我国电子镇流器的应用与最新发展-电子论文
我国电子镇流器的应用与最新发展
吴凌云 杜 磊
摘 要：随着我国“绿色照明”、“节能减排”等工程的日益深入，人们对绿色照明产品的需求量日益增大，对产品品质要求也日渐提高，高性能电子镇流器的优点日渐凸现，但是可靠性与性价比问题却一直制约着其档次的提升。
关键词：绿色照明 节能减排 高性能电子镇流器
奥运渐行渐远，我们又成功举办了举世瞩目的上海世博会及广州亚运会，声光电等高科技手段，虚实结合的艺术效果，使得盛会表演精彩纷呈。在充分考虑现代建筑环境及照明特点的情况下，注重照明电器的核心部件—— 电子镇流器的最优化设计对仪器设备检测、维护、电网的污染、照明质量、楼宇安全、办公、学习等有着至关重要的影响，应该引起高度重视。
今天我国的照明已成了“节能灯”甲天下的大局，并且已强势进军家居照明。快速发展的同时也暴露出来了不少甚至很严峻问题，早期对电子镇流器的难度和复杂性认识不足，还有电子镇流器用半导体器件开发未跟上，对HID电子镇流器而言，尽管国内有很多单位和个人都看准了电子镇流器所面临的巨大商机，并争先恐后的投入生产，可真正能进入成熟阶段的却寥寥无几。在此，针对我国电子镇流器的最新发展略谈个人的一些看法。
一、电子镇流器的优势明显
1、节能
主要表现在四方面：
①、荧光灯管在采用了高频或低频方波电流点灯工作后，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，使用电子镇流器比传统电感镇流器的输入功率可减少10%以上。
②、 电子镇流器自身的功耗小。市面上较好的电子镇流器效率高达93%以上。
③、功率因数较电感镇流器高。可达0.99。
④、输出功率稳定可靠。电子镇流器的输入电源电压变化15%时，输出灯功率变动小于3%，不会造成灯泡工作不稳定，而使寿命缩短。
2、节约（原材料）资源
电感镇流器的生产需要大量矽钢片和漆包线，而电子镇流器则可以大大减少资源消耗。以400W金属卤化物灯镇流器为例，需要矽钢片4kg，铜2kg，而电子镇流器只需要铜约0.4kg，不需要矽钢片。
3、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。灯的启动过程中，灯电压逐渐上升，灯电流逐渐减小，其灯功率随灯电压增大而增大，当灯功率达到额定功率值时，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，使得光源的光、色、电参数一致性比较好。
②、气体放电光源都有负阻特性，尤其在其寿命的后期，荧光灯管压会逐步升高，但电感镇流器的输出特性为恒流输出，灯实际功率升高（这会加速灯的老化），进而又使荧光灯管电压升高，如此恶性循环，将使荧光灯管快速寿终。
4、自动保护功能
HID的点灯电路一般采用高压启动，一些灯泡启动特性差，或是工作一段时间后逐渐变得启动困难，尤其是在热启动的时候，同时还有较明显的保护作用，当灯出现过热、输出开路、输出短路等异常情况时，便可有自动保护功能，可以很大程度上提高电子镇流器的可靠性。
5、实现自动控制
各种自动控制方式得以实现，如智能化控制灯光，荧光灯可调范围达20--100%,高压钠灯可调范围达40--100%，而金属卤化物灯也可达50--100%，满足了照明多时段多场合的需要，不但提升了照明品质还节约了电能。
可以采用如下方法来对灯光实现控制：
①、采用红外传感器。采用红外传感器检测人体信号进而实现控制。如在停车场、加油站、超市及仓库等。
②、应用光敏元件。根据其他光源信号或自然光，自动调节灯功率，进而实现自动调光，可应用于农业照明、工矿照明、办公室等多种场合。
③、时钟控制。最典型应用于路灯照明，通过设定程序，使路灯在不同时段内，拥有不同的光输出。城区繁华道路等最适合采用这种控制方式。
④、手动调光。金属卤化物灯、高压钠灯都可以在宽范围内通过调节输入到灯泡的功率实现连续无抖动的调光。
二、有待于继续解决的制约电子镇流器快速发展及大量推广应用的问题：
