節(jié)能燈鎮(zhèn)流器教程

1、一、綠色照明中國節(jié)能產(chǎn)業(yè)跨世紀(jì)的戰(zhàn)略1.1 綠色照明 是指通過科學(xué)的照明設(shè)計，采用高效節(jié)電照明產(chǎn)品，達(dá)到節(jié)電、保護(hù)照明環(huán)境和提高照明質(zhì)量的統(tǒng)稱； 是國際發(fā)展趨勢和國家現(xiàn)代化的標(biāo)志； 我國已將“綠色照明工程”列為重點(diǎn)推廣項目和節(jié)能產(chǎn)業(yè)跨世紀(jì)戰(zhàn)略； 1.2 綠色照明是系統(tǒng)工程綠色照明是照明節(jié)電、減少對環(huán)境污染、保護(hù)生態(tài)平衡的系統(tǒng)工程。實施“綠色照明”包括： 推廣使用高效節(jié)能電光源，如細(xì)管徑熒光燈、電子節(jié)能燈等； 推廣使用高性價比節(jié)電照明電器附件，如電子鎮(zhèn)流器、調(diào)光裝置、智能照明控制設(shè)備、光控開關(guān)等； 采用高效節(jié)能燈具，提高燈飾透光率、反射率等； 控制生產(chǎn)和使用中產(chǎn)生的污染，包括汞、稀土元素，以及燈

2、、燈具高頻工作產(chǎn)生的電磁干擾等； 采用先進(jìn)照明設(shè)計，合理選用高效節(jié)能產(chǎn)品，營造現(xiàn)代照明環(huán)境和光文化； 組織制定有關(guān)政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)，培育技術(shù)和市場，促進(jìn)推廣應(yīng)用等； 1.3 綠色照明產(chǎn)品 泛指能創(chuàng)造綠色照明環(huán)境的產(chǎn)品，包括新型、高效、節(jié)能電光源和配套照明電器附件、燈具及控制器等； “中國綠色照明工程”現(xiàn)階段重點(diǎn)發(fā)展和推廣應(yīng)用的綠色照明產(chǎn)品包括： 光效高、光色好、壽命長、安全和性能穩(wěn)定的節(jié)能電光源，如細(xì)管徑熒光燈、緊湊型熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈及其它新型光源等； 自耗小、省電，對環(huán)境、人體無污染和影響的照明電器附件，包括電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子變壓器等； 光能利用率高，安全、可靠

3、，美觀、適用的照明燈具； 傳輸效率高，電能損耗小，使用安全可靠的配線器材，各種調(diào)光裝置，感應(yīng)、光控開關(guān)和遙控等控制器具； 集光、電、IT技術(shù)于一體的智能照明系統(tǒng)；1.4 綠色照明，功在當(dāng)代、利在千秋 緩解電力供需矛盾。目前，我國照明用電1500億度（占總發(fā)電量10%），約相當(dāng)長江三峽電站年發(fā)電量的2倍，缺電和照明落后成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸； 實施“中國綠色照明工程”，可節(jié)電300億度，節(jié)約原煤1500億噸，減少污染、保護(hù)環(huán)境； 推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步； 產(chǎn)生巨大的社會經(jīng)濟(jì)效益； 11W電子節(jié)能燈替代60W白熾燈可節(jié)電48W，按4小時/天使用計算，年節(jié)電71度，全國替換2億只，年可節(jié)電142

4、億度； 全國家庭2.76億戶（含農(nóng)村2億戶），照明仍以白熾燈為主體，加上企事業(yè)、公用設(shè)施用白熾燈，數(shù)量可觀。若全部改用電子節(jié)能燈，年可節(jié)電938億度，超過長江三峽總發(fā)電量，是葛洲壩水電站年發(fā)電量的5倍；1.5 全球“綠色照明”新發(fā)展 美國九十年代初首先推出“綠色照明計劃”，隨著全球綠色環(huán)保運(yùn)動的興起，已在各國推廣，并有新發(fā)展： 美國正在開展旨在降低生產(chǎn)、銷售成本和擴(kuò)大市場容量的“能源之星”活動和“大宗采購計劃”； 歐盟各國在開展電力需求管理活動（DSM）基礎(chǔ)上，將“綠色照明計劃”擴(kuò)展到私人公司或團(tuán)體； 中國等發(fā)展中國家正逐步實施“綠色照明計劃”。近年環(huán)繞提高產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量水平，提高節(jié)電產(chǎn)品認(rèn)識

5、和建立持續(xù)、高效照明產(chǎn)品市場三大主題工作； 全球“綠色照明”運(yùn)動呈現(xiàn)三大特點(diǎn)： 美國“綠色照明”成功經(jīng)驗和“能源之星”活動是全球“綠色照明”活動的典范； 組織“大宗采購計劃”是推廣“綠色照明”的有效方法； 建立非補(bǔ)貼、可持續(xù)化高效照明產(chǎn)品市場是各國發(fā)展的目標(biāo)；二、綠色照明新一族節(jié)能電光源2.1 照明電光源的發(fā)展 電光源是當(dāng)今照明的主體,自1879年白熾燈問世以來,發(fā)展經(jīng)歷了三代: 第一代 熱輻射光源 利用鎢絲發(fā)熱而發(fā)光。代表產(chǎn)品為白熾燈和60年代開發(fā)的鹵鎢燈； 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、光色好、發(fā)光柔和穩(wěn)定、成本低，使用方便； 缺點(diǎn)：光效低、耗電大、壽命短，逐步為節(jié)能電光源取代； 第二代 氣體放電光源

