| 词条 | 电子镇流器 |
| 释义 | § 基本概述 电子镇流器20世纪70年代出现了世界性的能源危机，节约能源的紧迫感使许多公司致力于节能光源和荧光灯电子镇流器的研究，随着半导体技术飞速发展，各种高反压功率开关器件不断涌现，为电子镇流器的开发提供了条件，70年代 末，国外厂家率先推出了第一代电子镇流器，是照明发展史上一项重大的创新。由于它具有节能等许多优点，引起了全世界的极大关注和兴趣，认为是取代电感镇流器的理想产品，随后一些著名的企业都投入了相当的人力、物力来进行更高一级的研究与开发。由于微电子技术突飞猛进，促进了电子镇流器向高性能高可靠性方向发展，许多半导体公司推出了专用功率开关器件和控制集成电路的系列产品，1984年，西门子公司开发出了TPA4812等有源功率因数校正电器IC，功率因数达到0.99。随后一些公司相继推出集成电子镇流器，89年芬兰赫尔瓦利公司又成功推出可调光单片集成电路电子镇流器，电子镇流器在全世界特别是发达国家已全国推广应用。 中国对电子镇流器的研究开发起步较晚，技术起点低，早期对这一产品的难度和复杂性认识不足，专用半导体器件开发未跟上，产品质量过不了关，而且市场极不规范，大量的低价劣质品被抛向市场，使消费者蒙受损失，严重损害了电子镇流器的形象。90年代后期，由于生产水平有了迅速发展和提高，从电路设计到了电子器件的配套都进入了较成熟阶段，优质产品进入建筑工程，随着中国绿色照明工程的实施，为电子镇流器推广应用铺平了道路，国产电子镇流器必将迅速赶上国际先进水平，在竞争的国际市场中占有一席之地。 § 基本分类 DC 24V电子镇流器按安装模式可分为：（1）独立式（2）内装式（3）整体式 按性能特点可分为： （1）普通型，0.6≥120%90%1.4~1.6高频化使之小型、轻、有节电功能； （2）高功率因数型H级，≥0.9≤30%≤18%1.7~2.1采用无源滤波和异常保护； （3）高性能电子镇流器L级，≥0.95≤20%≤10%1.4~1.7有完善的异常保护功能，电磁兼容； （4）高性价比电子镇流器L级，≥0.97≤10%≤5%1.4~1.7集成技术和恒功率电路设计，电压波动影响照度小； （5）可调光电子镇流器，≥0.96≤10%≤5%≤1.7采用集成技术和有源可变频率谐振技术。 § 应用领域 石英灯电子镇流器采用插入式接线端子、极为方便安装。金属喷塑外壳，防磁、阻燃、抗腐蚀性强。电磁兼容抗干扰异常保护，防雷击、过流、过压、短路保护漏电、短路等功能。尤其适用于大批量群灯使用，不产生电网污染。 1、一拖一、一拖二灯箱专用电子镇流器是专门为户外灯箱，广告牌而设计的。优势有以下几个方面： （1）使用安全绝缘性能高，防水防潮性能好，镇流器温升低，不会影响灯箱布或灯箱片因受热而变黄。 （2）方便： a、可直接插到光管脚上，无须接驳安装接线柱； b、镇流器底部附有海绵贴，可粘贴固定镇流器； c、配备金属扣，无须灯管支架也可固定灯管； d、省去频繁更换启辉器的麻烦。 2、一拖一、一拖二普通型电子镇流器适用于各种普通照明场合灯具的安装与更换； 3、环形灯电子镇流器是专门为环形灯而设计，它适用于安装在吸顶灯具内，如家庭阳台照明、走道照明、楼梯通道照明及其它公共场所照明。 4、石英杀菌灯镇流器是专门为35W-60W的低压石英杀菌灯而设计的，用它配用的下射灯寿命长（是白炽灯的4倍）亮度高、色温恒定、体积小，可用于商店、展示橱窗、展览馆、珠宝店、酒吧、博物馆、专卖店等处的一般照明或特殊区的重点照明。 § 主要优点 电子镇流器 （1）节能。荧光灯的电子镇流器，多使用20—60khz频率供给灯管，使灯管光效比工频提高约10%（按长度为4尺的灯管），且自身功耗低，使灯的总输入功率下降约20%，有更佳的节能效果。 （2）消除频闪，发光更稳定。有利于提高视觉分辨率，提高功效；降低连续作业的视觉疲劳，有利于保护视力。 （3）起点更可靠。预热灯管后一次起点成功，避免了多次起点。 （4）功率因数高。符合国家标准的25W以上的荧光灯，其功率因数高于0.95。但应注意，国家标准对25W以下的灯管规定的谐波限值很高，以致使其功率因数下降到0.7—0.8。 （5）稳定输入功率和输出光通量：高品质产品有良好的稳压性能，在电源、电压偏差很大时，仍能保持光源恒定功率，稳定光照度，有利于节能。 （6）延长灯管寿命。高品质产品的恒功率和灯管电流下降，以及起点可靠等因素可使灯管寿命延长。 （7）噪音低。高品质电子镇流器噪音可达35db以下，人们感觉不到噪音。 （8）可以调光。对于需要调光的场所，如：原使用白炽灯或卤钨灯调光的场所，代之以高效荧光灯配可调光电子镇流器，可实现在2%—100%的大范围调光。 需要注意的是，只有设计优良的电子镇流器才能发挥以上各种优点。虽然都是电子镇流器，用于金卤灯的电 子镇流器要比用于荧光灯的复杂很多,或者说几乎完全不一样。如果设计或制造工艺不到位，一个非常小的疏漏， 都会造成故障。 § 选用建议 35W声光电子镇流器电子镇流器对提高照明系统能效和质量有明显优势，是新国际推荐应用的产品，也是未来发展的趋势。 （1）在连续紧张的视觉作业场所和视觉条件要求高的场所（如设计、绘图、打字等），在要求特别安静的场所（病房、诊室等）及青少年视看场所（教室、阅览室等）应优先采用。 （2）在需要调光的场所，可以用三基色荧光灯配可调光数字式镇流器，取代白炽灯或卤素灯，能大大提高能效。 （3）应选用高品质、低谐波的产品，不应单纯追求价廉，应满足使用的技术要求，考虑运行维护效果，并作综合比较。 （4）选用小于25Ｗ荧光灯时，如前所述，GB19625.1-2003标准规定的谐波限值很宽，如在一个建筑物内大量应用，将导致多种不良后果。设计中应采取有效措施进行限制。 （5）选用的产品不仅要考察其总输入功率，还应了解其输出光通量。按规定，使用镇流器的流明系数（μ）不应低于0.95。欧盟规定了镇流器的能效等级，也相应规定了流明系数μ≥0.96。 § 浪涌电流 灯具镇流器外壳是否遇到过这种情况?当完成了一项大型照明翻新改造工程的设计，在工程中用先进的电子镇流器取代上千个荧光灯灯具中的旧式磁性镇流器。客户满怀期望通过这一改造节省能源，降低维修成本，并得到较好的照明效果。不幸的是，电器承包商却发现了你设计中明显的问题，因为照明控制系统的元件在安装期间已经开始损坏。 很快人们发现机械继电器触点被熔在了一起，但是为什么会发生这种情况?电路是根据国家电器法规(NEC)的需要设计的，承包商按照工程师的图纸施工，电子镇流器是列入UL认证目录(UL-listed)中的产品，而照明控制继电器的额定负载的最值设计是合理。那么为什么继电器的触点会熔在一起呢? 最合理的答案是：这是由电子镇流器的浪涌电流造成的。 1：什么是浪涌电流 浪涌电流对于照明设计者来说不是一个新的问题，在IES照明手册上可以迅速查到白炽灯的钨丝在冷却状态下存在相当低的电阻，当首次提供电能时，通过钨丝的电流量要比当钨丝达到正常工作温度时通过的电流量大20～25倍。幸运的是，这种情况通常发生在零点几毫秒之内。因此为白炽灯负载设计的机械继电器通常具有超尺寸的触点以便处理这种电流的初始冲击。 浪涌电流对用于荧光灯的磁芯和线圈镇流器影响不大。流向灯内的电流由一个电感器来控制，当首次提供电能时电感器具有较高的阻抗。通常可在不到10毫秒的时间内将浪涌电流量限制在10倍或限制在工作电流值上。因此，为白炽灯负载设计的电路也适用于处理由荧光灯普通镇流器负载引起的浪涌电流。 然而时代已经变了。作为设计选择，国家器具能源保护条例几乎取消了常规磁性镇流器，最新的设计是电子镇流器。电子镇流器具有体积小、轻便、低能耗、消除频闪，能为先进的灯提供调光特性等优点。电子镇流器的可靠性问题在早期的设计中已经得到解决，而遗留下来的唯一的缺陷就是浪涌电流问题。 电子镇流器的设计概念比较简单。在这种简单设计中有两个主要问题。首先，只有当来自整流器的输入电压大于电容器的电压时电流才能流入电容器。在每次AC周期的峰值上电容器都有被充满电的情况发生，其结果是输入电流不是正弦波，从而使转换器出现大量的谐波失真。这可以造成电源线路过热，给公用事业公司造成很大的麻烦。 镇流器的制造商在处理这个问题上有两个设计上的选择。首先，他们可以安装一个由电感器、电容器和电阻组成的被动滤波器，在电路中放置在AC-DC转换器之前。这个滤波器使电流平稳地流入桥式全波整流器，以产生谐波失真(THD)总量被控制在20%～30%之间的正弦波(这同样有助于提高镇流器的功率因数)。 第二个设计选择是采用一个主动滤波器，将其安装在桥式全波整流器之后。这实际上是一个既可以过滤流入电容器的电流又可为电子镇流器提供一个高功率因数的电子开关。 镇流器的制造商们通常愿意选择主动滤波器，这有几个理由：主动滤波器能将谐波失真控制得比被动滤波器低，一般低于10%。更重要的是采用电子元件的主动滤波器具有比被动滤波器便宜、体积小、重量轻和节省能源等优点。 2、短路问题 由于电感元件的作用，被动滤波器通常可将浪涌电流限制在合理值上。一般最大值是工作电流的30倍，并持续5毫秒。而另一方面，主动滤波器就无法提供这样的内在利益。在浪涌电流100倍于工作电流的情况下，一个装在20A电路上的16A电子镇流器转换为一个1600A振荡器作为照明控制继电器和电路自动断路器!这就大大超过了最大电路自动断路器和继电器的设计限制。装置在墙上的开关和照明控制元件(特别是固态装置)同样有损坏的危险。 大流涌电流的两个附带的影响是电压降低和瞬时谐波失真。假设一座大型办公楼的一整层的电器设备同时开启，在上千安培电流中测量到的电流波的影响将可能是一个整个建筑电源供应瞬息电位差和严重的谐波失真。造成的不良结果可能包括计算机和办公设备的重新启动，同时可能造成探测器和火警传感器错误发出警报。 你可能认为对于镇流器制造商来说这是一个重要问题。但问题是他们中的大多数并不重视这个问题。几乎没有制造商在产品目录中公布详细的浪涌电流数据，并且从他们那里获取特殊镇流器的数据也常常是很困难的。 