电子镇流器

电子镇流器目录1基本概述2基本分类3应用领域4主要优点5选用建议6浪涌电流摘要电子镇流器（Electricalballast），是镇流器的一种，是指采用电子技术驱动电光源，使之产生所需照明的电子设备。与之对应的是电感式镇流器(或镇流器)。现代日光灯越来越多的使用电子镇流器，轻便小巧，甚至可以将电子镇流器与灯管等集成在一起，同时，电子镇流器通常可以兼具起辉器功能，故此又可省去单独的起辉器。电子镇流器还可以具有更多功能，比如可以通过提高电流频率或者电流波形(如变成方波)改善或消除日光灯的闪烁现象；也可通过电源逆变过程使得日光灯可以使用直流电源。电子镇流器-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。电子镇流器-基本分类DC24V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。电子镇流器-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。电子镇流器-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。电子镇流器-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。电子镇流器-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