電子鎮流器和電感鎮流器介紹,Electronic Ballast
關鍵字:電子鎮流器和電感鎮流器介紹
電子鎮流器和電感鎮流器介紹
1.電感鎮流器和電子鎮流器的發展歷程:
20世紀80年代后期,美國將環型電感鎮流器應用在緊湊型節能熒光燈上,1988年Midwest Toriod公司開始批量生產。我國相繼于90年代初,由中美合資青島太平洋照明有限公司采用環型鐵芯生產插拔式節能熒光燈電感鎮流器,至今已有10多年歷史。
20世紀70年代出現了世界性的能源危機,節約能源的緊迫感使許多公司致力于節能光源和熒光燈電子鎮流器的研究,隨著半導體技術飛速發展,各種高反壓功率開關器件不斷涌現,為電子鎮流器的開發提供了條件,70年代末,國外廠家率先推出了第一代電子鎮流器,是照明發展史上一項重大的創新。由于它具有節能等許多優點,引起了全世界的極大關注和興趣,認為是取代電感鎮流器的理想產品,隨后一些著名的企業都投入了相當的人力、物力來進行更高一級的研究與開發。由于微電子技術突飛猛進,促進了電子鎮流器向高性能高可靠性方向發展,許多半導體公司推出了專用功率開關器件和控制集成電路的系列產品,1984年,西門子公司開發出了TPA4812等有源功率因數校正電器IC,功率因數達到0.99。隨后一些公司相繼推出集成電子鎮流器,89年芬蘭赫爾瓦利公司又成功推出可調光單片集成電路電子鎮流器,電子鎮流器目前在全世界特別是發達國家已全國推廣應用。
2 鎮流器的類別和特點
2.1 鎮流器的類別
氣體放電燈的鎮流器主要有兩大類:
(1)電感式鎮流器,包括普通型和節能型;
(2)電子式鎮流器,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。這類鎮流器產品中也有諧波含量大小、能耗大小不同產品。
普通型和節能型鎮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定,不同等級的產品規定了功率限值,可供借鑒。表1列出了歐盟的CELMA組織關于T8熒光燈鎮流器能效等級的劃分。
表1規定的能效等級,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)中明確規定不應使用的電感鎮流器。該標準同時規定直管熒光燈應采用電子鎮流器或節能型電感鎮流器。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,電子鎮流器的系統功率相當于A2級,節能電感鎮流器系統功率則略高于B1級,但低于B2級。
2.2 節能型電感鎮流器的特點
2.2.1 主要優點
(1)節能。通過優化鐵芯材料和改進工藝等措施降低自身功耗,一般可降低20%~50%,使燈的總輸入功率(燈管和鎮流器功率)下降5%~10%。
(2)可靠。由于鐵芯材料和工藝優化,一般可使表面溫度降低,同時,電感鎮流器有傳統的生產經驗,其可靠性高,使用壽命長。
2.2.2 缺點
(1)使用工頻點燈,存在頻閃效應;
(2)自然功率因數低(也有cosφ高的產品,如諧振式電感鎮流器);
(3)消耗金屬材料多,比較重。
2.3 電子鎮流器的特點
2.3.1 優點
(1)節能。熒光燈的電子鎮流器,多使用20~60kHz頻率供給燈管,使燈管光效比工頻提高約10%(按長度為4尺的燈管),且自身功耗低,使燈的總輸入功率下降約20%,有更佳的節能效果。
(2)消除了頻閃,發光更穩定。有利于提高視覺分辨率,提高功效;降低連續作業的視覺疲勞,有利于保護視力。
(3)起點更可靠。預熱燈管后一次起點成功,避免了多次起點。
(4)功率因數高。符合國家標準的25W以上的熒光燈,其功率因數高于0.95。但應注意,國家標準對25W以下的燈管規定的諧波限值很高,以致使其功率因數下降到0.7~0.8。