3、系统T5标准型电子镇流器镇流器制造商们辩说，必须承认100倍于工作电流的浪涌电流在实际中未必会发生。这些理论的根据在于假设提供的电源阻抗为零。实际上，公用的电源线、建筑物的电源变压器、配电盘和分支电路导线都会影响电源的阻抗，因此可以将浪涌电流限制为工作电流的10倍。一位主要的镇流器制造商公开声明：“由于系统的阻抗存在，总的系统浪涌电流可能将不会达到理论上所涉及的最大值”。 遗憾的是，一旦贵公司的工程设计中被人怀疑有问题，“可能”一词并不是你公司所投保时的保险公司代理人想要听到的。一个20A线路的最大浪涌电流可以是80～100A、5毫秒以上，无论如何，保证实际设计不超出每个系统元件的限定值范围是工程师们的专业职责。 4、应该做些什么? 由于NEC没有特别提出浪涌电流的问题，因此不足以简单地假设根据NEC要求安装的UL-listed电子镇流器和当地电气规定要求实际上会提供一个安全和可靠的系统。照明设计者和电气工程师必须为系统设计承担全部的责任。 以下三个问题需要考虑： (1)为设计中所选择的镇流器获取浪涌电流规范。有几种不同的方法测量浪涌电流，但用来解释应该如何规范浪涌电流的标准还没有建立起来。测量应该在提供的电源处于峰值输入电压时进行，还是随机进行?是取多次测量的平均数，还是以记录的最大值?如何确定浪涌电流的持续时间?什么是电源阻抗?如果制造商不愿意提供浪涌电流规范，这可能是因为他们没有对全部生产线进必要的检测，或是意识到这些规范将有可能随着产品的变更而更改。如果制造商重新设计镇流器的主动或被动滤波器电路，这些规范同样也会变更。 (2)在整个系统阻抗允许范围内，为你设计中的每一个电路计算理论上的最大浪涌电流。 在多数情况下，这是一个不切实际的建议。即使你已经掌握了全部资料，要计算一座综合办公楼的电源系统阻抗也是一件困难的工作。通常你还必须接受不精确的数据甚至养成猜测的习惯。更有甚者，你可能不得不为建筑物电源系统在未来的扩建预留出设计空间。你当然不会假设在未来更换镇流器时会有同样的浪涌电流规范。(3)选择可承受最大浪涌电流理论值的电源元件(电路自动断路器、机械或固态继电器、开关等等)。 这可能需要计算由浪涌电流脉冲所显示的总能量，在这项计算中你需要详细的有关最大浪涌电流及其衰减特性的资料。特别有关系的是固态继电器、手动照明开关和占用传感器。这些装置的设计很少可以承受1000A的电流，所以设计时应该仔细选择这类装置(最好的固态继电器包括零交叉整流电路，该电路可将浪涌电流限制在合理的水平。当然，这将取决于特别的镇流器设计和浪涌电流的持续时间)。 5、规范和规则电子镇流器工作原理图实际上，必须认识到，作为已经普遍设计并市场化了的电子镇流器与UL-listed元件并不兼容。NEC有一个不成文的原则，那就是安全和可靠的电气系统应该由UL-listed的通用元件构成。电子镇流器明显地违反了这一原则。 照明设计师和电气工程师们并不会根据某个制造商的特殊产品来设计照明、电气系统。特别是当有关浪涌电流规范的标准还没有建立起来时更是如此。 在应用中规定通用的产品是可行的。这个问题将涉及制定规章者和建筑管理者。当将来需要更换镇流器时，会发生什么情况呢?在档案中无限期地保存原始的工程设计数据的想法是不切实际的，也没有理由假设维修人员会同意仅仅为了替换几个镇流器而再做工程研究。 实际上真正需要的是那些规范和规则以便能够清楚地限定如何测试浪涌电流，这些规范指定最大允许值从而使任何电子镇流器都能够与其它UL-listed元件相匹配。某些镇流器的制造商曾经提出一些问题，但除非整个行业同步进行并且有可接受的工业标准，否则他们的努力将是没有意义的。 § 技术术语 电子镇流器（1）PF（PowerFactor）功率因素 镇流器与灯的组合对电源输入功率的有效利用，在有些地方也表示为Watt/VA或COSΦ。一般来说电感镇流器的PF为0.5，即使经过电容校正也只能达到0.8左右，而电子镇流器通常能做到0.95~0.99，它的意义在于您用足了发电厂供出的每一瓦电，并对环境保护作出了卓越的贡献。 （2)THD（TotalHarmonicDistortion）总谐波失真 镇流器与灯在额定电源电压下工作时，灯达到稳定工作状态之后，输入电源电流中奇次谐波各分量之和。根据博里叶定义矩形波是由一系列具有共同用期但频率不同的正弦波叠加而成，那末谐波含量越大对输入的正弦波形破坏就越大。在使用电子镇流器较多的场合，如THD值较大则会影响到三相交流电输入的中线电流，由于正弦波被破坏，中线电流会偏大，所以一般我们在大规模使用电子镇流器时选择THD在15%-25%之间的性能价格比会较合适。 (3)CF（CrestFactor）波峰系数 在额定电源电压下，镇流器与灯配套工作时，当灯达到稳定工作状态之后。流过灯管的电流状态输出电流的峰值与均方根值的比值CF=PK/rms。通俗的讲CF值越小，流过灯管的电流越稳定，灯管寿命越长。IEC/GB的标准为CF≤1.7。 (4)EMC（ElectromagneticCompatibility） 设备或系统在电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰能力。