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  • 電子鎮(zhèn)流器工作原理與與其他鎮(zhèn)流器的區(qū)別及選型
    • 發(fā)布時間:2019-11-30 18:12:03
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    電子鎮(zhèn)流器簡介
    隨著電子技術的發(fā)展,在照明領域采用電子式鎮(zhèn)流器取代傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器,我們認為是今后道路照明發(fā)展的方向,節(jié)電效果非常明顯,可達30%以上,而且壽命長、體積小、電壓范圍寬等特點。現(xiàn)在就簡單的分析一下電子鎮(zhèn)流器與傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器的特性區(qū)別以及其優(yōu)越的經濟實用性。
    一、電子鎮(zhèn)流器的產品特性
    1.電感式鎮(zhèn)流器,包括普通型和節(jié)能型;也分為普通電感鎮(zhèn)流器和HID電感鎮(zhèn)流器。
    2.電子式鎮(zhèn)流器,20世紀70年代末進入市場,我國從上世紀80年代中期開始研制生產。這類鎮(zhèn)流器產品中也有諧波含量大小、能耗大小不同熒光燈鎮(zhèn)流器產品。
    普通型和節(jié)能型鎮(zhèn)流器沒有明確的界限,不便推廣應用。歐盟關于直管熒光燈的能效等級標準有具體的數據規(guī)定,不同等級的產品規(guī)定了功率限值,可供借鑒。表1列出了歐盟的CELMA組織關于T8熒光燈鎮(zhèn)流器能效等級的劃分。
    表1規(guī)定的能效等級,應按照歐盟標準EN 50294進行測試,可以給定相應的等級。
    歐盟已經禁止使用的C級和D級電感鎮(zhèn)流器,正是我國新頒布的國家標準《建筑照明設計標準》(GB50034-2004)中明確規(guī)定不應使用的電感鎮(zhèn)流器。該標準同時規(guī)定直管熒光燈應采用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器。前者相當于歐標的A2級和A3級產品;后者相當于B1級和B2級產品。而從標準編制組編寫的“標準培訓講座”的資料可以看出,在制定“照明功率密度(LPD)”標準中測算資料,電子鎮(zhèn)流器的系統(tǒng)功率相當于A2級,節(jié)能電感鎮(zhèn)流器系統(tǒng)功率則略高于B1級,但低于B2級。
    二、鎮(zhèn)流器選型
    鎮(zhèn)流器是氣體放電燈不可少的附件,但自身功耗比較大,降低了照明系統(tǒng)能效。鎮(zhèn)流器之優(yōu)劣對照明質量和照明能效都有很大影響。其選擇要求敘述如下。
    1. 鎮(zhèn)流器選型
    按《建筑照明設計標準》規(guī)定,直管熒光燈應配用電子鎮(zhèn)流器或節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器;高壓鈉燈、金鹵燈應配節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器??傊?,不能再采用傳統(tǒng)的功耗大的普通電感鎮(zhèn)流器。
    2.鎮(zhèn)流器的能效因數(BEF)
    BEF值是衡量其能效優(yōu)劣的參數,但是BEF值很不直觀,要經過換算,才能看出其能效之高低。
    μ—— 鎮(zhèn)流器的流明系數;
    Ρ—— 線路輸入功率,等于光源額定功率和鎮(zhèn)流器功耗之和,W。
    我國制訂了3種氣體放電燈的鎮(zhèn)流器的能效標準,是采用BEF值評價。
    3. 鎮(zhèn)流器能效比較
    直管熒光燈電子鎮(zhèn)流器(以下簡稱EB)和節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器(以下簡稱SLB)的能效比較:由于EB是用幾十千赫的高頻電流供給燈管,使燈管的光效比工頻時提高約10%,加之其自身功耗更小,所以配EB比SLB具有更高的系統(tǒng)能效。
    三、電子鎮(zhèn)流器工作原理