(5)穩定輸入功率和輸出光通量:高品質產品有良好的穩壓性能,在電源、電壓偏差很大時,仍能保持光源恒定功率,穩定光照度,有利于節能。
(6)延長燈管壽命。高品質產品的恒功率和燈管電流下降,以及起點可靠等因素可使燈管壽命延長。
(7)噪音低。高品質電子鎮流器噪音可達35db以下,人們感覺不到噪音。
(8)可以調光。對于需要調光的場所,如:原使用白熾燈或鹵鎢燈調光的場所,代之以高效熒光燈配可調光電子鎮流器,可實現在2%~100%的大范圍調光。
2.3.2 缺點和應注意的問題
(1)注重諧波含量。新修訂的《管形熒光燈用交流電子鎮流器性能要求》(GB/T15144-2005)已經取消了原標準規定的電子鎮流器的分極(L級和H級),其諧波限值應符合《電磁兼容限值諧波電流發射限值》(GB17625?1-2003)。該標準的C類——照明設備的諧波電流限值如表2所示。
使用者應關注到表2注中25W以下燈管的諧波限值非常寬松,如一建筑物內大量使用這種小功率熒光燈(包括長度2尺的T8、T5燈管和緊湊型熒光燈),將導致嚴重的波形畸變、中性線電流過大以及功率因數降低的不良后果。
(2)注重產品質量和水平。當前市場上的電子鎮流器很多,質量和水平大不相同,可謂良莠不齊,魚龍混雜。主要表現為:
①諧波含量大;
②流明系數低;
③可靠性不高;
④使用壽命短。
這些產品雖價格低廉,但帶來的不良后果必須注意,建議不要使用。
3 直管熒光燈鎮流器的選用
3.1 不應選用普通電感鎮流器
國標GB50034-2004規定,“直管熒光燈應配用電子鎮流器或節能型電感鎮流器”。這兩種鎮流器的能效優于普通電感鎮流器。歐盟也已禁止與此相當的C級產品,我國國標也明確規定不應選用。
3.2 電子鎮流器的應用
電子鎮流器對提高照明系統能效和質量有明顯優勢,是新國際推薦應用的產品,也是未來發展的趨勢。
選用建議:
(1)在連續緊張的視覺作業場所和視覺條件要求高的場所(如設計、繪圖、打字等),在要求特別安靜的場所(病房、診室等)及青少年視看場所(教室、閱覽室等)應優先采用。
(2)在需要調光的場所,可以用三基色熒光燈配可調光數字式鎮流器,取代白熾燈或鹵素燈,能大大提高能效。
(3)應選用高品質、低諧波的產品,不應單純追求價廉,應滿足使用的技術要求,考慮運行維護效果,并作綜合比較。
(4)選用小于25W熒光燈時,如前所述,GB17625.1-2003標準規定的諧波限值很寬,如在一個建筑物內大量應用,將導致多種不良后果。設計中應采取有效措施進行限制。
(5)選用的產品不僅要考察其總輸入功率,還應了解其輸出光通量。按規定,使用鎮流器的流明系數(μ)不應低于0.95。歐盟規定了鎮流器的能效等級,也相應規定了流明系數μ≥0.96。
3.3 節能型電感鎮流器的應用
節能型電感鎮流器的主要優勢是可靠性高,使用壽命長,諧波含量小,價格較便宜,除對視覺有特別要求外,可以廣泛應用,也是我國標準所推薦選用的產品。
選用建議:
(1)節能型和普通型電感鎮流器的功耗沒有明確界限,有的生產廠標榜自己的產品是節能型,但不給出功耗值或給出的數據不實。由于缺乏考核,難以查實。前述歐盟的能效分級很明確,這些廠家標明是B1級或B2級產品,并經過國家檢測中心檢測就名副其實了。
(2)有的產品提供了總輸入功率,但未測試輸出光通量,使用者往往不注意或難以測試。應重視對流明系數大于0.95的要求。我們追求的是節省電,但決不能節省光。
(3)應考慮功率因數補償,包括單燈補償或線路集中補償等方式。
4、直管熒光燈鎮流器對實施“照明功率密度(LPD)”限值的影響