在欧美有不同的执行标准。A．FCC（USAStandardClassA；ClassB）B．CISPR（国际电工委员会CISPR15）C．EN55015（欧洲标准）。中国将按照欧洲的标准执行。 当用户在使用符合标准的镇流器时，它的外围电子设备将不会受到干扰，如电子计算机，无线电话，及一些专业的电子设备 § 基本参数 （1）高功率因数，功率因数>0.9 （2）流明系数>95% （3）工作温度-15℃-+50℃4、最高温升15℃ （4）工作电压范围160VAC-240VAC （5）产品设计与加工程序严格按ISO9002的质量保证体系来运作,原材料层层把关,筛选,成品最终要全部检验、老炼，合格方可入仓。 § 工作原理 金卤灯电子镇流器 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）功率因数校正器（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，同时在电容器上产生谐振高压，加在灯管两端，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。 为了使荧光灯、杀菌灯正常工作，必须满足三个条件： a、灯丝的预热电流或灯丝电流； b、高电压启动； c、限制工作电流。 § 产品介绍 高压钠灯电子镇流器 电子镇流器可分为4大系列15个品种： 1、一拖一，普通型与灯箱型专用电子镇流器分为20W、30W、40W共6个品种； 2、一拖二，普通型与灯箱型专用电子镇流器分为2X20W、2X30W、2X40W共6个品种； 3、环形灯用电子镇流器分为22W、32W共2个品种； 4、石英杀菌灯镇流器适用于35-60W共1个品种； 注：20W、40W是针对T10、T12管来说的，18W、36W是针对T8灯管来说的。所以讲20W，也可以理解为18W，同时T8管的36W我们也可以理解为T10、T12的40W，因为它们的镇流器是通用的。 § 注意事项 电子镇流器电子镇流器用市电直接整流，然后进行半桥逆变，点亮日光灯管。它与市电不隔离，如同电视机的热底板，电路板上各处都带电，人体接触公共线(地线)都有触电危险，检修时要特别注意人身安全。加电后，切勿用手接触线路板上的任何金属部分，尤其不要双手拿电路板。 检修时卸下灯管，从灯架两头R的塑料罩中取出两块电路板A、B，把灯丝弹簧片的四根接线1-4焊下，依次焊到灯管两头的灯丝引脚上，在市电引人端接上开关SWi和电源插头。接上5w1是非常必要的。在维修时发现，不接SW1，在插接加电过程中，多次损坏电子镇流器，这是因为插接过程中，往往会出现多次通、断的情况，这样会产生很高的尖脉冲电压击穿易损元件。 § 使用选择 高频电子镇流器（1）注重谐波含量。新修订的《管形荧光灯用交流电子镇流器—性能要求》（GB/T15144－2005）已经取消了原标准规定的电子镇流器的分极（Ｌ级和Ｈ级），其谐波限值应符合《电磁兼容、限值、谐波、电流发射限值》（GB17625•1－2003）。使用者应注重25Ｗ以下灯管的谐波限值非常宽松，如一建筑物内大量使用这种小功率荧光灯（包括长度2尺的T8、T5灯管和紧凑型荧光灯），将导致严重的波形畸变、中性线电流过大以及功率因数降低的不良后果。 （2）注重产品质量和水平。市场上的电子镇流器很多，质量和水平大不相同，可谓良莠不齐，鱼龙混杂。主要表现为：谐波含量大；流明系数低；可靠性不高；使用寿命短。这些产品虽价格低廉，但带来的不良后果必须注意，建议不要使用。 § 主要区别 与电感镇流器相比，电子镇流器的优势明显电子式和电感式镇流器投资对比1、节能效果显著 主要表现在以下四方面： a、灯管（泡）在采用了高频或低频方波电流点灯工作后，其系统发光效率得到大幅度提高。在同等条件下，要得到相同的照度，相对于传统电感镇流器，使用电子镇流器其输入功率普遍可减少10%以上。 b、电子镇流器自身的损耗小。市面上较好点儿的400W电子镇流器效率可达93%以上。 c、功率因数高，可达0.99。 d、输出灯功率稳定，市面上较好的电子镇流器，电源电压输入变化±15%时，输出灯功率变动小于3%，不致造成灯泡短时过载，而缩短灯寿命，也避免了不必要的浪费。 2、节约资源 生产电感镇流器需要消耗大量的矽钢片和漆包线，而电子镇流器则可以大大减少资源损耗。以400W金卤灯（CWA镇流器）为例，需要铜2.0公斤，矽钢片4.0公斤，而使用电子镇流器，只需要铜约0.4公斤，不需要矽钢片。 3、点灯参数优越 电子镇流器比电感镇流器有更优越的点灯参数，可以取得更好的点灯效果。输出灯功率恒定，电路设计可以做到输入电源电压在120--265V的宽范围中变化，其输出的灯功率变化<3%，对于供电质量不高，电源电压波动大的场合，电子镇流器将更显其优势。