6、三十年代起開發(fā)，較白熾燈發(fā)光機(jī)理不同（輝光放電），發(fā)光效率有質(zhì)的飛躍。代表產(chǎn)品： 熒光燈（1938年問世），光效高白熾燈5倍，作一般照明； 低壓鈉燈，光效高白熾燈十幾倍，光色單一（黃光），只能作道路、隧道照明； 高壓氣體放電光源（高壓汞燈、大功率氙燈等），功率大、光效高，用作場館和泛光照明； 表21 照明電光源發(fā)展簡況類 別燈 種開 發(fā)年 代光效（Lm/w）平均壽命（小時）優(yōu) 缺 點(diǎn)應(yīng) 用第一代熱輻射光 源白熾燈1879 934500 1000光線柔和、穩(wěn)定，成本低；光效低、壽命短室內(nèi)外鹵鎢燈60702050第二代氣體放電光源熒光燈19384050 5000光效較高、顯色性提高室內(nèi)低壓鈉燈30

7、4054144色單一、顯色性差道路、隧道高壓汞燈大功率氙燈50604050室內(nèi)、泛光照明第三代細(xì)管徑熒光燈（T8、T5）7095501055000 20000三基色、體積小、壽命長；功率??；室內(nèi)緊湊型熒光燈70末高壓鈉燈668055140顯色性好（60）、光色多、光效高；壽命長道路、場館照明工程金屬鹵化物燈609080125新光源耦合放電高頻無極燈90556540000光效高、顯色性好、壽命長；功率??；室內(nèi)外螺旋一體燈 10000陶瓷金鹵燈光效高、光性能穩(wěn)定；介質(zhì)放電紫外光源90末6000 12000光效高、性能穩(wěn)定；研制中表面放電平面熒光燈 27光均勻、無汞、低溫性能好；光效低微波放電微波金

8、鹵燈90末8011030000啟動快、光穩(wěn)定、壽命長；功率低、成本高；微波準(zhǔn)分子燈微波硫燈光效高、壽命長；結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高； 第三代 節(jié)能氣體放電光源 六十至七十年代起開發(fā)，代表產(chǎn)品： 細(xì)管徑熒光燈（T8、T5） 緊湊型熒光燈（電子節(jié)能燈） 兩類燈較普通熒光燈光效高（從4050Lm/W提高到80Lm/W）、顯色性好、壽命長、且結(jié)構(gòu)緊湊、通用性好，已成為室內(nèi)照明主體； 高強(qiáng)度氣體放電光源（HID），如高壓鈉燈（HPS）、金屬鹵化物燈（MH），六十年代研制、八十年代形成規(guī)模生產(chǎn)。較高壓汞燈光效高（11.5倍），顯色性好（Ra60），壽命6000小時以上，廣泛用于道路、場館、大型照明工程等。 八十至

9、九十年代已開發(fā)出一批新型節(jié)能氣體光源，包括： 無汞熒光燈 高頻無極熒光燈 平面熒光燈 高顯色性高壓鈉燈 陶瓷金屬鹵化物燈 微波硫燈 表22 主要燈種性能比較燈 種功率（W）光效（Lm/W）顯色指數(shù)（Ra）平均壽命（小時）頻閃效應(yīng)表面亮度白熾燈51000 934 90100 5001000 不明顯 大普通熒光燈31254050 60 20005000 明顯 小緊湊型熒光燈(電子節(jié)能燈)32650105 60 60008000 無 小HID燈（HPS、MH）351000551406090 20000 不明顯 大表23 主要燈種節(jié)電效果比較燈 種替代光源節(jié)電比例（%）使用、替代情況備 注T12熒光燈

10、 白熾燈 7073室內(nèi)外照明，無條件替代粗管徑T8熒光燈T12熒光燈 1020室內(nèi)照明，逐步替代細(xì)管徑T5熒光燈T8熒光燈 2030 同 上細(xì)管徑緊湊型熒光燈 白熾燈 7083 室內(nèi)照明（調(diào)光要求除外） 電子節(jié)能燈高壓鈉燈（HPS） 高壓汞燈 5660道路、場館，逐步替代金屬鹵化物燈（MH） 高壓汞燈 4246商場、賓館，逐步替代 2.2 節(jié)能電光源 泛指光效高或節(jié)電效率高的光源，主要為第三代節(jié)能光源和新光源。2.2.1 細(xì)管徑熒光燈 針對普通T12（38）熒光燈耗材、發(fā)光效率低等缺點(diǎn)，七十年代末飛利浦公司開發(fā)出T8（26）細(xì)管徑熒光燈，目前已逐步替代T12管。T8熒光燈較T12燈有以下優(yōu)點(diǎn)：

11、節(jié)電，在光通量相同條件下T8節(jié)電約10%20%，光效（70Lm/W）提高15%；節(jié)材約30%；表面亮度提高約20%；附加成本（倉儲、運(yùn)費(fèi)等）降低50%；與T8管腳、長度相同，易互換； 我國T8管產(chǎn)量已突破2000萬只，主要廠家飛東照明公司、佛山照明公司、北京松下顯像管公司等； 表24 管型熒光燈分類及尺寸燈功率 20303640658085125長 度（m）0.60.91.21.21.51.51.82.4直 徑（mm）T5(16) T8(26) T10(32) T12(38)發(fā)光顏色日光色(RR) 暖白色(RN) 冷白色(RL)等 表25 T8熒光燈主要參數(shù) 類 型 功率(W)長度(mm)光通

12、量(Lm)光效(Lm/W)壽命(h)經(jīng)濟(jì)型(普通熒光粉) 18 600 1050 58 8000 36 1200 2500 69 8000豪華型(三基色熒光粉) 18 600 1500 83 16000 36 1200 3350 93 16000 九五年,飛利浦、美國GE公司相繼生產(chǎn)T5熒光燈（16mm），比T8燈節(jié)電20%30%；具有管電流一致性好、管壓降高等特點(diǎn)，光效可達(dá)106Lm/W、壽命16000小時，我國上海真空電子器件公司已開發(fā)生產(chǎn)； 九六年，日本東芝公司推出T5環(huán)形熒光燈，光通量提高1.5倍，并注重改善顯色指數(shù)(高顯色性Ra可達(dá)8595)； 表26 常用細(xì)管徑熒光燈產(chǎn) 品 管徑（

