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電子鎮(zhèn)流器簡介電子鎮(zhèn)流器因其顯著的節(jié)能效果,體積小、重量輕、高可靠性,已經(jīng)在緊湊熒光燈、日光燈、一體化燈等廣泛應用,取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益,隨著電子技術(shù)不斷發(fā)展,電子元器件可靠性不斷提高,而成本大幅度降低,HID燈電子鎮(zhèn)流器將成為綠色照明工程的重要部分。
HID燈(高強度氣體放電燈)是目前國際上廣泛使用的新一代高效光源,去年僅我國生產(chǎn)的金屬鹵化物燈泡、高壓鈉燈多達1480萬只,而且隨著基礎建設不斷加大,HID燈的用量每年都會有較大的增長,因此合理設計配套HID燈用的電器附件是非常重要的,而使用電子鎮(zhèn)流器可以取得很好的性能價格比,以下本文就主要的幾個方面介紹電子鎮(zhèn)流器的性能特點與應用,并對如何進一步推廣使用HID燈電子鎮(zhèn)流器提出探討意見。
二、電子鎮(zhèn)流器的主要優(yōu)點
1、具有顯著的節(jié)能效果,這主要的是:
※ 在同等條件下,要得到相同的照度,相對于傳統(tǒng)電磁式鎮(zhèn)流器,使用HID燈用電子鎮(zhèn)流器,其輸入功率普遍可減少10%以上,因為燈泡采用高頻或低頻方波電流點燈工作時,其系統(tǒng)發(fā)光效率得到提高。
※ 電子鎮(zhèn)流器自身的損耗小,我公司生產(chǎn)的250W電子鎮(zhèn)流器效率可達92%以上。
※ 功率因數(shù)高,可達0.99,提高發(fā)電廠供電能力并降低輸電線路損耗。
※ 由于電子鎮(zhèn)流器具有穩(wěn)定的燈輸出功率(我公司生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器,電源電壓變化±15%時,燈輸出功率變動小于3%),而使用電抗式鎮(zhèn)流器的燈輸出功率會隨電源波動超過10%以上,因此,在設計時,為保證在電源電壓波動范圍內(nèi)滿足設計照度,均按電壓波動的下限(-10%)設計,這樣在正常電壓使用時,燈從電源取得的輸入功率將超過正常功率約10%,既造成燈泡過載,縮短燈壽命,也造成不必要的浪費。但是,如果使用電子鎮(zhèn)流器,由于電子鎮(zhèn)流器有穩(wěn)定輸出功率的特性,不存在此類問題,達到同樣的設計效果時,其從電源輸入的功率可以降低10%以上。
以上可見,電子鎮(zhèn)流器的節(jié)電效果是非常顯著的。
2、可以大量節(jié)省資源
從所周知,傳統(tǒng)的電磁式鎮(zhèn)流器需要消耗大量的硅鋼片和漆包線,這將消耗大量存量有限的地球資源,如采用電子鎮(zhèn)流器就可以大大降低資源損耗,以400W金屬燈(電感鎮(zhèn)流器)為例,需要銅2.0公斤,硅鋼片4.0公斤,而使用電子鎮(zhèn)流器,只需要銅約0.4公斤,不需要硅鋼片。
3、比傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器電路具有更優(yōu)越的點燈參數(shù),可以取得更好的,點燈效果。
主要的表現(xiàn)在如下方面:
※ 輸出燈功率恒定,電路設計可以做到輸入電源電壓在120--265V的寬范圍中變化,其輸出的燈功率變化<3%,對于電源電壓波動大的場合,電子鎮(zhèn)流器更顯示其優(yōu)越性。
當燈啟動時,燈電壓逐漸上升,燈電流逐漸減小,其燈功率隨燈電壓增加而增大,當燈功率達到額定功率值時,其燈功率基本不再受燈電壓變化的影響,即燈功率保持不變,由于燈輸出功率恒定,可以得到兩個很好的效果:
?、?點燈功率恒定,使得燈泡顏色較為一致。
?、?根據(jù)HID燈工作特性,HID燈壽命后期,燈泡管壓會逐步升高,這時在傳統(tǒng)電磁式鎮(zhèn)流器電路中,電磁式鎮(zhèn)流器的輸出特性基本上為恒流輸出,燈電流變化很少,使燈功率提高,這會加速燈的老化,進而又使燈管電壓提高,如此下去,使燈泡快速壽終。而在使用電子鎮(zhèn)流器電路時,從圖中的曲線中可以看出,當燈電壓提高時,燈電流隨之下降,燈功率保持不變,使HID燈泡能獲得更長的壽命。
※ 功率因數(shù)>0.99,提高發(fā)電廠供電效率和質(zhì)量,降低總輸電線路設計安裝成本。
※ 電流總諧波THD≤10%,相對于傳統(tǒng)電磁式鎮(zhèn)流器THD≥15%能減少對電源的污染。
※ 由于電子鎮(zhèn)流器采用高頻或低頻方波電流點燈,燈瞬時輸出功率恒定因此,其光輸出無頻閃,改善照明效果。
※ HID燈的點燈電路一般采用高壓啟動,一些燈泡啟動特性差,或是燈泡點過一段時間后啟動困難,特別是在熱啟動時,傳統(tǒng)的點燈電路就極易產(chǎn)生輝光拉弧放電,長時間無法進入弧光放電過程的現(xiàn)象,這會損傷燈泡電極,降低燈泡壽命。該公司設計生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器可以有效地克服這一缺點,采用間隔脈沖觸發(fā),因而可以克服因啟動困難而降低燈泡壽命,同時還有良好的保護功能,當出現(xiàn)燈輸出短路,燈輸出開路,過熱等異常情況時,具有自動保護功能,提高了電子鎮(zhèn)流器工作的可靠性。
4、電子鎮(zhèn)流器可以很簡單地實現(xiàn)各種自動控制,實現(xiàn)對燈光的智能化控制,根據(jù)燈泡的特性,鈉燈泡可調(diào)范圍為40--100%,而金鹵燈泡也可達50--100%,這對于許多場合是需要的,可以滿足照明的可控制要求,同時可以節(jié)約大量的電力。
實現(xiàn)HID燈光控制的方法有多種
?、?-10V控制系統(tǒng),通過檢測人體信號進行控制。如在道路、超市、倉庫、加油站、寄車場等。
?、?a href="http://www.delux-kingway.cn/tags/時鐘/" target="_blank">時鐘控制,典型應用于路燈照明,設定不同程序,使路燈在每天24小時不同時段內(nèi),有不同的光照度輸出。道路、街道、隧道等采用這種控制可以大量地節(jié)能。
?、凼謩娱_關(guān)調(diào)光,高壓鈉燈、金鹵燈都可以在寬范圍內(nèi)通過調(diào)節(jié)輸入到燈泡的功率大小來實現(xiàn)連續(xù)無抖動的調(diào)節(jié)。
5、體積小、重量輕、安裝方便。
三、電子鎮(zhèn)流器可靠性研究
隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,電子元器件質(zhì)量不斷提高,使電子鎮(zhèn)流器可靠性有了基本保證,因此,當前日光燈、節(jié)能燈的點燈電路已經(jīng)大量的為電子鎮(zhèn)流器所取代。對于將電子鎮(zhèn)流器大量應用在HID燈上,必須解決HID燈用電子鎮(zhèn)流器的可靠性問題和其性能價格比?! ID燈較日光燈、節(jié)能燈等有更為復雜的物理過程,必須深刻地了解HID燈的特性,才能有效地設計出可靠的電路。如HID燈的“聲共振”是點燈過程中放電極不穩(wěn)定的一種現(xiàn)象,嚴重時造成燈熄滅,無法正常工作,在設計上,我們做了如下考慮:
?、?保持燈瞬時輸出功率為恒定,如采用方波電流驅(qū)動就可得到燈瞬時輸出功率恒定的輸出特性,進而保證不發(fā)生HID燈的“聲共振”現(xiàn)象。
