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电子镇流器工作原理及与其他镇流器的区别、再教您如何选型-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2018-09-27 

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电子镇流器简介

随着电子技术的发展,在照明领域采用电子式镇流器取代传统的电感式镇流器,我们认为是今后道路照明发展的方向,节电效果非常明显,可达30%以上,而且寿命长、体积小、电压范围宽等特点。现在就简单的分析一下电子镇流器与传统电感镇流器的特性区别以及其优越的经济实用性。

一、电子镇流器的产品特性

1.电感式镇流器,包括普通型和节能型;也分为普通电感镇流器和HID电感镇流器。

2.电子式镇流器,20世纪70年代末进入市场,我国从上世纪80年代中期开始研制生产。这类镇流器产品中也有谐波含量大小、能耗大小不同荧光灯镇流器产品。

普通型和节能型镇流器没有明确的界限,不便推广应用。欧盟关于直管荧光灯的能效等级标准有具体的数据规定,不同等级的产品规定了功率限值,可供借鉴。表1列出了欧盟的CELMA组织关于T8荧光灯镇流器能效等级的划分。

表1规定的能效等级,应按照欧盟标准EN 50294进行测试,可以给定相应的等级。

欧盟已经禁止使用的C级和D级电感镇流器,正是我国新颁布的国家标准《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)中明确规定不应使用的电感镇流器。该标准同时规定直管荧光灯应采用电子镇流器或节能型电感镇流器。前者相当于欧标的A2级和A3级产品;后者相当于B1级和B2级产品。而从标准编制组编写的“标准培训讲座”的资料可以看出,在制定“照明功率密度(LPD)”标准中测算资料,电子镇流器的系统功率相当于A2级,节能电感镇流器系统功率则略高于B1级,但低于B2级。

二、镇流器选型

镇流器是气体放电灯不可少的附件,但自身功耗比较大,降低了照明系统能效。镇流器之优劣对照明质量和照明能效都有很大影响。其选择要求叙述如下。

1. 镇流器选型

按《建筑照明设计标准》规定,直管荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器;高压钠灯、金卤灯应配节能型电感镇流器。总之,不能再采用传统的功耗大的普通电感镇流器。

2.镇流器的能效因数(BEF)

BEF值是衡量其能效优劣的参数,但是BEF值很不直观,要经过换算,才能看出其能效之高低。

μ—— 镇流器的流明系数;

Ρ—— 线路输入功率,等于光源额定功率和镇流器功耗之和,W。

我国制订了3种气体放电灯的镇流器的能效标准,是采用BEF值评价。

3. 镇流器能效比较

直管荧光灯电子镇流器(以下简称EB)和节能型电感镇流器(以下简称SLB)的能效比较:由于EB是用几十千赫的高频电流供给灯管,使灯管的光效比工频时提高约10%,加之其自身功耗更小,所以配EB比SLB具有更高的系统能效。

三、电子镇流器工作原理

当开关闭合电路中施加220V50HZ的交流电源时,电流流过镇流器,灯管灯丝启辉器给灯丝加热(启辉器开始时是断开的,由于施加了一个大于190V以上的交流电压,使得启辉器内的跳泡内的气体弧光放电,使得双金属片加热变形,两个电极靠在一起,形成通路给灯丝加热),当启动器的两个电极靠在一起,由于没有弧光放电,双金属片冷却,两极分开,由于电感镇流器呈感性,当电路突然中断时,在灯两端会产生持续时间约1ms的600V-1500V的脉冲电压,其确切的电压值取决于灯的类型,在放电的情况下,灯的两端电压立即下降,此时镇流器一方面对灯电流进行限制作用,另一方面使电源电压和灯的工作电流之间产生55。-65。的相位差,从而维持灯的二次启动电压,使灯能更稳定的工作。

电感镇流由于结构简单,作为第一种荧光灯配合工作的镇流器,它的市场占有率还比较大,由于它的功率因数低,低电压启动性能差,耗能笨重,频闪等诸多缺点,它的市场慢慢地被电子镇流器所取代,电感镇流器能量损耗:40W(灯管功率)+10W(电感镇流器自身发热损耗)等于整套灯具总耗电为50W。

电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器,其基本工作原理是:工频电源经过射频干扰(RFI)滤波器,全波整流和无源(或有源)功率因素校正器(PPFC或APFC)后,变为直流电源。通过DC/AC变换器,输出20K-100KHZ的高频交流电源,加到与灯连接的LC串联谐振电路加热灯丝,但使灯管"放电"变成"导通"状态,再进入发光状态,此时高频电感起限制电流增大的作用,保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流,为了提高可靠性,常增设各种保护电路,如异常保护,浪涌电压和电流保护,温度保护等等。

四、电子镇流器优势

1.提高用电质量、省电节能

目前电网随着大量的不规范电子设备的介入,使得电网波形产生明显畸变,由此降低了供电系统有效容量,容易对仪器产生干扰,使控制系统出现误动作,并对接入的电气设备及线路造成不容易分析出原因的安全隐患。金卤灯、钠灯电子镇流器由于采用先进的有源功率因数矫正技术及电子滤波措施,可使系统功率因数达99%,对电网几乎无影响,而传统电感镇流器功率因数只有50%左右,对电网产生较大干扰。电子镇流器在相同的点灯功率时成倍地减少了线路启动电流,从而降低了整个供电线路的负荷与损耗。传统电感镇流器由于电磁工作特性以及材料成本等因素,会在铁芯中产生明显的涡流(铁损),大电流通过线圈时产生明显的发热(铜损),由于启动电流大对变压器等设备也会产生较高损耗,由此决定自身功耗较高。

