電子鎮(zhèn)流器

中國(guó)對(duì)電子鎮(zhèn)流器的研究開發(fā)起步較晚,技術(shù)起點(diǎn)低,早期對(duì)這一產(chǎn)品的難度和復(fù)雜性認(rèn)識(shí)不足,專用半導(dǎo)體器件開發(fā)未跟上,產(chǎn)品質(zhì)量過(guò)不了關(guān),而且市場(chǎng)極不規(guī)范,大量的低價(jià)劣質(zhì)品被拋向市場(chǎng),使消費(fèi)者蒙受損失,嚴(yán)重?fù)p害了電子鎮(zhèn)流器的形象。90年代后期,由于生產(chǎn)水平有了迅速發(fā)展和提高,從電路設(shè)計(jì)到了電子器件的配套都進(jìn)入了較成熟階段,優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品進(jìn)入建筑工程,隨著中國(guó)綠色照明工程的實(shí)施,為電子鎮(zhèn)流器推廣應(yīng)用鋪平了道路,國(guó)產(chǎn)電子鎮(zhèn)流器必將迅速趕上國(guó)際先進(jìn)水平,在競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際市場(chǎng)中占有一席之地。
熒光燈、殺菌燈用電子鎮(zhèn)流器知識(shí)
電子鎮(zhèn)流器知識(shí)簡(jiǎn)介:
使用半導(dǎo)體電子元件,將直流或低頻交流電壓轉(zhuǎn)換成高頻交流電壓,驅(qū)動(dòng)低壓氣體放電燈(殺菌燈)、鹵鎢燈等光源工作的電子控制裝置。應(yīng)用最廣的是熒光燈電子鎮(zhèn)流器。
電子鎮(zhèn)流器分:熒光燈電子鎮(zhèn)流器、高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器、金屬鹵化物燈電子鎮(zhèn)流器。由于采用現(xiàn)代軟開關(guān)逆變技術(shù)和先進(jìn)的有源功率因數(shù)矯正技術(shù)及電子濾波措施,具有很好的電磁兼容性, 降低了鎮(zhèn)流器的自身?yè)p耗。
辨別電子鎮(zhèn)流器好壞
把起輝器拆下,斷開電源,測(cè)試鎮(zhèn)流器兩端即可。如果鎮(zhèn)流器那種比較老的電感式的,電感式的才可以用這種方法測(cè)試線圈是否燒壞。這種老式的鎮(zhèn)流器壞了,一般就是線圈燒斷,導(dǎo)致燈管兩端沒(méi)有電壓,不會(huì)引起燈管燒壞。對(duì)于電子鎮(zhèn)流器就會(huì)有很多情況。
可以按上述所說(shuō)的方法分別測(cè)量三個(gè)鎮(zhèn)流器的阻值,看看有沒(méi)有較大區(qū)別,以此判斷鎮(zhèn)流器是否損壞。還可以換起輝器,看看那個(gè)會(huì)燒的起輝器是否不可以斷開,一直處于通路狀態(tài)?傊锰鎿Q法。
1、獨(dú)立式
2、內(nèi)裝式
3、整體式
按性能特點(diǎn)
1、普通型,0.6≥120%90%1.4~1.6高頻化使之小型、輕、有節(jié)電功能;
2、高功率因數(shù)型H級(jí),≥0.9≤30%≤18%1.7~2.1采用無(wú)源濾波和異常保護(hù);
3、高性能電子鎮(zhèn)流器L級(jí),≥0.95≤20%≤10%1.4~1.7有完善的異常保護(hù)功能,電磁兼容;
4、高性價(jià)比電子鎮(zhèn)流器L級(jí),≥0.97≤10%≤5%1.4~1.7集成技術(shù)和恒功率電路設(shè)計(jì),電壓波動(dòng)影響照度;
5、可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器,≥0.96≤10%≤5%≤1.7采用集成技術(shù)和有源可變頻率諧振技術(shù)。
為了使熒光燈、殺菌燈正常工作,必須滿足三個(gè)條件:
a、燈絲的預(yù)熱電流或燈絲電流
b、高電壓?jiǎn)?dòng)c、 限制工作電流
具體分析
電子鎮(zhèn)流器的工作原理 由于氣體放電燈(如熒光燈、霓虹燈、金鹵燈等)是一種具有如圖1所示V-I特性的負(fù)阻性電光源,即為負(fù)值,從圖1可以看出,當(dāng)燈電流上升時(shí),燈管的工作電壓下降,但是供電電壓不會(huì)下降,多出的這點(diǎn)電壓加到燈管后會(huì)使燈電流進(jìn)一步上升,如此循環(huán),最終燒壞燈管或燈管熄滅,所以要使燈管正常工作,應(yīng)配以如圖2所示的鎮(zhèn)流元件,用以限制和穩(wěn)定燈電流。這個(gè)限流裝置叫做鎮(zhèn)流器。目前氣體放電燈常用的鎮(zhèn)流器有兩種:電感式鎮(zhèn)流器和高頻交流電子鎮(zhèn)流器。由于電感式鎮(zhèn)流器工作在工頻市電頻率,體積大、笨重,還需消耗大量銅和硅鋼等金屬材料,散熱困難、工作效率低、燈發(fā)光有頻閃,所以現(xiàn)在一些電光源界的科技工作者紛紛尋找新的鎮(zhèn)流方法,而高頻交流電子鎮(zhèn)流器就是一種有效方法。鎮(zhèn)流原理如圖3所示,鎮(zhèn)流電路的工作特性曲線如圖4所示。
在圖2所示的電路中,燈管上的工作電壓加上鎮(zhèn)流元件上的電壓等于電源供電電壓,最終可以使氣體放電燈穩(wěn)定工作。在圖2所示的電路中,燈功率可以按下式計(jì)算:
P=IVα (1)
式中的α表示燈發(fā)光系數(shù),它和燈管的工作電壓和工作電流有關(guān),對(duì)電感鎮(zhèn)流器,α可以取0.8,對(duì)高頻電子鎮(zhèn)流器,α可以取0.99。
在燈電路穩(wěn)定工作期間,燈管上的電壓是穩(wěn)定的,所以燈功率主要取決于燈電流的大小,而燈電流的大小和鎮(zhèn)流元件的阻抗和電源供電電壓的高低有關(guān),并且供電頻率對(duì)熒光燈的工作也有影響,如圖5和圖6所示。例如對(duì)電感鎮(zhèn)流,鎮(zhèn)流電感的阻抗ZL=2πfL,電感鎮(zhèn)流器的電感量和它的繞組匝數(shù)和鐵心的尺寸有關(guān),所以當(dāng)電源供電頻率較高時(shí),鎮(zhèn)流電感的體積也會(huì)小些。這就是采用高頻交流電子鎮(zhèn)流電路后,鎮(zhèn)流電感的體積和尺寸會(huì)很小的原因。
目前,世界上一些著名的大專院校、科研院所、公司都投入了較大的力量進(jìn)行高頻交流電子鎮(zhèn)流器的科研開發(fā)、生產(chǎn)。如美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)功率電子研究中心(VPEC)李澤元教授領(lǐng)導(dǎo)的科研中心每年都有相關(guān)論文和實(shí)驗(yàn)報(bào)告在IEEE功率電子學(xué)學(xué)刊刊出,并提出了如高頻能量反饋、采用電荷泵功率因數(shù)校正的電子鎮(zhèn)流器等概念,美國(guó)加州理工大學(xué)(UCT)的S.CUK教授關(guān)于單級(jí)高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器,一種用于緊湊型熒光燈的E類電子鎮(zhèn)流器,西班牙、巴西、我國(guó)臺(tái)灣和香港地區(qū)的一些著名高等院校、科研院所、公司都投入了一些高水平的科研人員、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研開發(fā)。同時(shí),國(guó)內(nèi)一些著名科研院所、大學(xué)等都投入了較大力量進(jìn)行科研開發(fā)。這一點(diǎn)可從國(guó)內(nèi)相關(guān)科技文獻(xiàn)看出。但是勿容置疑的是我國(guó)是世界上電子鎮(zhèn)流器的一個(gè)生產(chǎn)大國(guó),有較多的公司、企業(yè)從事這種“綠色電光源”產(chǎn)品的生產(chǎn)。特別是自20世紀(jì)80年代末、90年代初,IEC928(1990)、GB15143(1994)《管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器一般要求和安全要求》及IEC929(1990)、GB/T15144《管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器的性能要求》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相繼頒布與實(shí)施,使交流電子鎮(zhèn)流器的研究、開發(fā)、生產(chǎn)有了統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范。