等的启动过程中，灯电压逐渐上升，灯电流逐渐减小，其灯功率随灯电压增加而增大，当灯功率达到额定功率值时，其灯功率基本不再随灯电压变化而变化，即灯功率保持不变，由于灯输出功率恒定，进而可有： ①、点灯功率恒定，使得灯泡色参数一致性比较好。 ②、气体放电光源有负阻工作特性的同时，尤其在其寿命的后期，灯泡（管）管压会逐步升高，这时电感镇流器的输出特性基本上为恒流输出，灯电流变化很少，使灯功率提高（这会加速灯的老化），进而又使灯（管）管电压提高，如此下去，将使灯泡（管）快速寿终。 4、具有自动保护功能 高压气体放电灯的点灯电路一般采用高压启动，一些灯泡启动特性差，或是点过一段时间后启动困难，特别是在热启动的时候，传统的点灯电路就极易产生辉光拉弧放电，这样长时间无法进入弧光放电过程，这会损伤电弧管里面的电极，使灯泡寿命缩短。一些采用间隔脉冲触发的新型电子镇流器可以有效地解决因启动困难而缩短灯泡寿命的困难。同时还有明显的保护效果，当灯出现输出短路，输出开路，过热等异常情况时，具有自动保护功能，可以很大程度上提高电子镇流器工作的可靠性。 5、实现了自动控制功能 实现了各种自动控制，如对灯光的智能化控制，根据灯泡的特性，钠灯泡可调范围为40--100%，而金卤灯泡也可达50--100%，满足了照明的多时段多场合的需要，这对于许多场合是非常必要的，提升了照明品质的同时还可以大量节约电力。 通常采用如下方法来实现对灯光的控制： a、采用红外传感器。通过检测人体信号进行控制。如在超市、仓库、加油站、停车场等。 b、应用光敏元件。根据自然光或其他光源信号，自动调节灯功率，实现自动调光，可应用于办公室、工矿照明、农业照明等多种场合。 c、时钟控制。典型应用于路灯照明，设定不同程序，使路灯在每天24小时不同时段内，有不同的光照度输出。道路、街道、隧道等采用这种控制可以大量地节能。 d、手动调光。高压钠灯、金卤灯都可以在宽范围内通过调节输入到灯泡的功率大小来实现连续无抖动的调节。 § 应用问题 引线型电子镇流器1、可靠性难以保证。HID灯用电子镇流器电路结构远比荧光灯电子镇流器要复杂得多，选用的电子元件数量数倍于荧光灯用电子镇流器，电子元件失效概率也高。同时，中国HID灯泡生产厂家参差不齐，实际执行标准不一，灯泡与电子镇流器很难实现真正意义上的匹配，使用效果便可想而知了。 2、工作环境难以如愿。电子镇流器对使用环境的要求使得对灯具设计提出了新要求。比如钠灯主要用于户外道路照明，每天工作时间平均在12小时左右，工作时间较长，且露天工作，直接受到一年四季较大温差、狂风暴雨、闪电雷击的影响。另外，还要考虑到镇流器和灯泡都安装在密封的灯具外壳内，大功率灯泡所发出的热量远远高于夏季环境温度。镇流器若能经得起高温这一关的考验，寿命就不成问题！ 3、散热问题是老大难。散热问题是影响电子镇流器寿命的重要因素（尤其大功率电子镇流器）。对目前大量发展的一体化灯具，难以安装使用，主要是电子镇流器一般要求工作环境温度应低于55℃，使电子镇流器外壳温度保持在75℃以下，来保证电子镇流器的使用寿命。而实际运行中却很困难，因此，设计美观大方，有良好散热效果的灯具，是时代所需。从行业整体现状看设计实用型的大功率电子镇流器还有待于完善。 4、成本期待百姓价。电子镇流器虽然其综合经济效益高，但是由于一次性投资高，在使用一年后才能逐渐显现其运行成本的优势，还难以被人们广泛接受。还有要提高可靠性，成本必然更会大幅增加。但随着电子技术水平的快速发展，以上问题都将陆续得到改善，电子镇流器必将成为绿色照明的重头戏而被广泛的关注和应用。 § 性能检测 电子镇流器电路图辨别电子镇流器好坏最直接的方法是把起辉器拆下，断开电源，测试镇流器两端即可。如果镇流器那种比较老的电感式的，电感式的才可以用这种方法测试线圈是否烧坏。这种老式的镇流器坏了，一般就是线圈烧断，导致灯管两端没有电压，不会引起灯管烧坏。对于电子镇流器就会有很多情况。可以按上述所说的方法分别测量三个镇流器的阻值，看看有没有较大区别，以此判断镇流器是否损坏。还可以换起辉器，看看那个会烧的起辉器是否不可以断开，一直处于通路状态。总之用替换法。 电子镇流器好坏的判断，还可以通过接灯管来测试。一般用户对电子镇流器好坏的判断，可以用以下方法： 1、点灯后，根据其噪音值，用耳朵听就行了，好的电子镇流器可以做到无声或者声音极微小，一定比电感镇流器小很多。 2、点灯后，观察灯管，无闪烁，打滚，启动时又两种现象，一是1-3秒后亮灯，灯直接到最大亮度，二是预热启动，先亮1-3秒（非最大亮度），后达到最大亮度。 3、测电压，这种方法比较专业一些，需要万用表。二进为黑线和白线，接220V交流。四出为输出，一般两根红线，两根蓝线。上电后，根据说明书测出线的电压，与说明书一致的话，基本可以判定为正常的电子镇流器。 § 电路分析 电子镇流器（一）单级半桥谐振式 由于半桥谐振式逆变电路工作可靠，对开关管耐压要求较低，所以采用半桥谐振式逆变电路为灯负载供电的功率变换电路使用最为广泛。它主要由：交流市电供电整流电路（滤波）、启动电路、串联谐振高频逆变电路、保护电路、灯负载几部分组成。 