13、mm）功率（W）替代產(chǎn)品備 注T8(略新) 26 36T12/40W北美已結(jié)束歐洲已開始 18 36T12/20WT8 (較新) 26 32T8/36W北美已開始T5(最新) 16 28T8/36W 將開始 16 14T8/18W2.2.2 緊湊型熒光燈(CFL) 俗稱電子節(jié)能燈。具有光效高（是普泡4-5倍）、節(jié)電明顯、壽命長（是普泡5-8倍）、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn)； 79年，飛利浦最先推出SL型燈。我國82年開始研制，99年產(chǎn)量1.2億只（占世界總產(chǎn)量35%），但質(zhì)量參差不齊，壽命一般為30005000小時（國外10000小時）； CFL分整體式（一體燈）和分離式兩類。發(fā)展方向是一體燈，原

14、因： 互換性好，有H、U、D等不同緊湊型，尺寸形狀接近白熾燈，且發(fā)光面積大； 采用稀土三基色熒光粉及涂敷新工藝，提高光效、降低色溫； 內(nèi)置電子鎮(zhèn)流器，省電、啟動快、無頻閃躁聲，使用方便； 表27 CFL替代普燈節(jié)電效果 CFL替代普泡光通量（Lm）單燈節(jié)電（W/只）單燈年節(jié)電（度/年.只）9W替代40W 400 31 46.511W替代60W 600 49 73.515W替代75W 900 60 9020W替代100W 1200 80 120 為提高燈功率,95年美國GE公司生產(chǎn)出螺旋一體燈(13-48W),在保證緊湊尺寸和配光曲線同時,光效提高到60-70Lm/W(是白熾燈7-8倍),壽命1

15、萬小時以上; 圖21 插入式螺旋一體燈2.2.3 高壓鈉燈(HPS) 屬高強(qiáng)度氣體放電光源(HID),在光效、顯色性和壽命方面有明顯優(yōu)勢（表2-3），另具透霧力強(qiáng)和不誘蟲等特點(diǎn)，已廣泛用于道路、場館等照明； 主要品種 A 普通型光效高、壽命長，但顯色性較差，適合一般道路、場館等照明； B 替代型可直接替代高壓汞燈，滿足照度同時功率略有下降； C 舒適型顯色性好，可擴(kuò)展室內(nèi)外重要場合照明； D 高光效型改進(jìn)光電管結(jié)構(gòu)并填充高壓氙氣，光效高達(dá)140Lm/W，是理想電光源； E 高顯色性白色高壓鈉燈，高顯色指數(shù)（80），適合高要求照明場合使用； F 農(nóng)藝型有特殊光色，適合農(nóng)藝栽培照明；2.2.4 金

16、屬鹵化物燈(MH) 60年代初,鈉-鉈-銦金鹵燈問世,最大優(yōu)點(diǎn)是光色好(Ra=65-90)、光效可達(dá)130Lm/W，平均壽命12萬小時。九十年代技術(shù)日趨成熟，正逐步替代鹵鎢燈、高壓汞燈和高壓鈉燈，是發(fā)展廣闊的新光源； 主要類別：稀土金鹵燈、光譜型金鹵燈（鈉-鉈-銦系列）、連續(xù)輻射型金鹵燈和單色性金鹵燈等； 我國八十年代末生產(chǎn)，目前年產(chǎn)量已達(dá)200萬只，主要廠家：上海亞明燈泡廠、浙江陽光集團(tuán)等； 表28 主要?dú)怏w放電光源性能比較 性 能高壓汞燈高壓鈉燈金鹵燈光效（Lm/W）250W 51 121 80400W 55 132 951000W 60 147 112顯色性（Ra） 2040306565

17、902.3 熒光燈產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展2.3.1 發(fā)展主題 保護(hù)環(huán)境. 從三方面入手: 提高光效、減少能耗； 減少用汞量、開發(fā)無汞熒光燈； 采用低鉛或無鉛玻璃，推廣應(yīng)用水涂粉工藝技術(shù)等； 節(jié)約能源. 包括： 提高光效，改善顯色性； 開發(fā)新型點(diǎn)燈附件（如電子鎮(zhèn)流器、智能控制系統(tǒng)）、提高節(jié)電效果； 提高生產(chǎn)工藝、設(shè)備水平，降低生產(chǎn)能耗； 滿足市場、用戶要求 開發(fā)不同光色、不同顯色性能和不同形狀熒光燈；2.3.2 技術(shù)發(fā)展趨勢環(huán)繞提高光效、光色、壽命三大主題和以下課題進(jìn)行： 研究低壓氣體高頻放電特性，包括惰性氣體-汞高頻放電特性，并從燈及電子鎮(zhèn)流器方面改進(jìn)； 控制汞量，采用汞齊、涂敷保護(hù)膜，改善熒光粉表面