由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器要求體積小、造價(jià)低,并且對(duì)電磁輻射干擾、輸入功率因數(shù)、波峰因數(shù)、可靠性等技術(shù)指標(biāo)要求嚴(yán)格,所以要做出一個(gè)滿足高性能、低價(jià)格、體積小、低電磁輻射干擾、使用安全可靠等要求的高頻交流電子鎮(zhèn)流器并非易事,所以往往讓人感到,看似簡(jiǎn)單的一個(gè)電子產(chǎn)品,但是技術(shù)含量很高,是一個(gè)涉及電路拓?fù)洹⒏哳l電子變換、諧振開關(guān)(ZVS、ZCS)、LC串、并聯(lián)諧振、功率因數(shù)校正(PFC)、電磁干擾抑制(EMC、EMI)、信號(hào)傳感、采集和控制、電子元器件、電光源器件等電力電子技術(shù)方方面面的電子產(chǎn)品。同時(shí),如何測(cè)量高頻交流電子鎮(zhèn)流器的技術(shù)參數(shù),如功率、高頻諧波成分、效率、電磁輻射干擾(EMI),也是高頻交流電子鎮(zhèn)流器的研究熱點(diǎn)。
實(shí)踐證明,要做出一只高性能的高頻交流電子鎮(zhèn)流器,還需對(duì)它的燈負(fù)載技術(shù)特性、燈負(fù)載對(duì)電源的技術(shù)要求有所了解,否則要做出一只高性能的高頻交流電子鎮(zhèn)流器也是件不現(xiàn)實(shí)的事。
電感鎮(zhèn)流由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,壽命長(zhǎng),作為第一種熒光燈配合工作的鎮(zhèn)流器,它的市場(chǎng)占有率還比較大,但是,由于它的功率因數(shù)低,低電壓?jiǎn)?dòng)性能差,耗能笨重,頻閃等諸多缺點(diǎn),它的市場(chǎng)慢慢地被電子鎮(zhèn)流器所取代,電感鎮(zhèn)流器能量損耗:40W(燈管功率)+10W(電感鎮(zhèn)流器自身發(fā)熱損耗)等于整套燈具總耗電為50W。
② 、電子鎮(zhèn)流器的工作原理:
電子鎮(zhèn)流器是一個(gè)將工頻交流電源轉(zhuǎn)換成高頻交流電源的變換器,其基本工作原理是:
工頻電源經(jīng)過(guò)射頻干擾(RFI)濾波器,全波整流和無(wú)源(或有源)功率因數(shù)校正器(ppFC或APFC)后,變?yōu)橹绷麟娫。通過(guò)DC/AC變換器,輸出20K-100KHZ的高頻交流電源,加到與燈連接的LC串聯(lián)諧振電路加熱燈絲,同時(shí)在電容器上產(chǎn)生諧振高壓,加在燈管兩端,但使燈管"放電"變成"導(dǎo)通"狀態(tài),再進(jìn)入發(fā)光狀態(tài),此時(shí)高頻電感起限制電流增大的作用,保證燈管獲得正常工作所需的燈電壓和燈電流,為了提高可靠性,常增設(shè)各種保護(hù)電路,如異常保護(hù),浪涌電壓和電流保護(hù),溫度保護(hù)等等。
2、消除頻閃,發(fā)光更穩(wěn)定。有利于提高視覺(jué)分辨率,提高功效;降低連續(xù)作業(yè)的視覺(jué)疲勞,有利于保護(hù)視力。
3、起點(diǎn)更可靠。預(yù)熱燈管后一次起點(diǎn)成功,避免了多次起點(diǎn)。
4、功率因數(shù)高。符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的25W以上的熒光燈,其功率因數(shù)高于0.95。但應(yīng)注意,國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)25W以下的燈管規(guī)定的諧波限值很高,以致使其功率因數(shù)下降到0.7—0.8。
5、穩(wěn)定輸入功率和輸出光通量:高品質(zhì)產(chǎn)品有良好的穩(wěn)壓性能,在電源、電壓偏差很大時(shí),仍能保持光源恒定功率,穩(wěn)定光照度,有利于節(jié)能。
6、延長(zhǎng)燈管壽命。高品質(zhì)產(chǎn)品的恒功率和燈管電流下降,以及起點(diǎn)可靠等因素可使燈管壽命延長(zhǎng)。
7、噪音低。高品質(zhì)電子鎮(zhèn)流器噪音可達(dá)35db以下,人們感覺(jué)不到噪音。
8、可以調(diào)光。對(duì)于需要調(diào)光的場(chǎng)所,如:原使用白熾燈或鹵鎢燈調(diào)光的場(chǎng)所,代之以高效熒光燈配可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器,可實(shí)現(xiàn)在2%—100%的大范圍調(diào)光。
需要注意的是,只有設(shè)計(jì)優(yōu)良的電子鎮(zhèn)流器才能發(fā)揮以上各種優(yōu)點(diǎn)。雖然都是電子鎮(zhèn)流器,用于金鹵燈的電子鎮(zhèn)流器要比用于熒光燈的復(fù)雜很多,或者說(shuō)幾乎完全不一樣。如果設(shè)計(jì)或制造工藝不到位,一個(gè)非常小的疏漏,都會(huì)造成故障。
鎮(zhèn)流器與燈的組合對(duì)電源輸入功率的有效利用,在有些地方也表示為Watt/VA或COSΦ。一般來(lái)說(shuō)電感鎮(zhèn)流器
的PF為0.5,即使經(jīng)過(guò)電容校正也只能達(dá)到0.8左右,而電子鎮(zhèn)流器通常能做到0.95~0.99,它的意義在于您用足了發(fā)電廠供出的每一瓦電,并對(duì)環(huán)境保護(hù)作出了卓越的貢獻(xiàn)。
THDTotalHarmonicDistortion總諧波失真
鎮(zhèn)流器與燈在額定電源電壓下工作時(shí),燈達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)之后,輸入電源電流中奇次諧波各分量之和。根據(jù)博里葉定義矩形波是由一系列具有共同用期但頻率不同的正弦波疊加而成,那末諧波含量越大對(duì)輸入的正弦波形破壞就越大。在使用電子鎮(zhèn)流器較多的場(chǎng)合,如THD值較大則會(huì)影響到三相交流電輸入的中線電流,由于正弦波被破壞,中線電流會(huì)偏大,所以一般我們?cè)诖笠?guī)模使用電子鎮(zhèn)流器時(shí)選擇THD在15%-25%之間的性能價(jià)格比會(huì)較合適。
CFCrestFactor波峰系數(shù)
在額定電源電壓下,鎮(zhèn)流器與燈配套工作時(shí),當(dāng)燈達(dá)到穩(wěn)定工作狀態(tài)之后。流過(guò)燈管的電流狀態(tài)輸出電流的
峰值與均方根值的比值CF=PK/rms。通俗的講CF值越小,流過(guò)燈管的電流越穩(wěn)定,燈管壽命越長(zhǎng)。IEC /GB的標(biāo)準(zhǔn)為CF≤1.7。
EMCElectromagneticCompatibility
設(shè)備或系統(tǒng)在電磁環(huán)境中能正常工作且不對(duì)該環(huán)境中任何事物構(gòu)成不能承受的電磁騷擾能力。在歐美有不同的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。A.FCC(USAStandardClassA;ClassB)B.CISPR(國(guó)際電工委員會(huì)CISPR15)C.EN55015(歐洲標(biāo)準(zhǔn))。中國(guó)將按照歐洲的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。
當(dāng)用戶在使用符合標(biāo)準(zhǔn)的鎮(zhèn)流器時(shí),它的外圍電子設(shè)備將不會(huì)受到干擾,如電子計(jì)算機(jī),無(wú)線電話,及一些專業(yè)的電子設(shè)備