GB50034-2004第6章規定了“照明功率密度(LPD)”最高限值指標,并作為強制性條文發布。這項規定對于實施我國節能方針無疑是十分積極而有效的。
要實施這項指標,必須全面地采取各項措施,包括合理確定照度水平,開展科學的照明工程設計等,但合理選用照明器材,包括光源、燈具及鎮流器,是十分重要的因素。其中,光源是第一要素。以應用最廣泛的直管熒光燈為例。如果選用高效的T8三基色熒光燈(36W)和T8鹵粉熒光燈相比,同為冷色溫時,前者可提高光效30%;相同照度時,前者的安裝功率降低23%(當然,如果T8三基色熒光燈管和過去的T12鹵粉燈管相比,可降低約32%)。
那么,鎮流器對LPD值有多大影響呢?還以T8熒光燈(36W)為例。如果使用能效最高的高品質、低損耗電子鎮流器(相當歐標的A2級),和普通的電感鎮流器(相當于歐標的C級)相比,系統輸入功率降低20%,即照明安裝功率可降低20%,實際LPD值可下降20%。使用超低損耗電感鎮流器(相當歐標B1級),和使用普通電感鎮流器相比,照明安裝功率可降低8.9%,即實際LPD值可下降8.9%。
熒光燈的調光控制方法是隨著電子鎮流器技術不斷創新發展而提高的。近年來隨著高頻電子型鎮流器的出現改變了鎮流器的技術性能,逐步推出效率高、性能好、調光范圍寬、智能化程度高的高頻可調光電子式熒光燈鎮流器,這種鎮流器作為熒光燈ECG(電子控制裝置)已成為當今熒光燈調光控制的主流產品。
調光電子鎮流器調光電子鎮流器控制線數可分為,“二線制”和“四線制”兩種。“四線制”調光電子鎮流器是現在得到最為廣泛應用的,其由調光控制器通過二條主電源線為鎮流器提供功率支持,二條低電壓控制線與調光電子鎮流器調光控制接口配套使用實現開關、調光等各種功能性控制。
EASEIC“四線制”調光電子鎮流器產品系列中,提供0/1-10V模擬量調光控制接口共有兩個系列產品,分別是:
熒光燈適用標準型調光電子鎮流器l
熒光燈適用通用電壓型調光電子鎮流器l
EASEIC在多年的努力下,在這一領域已處于領先地位。現已經向全球提供基于0/1-10V模擬量調光控制接口和DALI可尋址接口的數字式調光電子鎮流器產品近百種規格,在會議室、展覽館、演播室、影劇院及室外夜景照明等多種重要場合大規模的應用。
熒光調光鎮流器與控制器的組合
熒光調光鎮流器專用調光器和光照(動靜)傳感器與調光鎮流器配套使用,使小型會議室、教室、辦公室等場合的光照補償、動靜探測與手動調光相結合在滿足多元化的需要的同時更有效的節約了能源。
現在眾多的舞臺燈光控制系統和智能照明控制系統,如EIB,C-bus, A-bus, CAN-bus, DYnet 等均提供0/1-10V模擬量調光控制接口。此類控制系統可以讓整幢大樓的照明集中控制,可以通過智能化完成定點回路的開關和調光控制,適用于需要大范圍控制場合使用。
電子鎮流器發展的三個步驟:模擬式——混合式——數字式
數字式電子鎮流器是針對于模擬式的電子鎮流器而言,鎮流器在出現了電子鎮流器后,是先從模擬式開始,初期的電路,一般而言,模擬式回路的電子鎮流器,結構比較簡單,功能比較單一,要實現標準的要求如3C的要求,則回路的構建比較復雜,且不易實現預熱啟動、Cut-off及其它的保護功能;如果能實現這些功能的模擬式電子,則在產品的一致性、可靠性上則面臨較大的難題,不易解決。但普通模擬式電子具有成本的優勢,在電子鎮流器替代電感鎮流器的市場化進程中,起到十分重要的作用,至今仍是市場走量最大的品種。
伴隨市場的發展,用戶的要求愈來愈高,普通模擬式電子鎮流器鎮流器也在逐步向數字式轉變,于是混合有數字和模擬電路的電子鎮流器出現在市場上,電路上前段模擬,后段數字,或者前段數字,后段模擬,這些混合型電路較大提升了普通模擬電路品質要求,可以簡單的部分實現標準性能要求及可靠性要求,也是一種不錯的過渡性選擇,可以滿足部分要求相對高一點市場需求,但成本高于模擬式電子。