这是一个典型的、自激振荡、自启动的LC串联谐振半桥逆变的高频交流电子镇流器电路，谐振主要由L、、C3、C4完成，利用谐振时C4上的高频电压点亮灯负载，当灯负载电流发生变化时，会影响谐振回路Q值，从而影响谐振电容C4上的谐振电压，来实现稳定灯负载电流的作用。由于这种电路采用元件少、造价低，所以中国国内市场上见到的高频交流电子镇流器大多采用类似的这种电路。 但这种电路存在以下缺点： （1）无灯丝预热功能，易产生灯丝电极溅射作用，而降低灯丝的使用寿命，使用时间一长易造成灯管一端发黑的现象； （2）由于采用市电整流后直接给半桥逆变级供电，所以会产生很强的高次谐波干扰，降低交流市电输入侧的功率因数，并降低电源供电效率，采用这种电路的高频交流电子镇流器大量使用时，会造成三相四线供电电网的地电位偏移，因而造成用电设备的损坏； （3）由于半桥逆变级工作在高频开关逆变状态，所以产生的高次谐波，会产生相应的电磁幅射干扰，影响其它用电设备的正常工作； （4）由于电路没有设保护电路，所以一旦市电电源供电发生故障（如电网电压升高过多）或灯负载发生破裂等故障时，易造成电路损坏，严重时还会发生火灾事故。 （二）双级谐振式高频交流电子镇流器 电子镇流器 针对单级半桥谐振式高频交流电子镇流器电路存在的以上缺陷，人们又开发设计出了双级谐振式高频交流电子镇流器电路。它主要在普通的单级谐振高频交流电子镇流器的基础上，再加了一级有源功率因数校正（APFC）电路，用以进行交流市电输入整流滤波的功率因数校正，并限制高次谐波成分，从而达到减小电磁幅射干扰，提高输入侧功率因数的目的。并且由于有源功率因数校正（APFC）还有预稳压的作用，同时还可以调光（调节APFC输出电压），所以既可提高电子镇流器的电性能，又可提高电子镇流器的可靠性。 有源功率因数校正按电路构成可分为：降压式、升/降压式、反激式、升压式等几种。按控制市电输入电流的工作原理可分为：平均电流型、滞后电流型、峰值电流型、电压控制型几种。按功率因数校正电路中电感电流的工作方式又可分为：电流连续型（CCM）、电流不连续型（DCM）。 由于升压式有源功率因数校正电路具有PF值高、THD小、效率高，但需输出电压高于输入电压，适用于75W-2KW的应用场合，所以目前应用最为广泛。 由于DCM型APFC电路简单，开关管应力小的优点，所以在电子镇流器中应用广泛。 两级式具有APFC功能的高频交流电子镇流器电路由于增加了一级有源功率因数校正电路，所以增加了电路的复杂性，使成本提高许多，虽然双级式高频交流电子镇流器性能好，但由于成本、体积等原因也很难于大范围推广使用。 (三)无源功率因数校正 针对两级式有源功率因数校正电路的缺点，人们又试图探讨用无源功率因数校正的方法来提高高频交流电子镇流器的性能，如经常提到的有采用三只二极管和二只电容器的逐流电路的无源功率因数校正和高频复合能量反馈等方法，虽然在理论分析上可行，并有相应的实验结果、结论，但是未见广泛使用。还需进一步提高技术性能，但无疑这是一个很好的发展方向。 （四）常用高频交流电子镇流器调光 由于高频交流电子镇流器具有节能的优点，特别是在不需电子镇流器满功率进行的场合下，采用调光控制节能效果会更加明显。 调光控制有一个用户可控制的调光控制输入端并应具有以下基本功能：能检测灯电流、灯电压、灯功率；利用反馈电路来调节用户设定的亮度。 § 调光方法 电子镇流器常用的调光方法主要有以下四种：占空比调光法、调频调光法、调节高频逆变器供电电压调光法、脉冲调相调光法。 1、占空比调光法 这种调光控制法利用调节高频逆变器中功率开关管的脉冲占空比，实现输出功率调节，对半桥逆变的最大占空比为0.5，以确保半桥逆变器的两个开关管有一个死时间，以免两个开关管共态导通损坏。 这种调光方法存在的问题是：如果电感电流连续并滞后于半桥电压Uxy，则开关可能导通时工作在零电压状态，关断瞬间需采用吸收电容达到ZCS工作条件，这样可进入ZVS工作方式，这是优点，EMI和开关管应力可明显降低。然而，如果占空比太小，以至电感电流不连续，将失去ZVS工作特性，并且由于供电直流电压较高，而使开关管上的应力加大，这种不连续电流导通状态将导致可靠性降低和加大EMI幅射。 除了小的脉冲占空比，当灯管发生故障时，也会出现不连续电流工作状态，当灯为开路故障时，电感电流将流过谐振电容，由于这个电容的容量较小，所以阻抗较大。除非两个开关管有吸收电路保护，否则开关管将承受很大的电压应力。 2、调频调光法 调频调光法也是常用的调光方法。如果高频交流电子镇流器的开关频率增加，则电感的阻抗增加，这样，电感电流就会下降。 调频调光法的局限性： A．调光范围由调频范围决定，如果调频范围不大，则功率调节范围也不大。 B．为了实现在低灯功率工作条件下实现调光，则调频范围应很宽（即从25KHZ--50KHZ）。磁芯的频率范围、驱动电路、控制电路可能限制调光范围。 C．在整个调频范围内不易实现软开关。轻载时，不能实现软开关，并使开关管上的电压应力加大。硬开关的瞬态过渡是EMI幅射的主要来源。 