1、 一拖一,普通型與燈箱型專用電子鎮(zhèn)流器分為20W、30W、40W共6個(gè)品種
2、 一拖二,普通型與燈箱型專用電子鎮(zhèn)流器分為2 X 20W、2 X 30W、2 X 40W共6個(gè)品種
3、 環(huán)形燈用電子鎮(zhèn)流器分為22W、32W、40W共3個(gè)品種
4、 石英殺菌燈鎮(zhèn)流器適用于35-60W共1個(gè)品種
注:20W、40W是針對(duì)T10、T12管來(lái)說(shuō)的,18W、36W是針對(duì)T8燈管來(lái)說(shuō)的。所以有時(shí)我們講20W,也可以理解為18W,同時(shí)T8管的36W我們也可以理解為T10、T12的40W,因?yàn)樗鼈兊逆?zhèn)流器是通用的。
2、流明系數(shù)>95%
3、工作溫度 -15℃-+50℃
4、最高溫升15℃
5、工作電壓范圍 160VAC-240VAC
6、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與加工程序嚴(yán)格按ISO9002的質(zhì)量保證體系來(lái)運(yùn)作,原材料層層把關(guān),篩選,成品最終要全部檢驗(yàn)、老煉,合格方可入倉(cāng)。
①使用安全絕緣性能高,防水防潮性能好,鎮(zhèn)流器溫升低,不會(huì)影響燈箱布或燈箱片因受熱而變黃。
②方便:
a、可直接插到光管腳上,無(wú)須接駁安裝接線柱;
b、鎮(zhèn)流器底部附有海綿貼,可粘貼固定鎮(zhèn)流器;
c、配備金屬扣,無(wú)須燈管支架也可固定燈管;
d、省去頻繁更換啟輝器的麻煩。
2、一拖一、一拖二普通型電子鎮(zhèn)流器適用于各種普通照明場(chǎng)合燈具的安裝與更換;
3、環(huán)形燈電子鎮(zhèn)流器是專門為環(huán)形燈而設(shè)計(jì),它適用于安裝在吸頂燈具內(nèi),如家庭陽(yáng)臺(tái)照明、走道照明、樓梯通道照明及其它公共場(chǎng)所照明。
4、石英殺菌燈鎮(zhèn)流器是專門為35W-60W的低壓石英殺菌燈而設(shè)計(jì)的,用它配用的下射燈壽命長(zhǎng)(是白熾燈的4倍)亮度高、色溫恒定、體積小,可用于商店、展示櫥窗、展覽館、珠寶店、酒吧、博物館、專賣店等處的一般照明或特殊區(qū)的重點(diǎn)照明。
1、在連續(xù)緊張的視覺(jué)作業(yè)場(chǎng)所和視覺(jué)條件要求高的場(chǎng)所(如設(shè)計(jì)、繪圖、打字等),在要求特別安靜的場(chǎng)所(病房、診室等)及青少年視看場(chǎng)所(教室、閱覽室等)應(yīng)優(yōu)先采用。
2、在需要調(diào)光的場(chǎng)所,可以用三基色熒光燈配可調(diào)光數(shù)字式鎮(zhèn)流器,取代白熾燈或鹵素?zé)?能大大提高能效。
3、應(yīng)選用高品質(zhì)、低諧波的產(chǎn)品,不應(yīng)單純追求價(jià)廉,應(yīng)滿足使用的技術(shù)要求,考慮運(yùn)行維護(hù)效果,并作綜合比較。
4、選用小于25W熒光燈時(shí),如前所述,GB19625.1-2003標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波限值很寬,如在一個(gè)建筑物內(nèi)大量應(yīng)用,將導(dǎo)致多種不良后果。設(shè)計(jì)中應(yīng)采取有效措施進(jìn)行限制。
5、選用的產(chǎn)品不僅要考察其總輸入功率,還應(yīng)了解其輸出光通量。按規(guī)定,使用鎮(zhèn)流器的流明系數(shù)(μ)不應(yīng)低于0.95。歐盟規(guī)定了鎮(zhèn)流器的能效等級(jí),也相應(yīng)規(guī)定了流明系數(shù)μ≥0.96。
選用時(shí)要注意
1、注重諧波含量。新修訂的《管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器—性能要求》(GB/T15144-2005)已經(jīng)取消了原標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的電子鎮(zhèn)流器的分極(L級(jí)和H級(jí)),其諧波限值應(yīng)符合《電磁兼容、限值、諧波、電流發(fā)射限值》(GB17625·1-2003)。使用者應(yīng)注重25W以下燈管的諧波限值非常寬松,如一建筑物內(nèi)大量使用這種小功率熒光燈(包括長(zhǎng)度2尺的T8、T5燈管和緊湊型熒光燈),將導(dǎo)致嚴(yán)重的波形畸變、中性線電流過(guò)大以及功率因數(shù)降低的不良后果。
2、注重產(chǎn)品質(zhì)量和水平。市場(chǎng)上的電子鎮(zhèn)流器很多,質(zhì)量和水平大不相同,可謂良莠不齊,魚龍混雜。主要表現(xiàn)為:諧波含量大;流明系數(shù)低;可靠性不高;使用壽命短。這些產(chǎn)品雖價(jià)格低廉,但帶來(lái)的不良后果必須注意,建議不要使用。
這種調(diào)光控制法利用調(diào)節(jié)高頻逆變器中功率開關(guān)管的脈沖占空比,實(shí)現(xiàn)輸出功率調(diào)節(jié),對(duì)半橋逆變的最大占空比為0.5,以確保半橋逆變器的兩個(gè)開關(guān)管有一個(gè)死時(shí)間,以免兩個(gè)開關(guān)管共態(tài)導(dǎo)通損壞。
這種調(diào)光方法存在的問(wèn)題是:如果電感電流連續(xù)并滯后于半橋電壓Uxy,則開關(guān)可能導(dǎo)通時(shí)工作在零電壓狀態(tài),關(guān)斷瞬間需采用吸收電容達(dá)到ZCS工作條件,這樣可進(jìn)入ZVS工作方式,這是優(yōu)點(diǎn),EMI和開關(guān)管應(yīng)力可明顯降低。然而,如果占空比太小,以至電感電流不連續(xù),將失去ZVS工作特性,并且由于供電直流電壓較高,而使開關(guān)管上的應(yīng)力加大,這種不連續(xù)電流導(dǎo)通狀態(tài)將導(dǎo)致可靠性降低和加大EMI輻射。
除了小的脈沖占空比,當(dāng)燈管發(fā)生故障時(shí),也會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)電流工作狀態(tài),當(dāng)燈為開路故障時(shí),電感電流將流過(guò)諧振電容,由于這個(gè)電容的容量較小,所以阻抗較大。除非兩個(gè)開關(guān)管有吸收電路保護(hù),否則開關(guān)管將承受很大的電壓應(yīng)力。
調(diào)頻調(diào)光法
調(diào)頻調(diào)光法也是常用的調(diào)光方法。如果高頻交流電子鎮(zhèn)流器的開關(guān)頻率增加,則電感的阻抗增加,這樣,電感電流就會(huì)下降。
調(diào)頻調(diào)光法的局限性:
A、調(diào)光范圍由調(diào)頻范圍決定,如果調(diào)頻范圍不大,則功率調(diào)節(jié)范圍也不大。
B、為了實(shí)現(xiàn)在低燈功率工作條件下實(shí)現(xiàn)調(diào)光,則調(diào)頻范圍應(yīng)很寬(即從25KHZ——50KHZ)。磁芯的頻率范圍、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路可能限制調(diào)光范圍。
C、在整個(gè)調(diào)頻范圍內(nèi)不易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。輕載時(shí),不能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān),并使開關(guān)管上的電壓應(yīng)力加大。硬開關(guān)的瞬態(tài)過(guò)渡是EMI輻射的主要來(lái)源。
D、如果半橋逆變器不工作在軟開關(guān)狀態(tài),則導(dǎo)致逆變器的損耗加大,導(dǎo)致效率降低。
E、當(dāng)開關(guān)頻率在紅外遙控的頻率范圍內(nèi)時(shí),熒光燈將發(fā)射低電平的紅外線,如果調(diào)頻范圍很大,其它的紅外遙控裝置如電視機(jī)將會(huì)受到影響。
