【正文】 性研究報(bào)告 1 總論 項(xiàng)目名稱： 高強(qiáng)度氣體放電 （ HID） 燈電子鎮(zhèn)流器技術(shù) 項(xiàng)目的主要內(nèi)容，目前的進(jìn)展情況 . 項(xiàng)目的主要內(nèi)容： 隨著國(guó)家城市建設(shè)的蓬勃發(fā)展，城市市政的智能性要求越來越高，在目前的市政照明管理中，由于采取的是傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器，導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)智能控制功能，使整個(gè)市政照明管理的發(fā)展相對(duì)落后。 在 “ 九五 ” 期間國(guó)家相關(guān)部委共同組織實(shí)施的一項(xiàng)旨在節(jié)約電能、保護(hù)環(huán)境、改善照明質(zhì)量的重點(diǎn)節(jié)能示范工程 中國(guó)綠色照明工程。當(dāng)輸入電壓在 160 V－ 260V范圍內(nèi)波動(dòng)時(shí)，能獲得穩(wěn)定的直流電壓，功率維持恒定，無聲共振現(xiàn)象，具有熱燈啟動(dòng)和燈開路短路保護(hù)等功能。目前國(guó)產(chǎn)熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器大多數(shù)在 40W 以下，最大的輸出功率不過 80W（ 40W 雙管）。最終會(huì)導(dǎo)致電子鎮(zhèn)流器和 HID 燈雙雙損壞。 ⑵ 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn) 項(xiàng)目產(chǎn)品的技術(shù)性能水平與國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平的比較 與同類產(chǎn)品的技術(shù)性能比較 型號(hào) 電壓 范圍 工作 電流 功率 因數(shù) 總諧 波 THD 波峰 比 恒功率 精度 % 流明系數(shù) 重 量 調(diào)光 控制 環(huán)境 溫度 哈工大 MH /HPS 250 160V 265V 9% 5% KG 有 35℃+66℃ 深圳柏勝 JLZ 250 WD 170V 260V 10% 10% KG 無 30℃ +50℃ 上海銨銳 AR/ EB 250 W 180V 260V 10% 10% KG 無 20℃ +40℃ 上海光陽 DL 250 160V 260V 10% 10% 無 20℃ +40℃ 技術(shù)成熟性和可靠性論述 技術(shù)成熟性的論述 大功率電子鎮(zhèn)流器是哈工大科技人員經(jīng)過近 3年時(shí)間開發(fā)而成的綠色照明技術(shù)。 10%；標(biāo)稱值 6. 功率因數(shù)： 7. 總諧波含量：≤ 10％ 8. 磁屏蔽： 鐵磁材料對(duì)鎮(zhèn)流器無影響 9. 兩階段調(diào)光功能 ：第 1 階段 177。 上述檢測(cè)指標(biāo)表明，該項(xiàng)技術(shù)先進(jìn)，其創(chuàng)新點(diǎn)滿足了高性能電子鎮(zhèn)流器的技術(shù)要求。建設(shè)部、國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)要求 2021 年我國(guó)將建成節(jié)能、環(huán)保型城市照明體系， 2021 年底前，所有城市要完成節(jié)能燈具的改造任務(wù)，盡快實(shí)現(xiàn)節(jié)能型照明體系。由于其具有高光通量、高光效、長(zhǎng)壽命和光源體積小而顯示出很強(qiáng)的生命力。 C、對(duì)未來幾年的市場(chǎng)需求預(yù)測(cè) 20212021 年市場(chǎng)預(yù)測(cè) 年份 2021 年 2021 年 2021 年 2021 年 2021 年 2021 年 10 高壓氣放電燈國(guó)內(nèi)鎮(zhèn)流器銷售總量 6500 7475 8596 9885 11368 13073 高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器所占比例 ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ ﹪ 高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總量 325 598 945 1383 1932 2614 預(yù)測(cè)依據(jù)： （ 1） 2021 年的高壓氣體放電燈國(guó)內(nèi)銷售量由國(guó)家電光源研究所根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)供。