18、特性； 開發(fā)無汞熒光燈，包括研究準(zhǔn)分子等離子特性，開發(fā)光子激發(fā)熒光粉等； 研究應(yīng)用Al2O3等保護(hù)膜及涂敷工藝，提高光通維持率； 研究應(yīng)用高頻無極燈，降低干擾、提高光效； 改善電子鎮(zhèn)流器性能，實現(xiàn)對熒光燈可調(diào)光功能，適應(yīng)智能照明系統(tǒng)應(yīng)用； 研究熒光燈光譜特性、顯色性能等，開發(fā)適應(yīng)各種需要的特種熒光燈；當(dāng)今，應(yīng)特別重視高頻無極熒光燈、平面熒光燈、無汞熒光燈等產(chǎn)品的開發(fā)；2.4 HID燈的技術(shù)發(fā)展 為使HID燈（特別是MH）向室內(nèi)照明發(fā)展，HID燈正向燈功率大型或小型化、光色穩(wěn)定性（低色溫）好、高顯色性和超長壽命方向發(fā)展； 主要研究課題： 發(fā)光機(jī)理，包括高溫?zé)峄瘜W(xué)反應(yīng)、高頻高壓啟動和聲共振現(xiàn)象等；

19、 新材料，主要是放電管管壁（如半透明陶瓷管）及電極材料； 配套電器附件，重點(diǎn)是一體式電子鎮(zhèn)流器。包括解決：承受高壓/大電流沖擊、降低溫升、二次熱啟動和高頻聲頻共振四大技術(shù)難題； 開發(fā)新系列品種，重點(diǎn)是陶瓷金鹵燈、車用小功率金鹵燈等；三、電子鎮(zhèn)流器綠色照明新一代產(chǎn)品3.1 電子鎮(zhèn)流器基礎(chǔ)3.1.1 電感鎮(zhèn)流器1. 管型熒光燈是氣體放電燈，傳統(tǒng)使用必須有“啟輝器”和“鎮(zhèn)流器”： 啟輝器：并接燈管兩端。通電后，能產(chǎn)生高電壓，迫使燈管“放電”導(dǎo)通發(fā)光，是熒光燈正常工作的啟動器； 鎮(zhèn)流器：與燈管串聯(lián)。能自動限制啟動電流的增大（燈管負(fù)阻效應(yīng)），使燈管獲得穩(wěn)定的燈電壓、燈電流，是熒光燈正常工作的鎮(zhèn)流裝置；

20、2. 熒光燈的啟動電壓、燈電壓、燈電流與燈管類別有關(guān)，使用啟輝器和鎮(zhèn)流器必須與之匹配，否則影響燈管壽命，甚至不能工作； 3. 電感鎮(zhèn)流器（又稱鐵磁式鎮(zhèn)流器）用鐵芯和漆包線繞制。結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但自耗大（40W鎮(zhèn)流器實際功耗48W），易產(chǎn)生“熱”和噪聲，還因低頻工作產(chǎn)生100120HZ頻閃，且體積大、重量重；3.1.2 電子鎮(zhèn)流器 電子鎮(zhèn)流器是將工頻(50HZ/60HZ)交流電變換為較高頻率的交流電，并能使一個或幾個熒光燈正常啟動和穩(wěn)定工作的變換器（國外稱安定器）。 1.基本原理：用電子元器件組成高頻變換電路。先將照明交流電源整流變成直流電，再由“逆變器”變?yōu)楦哳l交流電，由振蕩電路產(chǎn)生2050

21、KHZ的高頻電壓去啟動和點(diǎn)亮熒光燈，經(jīng)調(diào)整可正確與燈匹配，滿足不同功率燈管的啟動電壓、燈電壓和燈電流，達(dá)到正常工作。 2. 優(yōu)點(diǎn)電子鎮(zhèn)流器較電感鎮(zhèn)流器有以下優(yōu)點(diǎn): (1)節(jié)電省錢 比同規(guī)格電感鎮(zhèn)流器節(jié)電2530%,原因: 高頻工作,提高燈發(fā)光效率。圖31曲線表明：光效隨工作頻率（50HZ50KHZ）提高而增加，同光照度下電子鎮(zhèn)流器輸入功率降低； 自身功耗低，約為燈功率的5%（較電感鎮(zhèn)流器降低15%）；多管驅(qū)動和高功率的電子鎮(zhèn)流器節(jié)電效果更顯著；線路功率因數(shù)提高（由電感鎮(zhèn)流器的0.5提高到0.9以上）,電網(wǎng)利用率相應(yīng)提高,實現(xiàn)間接節(jié)能; 發(fā)光效率高,產(chǎn)生熱能小,空調(diào)房等用電量相應(yīng)減少； 功率因數(shù)

22、高，輸入電流減少，電力配線安裝要求及成本降低； 不需啟輝器，省去更換時間和費(fèi)用；（2）無頻閃，發(fā)光柔和，有益保護(hù)視力；（3）啟動快，不出現(xiàn)反復(fù)起輝、閃爍現(xiàn)象；有預(yù)熱啟動功能，大大延長燈管壽命；（4）工作寧靜，無噪聲，提高照明環(huán)境質(zhì)量； （5）可用市電和直流電源供電，低壓（150V）下能啟動，允許電壓波動范圍寬（±1015%）； 圖31熒光燈光效頻率變化曲線 （6）采用調(diào)頻、脈寬調(diào)制（PWM）、光接收等技術(shù)，容易實現(xiàn)對熒光燈調(diào)光和光控智能開關(guān)；（7）具異常狀態(tài)（燈開路、短路、過載等）保護(hù)功能，延長鎮(zhèn)流器壽命；（8）體積小、重量輕，安裝使用方便； 表31 電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器性能比較（