F、燈電流近似反比于逆變器開關(guān)頻率,調(diào)光與開關(guān)頻率間不是線性關(guān)系。
G、當(dāng)燈管發(fā)生開路故障時(shí),將出現(xiàn)DCM工作狀態(tài),特別是當(dāng)開關(guān)頻率很低時(shí)。
改變半橋逆變器供電電壓調(diào)光法
利用改變半橋逆變器供電電壓法實(shí)現(xiàn)調(diào)光有以下優(yōu)點(diǎn):
A、調(diào)節(jié)半橋逆變器供電電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)光。
B、采用固定占空比(約0.5)的方法,使半橋逆變器工作在軟開關(guān)電感電流連續(xù)的寬調(diào)光范圍調(diào)光(這也可使開關(guān)控制電路簡(jiǎn)化)。
C、由于開關(guān)頻率固定,所以可以針對(duì)給定的燈型號(hào)簡(jiǎn)化控制電路設(shè)計(jì)。
D、由于開關(guān)頻率剛好大于諧振頻率,所以可以降低無(wú)功功率和提高工作效率。
E、由于開關(guān)頻率固定,所以可以較方便的確定無(wú)源器件的參數(shù)。
F、在較寬的燈功率范圍內(nèi)(5%——100%)保持ZVS工作條件。
G、在很低的半橋逆變器供電電壓下,將會(huì)失去軟開關(guān)特性,將會(huì)出現(xiàn)電感電流不連續(xù)的工作狀態(tài)。然而在直流供電電壓很低的情況下,這種工作狀態(tài)不再是個(gè)問(wèn)題,這時(shí)的開關(guān)管應(yīng)力和損耗將很小,即使硬開關(guān)在低直流供電電壓情況下(如20V),也不會(huì)產(chǎn)生太多EMI輻射。
H、可實(shí)現(xiàn)平滑和幾乎線性的燈功率控制特性。
I、可得到低功率解決方案,半橋逆變器的供電電壓可以選得很低(如5%——100%的調(diào)光范圍對(duì)應(yīng)30-120V),這樣可采用低電壓電容和 mosfet。
J、調(diào)光控制僅通過(guò)控制SEPIC變換器輸出電壓實(shí)現(xiàn)。由于半橋逆變器工作在恒頻工作狀態(tài),所以可采用簡(jiǎn)單的AC/DC控制即可實(shí)現(xiàn)調(diào)光。
K、燈電流近似和DC變換器的電壓成正比,調(diào)光幾乎和SEPICDC變換器的輸出直流電壓成正比。
脈沖調(diào)相調(diào)光法
利用調(diào)節(jié)半橋逆變器中兩支開關(guān)管的導(dǎo)通相位的方法來(lái)調(diào)節(jié)輸出功率,從而達(dá)到輸出調(diào)光的目的。相控調(diào)光法主要有以下特點(diǎn):⑴可調(diào)光至此1%;⑵可在任意調(diào)光設(shè)定值下啟動(dòng);⑶可應(yīng)用于多燈應(yīng)用場(chǎng)合;⑷調(diào)光相位燈功率關(guān)系線性好。
2、在確定整流濾波電路良好后,再著手檢查以后的電路。由于a處斷開,用萬(wàn)用表RX10k擋正測(cè)a,b兩點(diǎn)間的電阻(紅表筆接b,黑表筆接a),此值應(yīng)大于500kSZ。若為00,應(yīng)查R10,VT2的c-e極間是否燒斷;若在470kn左右,則在VT2的c-e極間嚴(yán)重漏電,甚至短路,這里提出一個(gè)容易誤判的問(wèn)題,當(dāng)a,b之間的電阻時(shí)只有30kf左右,好像是VT2漏電,其實(shí)不然,因?yàn)橛?OkS2擋測(cè)量,表內(nèi)9V電壓加在a,b間,給VT2注人偏流,VT2處于導(dǎo)通狀態(tài),所以c-e間電阻小,不是漏電。
3、確定a,b間電阻正確后,用萬(wàn)用表Rxlk檔測(cè)VTl和VT2的兩個(gè)PN結(jié)電阻,大致判斷這兩只三極管的性能。需注意的是,測(cè)VT1的PN結(jié)電阻時(shí),要斷開R5,才能獲得正確讀數(shù)。用Rxl擋測(cè)R5至1110的電阻值,這些電阻都有燒斷的例子。燒斷119,1110更是常見(jiàn)的,這兩只電阻使用過(guò)久阻值會(huì)增加,只要它們的值大于2dZ,電路就不容易起振,燈不亮,應(yīng)重點(diǎn)檢查。至于D5、D6、C4的耐壓較高,磁環(huán)變壓器Trl繞組線徑粗,絕緣也好,這些都不可能損壞。
4、經(jīng)過(guò)以上靜態(tài)測(cè)量,檢查完故障元件,把電路復(fù)原,仔細(xì)檢查一下電路板上的焊點(diǎn)及元件有無(wú)短路、觸碰、松動(dòng)、斷裂的地方。經(jīng)校正無(wú)誤后加電,大多數(shù)情況下,日光燈都能恢復(fù)正常工作,但還可能出現(xiàn)以下故障,應(yīng)逐一排除。
①仍然出現(xiàn)過(guò)流,繼續(xù)燒RO,這主要是VT1或VT2的c-e間耐壓一F降,存在高壓軟擊穿,必須選用耐壓足夠的三極管更換。另外,C3或C5的耐壓不足,用萬(wàn)用表檢查不出來(lái),最好焊下用500V的搖表測(cè)它的絕緣電阻應(yīng)為o0,否則視為漏電。
②燈管兩端發(fā)紅,亮度明顯不足。這時(shí),首先用萬(wàn)用表的交流擋測(cè)燈管兩端的電壓,應(yīng)為100V左右。這僅為參考值,并非是實(shí)際數(shù),因?yàn)闊艄軆啥穗妷翰ㄐ尾⒉皇菢?biāo)準(zhǔn)的正弦波,且頻率在20kHz以上,超過(guò)萬(wàn)用表的頻響范圍。若此電壓低于100V較多,可能是VT1或VT2的性能下降,導(dǎo)通程度不足。無(wú)示波器的情況下,用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)兩管的b-e極電壓約為一0.4V,若偏差太大,甚至為正值,說(shuō)明管子未處在飽和導(dǎo)通狀態(tài),宜換管子試驗(yàn),不要盲目調(diào)整電路。
若燈管端壓已達(dá)100V,仍然發(fā)光不正常,則是燈管性能不佳。通常判定日光燈管好壞,只是測(cè)其燈絲電阻,若燈絲未斷,管內(nèi)無(wú)大面積發(fā)黑,就視其完好。但是,劣質(zhì)燈管雖其燈絲未斷,管內(nèi)無(wú)發(fā)黑的痕跡,但卻不能正常使用。
③燈管亮度不足,管內(nèi)有螺旋狀的光圈,這是流過(guò)燈管的電流小,其主要原因是C5的容量下降太多,不妨在C5兩端并接一只2.2nF1630V的電容試試。各種牌號(hào)的電子鎮(zhèn)流器中,諧振電容C5的容量不一樣,大致在3-10nF之間.其容量過(guò)大或過(guò)小都會(huì)使燈管不能正常發(fā)光。
1、可靠性難以保證。HID燈用電子鎮(zhèn)流器電路結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比熒光燈電子鎮(zhèn)流器要復(fù)雜得多,選用的電子元件數(shù)量數(shù)倍于熒光燈用電子鎮(zhèn)流器,電子元件失效概率也高。同時(shí),中國(guó)HID燈泡生產(chǎn)廠家參差不齊,實(shí)際執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不一,燈泡與電子鎮(zhèn)流器很難實(shí)現(xiàn)真正意義上的匹配,使用效果便可想而知了。
2、工作環(huán)境難以如愿。電子鎮(zhèn)流器對(duì)使用環(huán)境的要求使得對(duì)燈具設(shè)計(jì)提出了新要求。比如鈉燈主要用于戶外道路照明,每天工作時(shí)間平均在12小時(shí)左右,工作時(shí)間較長(zhǎng),且露天工作,直接受到一年四季較大溫差、狂風(fēng)暴雨、閃電雷擊的影響。另外,還要考慮到鎮(zhèn)流器和燈泡都安裝在密封的燈具外殼內(nèi),大功率燈泡所發(fā)出的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于夏季環(huán)境溫度。鎮(zhèn)流器若能經(jīng)得起高溫這一關(guān)的考驗(yàn),壽命就不成問(wèn)題!
