占用空間必須迅速再用，根據(jù)空間的占用與否關(guān)閉和重新開燈就不是一種實用的節(jié)能方法。在燈必須連續(xù)運作，不能頻繁開閉的情況下，調(diào)節(jié)輸出光量的方法才是能采用的有效方法，否則不但會造成能量浪費，也將嚴重損傷燈具。此時，只要空間占用可以預(yù)測，就可采用定時器或其他時間可編程控制器；空間占用不可預(yù)測時，則采用占用傳感器，定時器或其他時間可編程控制器的組合方案提供調(diào)節(jié)燈光的控制信號。在需求最高的時段內(nèi)，時間可編程控制器按照預(yù)定的方案進行調(diào)光可以節(jié)省設(shè)施的最高需求和減輕潛在的需求負荷。占用傳感器給出的信號可把空間未占用時的光輸出調(diào)低，而當(dāng)空間重新占用時，光輸出迅速達到全亮，節(jié)能效果非常顯著。高強度氣體放電燈照明系統(tǒng)是為多目標使用的固定輸出系統(tǒng)，不同空間可能需要不同光照。調(diào)光應(yīng)使照明系統(tǒng)能靈活適用不同空間的使用要求。