23、40W）項 目電 感 鎮(zhèn) 流 器電 子 鎮(zhèn) 流 器光照質(zhì)量工作頻率50HZ，有嚴(yán)重頻閃電感線圈鎮(zhèn)流，噪聲大有害視覺工作頻率20KHZ，無頻閃電子器件鎮(zhèn)流，無噪聲光照質(zhì)量改善，保護(hù)視力啟動工作條件環(huán)境溫度 -5+50-10+50電網(wǎng)電壓低于180V不能正常啟動低至150V仍能正常啟動、工作，但光通量降低工作溫度最高達(dá)+120，影響室內(nèi)溫度自身溫升大，易發(fā)生火災(zāi)+50左右有過熱控制、保護(hù)措施電能消耗線路電流（A） 0.43 0.2有功損耗（W） 49 42（節(jié)電14%）無功損耗（W）電網(wǎng)有50%無功損耗電網(wǎng)有3%無功損耗 無功節(jié)電45%以上后期維護(hù)低壓或低溫時，不能一次啟動，多次啟動易損壞燈陰極，

24、縮短燈管壽命啟輝器壽命短，需經(jīng)常更換頻繁維修，易損壞燈具具預(yù)熱功能，一次啟動，可延長燈管壽命無需更換啟輝器具異常狀態(tài)保護(hù)功能，延長鎮(zhèn)流器壽命3.2 電子鎮(zhèn)流器的發(fā)展 1978年，飛利浦公司率先研制出電子鎮(zhèn)流器。隨著光源技術(shù)的進(jìn)步和開發(fā)應(yīng)用，電子鎮(zhèn)流器已經(jīng)歷五代發(fā)展： 第一代：普通（簡單）型電子鎮(zhèn)流器 七十年代末生產(chǎn)，是低頻向高頻過渡的產(chǎn)品。多半采用簡單電子線路，功能單一，缺乏可靠性和對電網(wǎng)影響考慮。電器性能差：功能因數(shù)小于0.6，電流諧波含量高達(dá)130%。無預(yù)熱啟動和異常保護(hù)功能，嚴(yán)重影響燈管和鎮(zhèn)流器壽命，并對電視機(jī)等有嚴(yán)重干擾，已不再生產(chǎn)使用； 第二代：無源濾波“高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器” 在第

25、一代基礎(chǔ)上，按IEC標(biāo)準(zhǔn)和國標(biāo)GB15143/15144生產(chǎn)。采用無源濾波技術(shù)和功率因數(shù)校正電路（PFC），提高功率因數(shù)（0.9）、抑制諧波含量（THD30%），并設(shè)計預(yù)熱啟動、異常狀態(tài)保護(hù)等功能，使鎮(zhèn)流器性能和可靠性有較大改善，加上電路簡單，成本較低，有較強(qiáng)市場競爭力。缺點(diǎn)是燈電流波峰系數(shù)CCF超過標(biāo)準(zhǔn)（1.7），對燈管壽命不利。此外，抗電磁干擾（EMI）差，易引起線路干擾； 第三代：有源濾波“高性能電子鎮(zhèn)流器” 為克服電子鎮(zhèn)流器電流諧波含量大而對電網(wǎng)污染（稱“銀網(wǎng)痼疾”），國外九三年開發(fā)出有功率因數(shù)補(bǔ)償功能的高性能電子鎮(zhèn)流器。采用有源濾波單端脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，抑制電流波形失真，實現(xiàn)了

26、高性能：功率因素0.98，THD10%，CCF1.7。同時，采用預(yù)熱軟啟動、零電壓開關(guān)（諧波逆變）、電磁兼容（EMC）等新技術(shù)，使性能、可靠性進(jìn)一步提高。缺點(diǎn)：電路較復(fù)雜，成本及生產(chǎn)工藝難度相對提高。但多管驅(qū)動鎮(zhèn)流器（如2×40W以上）多半采用此技術(shù)，成本相對下降。 第四代：高性價比電子鎮(zhèn)流器 九十年代起開發(fā)。特點(diǎn)是采用集成技術(shù)，省去振蕩電路和磁環(huán)等，將部分元器件制成專用集成電路（ASIC）或混合厚膜電路，并采用有源諧振電路使逆變器線路簡化，同時，廣泛采用表面貼裝器件（SMD）和技術(shù)（SMT），大大提高產(chǎn)品性價比和可靠性，是鎮(zhèn)流器發(fā)展的主流； 第五代：特種電子鎮(zhèn)流器 九十年代中、末期

27、，根據(jù)市場需要，相繼開發(fā)出可調(diào)光、光控電子鎮(zhèn)流器，并在高強(qiáng)度氣體放電燈（HID）電子鎮(zhèn)流器研制中取得進(jìn)展。電子鎮(zhèn)流器在氣體放電燈自鎮(zhèn)流熒光燈中幾乎全部取代了電感式鎮(zhèn)流器；表32 電子鎮(zhèn)流器種類及特點(diǎn)類 別性 能優(yōu) 缺 點(diǎn)應(yīng) 用功率因數(shù)（）諧波含量(THD）燈電流波峰比（CCF）第一代普通型0.50.6130%2.5線路簡單、成本低、 有節(jié)電功能；性能差、功率單一；小功率、電壓波 動??；已逐步淘汰；第二代高功率因數(shù)0.9030%約2.0無源濾波，PFC電路有預(yù)熱、異常保護(hù)功 能；性價比較高中功率廣泛應(yīng)用第三代高性能0.9810%1.7有源濾波，PWM電路高性能、功能齊全性價比適中中功率以上電壓波

28、動范圍大多管驅(qū)動第四代高性價比0.9910%1.7集成技術(shù)（ASIC）和 厚膜電路應(yīng)用SMD(SMT技術(shù))性價比高推廣應(yīng)用第五代特種型0.9810%1.7可調(diào)光、光控開關(guān)HID燈電子鎮(zhèn)流器已開發(fā)應(yīng)用我國電子鎮(zhèn)流器開發(fā)生產(chǎn)已有十幾年歷史，產(chǎn)品總體水平在第二、第三代，現(xiàn)狀大體如表3-3； 表3-3 國產(chǎn)電子鎮(zhèn)流器現(xiàn)狀 項目類別預(yù)熱啟動異常保護(hù)電磁兼容THDCCF可靠性銷 價(元/只)性價比應(yīng) 用普通改進(jìn)型不定不定無0.6>50%約2.0低約20低銷量下降無源H級有有不定0.90.96約30%2.0一般約30一般銷量大無源高性能（L級）有有有0.9815%1.7高約40高銷量大有源濾波有有有0