3、 散熱問(wèn)題是老大難。散熱問(wèn)題是影響電子鎮(zhèn)流器壽命的重要因素(尤其大功率電子鎮(zhèn)流器)。對(duì)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(yīng)低于55℃,使電子鎮(zhèn)流器外殼溫度保持在75℃以下,來(lái)保證電子鎮(zhèn)流器的使用壽命。而實(shí)際運(yùn)行中卻很困難,因此,設(shè)計(jì)美觀大方,有良好散熱效果的燈具,是時(shí)代所需。從行業(yè)整體現(xiàn)狀看設(shè)計(jì)實(shí)用型的大功率電子鎮(zhèn)流器還有待于完善。
4、成本期待百姓價(jià)。電子鎮(zhèn)流器雖然其綜合經(jīng)濟(jì)效益高,但是由于一次性投資高,在使用一年后才能逐漸顯現(xiàn)其運(yùn)行成本的優(yōu)勢(shì),還難以被人們廣泛接受。還有要提高可靠性,成本必然更會(huì)大幅增加。但隨著電子技術(shù)水平的快速發(fā)展,以上問(wèn)題都將陸續(xù)得到改善,電子鎮(zhèn)流器必將成為綠色照明的重頭戲而被廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。
保持燈瞬時(shí)輸出功率恒定,如采用方波電流驅(qū)動(dòng)就可得到燈瞬時(shí)輸出功率恒定的輸出特性,進(jìn)而保證不發(fā)生“聲共振”現(xiàn)象。
2、異常保護(hù)功能:
電子鎮(zhèn)流器在與燈管配套使用中有可能出現(xiàn)燈管漏氣、不激活、不啟動(dòng)及主電路電流過(guò)大等異常情況,為了不致導(dǎo)致鎮(zhèn)流器損壞,在燈管發(fā)生異常時(shí),自動(dòng)關(guān)閉鎮(zhèn)流器,以保證鎮(zhèn)流器的安全、性能及可靠性。3、過(guò)電流、電壓控制:
當(dāng)供電質(zhì)量不高,電網(wǎng)中各種諧波和噪波污染(如瞬時(shí)高壓、高能脈沖)嚴(yán)重,以及雷擊過(guò)流沖擊等都會(huì)直接影響或損壞開關(guān)管、電容器等,為此需要設(shè)置過(guò)電流、電壓保護(hù)。
4、降低溫升:
鎮(zhèn)流器在長(zhǎng)時(shí)間的工作后溫度會(huì)大幅升高,鎮(zhèn)流器的溫升主要來(lái)自半導(dǎo)體元器件產(chǎn)生的功耗而發(fā)熱,溫升提高,其壽命必然縮短,設(shè)計(jì)時(shí),要盡量減少功耗,提高效率,性能優(yōu)良的電子鎮(zhèn)流器電效率一般在90%以上。采用專業(yè)電子絕緣膠封灌,可使產(chǎn)品整體溫升降低,防止水、灰塵等雜物進(jìn)入,避免因潮濕引起的短路造成產(chǎn)品損壞,進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的可靠性,同時(shí)也避免運(yùn)輸震動(dòng)和沖擊造成的損壞。
5、寬電壓工作范圍:
一些偏遠(yuǎn)經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)供電質(zhì)量較差,電壓變化較大,電子鎮(zhèn)流器應(yīng)能適應(yīng)電網(wǎng)變化,保持正常工作。
6、燈電流波峰系數(shù)控制:
熒光燈壽命取決于燈管陰極的發(fā)射能力。燈電流波峰系數(shù)是影響陰極發(fā)射能力和發(fā)射電流穩(wěn)定性的重要指標(biāo),國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定控制在≤1.7,燈電流波峰系數(shù)高,燈陰極受到損傷度大,燈管發(fā)黑時(shí)間加快,壽命必然下降,燈電流波峰系數(shù)過(guò)大,還會(huì)帶來(lái)附加閃動(dòng)。
數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器是針對(duì)于模擬式的電子鎮(zhèn)流器而言,鎮(zhèn)流器在出現(xiàn)了電子鎮(zhèn)流器后,是先從模擬式開始,初期的電路,一般而言,模擬式回路的電子鎮(zhèn)流器,結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,功能比較單一,要實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求如3C的要求,則回路的構(gòu)建比較復(fù)雜,且不易實(shí)現(xiàn)預(yù)熱啟動(dòng)、Cut-off及其它的保護(hù)功能;如果能實(shí)現(xiàn)這些功能的模擬式電子,則在產(chǎn)品的一致性、可靠性上則面臨較大的難題,不易解決。但普通模擬式電子具有成本的優(yōu)勢(shì),在電子鎮(zhèn)流器替代電感鎮(zhèn)流器的市場(chǎng)化進(jìn)程中,起到十分重要的作用,至今仍是市場(chǎng)走量最大的品種。
伴隨市場(chǎng)的發(fā)展,用戶的要求愈來(lái)愈高,普通模擬式電子鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器也在逐步向數(shù)字式轉(zhuǎn)變,于是混合有數(shù)字和模擬電路的電子鎮(zhèn)流器出現(xiàn)在市場(chǎng)上,電路上前段模擬,后段數(shù)字,或者前段數(shù)字,后段模擬,這些混合型電路較大提升了普通模擬電路品質(zhì)要求,可以簡(jiǎn)單的部分實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)性能要求及可靠性要求,也是一種不錯(cuò)的過(guò)渡性選擇,可以滿足部分要求相對(duì)高一點(diǎn)市場(chǎng)需求,但成本高于模擬式電子。
真正可以滿足安全要求、性能要求、EMI及EMC的要求,并同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品高可靠性要求,則一定要走數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器的路。數(shù)字電路以特有的高穩(wěn)定性、高可靠性、高邏輯性,可以方便實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的各種要求,如:寬電壓甚至全電壓?jiǎn)?dòng)(120-277V)、程序式預(yù)熱啟動(dòng)、異常狀態(tài)診斷及保護(hù)等,數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器可以真正實(shí)現(xiàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求,方便的應(yīng)用于各種場(chǎng)合。
雖然目前就單個(gè)造價(jià)而言,數(shù)字式高于模擬式和混合式電子鎮(zhèn)流器,但以TOC(客戶總成本)的觀點(diǎn)來(lái)看,即總成本=采購(gòu)成本+使用成本+維護(hù)成本,數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器的采購(gòu)成本是高的,但它的使用成本和維護(hù)成本卻大大降低,最終其總成本(TOC)還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于模擬式電子及混合式電子鎮(zhèn)流器;數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器有高達(dá)5年的品質(zhì)保證(或大于20,000小時(shí)),同時(shí)極大的發(fā)揮燈管的效能及使用壽命,是一款真正給客戶創(chuàng)造價(jià)值、符合國(guó)家節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)政策的產(chǎn)品。
當(dāng)今數(shù)字化在國(guó)家生活中已成滾滾潮流,不可阻擋,沒(méi)有人再持磚頭一樣的大哥大手機(jī)(模擬機(jī))了,盡管當(dāng)年它風(fēng)頭出盡;小巧的MP3、MP4也早以取代磁帶機(jī)(模擬機(jī))掛在腰間;曾經(jīng)不可一世的柯達(dá)公司,也不得不推出數(shù)碼相機(jī),盡管它非常希望用戶買它的膠卷(模擬式)。國(guó)內(nèi)電子鎮(zhèn)流器的數(shù)字化之路也是由市場(chǎng)和客觀決定,它不會(huì)因我們簡(jiǎn)單的認(rèn)同就全面到來(lái),也不會(huì)因我們簡(jiǎn)單的拒絕就離開,但就歐、美、日等先進(jìn)國(guó)家節(jié)能環(huán)保的經(jīng)驗(yàn)和照明產(chǎn)業(yè)來(lái)看,數(shù)字式電子鎮(zhèn)流器早已如火如荼的展開,在世界一體、綠色產(chǎn)品當(dāng)?shù)赖慕裉?相信國(guó)內(nèi)電子鎮(zhèn)流器的數(shù)字化之路也很快會(huì)到來(lái)。