2.降低初装费用、节约运行开支

使用电子镇流器点燃,因为其启动电流是由小到大(而电感镇流器其启动电流时由大到小,一般是运行电流的二倍以上),因此,供电系统、电源线路、变压器等设备投入可降低一半之多。由于使用电子镇流器综合节能约30%,同时还可以大大延长灯泡的使用寿命、减少灯泡的采购成本及大量人工的维护费用,在明显提高照明质量的前提下,经济效益可观。

3.灯光稳定、提高照明质量

在工频条件下使用的电感镇流器,因要消耗大量的钢材和铜材,不但笨重而且由于人眼的视觉特性,会产生闪烁感(频闪效应),并产生明显的峰音。电子镇流器由于采用高频恒功率技术点燃灯泡,并克服了声频谐振这一世界难题,灯芯光柱成均匀稳定的圆柱形,又消除了工频供电的频闪现象及噪音。

4.电源适应范围

高强度放电灯在配用电感镇流器时对电源要求非常高,电压低于198V难以起辉,高于额定电压或频率降低,功率及损耗急剧增大,因此,电压及频率变化对灯泡及电感 镇流器功率、损耗、及寿命影响非常大。电子镇流器有良好的稳压功能,在电压160V~260V及频率40Hz~400Hz范围内输 出功率及灯泡亮度基本保持恒定,即使电压低到70V灯泡也不会熄灭,这是任何电感镇流器都望尘莫及的。

电子镇流器体积小、重量轻、外形美、噪音小、温升低、功能全、性能优,其“绿 色环保”性能,对人类可持续性发展有着重大的现实意义和深远的历史意义;它在明显提高照明质量时,又能降低运行费用;既有显著的经济效应,又有良好的社会效应。高 强度放电灯电子镇流器,必将成为电感镇流器更新换代的主流产品,是一种非常经济实用的镇流器。

5.灯泡启动快、寿命长

配用电感镇流器时还需附加触发器才能将灯泡启动点燃,电压稍低则难以启动并容易损坏灯泡,即使在正常电压下灯泡启动过程也要8~10分钟才能达到正常亮度。如果超过额定电压,灯泡功率会大增(例如250w高强度放电灯在电压250V时,功率会达到350W),寿命将急剧缩短。

电子镇流器不再需要外配附件,在电压160V~260V范围内灯泡只需电感镇流器约三分之一的启动时间就能达到正常亮度,此时在恒功率及欠功率条件下使用,灯电流波 峰比≤1.4,灯泡寿命将大大延长,加上电感镇流器不能点燃的灯泡中有些仍可继续使用,灯泡综合寿命会延长 1.5~2.5 倍。

6.多项保护功能、安全可靠

配用电感镇流器长时间启动困难容易损坏灯泡,如果灯泡长时间开路或短路,也会对触发器及镇流器造成损害,而且容易出现飞弧现象或线圈烧焦而引发事故。电子镇流器配备多项保护功能,如短路保护、开路(无灯)保护、过压保护、欠压 保护、过流保护等,使用安全。电子镇流器采用缓启动技术,减小了冲击电流,而且每次引燃能量很小,持续时间很短,此时静态功耗约1瓦,即使较长时间短路或开路也 无妨,对于其它镇流器一般是无法承受的。

7.安装简单、使用方便

电子镇流器采用铝合金密封壳体,小巧美观轻便,无须外罩,室内外都可直接安装使用。采用独特启动方式,传输距离可达15米。

几种电子镇流器的对比

如下表格中展示了电感式电子镇流器、普通电子镇流器和标准型3AAA牌电子镇流器这3种电子镇流器的要素对比。

电子镇流器

电子镇流器与电感镇流器的区别以及接线图

1、工作原理不同:高频(无噪音、无闪烁)

2、更加节约资源(材料):电子镇流器采用电子元器件,相对于电感镇流器,节约了大量铜、硅钢资源,而同时,这些资源的节约也是节能与环境的体现。

电子镇流器

3、节能节电:传统电感镇流器的功率因数一般只有0.5,而电子镇流器的功率因数可以做到0.9以上甚至0.98以上。功率因数越高,线路电流就越小,这对国家、电厂来说是节约大量能源。电子镇流器的省电主要决定于自身的损耗及工作的频率。荧光灯工作于20KHZ以上比工作于50HZ时光效要提高20%,同时电子镇流器自身功耗小,比电感镇流器要小得多。一般来说电子镇流器比电感镇流器将省电18%~30%,主要是根据灯管不同而有所差别。

4、适用电压广,使用方便:适用电压为AC176V~AC264V,并且可以根据线路的不同分为立即点亮,或者是预热后点亮(预热时间在0.4~1秒之间)。

5、延长灯管寿命:电子镇流器在线路设计时可以增加各种异常保护功能,对本身以及灯管进行保护,延长灯管的使用寿命。

电子镇流器的优点

A、节能   它的自身功耗为电感镇流器1/4,工作电流为1/3,功率因数高,无功损耗低。发光效率较电感镇流器提高15%,所以输入功率比标称功率下降5%左右,其照度不变。综合计算比电感镇流器节电不小于25%,能够低电压或低温启动。

B、无频闪 灯管内荧光粉在高频20KHZ以上工作时发光稳定,光线柔和,消除了“闪”,启动无需启辉器、无闪烁、有利于保护眼睛视力。

C、无噪音 而电感镇流器工作发出的令人烦躁的轰鸣声,不利于人们在安静的环境中工作学习。

D、灯管寿命长 灯管启动无需启辉器,不被反复冲击、闪烁、不会使灯管两端过早发黑。一次启辉,延长灯管寿命3倍,大大减少维修更换灯管的工作量。

E、高性能电子镇流器对电网的阴抗表视为容性,功率因数高减少无功率损耗,减少供电设备的增容和线路中的铜铁损。

电子镇流器



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