29、.9910%1.51.7高50以上一般高要求、多管驅(qū)動3.3 電子鎮(zhèn)流器的質(zhì)量要求3.3.1 IEC和國家標(biāo)準(zhǔn)要求 電子鎮(zhèn)流器已列入國際電工委員會(IEC)CB公報和中國電工產(chǎn)品認(rèn)證委員會(CCEE)認(rèn)證范圍； 認(rèn)證依據(jù)：根據(jù)IEC928/929-90制訂的國家標(biāo)準(zhǔn)： GB1514394管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器一般要求和安全要求 GB/T1514494管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器的性能要求 國家標(biāo)準(zhǔn) 主要要求列表3-4：表3-4 國標(biāo)對電子鎮(zhèn)流器的主要技術(shù)要求一、GB15143條款標(biāo) 準(zhǔn) 技 術(shù) 要 求備 注8.接地裝置 8.18.3分保護(hù)、功能、及外殼（或底版）接地。接地端子應(yīng)符合IEC59

30、8-1(14/15)規(guī)定，電連接應(yīng)鎖緊，防止松動；12.防濕及絕緣潮熱試驗(濕度91-95%,2030)48小時后，測試輸入和輸出端連接的整體和金屬零件（DC500V/1分鐘），絕緣電阻2M13.介電強(qiáng)度潮濕試驗后，在上述部件間加AC1500V/1分鐘，不發(fā)生閃絡(luò)或擊穿14.異?，F(xiàn)象在燈開路、一個陰極壞、燈不激活、燈一個陰極激活、啟動開關(guān)短路5種異常條件下，鎮(zhèn)流器在額定電壓±10%下工作不損壞15.115.5故障狀態(tài)在以下情況下，鎮(zhèn)流器不損壞和出現(xiàn)易燃?xì)怏w：a.間距小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的配電距離和電氣間隙跨接短路；b.半導(dǎo)體器件跨接短路或開路；c.絕緣層跨接短路；d.電解電容兩端短路；二、G

31、B/T151444.4線路功率額定電壓下工作，線路功率不大于標(biāo)準(zhǔn)值的110%；4.6功率因數(shù)額定電壓和頻率下工作，線路功率因數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值不得相差±0.05；4.9電流波形 燈電流波峰比額定電壓穩(wěn)定工作后，電流諧波含量應(yīng)符合表規(guī)定見表3-5額定電壓穩(wěn)定工作后，燈電流波峰比1.74.13異常狀態(tài)在1.1倍額定電壓下，斷開燈和燈不啟動各工作1小時，鎮(zhèn)流器不損壞4.14耐久性經(jīng)下列試驗，恢復(fù)室溫后仍能正常啟動，并工作15分鐘：a.低溫(1小時)高溫(1小時)，交替5周期b.1000次開關(guān)(開關(guān)各30秒)c.在額定電壓和Tc（外殼最高溫度）下工作200小時5.15環(huán)境溫度試驗在額定電壓、+50下

32、工作4小時，外殼溫度小于Tc 表3-5 部分參數(shù)各國標(biāo)準(zhǔn)比較參數(shù)GBIECDIN(德國)JIS(日本)ANSI(澳大利亞)CCF1.71.71.72.11.7THD(%) 2 3 5 7 911n 5 30 7 4 3 2 5 30 7 4 3 2 525(/0.9) 7 4 3530三次諧波倍頻波均方根和:30其它11單次諧波:73.3.2 高性能電子鎮(zhèn)流器的特點(diǎn)和要求只有高性能的電子鎮(zhèn)流器才能保證使用安全、可靠，其特點(diǎn)、要求包括：1. 高功率因數(shù)(國標(biāo)“L”級要求0.85)；2. 低諧波含量（THD15%）；3. 燈電流波峰系數(shù)低（CCF1.7）;4. 采用低壓預(yù)熱啟動，時間0.4S5.

33、有異常狀態(tài)(燈開路、過載、不啟動、整流效應(yīng)等)保護(hù)功能；6. 良好的電磁兼容性，在9KHZ30MHZ內(nèi)符合國際EMC和美國FCC標(biāo)準(zhǔn)；7. 有可靠安全保證，符合安規(guī)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)； 3.4 電子鎮(zhèn)流器電路3.4.1 組成及工作原理1.組成 電子鎮(zhèn)流器核心高頻變換電路,組成框圖見圖3-22.工作原理(1) AC/DC變換-由全橋整流器等完成。 整流前，經(jīng)電磁干擾（EMI）濾波器 濾波（含射頻干擾RFI） 由電感L和電容C組成； 阻止鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的高次諧波反饋到 輸入電網(wǎng)，抑制對電網(wǎng)污染和對設(shè)備的干擾； 圖3-2 電子鎮(zhèn)流器組成框圖 阻止電網(wǎng)諧波干擾進(jìn)入鎮(zhèn)流器； DC濾波前，設(shè)置功率因數(shù)校正（PFC）升壓