    當開關閉合電路中施加220V50HZ的交流電源時,電流流過鎮(zhèn)流器,燈管燈絲啟輝器給燈絲加熱(啟輝器開始時是斷開的,由于施加了一個大于190V以上的交流電壓,使得啟輝器內的跳泡內的氣體弧光放電,使得雙金屬片加熱變形,兩個電極靠在一起,形成通路給燈絲加熱),當啟動器的兩個電極靠在一起,由于沒有弧光放電,雙金屬片冷卻,兩極分開,由于電感鎮(zhèn)流器呈感性,當電路突然中斷時,在燈兩端會產生持續(xù)時間約1ms的600V-1500V的脈沖電壓,其確切的電壓值取決于燈的類型,在放電的情況下,燈的兩端電壓立即下降,此時鎮(zhèn)流器一方面對燈電流進行限制作用,另一方面使電源電壓和燈的工作電流之間產生55。-65。的相位差,從而維持燈的二次啟動電壓,使燈能更穩(wěn)定的工作。
    電感鎮(zhèn)流由于結構簡單,作為第一種熒光燈配合工作的鎮(zhèn)流器,它的市場占有率還比較大,由于它的功率因數低,低電壓啟動性能差,耗能笨重,頻閃等諸多缺點,它的市場慢慢地被電子鎮(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。
    電子鎮(zhèn)流器是一個將工頻交流電源轉換成高頻交流電源的變換器,其基本工作原理是:工頻電源經過射頻干擾(RFI)濾波器,全波整流和無源(或有源)功率因素校正器(PPFC或APFC)后,變?yōu)橹绷麟娫础Mㄟ^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,但使燈管"放電"變成"導通"狀態(tài),再進入發(fā)光狀態(tài),此時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,常增設各種保護電路,如異常保護,浪涌電壓和電流保護,溫度保護等等。
    四、電子鎮(zhèn)流器優(yōu)勢
    1.提高用電質量、省電節(jié)能
    目前電網隨著大量的不規(guī)范電子設備的介入,使得電網波形產生明顯畸變,由此降低了供電系統(tǒng)有效容量,容易對儀器產生干擾,使控制系統(tǒng)出現(xiàn)誤動作,并對接入的電氣設備及線路造成不容易分析出原因的安全隱患。金鹵燈、鈉燈電子鎮(zhèn)流器由于采用先進的有源功率因數矯正技術及電子濾波措施,可使系統(tǒng)功率因數達99%,對電網幾乎無影響,而傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器功率因數只有50%左右,對電網產生較大干擾。電子鎮(zhèn)流器在相同的點燈功率時成倍地減少了線路啟動電流,從而降低了整個供電線路的負荷與損耗。傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器由于電磁工作特性以及材料成本等因素,會在鐵芯中產生明顯的渦流(鐵損),大電流通過線圈時產生明顯的發(fā)熱(銅損),由于啟動電流大對變壓器等設備也會產生較高損耗,由此決定自身功耗較高。
    2.降低初裝費用、節(jié)約運行開支
    使用電子鎮(zhèn)流器點燃,因為其啟動電流是由小到大(而電感鎮(zhèn)流器其啟動電流時由大到小,一般是運行電流的二倍以上),因此,供電系統(tǒng)、電源線路、變壓器等設備投入可降低一半之多。由于使用電子鎮(zhèn)流器綜合節(jié)能約30%,同時還可以大大延長燈泡的使用壽命、減少燈泡的采購成本及大量人工的維護費用,在明顯提高照明質量的前提下,經濟效益可觀。
    3.燈光穩(wěn)定、提高照明質量
    在工頻條件下使用的電感鎮(zhèn)流器,因要消耗大量的鋼材和銅材,不但笨重而且由于人眼的視覺特性,會產生閃爍感(頻閃效應),并產生明顯的峰音。電子鎮(zhèn)流器由于采用高頻恒功率技術點燃燈泡,并克服了聲頻諧振這一世界難題,燈芯光柱成均勻穩(wěn)定的圓柱形,又消除了工頻供電的頻閃現(xiàn)象及噪音。
    4.電源適應范圍
    高強度放電燈在配用電感鎮(zhèn)流器時對電源要求非常高,電壓低于198V難以起輝,高于額定電壓或頻率降低,功率及損耗急劇增大,因此,電壓及頻率變化對燈泡及電感 鎮(zhèn)流器功率、損耗、及壽命影響非常大。電子鎮(zhèn)流器有良好的穩(wěn)壓功能,在電壓160V~260V及頻率40Hz~400Hz范圍內輸 出功率及燈泡亮度基本保持恒定,即使電壓低到70V燈泡也不會熄滅,這是任何電感鎮(zhèn)流器都望塵莫及的。
    電子鎮(zhèn)流器體積小、重量輕、外形美、噪音小、溫升低、功能全、性能優(yōu),其“綠 色環(huán)保”性能,對人類可持續(xù)性發(fā)展有著重大的現(xiàn)實意義和深遠的歷史意義;它在明顯提高照明質量時,又能降低運行費用;既有顯著的經濟效應,又有良好的社會效應。高 強度放電燈電子鎮(zhèn)流器,必將成為電感鎮(zhèn)流器更新?lián)Q代的主流產品,是一種非常經濟實用的鎮(zhèn)流器。