HID燈是一種高氣壓放電燈,其放電的“伏一安”性能呈負(fù)阻特性,因此在燈的工作電路中需連接限流器件,即通常稱為鎮(zhèn)流器。HID燈多數(shù)工作在交流狀態(tài)下,采用電抗器件作為鎮(zhèn)流器。HID燈有不同的種類,根據(jù)燈的類型及其應(yīng)用的需求,可配置不同形式的鎮(zhèn)流器電路,以求得鎮(zhèn)流器電路和燈的最佳匹配。作為一般照明用的常用HID燈有高壓汞燈、高壓鈉燈和金鹵燈。高壓汞燈是HID燈中發(fā)展最早的光源,產(chǎn)品性能穩(wěn)定,配套的鎮(zhèn)流器電路較成熟。高壓鈉燈和金鹵燈是近代發(fā)展的高效節(jié)能新光源,要求鎮(zhèn)流器能和燈有很好的匹配,以取得更好的綜合效果。
一、高壓鈉燈和鎮(zhèn)流器
高壓鈉燈和高壓汞燈在性能上有所不同,高壓鈉燈內(nèi)不僅有汞,還充有鈉,在燈工作期間,鈉和汞以液鈉汞氣的形式貯藏在放電管的冷端部分。高壓鈉燈在壽命期間,燈功率隨著燈電壓的變化而發(fā)生變化。這和高壓汞燈的情況有所不同,高壓汞燈在功率發(fā)生變化時(shí)燈電壓相對(duì)地保持穩(wěn)定,因?yàn)楦邏汗療艄ぷ鲿r(shí)燈內(nèi)的汞蒸氣壓處于飽和狀態(tài)下。高壓鈉燈的燈電壓和燈功率的關(guān)系是基于在放電管內(nèi)包含著過(guò)量的鈉汞氣而造成的。在燈工作期間,只有部分的汞和鈉形成蒸氣壓,蒸氣壓的高低也即反映在燈電壓上,它取決于放電管“冷端”處的溫度。冷端溫度的變化造成蒸氣壓的變化,產(chǎn)生燈電壓的變化,從而發(fā)生燈功率的變化。在一定的功率范圍內(nèi)燈電壓和燈功率的關(guān)系近似于線性關(guān)系。
1、高壓鈉燈的特性曲線
高壓鈉燈的燈功率和燈電壓的線性關(guān)系曲線稱為燈的特性曲線,對(duì)于一個(gè)特定的燈的特性曲線,可通過(guò)在一定范圍內(nèi)改變電源電壓或鎮(zhèn)流器的阻抗,從而改變燈的電壓和功率得到,如圖1所示。當(dāng)燈電壓等于設(shè)計(jì)電壓時(shí),燈功率將達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)功率。對(duì)相同型號(hào),相同功率的燈有近似平行的特性曲線,如圖2所示。對(duì)于那些有較高燈電壓的燈,其特性曲線斜率的陡度會(huì)減小。
2、高壓鈉燈鎮(zhèn)流器的特性曲線
當(dāng)高壓鈉燈在恒定的輸入電壓下連續(xù)工作時(shí),燈電壓和燈功率的變化會(huì)遵循著鎮(zhèn)流器的特性曲線。如圖3為兩種典型鎮(zhèn)流器的特性曲線。該曲線可通過(guò)測(cè)量一批帶有不同特性曲線燈的燈電壓和燈功率得到,或?qū)ν粋(gè)燈通過(guò)外部方法,使放電管的冷端溫度升高來(lái)變化燈電壓和燈功率得到。當(dāng)電源電壓變化時(shí)可得到一組鎮(zhèn)流器特性曲線。如圖4為在額定電源電壓升高或降低時(shí)對(duì)鎮(zhèn)流器特性曲線的影響。
3、高壓鈉燈鎮(zhèn)流器的四邊形圖
在高壓鈉燈的使用系統(tǒng)中存在著各種因素的變化,如:電源電壓的變化、燈性能隨時(shí)間的變化、燈具內(nèi)反射器效率的變化、使用環(huán)境的變化等等,如何使鎮(zhèn)流器的特性曲線適應(yīng)這些動(dòng)態(tài)的變化?高壓鈉燈的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中以邊界圖的形式,要求鎮(zhèn)流器能確保燈在壽命期間及任何動(dòng)態(tài)變化的狀況下,其電氣性能參數(shù)變化限制在一定的范圍內(nèi)。如圖5所示,高壓鈉燈為鎮(zhèn)流器特性曲線規(guī)定了一個(gè)四邊形圖。
四邊形圖的上部代表著高壓鈉燈最大功率的極限。最大功率的極限取決于放電管最大可允許的工作溫度。最大功率線通常設(shè)置在超過(guò)燈泡標(biāo)稱功率的20—30%左右。
四邊形圖的下部代表著高壓鈉燈最小功率的極限。設(shè)置最小功率線以確保能滿足燈泡的升溫特性、燈泡工作的穩(wěn)定性、可接受的光的輸出效率,以及光色性能等。最小功率線通常設(shè)置在低于燈標(biāo)稱功率的20—30%附近。
四邊形圖左邊的最小燈電壓線為燈可接受的最小燈電壓的燈特性曲線。對(duì)于每種規(guī)格的高壓鈉燈所認(rèn)同的最小燈電壓都已規(guī)定在燈的性能參數(shù)表中。
四邊形圖右邊的最大燈電壓線表示為燈可允許的最高燈電壓時(shí)的燈特性曲線,該曲線考慮了燈中可能出現(xiàn)的最大燈電壓、燈壽命期間燈電壓的上升、密封式燈具內(nèi)燈電壓的上升,以及其他變化因素。如果燈電壓超出最大燈電壓曲線之外,這時(shí)鎮(zhèn)流器將不能確保燈能穩(wěn)定地或持續(xù)地工作。
因此,上述四邊形圖可作為高壓鈉燈工作系統(tǒng)的一個(gè)規(guī)范,它包含了燈和鎮(zhèn)流器兩者的要求,也考慮了其他因素的影響。四邊形圖概括性地規(guī)定了鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)的條件,如:
a)鎮(zhèn)流器的特性曲線應(yīng)與兩條燈電壓線相交,并在燈的壽命期間保持在燈功率的極限線之間。
b)鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)應(yīng)使燈不僅在額定電源電壓下,而且在可允許的最低或最高的電源電壓下,總是工作在四邊形圖的區(qū)域內(nèi)。
c)最佳的鎮(zhèn)流器特性曲線要能使燈在最大電壓線之前達(dá)到最大功率,然后在該點(diǎn)外燈功率隨著燈電壓的增大而減小。對(duì)于一個(gè)靠近燈設(shè)計(jì)功率線的相對(duì)比較平坦的鎮(zhèn)流器特性曲線比相對(duì)陡峭上升和下降的特性曲線更可取。
d)為避免縮短燈的壽命,或工作的不穩(wěn)定性,鎮(zhèn)流器應(yīng)能使燈遠(yuǎn)離四邊形圖右邊最大燈電壓特性外工作。
在高壓鈉燈的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中,不同規(guī)格燈對(duì)鎮(zhèn)流器規(guī)定了不同的四邊形圖的要求。如圖6。
高壓鈉燈鎮(zhèn)流器的制造并不復(fù)雜,但往往由于在設(shè)計(jì)、工藝及選用材料上的差異,同一規(guī)格不同廠家生產(chǎn)的鎮(zhèn)流器配用高壓鈉燈時(shí),呈現(xiàn)出不同形狀的鎮(zhèn)流器特性曲線,如圖7所示。品質(zhì)差的鎮(zhèn)流器會(huì)造成燈泡使用期間超負(fù)載運(yùn)行,或工作的不穩(wěn)定性。
二、金鹵燈和鎮(zhèn)流器
金鹵燈的放電管中因充人不同的金屬鹵化物而形成各種不同類型的金鹵燈,這些不同類型的金鹵燈不僅在燈的光電性能參數(shù)上有著明顯的差別,而且在燈的運(yùn)行和維護(hù)中對(duì)配套電器的要求也不盡相同。因此,選擇合適的鎮(zhèn)流器和相關(guān)的工作電路,以充分發(fā)揮金鹵燈的性能優(yōu)勢(shì)是至關(guān)重要的。
1、常用的金鹵燈鎮(zhèn)流器及工作電路
1)感抗型鎮(zhèn)流器(Choke)
這是常用的普通型鎮(zhèn)流器,其開路電壓即為電源電壓,需要借助于觸發(fā)器來(lái)啟動(dòng)燈工作,工作電路的電壓峰值因數(shù)和電流峰值因數(shù)較低,對(duì)保護(hù)放電管的電極有利,這種鎮(zhèn)流器的成本較低,但在電源電壓波動(dòng)較大的情況下,控制燈功率的波動(dòng)和穩(wěn)定燈性能的能力較差。
2)高阻抗自耦升壓式鎮(zhèn)流器(HX Auto)
這種鎮(zhèn)流器使用在低電源電壓(如:100V/120V)的場(chǎng)合,或?yàn)槿〉酶叩拈_路電壓而使燈能直接啟動(dòng)的場(chǎng)合。工作電路的峰值電壓和電流峰值因數(shù)較高,控制燈陛能穩(wěn)定性的能力也較差,通常這種鎮(zhèn)流器較少采用。
3)恒功率自耦升壓式鎮(zhèn)流器(CWA)
這種鎮(zhèn)流器由自耦漏磁升壓變壓器串聯(lián)電容器組 成,稱為恒功率鎮(zhèn)流器,也稱為超前頂峰式鎮(zhèn)流器。該 鎮(zhèn)流器可獲得較高的開路電壓,線路功率因數(shù)可達(dá)90%。在電源電壓起伏較大情況下,對(duì)穩(wěn)定燈的功率,維護(hù)好燈的性能起到較好的調(diào)節(jié)作用。甚至在電源電壓跌落30-40%時(shí)還能使燈繼續(xù)工作。但線路的電流峰值因數(shù)較高,鎮(zhèn)流器的成本也相對(duì)較高。