34、電路，作用： 減少電流諧波畸變，提高功率因數(shù) （2）DC/AC逆變器-將直流電壓變換為高頻電壓 由雙極或MOSFET等功率晶體管完成； 工作頻率2050KHZ； 輸出波形由電路結(jié)構(gòu)半橋式或推換式?jīng)Q定； （3）輸出網(wǎng)絡(luò)-采用LC串聯(lián)諧振（自激）電路或它激電路 高頻諧振使啟動電容產(chǎn)生高壓脈沖將燈點(diǎn)燃； 啟動后電感起限流作用； （4）輔助電路用以提高安全、可靠性，解決電路燈匹配工作，包括： 預(yù)熱啟動電路 異常狀態(tài)保護(hù)電路 高頻反饋及控制電路3.4.2 基本電路簡介1.輸入電路-EMI濾波器及保護(hù)電路(1) EMI濾波器用以抑制EMI/RFI。有T型（兩個電感、一個電容）、型（一個電感、兩個電容）、雙

35、型（同一磁芯對稱兩個電感、兩個電容）等，常用結(jié)構(gòu)： 雙復(fù)式混合型（圖3-3）：用于差模共模方式EMI/RFI抑制。此時，應(yīng)保證濾波器（L1=L2， C1=C2、C3=C4），諧振頻率遠(yuǎn)低于鎮(zhèn)流器工作頻率； 圖3-3 EMI濾波器電路 圖3-4 改進(jìn)型EMI濾波器 改進(jìn)型：插入C3、C4（圖3-4），用以進(jìn)一步降低RFI； （2）輸入保護(hù)電路-包括過流/過壓保護(hù)（圖3-5） 過流保護(hù)： 串接FU保險絲（12A），作過流保護(hù)； 串接NTC熱敏電阻（RT），抑制接通電源瞬間浪涌電流，電阻溫度系數(shù)16×102 /； 過壓保護(hù)： 并接氧化鋅壓敏電阻RV，作過壓保護(hù)。當(dāng)輸入出現(xiàn)高壓尖峰脈沖或錯相

36、接入380V電壓時，RV由高阻變?yōu)榈妥瑁ù箅娏鳎?，完成電壓吸收、削波和限幅，達(dá)到安全值；或燒斷FU，保護(hù)電路受損； 并接雙極瞬態(tài)電壓抑制器（TVS）。由特種二極管組成（響應(yīng)時間10 秒），出現(xiàn)高壓時，能迅速由高阻變?yōu)榈妥瑁_(dá)到鉗壓于安全值（小于過壓保護(hù)值）；圖3-5 輸入保護(hù)電路圖3-7 倍壓整流濾波電路 圖3-6 橋式整流濾波電路 2.整流濾波電路（1）橋式整流濾波電路（圖3-6） Vc1輸出波動小的直流電壓，VDC=Vc1=310V 輸入電流IAC波形出現(xiàn)嚴(yán)重畸變（尖峰脈沖）。電流諧波含量高，線路功率因數(shù)低（0.50.6）； 原因：整流二極管正反向工作特性，使導(dǎo)通角遠(yuǎn)小于180°

37、； 解決措施：采用PFC電路；（2）倍壓整流濾波電路 適合22V/110V電壓工作，由開關(guān)SW1實現(xiàn)； 110V工作時，VD1、VD2和C1、C2（C1=C2）組成倍壓整流濾波電路。此時R1=R2（均壓電阻），VDC=VC1+VC2=2×110 =311V； 220V工作時，同（1）；3.諧振電路（1）電壓反饋半橋式電路簡單、成本低，適用30W以下電子節(jié)能燈； -用于管形或環(huán)形熒光燈時，需附加保護(hù)電路；（2）電流反饋半橋式-啟動電路原理同（1），變壓器T1輸出啟動高壓（圖3-8）；（3）推挽式 -電路振蕩由C1和T1實現(xiàn)；S1、S2作燈絲預(yù)熱；S3產(chǎn)生啟動高壓（圖3-9）； -優(yōu)點(diǎn)：

38、啟動電壓近似正弦波，具燈開路、短路保護(hù)功能；有預(yù)熱功能； -用于大功率鎮(zhèn)流器； 圖3-8 電流反饋半橋式諧振電路 圖3-9 推挽式諧振電路4.預(yù)熱啟動電路（1）必要性 熒光燈屬陰極預(yù)熱啟動型電光源； 高壓冷啟動，易損傷燈絲（濺射），出現(xiàn)陰極管壁早期發(fā)黑，縮短燈管壽命； 預(yù)熱啟動，可降低啟動電壓（300400V）；（2）理想啟動程序及要求 啟動前（燈電壓輝光放電電壓），先給燈絲預(yù)熱（預(yù)熱電流、電壓不宜過大，以免陰極過熱受損），時間大于0.4秒； 陰極達(dá)到熱電子發(fā)射溫度（1000ktc1160k）后，給燈迅速加高壓，使燈迅速啟動（不出現(xiàn)多次啟動），由輝光放電轉(zhuǎn)為弧光放電； 弧光放電后，應(yīng)切斷預(yù)熱電

39、流，陰極靠熱點(diǎn)溫度維持熱電子發(fā)射； 多燈驅(qū)動時，力求使啟動電容與啟動電流匹配、平衡； （3）預(yù)熱啟動電路-應(yīng)同時滿足開路電壓、預(yù)熱電流、預(yù)熱時間三要求： PTC熱敏電阻（圖3-10）-適用40W以下：阻值803000，居里點(diǎn)60120；低于居里點(diǎn)時，呈低阻導(dǎo)通、預(yù)熱陰極；高于居里點(diǎn)呈高阻，自動切斷電路，使LC諧振，將燈啟動點(diǎn)燃；優(yōu)點(diǎn)：體積小，線路簡單、成本低； 缺點(diǎn)：線路功率增大（自耗約0.8W）；降低光通量及流明系數(shù)；產(chǎn)生溫度至高點(diǎn)引起熱輻射；PTC選用：功率較大，宜選低阻值和尺寸大； 預(yù)熱時間長，宜選居里點(diǎn)高、尺寸大； 圖3-10 PTC組成的預(yù)熱啟動電路 調(diào)頻技術(shù)電路（如ML4830、I