1、可靠性仍有待加强。HID电子镇流器电路结构远比荧光灯电子镇流器要复杂得多，选用的电子元器件数量数倍于荧光灯电子镇流器，电子元器件失效概率高。同时，我国目前HID生产厂家参差不齐，实际执行标准不一，HID与电子镇流器很难实现真正意义上的匹配，要想获得良好的使用效果便更是难上加难了。
2、工作环境恶劣成了真考验。电子镇流器对使用环境的高要求对灯具设计提出了新要求。如高压钠灯主要用于户外道路照明，每天工作时间甚至高达12小时，工作时间长，且直接受到一年四季闪电雷击、狂风暴雨、较大温差的影响。镇流器若能经得起高温这一关的考验，寿命便不成问题了。
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）。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进一步完善。
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,在使用一年甚至数年后才能逐渐显现其运行成本的优势，暂时还难以被人们广泛接受。随着电子技术的快速发展，以上问题都将陆续得到解决，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。
三、日趋完善的可靠性和其性价比奠定了坚实的前行路
随着电子技术的飞速发展，电子元器件质量不断提高，使电子镇流器可靠性逐步有了基本保证，因此，当前荧光灯点灯电路已经大量使用电子镇流器。对于将电子镇流器大量应用于HID，必须解决HID电子镇流器的可靠性及其性价比问题。
HID较荧光灯有更为复杂的物理过程，必须深刻地了解HID的特性，才能有效地设计出可靠的适合其工作特性的镇流电路。如HID的“声共振”是灯点燃过程中电极不稳定的表现，严重时可造成熄弧，在设计上，我认为如下考虑不可或缺：
1、输出功率保持恒定：
保持灯瞬时输出功率恒定，采用方波电流驱动便可得到灯瞬时输出功率恒定，进而避免“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不启动、主电路电流过大、漏气、不激活等异常情况，为了不使镇流器损坏，在灯管发生异常时，自动关闭镇流器，以保证镇流器的可靠性及安全性能。
3、过电压、电流控制：
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：
镇流器在连续长时间的工作后温度会大幅升高，温升主要来自半导体元器件因功耗而发热，采用专业电子绝缘胶封灌，可使产品整体温升降低，防止灰尘、水等杂物进入，避免因潮湿引起短路甚至造成产品损坏，此举进一步提高了产品的可靠性，同时也避免了运输过程中的震动和冲击造成的损坏。
5、宽电压工作范围：
我国一些偏远经济欠发达地区的供电质量较差，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：
灯管阴极的发射能力决定了荧光灯的寿命。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，国家标准规定必须控制在≤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，寿命便大幅下降，灯电流波峰系数过大，还会带来附加闪动。
乘着我国实施“绿色照明”、“节能减排”等工程的春风，为我国电子镇流器的推广应用铺平了道路。计算机系统等用电设备正常工作的特点及优越性将逐步替代传统电感镇流器，也必将为我国现代化建设提速，为绿色照明、节能环保、造福人类作出应有的贡献。
参考文献：
[1]杜 磊.浅谈电子镇流器的现状与选择.中国照明网
[2]杜 磊.电光源照明电器[M].沙市大学电光源教研室
[3]路秋生.电子镇流器的设计与调光控制[M].科学出版社
[4]毛兴武.祝大卫.电子镇流器原理与制作[M].人民邮电出版社
[5]蔡祖泉.陈大华等.光源电器原理及其应用[M].河南科学技术出版社
[6]俞丽华.电气照明(第二版) [M].同济大学出版社
[7] 张友汉.电子线路设计应用手册[M].福建科学技术出版社