4)恒功率升壓式鎮(zhèn)流器(CWl)
這種鎮(zhèn)流器由漏磁升壓變壓器串聯(lián)電容器組成,也是一種恒功率鎮(zhèn)流器,它比上述CWA鎮(zhèn)流器有更好的穩(wěn)定燈功率及性能的調(diào)節(jié)作用。
5)調(diào)整式遲后型鎮(zhèn)流器(Regulated Lag)
這種鎮(zhèn)流器實(shí)際上是一個(gè)穩(wěn)壓式電器,確保金鹵燈一直在穩(wěn)定的電源電壓下工作,可使燈獲得最長(zhǎng)的壽命和最佳的燈性能參數(shù)的維護(hù)。這種鎮(zhèn)流器的成本較高,但對(duì)金鹵燈照明的長(zhǎng)期運(yùn)行成本來(lái)說(shuō)卻是低的。
圖8是上述鎮(zhèn)流器的工作電路圖,表1為主要性能參數(shù)的比較。
2、金鹵燈對(duì)鎮(zhèn)流器工作電路的選擇
目前在國(guó)內(nèi)用于一般照明用的金鹵燈主要有Na-T1-In型、Sc-Na型,及稀土金屬(Dy,Ho,Tm...)型等不同類型,它們分別具有不同的性能特點(diǎn),并要求配用合適的鎮(zhèn)流器。
1)Na-TI-In型金鹵燈及鎮(zhèn)流器
Na-T1-In型金鹵燈來(lái)自于歐洲的制造技術(shù),其燈的啟動(dòng)性能優(yōu)良,配用一般的感抗型鎮(zhèn)流工作電路,只需要在電源電壓下(220V),加上較低峰值電壓(≤750V)的觸發(fā)器就能啟動(dòng)燈工作。燈的光電性能參數(shù)穩(wěn)定,具有長(zhǎng)壽命(平均壽命20000h),高光通維持率的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)性能改進(jìn)的Na-Tl-In型金鹵燈,可配用同一功率類型的高壓汞燈鎮(zhèn)流器或高壓鈉燈鎮(zhèn)流器工作,而金鹵燈的平均壽命仍可達(dá)到規(guī)定的20000h之內(nèi)。這樣,這種金鹵燈在沒(méi)有更換原有照明裝置內(nèi)電器的情況下可方便地替換原有的高壓汞燈或高壓鈉燈,它比前者提高了光效并改善了光色,也比后者大大地改善了顯色性能。主要參數(shù)的變化參見(jiàn)表2。
2)Sc-Na型金鹵燈及鎮(zhèn)流器
Sc-Na型金鹵燈來(lái)自于美國(guó)的制造技術(shù),放電管的結(jié)構(gòu)相似于高壓汞燈,燈工作不采用觸發(fā)器而借助于鎮(zhèn)流器的高開路電壓及燈的啟動(dòng)電極的作用,使燈啟動(dòng)工作。對(duì)于這類金鹵燈(175-1500W),美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)和我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中都推薦采用CWA鎮(zhèn)流器工作電路,這樣可提高燈工作的穩(wěn)定性,確保燈的長(zhǎng)壽命及良好的光通維持率。如果Sc-Na型金鹵燈采用上述Na-T1-h金鹵燈的工作電路,不僅會(huì)使燈的早期失效增加(觸發(fā)器易損壞燈的啟動(dòng)電極),縮短燈的平均壽命,而且增加燈的光衰。如圖9為采用“感抗鎮(zhèn)流器+觸發(fā)器”工作電路的不同金鹵燈的光衰曲線。
在Sc-Na型金鹵燈的CWA型工作電路中,自耦漏磁升壓型鎮(zhèn)流器的性能對(duì)燈工作性能的穩(wěn)定性起著重要作用。要求在燈工作期間,鎮(zhèn)流器提供給燈并維持燈能連續(xù)工作的最低維持電壓Vss能達(dá)到以下值:
Vss=C1+C2(OT)-C3(di/dt) (175-1000W)
Vss=Cl+C2(OT)-C3[exp(-0.4di/dt)] (1500W)
Vss 鎮(zhèn)流器對(duì)燈的最低維持電壓 (V)
OT 在燈電壓為零時(shí)的斷流時(shí)間 (ms)
di/dt 在燈電壓為零時(shí)的電流變化率 (A/ms)
Cl,C2,C3為常數(shù),取決于燈的規(guī)格,見(jiàn)表3。
最低維持Vss也可在美標(biāo)或國(guó)標(biāo)的文件中查得。
3)脈沖啟動(dòng)-PUlse start型(Sc—Na)金鹵燈及鎮(zhèn)流器
對(duì)于傳統(tǒng)的Sc-Na型金鹵燈采用CWA電路時(shí)有600V峰值開路電壓加到放電管的啟動(dòng)極上,并引起較高的峰值電流,這樣會(huì)影響燈的性能。脈沖啟動(dòng)型金鹵燈是從燈和鎮(zhèn)流器兩方面進(jìn)行改進(jìn),使燈與鎮(zhèn)流器工作電路達(dá)到最佳的組合,以取得最佳的綜合效果。
一方面改進(jìn)放電管的結(jié)構(gòu),取消了啟動(dòng)電極,如圖10b,并改進(jìn)化學(xué)配方及制造工藝,改善燈的啟動(dòng)性能,從而全面地改進(jìn)了燈的性能。另一方面改進(jìn)鎮(zhèn)流器的工作電路,采用觸發(fā)器來(lái)啟動(dòng)燈工作,從而可降低鎮(zhèn)流器的開路電壓,也即降低了峰值電壓及峰值電流。鎮(zhèn)流器的工作溫度也相應(yīng)降低,增加了鎮(zhèn)流器的壽命,減少維護(hù)成本。燈和鎮(zhèn)流器工作電路改進(jìn)的綜合效果,使脈沖啟動(dòng)型金鹵燈與啟動(dòng)極型金鹵燈相比,燈的光輸出提高25-50%光通維持率改善了15-25%,燈的平均壽命也提高50%以上。
表4為兩種類型Sc-Na金鹵燈及鎮(zhèn)流器的主要性能參數(shù)的比較。
脈沖啟動(dòng)型金鹵(Sc-Na)燈也可以采用性能更好的CWI和Regulated Lag的脈沖啟動(dòng)型工作電路,如圖12。
4)小功率金鹵燈及鎮(zhèn)流器
小功率金鹵燈中主要有Sc-Na型和稀土金屬型(Dy,Ho,Tm...)兩種類型,前者具有較高的光效和較長(zhǎng)的壽命,后者有較好的顯色性能,根據(jù)它們的特點(diǎn),可選擇使用在不同場(chǎng)合。這兩種類型燈都采用簡(jiǎn)單的 “感抗鎮(zhèn)流器+觸發(fā)器”的工作電路, 電源輸入端并接補(bǔ)償電容器以改善系統(tǒng)的功率因數(shù)。
小功率金鹵燈也可以配用電子鎮(zhèn)流器,這些鎮(zhèn)流器的工作頻率多數(shù)為低頻(<200Hz),這樣可防止放電管內(nèi)產(chǎn)生聲共振及光的閃耀。一般電子鎮(zhèn)流器提供給燈的電流峰值因數(shù)<1.5,系統(tǒng)的功率因數(shù)>90%,總諧波分量(THD)<15%。小功率金鹵燈配用電子鎮(zhèn)流器后,能提高燈工作的穩(wěn)定性,減少光衰,增加壽命。但這種低頻的電子鎮(zhèn)流器成本很高,因而還不能大量推廣應(yīng)用。
5)金鹵燈鎮(zhèn)流器的近期進(jìn)展
近來(lái),國(guó)內(nèi)外都在致力于中功率金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的開發(fā)。國(guó)外已開發(fā)成功中功率高頻金鹵燈電子鎮(zhèn)流器,其工作頻率>100kHz,可防止產(chǎn)生放電管內(nèi)的聲共振。該鎮(zhèn)流器還可以實(shí)現(xiàn)一定范圍的調(diào)光。金鹵燈使用這種電子鎮(zhèn)流器后可增加燈的光輸出,極大地降低光衰,提高燈的壽命,并具有節(jié)能好的綜合效果。
電子鎮(zhèn)流器的某些數(shù)據(jù)系數(shù):
1、型號(hào):LX-YZ22E-55E
2、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):GB17625.1-1998
3、電源:AC220V
4、頻率:50HZ
5、額定電流:0.1A~0.22A
6、功率因數(shù):0.60H
7、非預(yù)熱型:TC55°C
8、保護(hù)類型:帶異常保護(hù)
9、諧波含量:H
10、流明系數(shù):≥0.95
11、外殼最高溫:60°C
12、證書編號(hào):2003011002074807
性能特點(diǎn):
1、節(jié)能效果明顯,可節(jié)電80%。
2、一開即亮,無(wú)需啟輝器,工作電壓寬150-280V。
3、可長(zhǎng)期空載,超高壓等情況能自動(dòng)保護(hù)熔斷保險(xiǎn)絲。
4、無(wú)普通60HZ的交流頻閃,視覺(jué)穩(wěn)定,能保護(hù)視力,無(wú)噪聲。
5、抗干擾,對(duì)電視機(jī)、收錄機(jī)等無(wú)干擾,壽命超過(guò)20000小時(shí)。