D．如果半桥逆变器不工作在软开关状态，则导致逆变器的损耗加大，导致效率降低。 E．当开关频率在红外遥控的频率范围内时，荧光灯将发射低电平的红外线，如果调频范围很大，其它的红外遥控装置如电视机将会受到影响。 F．灯电流近似反比于逆变器开关频率，调光与开关频率间不是线性关系。 G．当灯管发生开路故障时，将出现DCM工作状态，特别是当开关频率很低时。电子镇流器3、改变半桥逆变器供电电压调光法 利用改变半桥逆变器供电电压法实现调光有以下优点： A．调节半桥逆变器供电电压来实现调光。 B．采用固定占空比（约0.5）的方法，使半桥逆变器工作在软开关电感电流连续的宽调光范围调光（这也可使开关控制电路简化）。 C．由于开关频率固定，所以可以针对给定的灯型号简化控制电路设计。 D．由于开关频率刚好大于谐振频率，所以可以降低无功功率和提高工作效率。 E．由于开关频率固定，所以可以较方便的确定无源器件的参数。 F．在较宽的灯功率范围内（5%--100%）保持ZVS工作条件。 G．在很低的半桥逆变器供电电压下，将会失去软开关特性，将会出现电感电流不连续的工作状态。然而在直流供电电压很低的情况下，这种工作状态不再是个问题，这时的开关管应力和损耗将很小，即使硬开关在低直流供电电压情况下（如20V），也不会产生太多EMI幅射。 H．可实现平滑和几乎线性的灯功率控制特性。 I．可得到低功率解决方案，半桥逆变器的供电电压可以选得很低（如5%--100%的调光范围对应30-120V），这样可采用低电压电容和MOSFET。 J．调光控制仅通过控制SEPIC变换器输出电压实现。由于半桥逆变器工作在恒频工作状态，所以可采用简单的AC/DC控制即可实现调光。 K．灯电流近似和DC变换器的电压成正比，调光几乎和SEPICDC变换器的输出直流电压成正比。调光曲线如图6所示。 4、脉冲调相调光法 利用调节半桥逆变器中两支开关管的导通相位的方法来调节输出功率，从而达到输出调光的目的。相控调光法主要有以下特点：⑴可调光至此1%；⑵可在任意调光设定值下启动；⑶可应用于多灯应用场合；⑷调光相位灯功率关系线性好。 § 故障检修 电子镇流器组件1.日光灯最多的故障是灯管不亮，开灯无任何反应。首先，测量R0是否烧断。RO本身就是起保险作用，一旦过流就会烧断，以免损坏更多的元件。有的镇流器在RO处接的就是0.5A的保险管。若RO烧断，必存在过流故障。更换R05寸在a处断开，用指针式万用表Rx10k挡测市电引线两端的电阻应为2Mf以上(R1+R2的串联值)；对调表笔测试，也应一样。若为二，整流桥中有二极管烧断；若小于2Md2较多，则C1、C2漏电；若此电阻值符合一要求，可加电测a，b两点间应有大约300V的直流电压。但有时一加电就烧断RO，这是整流桥中有短路的二极管，应逐一侧量D1-D4的正反向电阻。整流二极管损坏的概率很小，而滤波电容损坏的较多，C1和C2串联使用，会引起连锁反应，一个电容击穿，另一个也随之损坏。更换时，最好选用耐压300V的电容。 2.在确定整流滤波电路良好后，再着手检查以后的电路。由于a处断开，用万用表RX10k挡正测a，b两点间的电阻(红表笔接b，黑表笔接a)，此值应大于500kSZ。若为00，应查R10，VT2的c-e极间是否烧断；若在470kn左右，则在VT2的c-e极间严重漏电，甚至短路，这里提出一个容易误判的问题，当a，b之间的电阻时只有30kf左右，好像是VT2漏电，其实不然，因为用1OkS2挡测量，表内9V电压加在a，b间，给VT2注人偏流，VT2处于导通状态，所以c-e间电阻小，不是漏电。 3.确定a，b间电阻正确后，用万用表Rxlk档测VTl和VT2的两个PN结电阻，大致判断这两只三极管的性能。需注意的是，测VT1的PN结电阻时，要断开R5，才能获得正确读数。用Rxl挡测R5至1110的电阻值，这些电阻都有烧断的例子。烧断119，1110更是常见的，这两只电阻使用过久阻值会增加，只要它们的值大于2dZ，电路就不容易起振，灯不亮，应重点检查。至于D5、D6、C4的耐压较高，磁环变压器Trl绕组线径粗，绝缘也好，这些都不可能损坏。 4.经过以上静态测量，检查完故障元件，把电路复原，仔细检查一下电路板上的焊点及元件有无短路、触碰、松动、断裂的地方。经校正无误后加电，大多数情况下，日光灯都能恢复正常工作，但还可能出现以下故障，应逐一排除。 (1)仍然出现过流，继续烧RO，这主要是VT1或VT2的c-e间耐压一F降，存在高压软击穿，必须选用耐压足够的三极管更换。另外，C3或C5的耐压不足，用万用表检查不出来，最好焊下用500V的摇表测它的绝缘电阻应为o0，否则视为漏电。 (2)灯管两端发红，亮度明显不足。这时，首先用万用表的交流挡测灯管两端的电压，应为100V左右。这仅为参考值，并非是实际数，因为灯管两端电压波形并不是标准的正弦波，且频率在20kHz以上，超过万用表的频响范围。若此电压低于100V较多，可能是VT1或VT2的性能下降，导通程度不足。