40、R2155） 5.異常狀態(tài)保護(hù)電路 （1）異常狀態(tài):指燈開路、短路、過載、不啟動等五種（表3-4）。其中： 燈開路諧振電容兩端產(chǎn)生持續(xù)700V以上高壓和大諧振電流，易損壞功率管； 整流效應(yīng)指燈管兩個陰極發(fā)射電子不對稱，形成單向?qū)щ姡馆敵鲭娏髡?、?fù)半周出現(xiàn)失配，形成大電流，易損壞鎮(zhèn)流器； 燈座引線較長，線間分布電容增大（約100PF），也會使電路產(chǎn)生振蕩，損壞鎮(zhèn)流器； （2）保護(hù)電路設(shè)計原則及要求 保護(hù)應(yīng)快速、準(zhǔn)確。使電路停振或切斷主電路電源； 起控靈敏度適中。過高，影響正常啟動；過低，無保護(hù)作用或保護(hù)范圍窄； 保護(hù)電路起控電壓：160V260V ； （3）異常狀態(tài)保護(hù)電路 峰值檢測型：分別用

41、雙極晶體管、MOS-FET、可控硅作控制元件； 幅值與相位檢測型：由高速電壓比較器實現(xiàn)； 繼電器控制型 6.過電流/過電壓保護(hù)電路 （1）過電流保護(hù)電路方法： APFC預(yù)調(diào)整器浪涌電流抑制電路； 用分元器件或PFC控制電路組成限流電路； 用KA7522等專用電路組成過流保護(hù)電路； （2）過電壓保護(hù)電路方法 采用圖3-5壓敏電阻RV 和瞬態(tài)電壓抑制器TVS； 設(shè)計過電壓（OVP）停振保護(hù)電路（由LM339比較器等組成）； 采用過電壓、切斷電源式保護(hù)電路（由LM324比較器等組成）； 7.過熱保護(hù)電路 （1）熱源產(chǎn)生主要為： 功率晶體管高頻工作 LC串聯(lián)諧振電路中電感振流圈 脈沖變壓器中磁環(huán) 濾波

42、電解電容 （2）解決辦法 給功率晶體管加裝一定形狀和尺寸的鋁散熱器； 給功率晶體管和磁芯加接溫度保險絲（作過熱保護(hù)器），一般為+85； 由熱敏電阻或K7522（帶過熱保護(hù)功能）組成過熱保護(hù)電路； 采用過電壓切斷電源式保護(hù)電路（由LM324比較器等組成）；3.4.3電子鎮(zhèn)流器無源/有源濾波電路 電子鎮(zhèn)流器按工作特性和結(jié)構(gòu)分無源濾波（波動功因式）、有源濾波（主動功因式）兩大類，特性、優(yōu)缺點(diǎn)見表3-6： 表3-6 無源/有源濾波電路比較類別電 路 特 征性 能優(yōu) 點(diǎn)缺 點(diǎn)應(yīng) 用PFTHDCCF無源濾波由二極管、電感、阻容元 件組成濾波、PFC電路用LC工頻串并聯(lián)諧振電路 校正功率因數(shù)、抑制電流 諧波

43、改進(jìn)型有預(yù)熱啟動、異常 保護(hù)、EMC功能0.60.9520130%1.72.0線路簡單成本低性價比適中改進(jìn)型性能接近有源濾波電路，性價比高電壓范圍小無功率因數(shù)補(bǔ)償元器件要求 高EMC等性能 不完善可靠性一般廣為應(yīng)用（電子節(jié)能燈等）有源濾波用IC及晶體管組成濾波、 APFC電路采用PWM、PFM電路，有功率因數(shù)補(bǔ)償功能工作頻率可達(dá)100KHZ0.98(可達(dá)0.99以上)10%(可達(dá)5%)1.51.7恒功率、光 輸出穩(wěn)定性能指標(biāo)高工作電壓寬電流失真小多管驅(qū)動型 性價比高線路復(fù)雜成本較高性價比一般高可靠、高要求采用多管驅(qū)動使用3.4.4 現(xiàn)行電子鎮(zhèn)流器電路比較（表3-7）表3-7 現(xiàn)行電子鎮(zhèn)流器電路

44、比較低功率因數(shù)電 路逐流電路H電感電子L有源濾波L雙泵式 H高泵式L電流波形 PF0.50.720.90.960.960.98 0.990.930.94 0.99 THD0.81.40.20.350.10.150.10.250.350.1三次諧波0.40.80.20.30.120.10.20.30.1 CCF1.51.71.51.51.71.7效率()0.90.880.90.80.850.80.850.90.880.9耐壓Vcc(V)270280225230270280400225230300350綜合評價電路簡單、 成本低可靠性一般成本較低CCF超標(biāo)抗干擾好性價比適中電壓范圍寬性能指標(biāo)高成本高性價比高性價比較高推廣應(yīng)用適用電子節(jié) 能燈不宜作熒光 燈鎮(zhèn)流器 少量采用應(yīng)予淘汰適量采用適量采用宜多管驅(qū)動宜推廣應(yīng)用宜推廣應(yīng) 用3.4.5 鎮(zhèn)流器電路發(fā)展趨勢1.有源濾波趨向新型、簡易化。采用單或雙IC組成APFC+DC/AC電路，功能性能指標(biāo)全面達(dá)標(biāo)；2.無源濾波技術(shù)趨向高可靠、高性價比。典型電路有高頻反饋、復(fù)合半橋型、無源PFC+DC/AC型等；3.向小、薄、輕、集成化和多功能發(fā)展； T5熒光燈電子鎮(zhèn)流器是小、薄、輕型的代表； 開發(fā)出眾多鎮(zhèn)流器ASI