处理中...
时间:2020-01-14 16:20:41 来源:网络整理 有0人参与
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。
工作原理
简述
为了使荧光灯、杀菌灯正常工作,必须满足三个条件:
a、 灯丝的预热电流或灯丝电流
b、 高电压启动c、 限制工作电流
具体分析
电子镇流器的工作原理 由于气体放电灯(如荧光灯、霓虹灯、金卤灯等)是一种具有如图1所示V-I特性的负阻性电光源,即为负值,从图1可以看出,当灯电流上升时,灯管的工作电压下降,但是供电电压不会下降,多出的这点电压加到灯管后会使灯电流进一步上升,如此循环,终烧坏灯管或灯管熄灭,所以要使灯管正常工作,应配以如图2所示的镇流元件,用以限制和稳定灯电流。这个限流装置叫做镇流器。目前气体放电灯常用的镇流器有两种:电感式镇流器和高频交流电子镇流器。由于电感式镇流器工作在工频市电频率,体积大、笨重,还需消耗大量铜和硅钢等金属材料,散热困难、工作效率低、灯发光有频闪,所以现在一些电光源界的科技工作者纷纷寻找新的镇流方法,而高频交流电子镇流器就是一种有效方法。镇流原理如图3所示,镇流电路的工作特性曲线如图4所示。
在图2所示的电路中,灯管上的工作电压加上镇流元件上的电压等于电源供电电压,终可以使气体放电灯稳定工作。在图2所示的电路中,灯功率可以按下式计算:
P=IVα (1)
式中的α表示灯发光系数,它和灯管的工作电压和工作电流有关,对电感镇流器,α可以取0.8,对高频电子镇流器,α可以取0.99。
在灯电路稳定工作期间,灯管上的电压是稳定的,所以灯功率主要取决于灯电流的大小,而灯电流的大小和镇流元件的阻抗和电源供电电压的高低有关,并且供电频率对荧光灯的工作也有影响,如图5和图6所示。例如对电感镇流,镇流电感的阻抗ZL=2πfL,电感镇流器的电感量和它的绕组匝数和铁心的尺寸有关,所以当电源供电频率较高时,镇流电感的体积也会小些。这就是采用高频交流电子镇流电路后,镇流电感的体积和尺寸会很小的原因。
目前,世界上一些著名的大专院校、科研院所、公司都投入了较大的力量进行高频交流电子镇流器的科研开发、生产。如美国弗吉尼亚大学功率电子研究中心(VPEC)李泽元教授领导的科研中心每年都有相关论文和实验报告在IEEE功率电子学学刊刊出,并提出了如高频能量反馈、采用电荷泵功率因数校正的电子镇流器等概念,美国加州理工大学(UCT)的S.CUK教授关于单级高功率因数电子镇流器,一种用于紧凑型荧光灯的E类电子镇流器,西班牙、巴西、我国台湾和香港地区的一些著名高等院校、科研院所、公司都投入了一些高水平的科研人员、实验室进行科研开发。同时,国内一些著名科研院所、大学等都投入了较大力量进行科研开发。这一点可从国内相关科技文献看出。但是勿容置疑的是我国是世界上电子镇流器的一个生产大国,有较多的公司、企业从事这种“绿色电光源”产品的生产。特别是自20世纪80年代末、90年代初,IEC928(1990)、GB15143(1994)《管形荧光灯用交流电子镇流器一般要求和安全要求》及IEC929(1990)、GB/T15144《管形荧光灯用交流电子镇流器的性能要求》等技术标准相继颁布与实施,使交流电子镇流器的研究、开发、生产有了统一技术规范。由于高频交流电子镇流器要求体积小、造价低,并且对电磁辐射干扰、输入功率因数、波峰因数、可靠性等技术指标要求严格,所以要做出一个满足高性能、低价格、体积小、低电磁辐射干扰、使用安全可靠等要求的高频交流电子镇流器并非易事,所以往往让人感到,看似简单的一个电子产品,但是技术含量很高,是一个涉及电路拓扑、高频电子变换、谐振开关(ZVS、ZCS)、LC串、并联谐振、功率因数校正(PFC)、电磁干扰抑制(EMC、EMI)、信号传感、采集和控制、电子元器件、电光源器件等电力电子技术方方面面的电子产品。同时,如何测量高频交流电子镇流器的技术参数,如功率、高频谐波成分、效率、电磁辐射干扰(EMI),也是高频交流电子镇流器的研究热点。
实践证明,要做出一只高性能的高频交流电子镇流器,还需对它的灯负载技术特性、灯负载对电源的技术要求有所了解,否则要做出一只高性能的高频交流电子镇流器也是件不现实的事。
基本分类
按安装模式
(1)独立式
(2)内装式
(3)整体式
按性能特点
(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。
产品优点
(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。
云汉芯城(ICkey)重点聚焦国内电子制造业在研发试产阶段对产品技术选型、小批量一站式采购配套服务,借助电子元器件大数据、国产器件替代数据库和BOM智能选型等先进技术和工具,提高企业研发效率。
(免责声明:素材来自网络,由云汉芯城小编搜集网络资料编辑整理,如有问题请联系处理!)