真正可以滿足安全要求、性能要求、EMI及EMC的要求,并同時實現產品高可靠性要求,則一定要走數字式電子鎮流器的路。數字電路以特有的高穩定性、高可靠性、高邏輯性,可以方便實現標準所規定的各種要求,如:寬電壓甚至全電壓啟動(120-277V)、程序式預熱啟動、異常狀態診斷及保護等,數字式電子鎮流器可以真正實現國家標準要求,方便的應用于各種場合。
雖然目前就單個造價而言,數字式高于模擬式和混合式電子鎮流器,但以TOC(客戶總成本)的觀點來看,即總成本=采購成本+使用成本+維護成本,數字式電子鎮流器的采購成本是高的,但它的使用成本和維護成本卻大大降低,最終其總成本(TOC)還是遠遠低于模擬式電子及混合式電子鎮流器;數字式電子鎮流器有高達5年的品質保證(或大于20,000小時),同時極大的發揮燈管的效能及使用壽命,是一款真正給客戶創造價值、符合國家節能環保產業政策的產品。
聲明:本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用,如有內容侵權或者其他違規問題,請聯系本站處理。
舉報投訴
發布評論請先 登錄
相關推薦
PCM2704在正常工作時,如果突然有日光燈或鎮流器啟動則會令PCM2704卡住如何解決?
PCM2704音頻USB芯片,在正常工作時,如果突然有日光燈或鎮流器啟動則會令PCM2704卡住,如何解決
卡住后,插拔USB線可以解決,或者在驅動設備中重置也可以解決,但這太麻煩了,有沒有萬全的方法令PCM2704不受鎮流器干擾?
發表于 10-24 06:41
電感是什么 工作原理介紹
電感是一種利用電流產生磁場、利用磁場儲存能量的電子元件。它的工作原理基于電磁感應定律,即當導體周圍的磁通量發生變化時,導體中就會產生電動勢,從而產生感應電流。電感的主要作用是阻礙電流的變化,這種
共模電感與差模電感的區別
在電子電路設計和信號處理中,電感器扮演著至關重要的角色。其中,共模電感和差模電感作為兩種不同類型的電感器,各自具有獨特的工作原理和應用場景。
耦合電感的原理及應用
耦合電感,作為電子學中的一個基本概念,涉及到電磁感應定律的深入應用。當兩個或兩個以上的電感線圈通過磁場相互關聯時,它們之間就會產生耦合電感現象。這種現象不僅在電路分析中具有重要意義,而
扁平線共模電感對CE噪聲的高效抑制?|深圳比創達電子EMC(中)
小編給您們介紹的扁平線共模電感對CE噪聲的高效抑制(中)的內容,希望大家看后有所幫助!深圳市比創達電子科技有限公司成立于2012年,總部位于深圳市龍崗區,成立至今一直專注于EMC電磁兼容領域,致力于為
發表于 02-28 10:26
什么是通用HID燈鎮流器
熒光燈鎮流器中有一種典型的簡單高頻驅動方法,但是具有高弧光管壓力的 HID 燈存在聲共振現象(*) 的問題。為了避免這個問題,HID 燈需要以低于 1kHz 的低頻或直流驅動。
發表于 02-02 17:05
?541次閱讀
電感的作用和工作原理 電感充放電原理
電感是電路中常用的電子元件之一,具有存儲能量的功能。它主要通過電磁感應現象來實現對電流的控制和調節。本文將詳細介紹電感的作用、工作原理以及電感
鎮流器和整流器的區別差異
鎮流器和整流器的區別差異? 鎮流器和整流器是電子電路中常見的兩種元件,它們在電流和電壓控制方面有著不同的作用。本文將詳細介紹鎮流器和整流器的
電感有哪些特性?電感常見的作用有哪些?
電感有哪些特性?電感常見的作用有哪些? 電感是一種重要的電子元器件,具有許多特性和廣泛的應用。在本文中,我將詳細介紹
評論