无示波器的情况下，用数字万用表测两管的b-e极电压约为一0.4V，若偏差太大，甚至为正值，说明管子未处在饱和导通状态，宜换管子试验，不要盲目调整电路。 若灯管端压已达100V，仍然发光不正常，则是灯管性能不佳。通常判定日光灯管好坏，只是测其灯丝电阻，若灯丝未断，管内无大面积发黑，就视其完好。但是，劣质灯管虽其灯丝未断，管内无发黑的痕迹，但却不能正常使用。 (3)灯管亮度不足，管内有螺旋状的光圈，这是流过灯管的电流小，其主要原因是C5的容量下降太多，不妨在C5两端并接一只2.2nF1630V的电容试试。各种牌号的电子镇流器中，谐振电容C5的容量不一样，大致在3-10nF之间.其容量过大或过小都会使灯管不能正常发光。 § 发展理念 陶瓷金卤灯电子镇流器1、保持恒定输出功率： 保持灯瞬时输出功率恒定，如采用方波电流驱动就可得到灯瞬时输出功率恒定的输出特性，进而保证不发生“声共振”现象。 2、异常保护功能： 电子镇流器在与灯管配套使用中有可能出现灯管漏气、不激活、不启动及主电路电流过大等异常情况，为了不致导致镇流器损坏，在灯管发生异常时，自动关闭镇流器，以保证镇流器的安全、性能及可靠性。 3、过电流、电压控制： 当供电质量不高，电网中各种谐波和噪波污染（如瞬时高压、高能脉冲）严重，以及雷击过流冲击等都会直接影响或损坏开关管、电容器等，为此需要设置过电流、电压保护。 4、降低温升： 镇流器在长时间的工作后温度会大幅升高，镇流器的温升主要来自半导体元器件产生的功耗而发热，温升提高，其寿命必然缩短，设计时，要尽量减少功耗，提高效率，性能优良的电子镇流器电效率一般在90%以上。采用专业电子绝缘胶封灌，可使产品整体温升降低，防止水、灰尘等杂物进入，避免因潮湿引起的短路造成产品损坏，进一步提高了产品的可靠性，同时也避免运输震动和冲击造成的损坏。 5、宽电压工作范围： 一些偏远经济欠发达地区供电质量较差，电压变化较大，电子镇流器应能适应电网变化，保持正常工作。 6、灯电流波峰系数控制： 荧光灯寿命取决于灯管阴极的发射能力。灯电流波峰系数是影响阴极发射能力和发射电流稳定性的重要指标，国家标准规定控制在≤1.7，灯电流波峰系数高，灯阴极受到损伤度大，灯管发黑时间加快，寿命必然下降，灯电流波峰系数过大，还会带来附加闪动。 § 发展历程 数字式电子镇流器 电子镇流器发展的三个步骤：模拟式—混合式—数字式 数字式电子镇流器是针对于模拟式的电子镇流器而言，镇流器在出现了电子镇流器后，是先从模拟式开始，初期的电路，一般而言，模拟式回路的电子镇流器，结构比较简单，功能比较单一，要实现标准的要求如3C的要求，则回路的构建比较复杂，且不易实现预热启动、Cut-off及其它的保护功能；如果能实现这些功能的模拟式电子，则在产品的一致性、可靠性上则面临较大的难题，不易解决。但普通模拟式电子具有成本的优势，在电子镇流器替代电感镇流器的市场化进程中，起到十分重要的作用，至今仍是市场走量最大的品种。 伴随市场的发展，用户的要求愈来愈高，普通模拟式电子镇流器镇流器也在逐步向数字式转变，于是混合有数字和模拟电路的电子镇流器出现在市场上，电路上前段模拟，后段数字，或者前段数字，后段模拟，这些混合型电路较大提升了普通模拟电路品质要求，可以简单的部分实现标准性能要求及可靠性要求，也是一种不错的过渡性选择，可以满足部分要求相对高一点市场需求，但成本高于模拟式电子。 真正可以满足安全要求、性能要求、EMI及EMC的要求，并同时实现产品高可靠性要求，则一定要走数字式电子镇流器的路。数字电路以特有的高稳定性、高可靠性、高逻辑性，可以方便实现标准所规定的各种要求，如：宽电压甚至全电压启动（120-277V）、程序式预热启动、异常状态诊断及保护等，数字式电子镇流器可以真正实现国家标准要求，方便的应用于各种场合。 就单个造价而言，数字式高于模拟式和混合式电子镇流器，但以TOC（客户总成本）的观点来看，即总成本=采购成本+使用成本+维护成本，数字式电子镇流器的采购成本是高的，但它的使用成本和维护成本却大大降低，最终 电子镇流器 其总成本（TOC）还是远远低于模拟式电子及混合式电子镇流器；数字式电子镇流器有高达5年的品质保证（或大于20，000小时），同时极大的发挥灯管的效能及使用寿命，是一款真正给客户创造价值、符合国家节能环保产业政策的产品。 数字化在国家生活中已成滚滚潮流，不可阻挡，没有人再持砖头一样的大哥大手机（模拟机）了，尽管当年它风头出尽；小巧的MP3、MP4也早以取代磁带机（模拟机）挂在腰间；曾经不可一世的柯达公司，也不得不推出数码相机，尽管它非常希望用户买它的胶卷（模拟式）。国内电子镇流器的数字化之路也是由市场和客观决定，它不会因我们简单的认同就全面到来，也不会因简单的拒绝就离开，但就欧、美、日等先进国家节能环保的经验和照明产业来看，数字式电子镇流器早已如火如荼的展开，在世界一体，国内电子镇流器的数字化之路也很快会到来。[1] § 产品展示 |
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