镇流器
| 镇流器 |
 |
|
中文名；镇流器 应用；紧凑型节能荧光灯上 分类；电子镇流器和电感镇流器 作用；自感产生高压 优点；节能、可靠 |
20世纪80年代后期，美国将环型电感镇流器应用在紧凑型节能荧光灯上，1988年Midwest Toriod公司开始批量生产。我国相继于90年代初开始生产。 镇流器（ballast resistor）是日光灯上起限流作用和产生瞬间高压的设备，它是在硅钢制作的铁芯上缠漆包线制作而成，这样的带铁芯的线圈，在瞬间开/关上电时，就会自感产生高压，加在日光灯管的两端的电极（灯丝）上。这个动作是交替进行的，当启辉器（跳泡）闭合时，灯管的灯丝通过镇流器限流导通发热；当启辉器开路时，镇流器就会自感产生高压加在灯管的两端灯丝上，灯丝发射电子轰击管壁的萤光粉发光，启辉器反复几次通断，就会反复几次这样的动作，从而打通灯管。当灯管正常发光时，内阻变小，启辉器就始终保持开路状态，这样电流就稳定的通过灯管、镇流器工作了，使灯管正常发光。由于镇流器在日光灯工作时，始终有电流通过，所以容易产生振动，并且会发热，所以有镇流器的日光灯，特别是镇流器质量不好时，会产生很大的声音，用的时间长了，还容易烧毁。镇流器分电子镇流器和电感镇流器。[1]
目录
来源发展
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，1989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，电子镇流器已在全世界特别是发达国家全国推广应用。 当开关闭合电路中施加220V 50HZ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°到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
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。
特点
节能型电感镇流器的特点
优点
（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）消除了频闪，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。
缺点
（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）。 （2）注重产品质量和水平。当前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： ①谐波含量大； ②流明系数低； ③可靠性不高； ④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。
类别
气体放电灯的镇流器主要有两大类： （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20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。
选用
直管荧光灯镇流器的选用 1、不应选用普通电感镇流器 国标GB50034－2004规定，“直管荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器”。这两种镇流器的能效优于普通电感镇流器。欧盟也已禁止与此相当的C级产品，我国国标也明确规定不应选用。 2、电子镇流器的应用 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。 选用建议： （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，GB17625．1－2003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。 3、节能型电感镇流器的应用 节能型电感镇流器的主要优势是可靠性高，使用寿命长，谐波含量小，价格较便宜，除对视觉有特别要求外，可以广泛应用，也是我国标准所推荐选用的产品。 选用建议： （1）节能型和普通型电感镇流器的功耗没有明确界限，有的生产厂标榜自己的产品是节能型，但不给出功耗值或给出的数据不实。由于缺乏考核，难以查实。前述欧盟的能效分级很明确，这些厂家标明是B1级或B2级产品，并经过国家检测中心检测就名副其实了。 （2）有的产品提供了总输入功率，但未测试输出光通量，使用者往往不注意或难以测试。应重视对流明系数大于0.95的要求。我们追求的是节省电，但决不能节省光。 （3）应考虑功率因数补偿，包括单灯补偿或线路集中补偿等方式。 4、直管荧光灯镇流器 直管荧光灯镇流器对实施“照明功率密度（LPD）”限值的影响 GB50034-2004第6章规定了“照明功率密度（LPD）”最高限值指标，并作为强制性条文发布。这项规定对于实施我国节能方针无疑是十分积极而有效的。 要实施这项指标，必须全面地采取各项措施，包括合理确定照度水平，开展科学的照明工程设计等，但合理选用照明器材，包括光源、灯具及镇流器，是十分重要的因素。其中，光源是第一要素。以应用最广泛的直管荧光灯为例。如果选用高效的T8三基色荧光灯（36W）和T8卤粉荧光灯相比，同为冷色温时，前者可提高光效30%；相同照度时，前者的安装功率降低23%（当然，如果T8三基色荧光灯管和过去的T12卤粉灯管相比，可降低约32%）。
参考来源