?、?電子鎮(zhèn)流器異常狀態(tài)下的自身保護。當出現(xiàn)燈輸出短路,燈輸出開路,燈失效,安裝環(huán)境過熱等異常情況時,具有自動保護功能。
?、?燈輸出功率恒定,包含二個方面,一是電源電壓波動,燈輸出功率不變,二是隨著HID燈(尤其是高壓鈉燈)在整個燈泡壽命期內(nèi),燈電壓大幅變化,燈輸出功率保持不變。只有保證了這二個方面,才是真正意義上的恒功率輸出電子鎮(zhèn)流器。
?、?對整個電子鎮(zhèn)流器所使用的功率器件,采用ZVS(零電壓開關(guān)),ZCS(零電壓開關(guān))大大降低了功率器件的電壓電流應力。
?、?使產(chǎn)品溫升控制在規(guī)定值內(nèi)。對整個電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行熱設計,選擇理想的散熱材料,保證電子鎮(zhèn)流器有效地散熱。
四、HID燈用電子鎮(zhèn)流器性價比及其應用前景
我們只有全面地了解HID燈電子鎮(zhèn)流器的應用價值、其綜合的經(jīng)濟指標與不斷提高的可靠性,才能促使它在實際中的應用成為現(xiàn)實, 目前制約HID燈大量應用的因素,主要有四個方面:一是可靠性,要完全地克服HID燈點燈過程中產(chǎn)生的“聲共振”現(xiàn)象,HID燈用電子鎮(zhèn)流器電路結(jié)構(gòu)遠比日光燈電子鎮(zhèn)流器要復雜得多,選用的元器件數(shù)量數(shù)倍于日光燈電子,因此,元器件失效的機率也高。同時,我國目前HID燈泡生產(chǎn)廠家多,燈泡的標準不一,燈泡與電子鎮(zhèn)流器沒有很好匹配,也會降低其使用效果,電子鎮(zhèn)流器生產(chǎn)廠家必須嚴格篩選元器件,使產(chǎn)品可靠性提高。二是電子鎮(zhèn)流器對使用環(huán)境的要求,使得對燈具設計提出了新要求,對目前大量發(fā)展的一體化燈具,難以安裝使用,主要是電子鎮(zhèn)流器一般要求工作環(huán)境溫度應低于55℃,使電子鎮(zhèn)流器外殼溫度保持在75℃以下,來保證電子鎮(zhèn)流器的使用壽命,因此,設計美觀大方,有良好散熱效果的燈具,需要燈具同行的密切配合。三是大功率電子鎮(zhèn)流器的散熱問題,是影響電子鎮(zhèn)流器壽命的重要因素,因此,設計實用型的大功率電子鎮(zhèn)流器還有待于完善。四是價格,雖然其綜合經(jīng)濟效益高,但是由于一次性投資高,目前還難以被客戶廣泛接受。而且要提高可靠性,價格必然會大幅增加。但隨著電子技術(shù)快速發(fā)展,以上問題都會不斷得到改善,HID燈電子鎮(zhèn)流器必將成為綠色照明電器而被廣泛的關(guān)注和應用。
小結(jié)
HID 燈電子鎮(zhèn)流器具有良好的點燈參數(shù),其綜合經(jīng)濟效益高,并降低對電網(wǎng)污染,這對于我國實現(xiàn)綠色照明工程將會有極大的推動作用,是盡快達到節(jié)能10%目標行之有效的措施,因此,可以相信,如同節(jié)能燈、日光燈等電子鎮(zhèn)流器一樣,HID燈用電子鎮(zhèn)流器也將會迅速得到應用。通過對中電能公司電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品在國內(nèi)外多條道路上的使用表明,該產(chǎn)品不但具有顯著的節(jié)能效果,而且可以明顯地延長燈泡的使用壽命,深受用戶歡迎。
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