6、對(duì)燈管無(wú)沖擊,能有效的保護(hù)光管的壽命。
注意事項(xiàng):開蓋不保修D(zhuǎn)O NOT OPEN
產(chǎn)品選用要點(diǎn)
1、產(chǎn)品定義
使用半導(dǎo)體電子元件,將直流或低頻交流電壓轉(zhuǎn)換成高頻交流電壓,驅(qū)動(dòng)低壓氣體放電燈等光源工作的電子控制裝置。
2、分類
熒光燈電子鎮(zhèn)流器、高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器、金屬鹵化物燈電子鎮(zhèn)流器。
3、產(chǎn)品特點(diǎn)
①節(jié)能:電子鎮(zhèn)流器自身的功率損耗僅為電感鎮(zhèn)流器的40%左右,而且熒光燈在30KHz左右的高頻下,光效將提高20%,工作電流僅為電感的40%左右,并且能夠在低溫、低壓下啟動(dòng)和工作。
②無(wú)頻閃:燈管在30KHZ左右工作時(shí),發(fā)光穩(wěn)定,人眼感覺(jué)不出"頻閃"有利于保護(hù)視力。
③無(wú)噪聲:有利于在安靜的環(huán)境中工作和學(xué)習(xí)。
④燈管壽命延長(zhǎng):無(wú)需啟輝器,不被反復(fù)沖擊,閃爍,不會(huì)使燈管過(guò)早發(fā)黑,一次啟動(dòng),減少維修和更換啟輝器和燈管的工作量
⑤功率因數(shù)高,減少了無(wú)功損耗,提高了供電設(shè)備容量的有效利用率,減少線路的損耗。
電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器的比較
性能比較
傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器(以下用符號(hào)“LB”)和節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器(符號(hào)“SELB”)、電子鎮(zhèn)流器(符號(hào)“EB”)的性能比較列于表1。EB按標(biāo)準(zhǔn)又分為H級(jí)和L級(jí)。
表1 直管熒光燈(36W為例)幾種鎮(zhèn)流器性能比較
注:
① 表中鎮(zhèn)流器功耗、諧波含量、使用壽命為參考值,各企業(yè)產(chǎn)品差別較大。
② LB、SELB的功率因數(shù)可補(bǔ)償?shù)?.9以上。
折疊分析
SELB是在LB基礎(chǔ)上改進(jìn)而來(lái),其自身功耗下降約40~50%,使燈的系統(tǒng)功耗降低約8%,由于鐵芯材料好,工藝合理,溫升較低,可靠性更高,壽命更長(zhǎng),產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定,雖硅鋼片用量增大,價(jià)格稍高,但可從節(jié)能和使用壽命得到補(bǔ)償,容易獲得回收。
EB則是更新產(chǎn)品,優(yōu)點(diǎn)是節(jié)能效果更好,發(fā)光穩(wěn)定,沒(méi)有頻閃,沒(méi)有噪聲,功率因數(shù)高,可以實(shí)現(xiàn)調(diào)光;缺點(diǎn)是生產(chǎn)企業(yè)多,產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,有些產(chǎn)品電路簡(jiǎn)單,元件未經(jīng)優(yōu)選,工藝不先進(jìn),導(dǎo)致可靠性差,使用壽命不長(zhǎng),而優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品價(jià)格較貴,都影響了推廣應(yīng)用。
HID電子與HID電感的優(yōu)缺點(diǎn)
1、確保燈管壽命:傳統(tǒng)銅鐵式鎮(zhèn)流器老化或劣化時(shí),其所提供電流有可能過(guò)大,容易傷害燈管,造成壽命縮短,CDM燈管售價(jià)相當(dāng)?shù)母?如果使用電子鎮(zhèn)流器比較容易確保燈管壽命。因此只要在5,000內(nèi)有更換燈管的記錄,對(duì)業(yè)者而言,使用電子式會(huì)比傳統(tǒng)式劃算。
2、防變色:如果使用傳統(tǒng)銅鐵式安定器,使用2,000小時(shí)之后,金鹵燈的色溫會(huì)開始產(chǎn)生偏移,甚至高達(dá)30%以上變色,對(duì)賣場(chǎng)商品產(chǎn)生嚴(yán)重影響,使用電子鎮(zhèn)流器,至燈管壽命終了前,色溫改變局限5%以內(nèi)。
3、省電:和傳統(tǒng)銅鐵式鎮(zhèn)流器比較,電子式可以節(jié)省10%~20%電力成本。
4、重量輕:和傳統(tǒng)銅鐵式鎮(zhèn)流器比較,電子式重量約為傳統(tǒng)式的1/3左右。尤其特別適合35w及20w小瓦特?cái)?shù)的金鹵燈或者軌道式燈具的設(shè)計(jì)。
二、HID電子鎮(zhèn)流器和熒光燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)不同之處熒光燈電子鎮(zhèn)流器金鹵燈電子鎮(zhèn)流器點(diǎn)燈工作頻率:>20K Hz以上<250 Hz 工作回路定電流回路定功率回路驅(qū)動(dòng)方式半p諧振全p諧振
三、電子鎮(zhèn)流器和傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器的比較6點(diǎn)
1、省電:電子鎮(zhèn)流器可以節(jié)省10%~20%電力。
2、承受電壓變動(dòng):電子鎮(zhèn)流器因?yàn)椴扇≈鲃?dòng)功因路路,可以承受大范圍電壓變動(dòng),而傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器只能承受10%范圍以內(nèi)。
3、重量輕:電子鎮(zhèn)流器的重量約為傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器的1/3。
4、頻閃:電子鎮(zhèn)流器無(wú)燈管閃爍的問(wèn)題。
5、啟輝器:電子鎮(zhèn)流器不需要啟輝器。
6、補(bǔ)償電容器:電子鎮(zhèn)流器不需要補(bǔ)償電容器。
混凝土測(cè)溫儀|混凝土電子測(cè)溫儀|建筑電子測(cè)溫儀|電子測(cè)溫儀
- 產(chǎn)品規(guī)格:
- 齊全
- 產(chǎn)品數(shù)量:
- 100000000
- 經(jīng)營(yíng)模式:
- 生產(chǎn)型, 貿(mào)易型
- 執(zhí)照認(rèn)證:
- 未認(rèn)證
- 最近更新:
- 2025/3/6 10:23:07
- 經(jīng)營(yíng)品牌:
- 東勝
混凝土測(cè)溫線|混凝土測(cè)溫導(dǎo)線|混凝土預(yù)埋式測(cè)溫線|砼測(cè)溫線¥900元/臺(tái)所在地:河北滄州
河北東勝建筑設(shè)備儀器廠
電子紙貼合設(shè)備,電子紙生產(chǎn)設(shè)備,電子紙fpc熱壓機(jī)
- 產(chǎn)品規(guī)格:
- 弘德勝
- 產(chǎn)品數(shù)量:
- 1000
- 經(jīng)營(yíng)模式:
- 生產(chǎn)型, 貿(mào)易型, 服務(wù)型
- 執(zhí)照認(rèn)證:
- 未認(rèn)證
- 最近更新:
- 2019/12/31 15:13:51
- 經(jīng)營(yíng)品牌:
- 弘德勝
弘德勝自動(dòng)化雙頭恒溫?zé)釅簷C(jī)適用于各種液晶屏與功能玻璃的fog,tab生產(chǎn)工藝中對(duì)位預(yù)本壓工藝。 它采用日本smc氣動(dòng)元件及高精密運(yùn)動(dòng)部件。日本溫度控制器,并內(nèi)置pid溫度自整定功能模塊,溫度精準(zhǔn)。進(jìn)¥1元/臺(tái)所在地:廣東深圳
深圳市弘德勝自動(dòng)化設(shè)備有限公司
CFJD5電子風(fēng)速表,CFJD5電子風(fēng)速表質(zhì)量好
- 產(chǎn)品規(guī)格:
- 齊全
- 產(chǎn)品數(shù)量:
- 200
- 經(jīng)營(yíng)模式:
- 生產(chǎn)型
- 執(zhí)照認(rèn)證:
- 未認(rèn)證
- 最近更新:
- 2022/9/3 15:16:48
- 經(jīng)營(yíng)品牌:
- 神東
cfjd5電子風(fēng)速表,cfjd5電子風(fēng)速表質(zhì)量好,安 全型cfjd5電子風(fēng)速表,隔爆型cfjd5電子風(fēng)速表,專業(yè)生產(chǎn)cfjd5電子風(fēng)速表,cfjd5電子風(fēng)速表廠家,煤礦用cfjd5電子風(fēng)速表,批發(fā)cfjd5電子風(fēng)速¥0元/臺(tái)所在地:山東濟(jì)寧
濟(jì)寧神東工礦傳感器有限公司