    5.燈泡啟動快、壽命長
    配用電感鎮(zhèn)流器時還需附加觸發(fā)器才能將燈泡啟動點燃,電壓稍低則難以啟動并容易損壞燈泡,即使在正常電壓下燈泡啟動過程也要8~10分鐘才能達到正常亮度。如果超過額定電壓,燈泡功率會大增(例如250w高強度放電燈在電壓250V時,功率會達到350W),壽命將急劇縮短。
    電子鎮(zhèn)流器不再需要外配附件,在電壓160V~260V范圍內燈泡只需電感鎮(zhèn)流器約三分之一的啟動時間就能達到正常亮度,此時在恒功率及欠功率條件下使用,燈電流波 峰比≤1.4,燈泡壽命將大大延長,加上電感鎮(zhèn)流器不能點燃的燈泡中有些仍可繼續(xù)使用,燈泡綜合壽命會延長 1.5~2.5 倍。
    6.多項保護功能、安全可靠
    配用電感鎮(zhèn)流器長時間啟動困難容易損壞燈泡,如果燈泡長時間開路或短路,也會對觸發(fā)器及鎮(zhèn)流器造成損害,而且容易出現(xiàn)飛弧現(xiàn)象或線圈燒焦而引發(fā)事故。電子鎮(zhèn)流器配備多項保護功能,如短路保護、開路(無燈)保護、過壓保護、欠壓 保護、過流保護等,使用安全。電子鎮(zhèn)流器采用緩啟動技術,減小了沖擊電流,而且每次引燃能量很小,持續(xù)時間很短,此時靜態(tài)功耗約1瓦,即使較長時間短路或開路也 無妨,對于其它鎮(zhèn)流器一般是無法承受的。
    7.安裝簡單、使用方便
    電子鎮(zhèn)流器采用鋁合金密封殼體,小巧美觀輕便,無須外罩,室內外都可直接安裝使用。采用獨特啟動方式,傳輸距離可達15米。
    幾種電子鎮(zhèn)流器的對比
    如下表格中展示了電感式電子鎮(zhèn)流器、普通電子鎮(zhèn)流器和標準型3AAA牌電子鎮(zhèn)流器這3種電子鎮(zhèn)流器的要素對比。
    電子鎮(zhèn)流器
    電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器的區(qū)別以及接線圖
    1、工作原理不同:高頻(無噪音、無閃爍)
    2、更加節(jié)約資源(材料):電子鎮(zhèn)流器采用電子元器件,相對于電感鎮(zhèn)流器,節(jié)約了大量銅、硅鋼資源,而同時,這些資源的節(jié)約也是節(jié)能與環(huán)境的體現(xiàn)。
    電子鎮(zhèn)流器
    3、節(jié)能節(jié)電:傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器的功率因數一般只有0.5,而電子鎮(zhèn)流器的功率因數可以做到0.9以上甚至0.98以上。功率因數越高,線路電流就越小,這對國家、電廠來說是節(jié)約大量能源。電子鎮(zhèn)流器的省電主要決定于自身的損耗及工作的頻率。熒光燈工作于20KHZ以上比工作于50HZ時光效要提高20%,同時電子鎮(zhèn)流器自身功耗小,比電感鎮(zhèn)流器要小得多。一般來說電子鎮(zhèn)流器比電感鎮(zhèn)流器將省電18%~30%,主要是根據燈管不同而有所差別。
    4、適用電壓廣,使用方便:適用電壓為AC176V~AC264V,并且可以根據線路的不同分為立即點亮,或者是預熱后點亮(預熱時間在0.4~1秒之間)。
    5、延長燈管壽命:電子鎮(zhèn)流器在線路設計時可以增加各種異常保護功能,對本身以及燈管進行保護,延長燈管的使用壽命。
    電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)點
    A、節(jié)能   它的自身功耗為電感鎮(zhèn)流器1/4,工作電流為1/3,功率因數高,無功損耗低。發(fā)光效率較電感鎮(zhèn)流器提高15%,所以輸入功率比標稱功率下降5%左右,其照度不變。綜合計算比電感鎮(zhèn)流器節(jié)電不小于25%,能夠低電壓或低溫啟動。
    B、無頻閃 燈管內熒光粉在高頻20KHZ以上工作時發(fā)光穩(wěn)定,光線柔和,消除了“閃”,啟動無需啟輝器、無閃爍、有利于保護眼睛視力。
    C、無噪音 而電感鎮(zhèn)流器工作發(fā)出的令人煩躁的轟鳴聲,不利于人們在安靜的環(huán)境中工作學習。
    D、燈管壽命長 燈管啟動無需啟輝器,不被反復沖擊、閃爍、不會使燈管兩端過早發(fā)黑。一次啟輝,延長燈管壽命3倍,大大減少維修更換燈管的工作量。
    E、高性能電子鎮(zhèn)流器對電網的陰抗表視為容性,功率因數高減少無功率損耗,減少供電設備的增容和線路中的銅鐵損。
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