其中電子鎮(zhèn)流器將主導(dǎo)室內(nèi)用光源發(fā)光效率提高的成敗關(guān)鍵，而基于耐氣候條件考驗(yàn)，電子鎮(zhèn)流器將需有穩(wěn)定的品質(zhì)要求以達(dá)到環(huán)保及節(jié)能的目標(biāo)。 C、該產(chǎn)品與同類產(chǎn)品相比具有的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 由于該產(chǎn)品采用單片機(jī)控制技術(shù)，這一控制方式目前未見國(guó)內(nèi)外其他同類產(chǎn)品使用。 ⑶ 調(diào)光控制 由于該產(chǎn)品采用單片機(jī)控制技術(shù)，采用單片機(jī)這一控制方式目前未見國(guó)內(nèi)外其他同類產(chǎn)品使用這種控制方式。 現(xiàn)有同類產(chǎn)品中有采用此種技術(shù)的，但單獨(dú)設(shè)計(jì)低頻調(diào)制信號(hào)電路，使整個(gè)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，采用低頻方波技術(shù)方式或極高頻驅(qū)動(dòng)方式來消除聲共振，此種工作方式會(huì)增加功率開關(guān)器件損耗，使鎮(zhèn)流器效率降低。 隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷成熟完善、成本的逐步降低，該產(chǎn)品使用模塊化器件，如 IGBT 等，以進(jìn)一步提高產(chǎn)品的壽命及可靠性。 （ 4）庫存控制：原材料控制在 10000 只以內(nèi)，制定嚴(yán)格的管理制度，流動(dòng)資金控制進(jìn)貨總額的 40%50%。 生產(chǎn)（或?qū)嵤┓桨刚撌? ⑴生產(chǎn)產(chǎn)品的主要設(shè)備 序號(hào) 明 細(xì) 序號(hào) 明 細(xì) 1 4通道多用途波型記錄分析儀 15 電阻元件成型機(jī) 2 電阻、電容、電感測(cè)量?jī)x 16 IC成型機(jī) 3 耐壓測(cè)試 儀 17 切腳機(jī) 15 4 高壓大電流晶體管圖示儀 18 鎢鋼刀研磨機(jī) 5 電子鎮(zhèn)流器參數(shù)測(cè)量?jī)x 19 剝線機(jī) 6 數(shù)字萬用表 20 電容截?cái)鄼C(jī) 7 臺(tái)式萬用表 21 臺(tái)鉆。技術(shù)工人預(yù)計(jì)須 50 人。 F、電感鎮(zhèn)流器，電子鎮(zhèn)流器 （無調(diào)光）和調(diào)光電子鎮(zhèn)流器年費(fèi)用 /只對(duì)比分析 （每天平均工作 10小時(shí)，電費(fèi)按 /度計(jì)算） 鎮(zhèn)流器類型 燈泡年電費(fèi)（元 /年） 自身耗電 年電費(fèi) (元 ) 燈泡費(fèi)用 （元 /年） 平均線損 （元 /年） 合計(jì)（元 /年） 電感鎮(zhèn)流器 1168 電子鎮(zhèn)流器（無調(diào)光） 1168 電子鎮(zhèn)流器（調(diào)光模式 1） 19 電子鎮(zhèn)流器（調(diào)光模式 2） 電子鎮(zhèn)流器（調(diào)光模式 3） 996043 注： ⑴電感鎮(zhèn)流器燈泡消耗電費(fèi) :400W179。 3＋ 300179。 ）179。 1）179。 1954 年哈工大進(jìn)入國(guó)家首批重點(diǎn)建設(shè)的 6 所高校行列， 1984 年再次被確定為國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)的 15所大學(xué)之一， 1996年首批進(jìn)入國(guó)家 “211工程 ”重點(diǎn)建設(shè)的院校； 1999 年被確定為國(guó)家 “985工程 ”重點(diǎn)建設(shè)的 9 所大學(xué)之一。 建校 87 年來，哈工大以她悠久的辦學(xué)歷史、優(yōu)良的辦學(xué)傳統(tǒng)和深厚的文化底蘊(yùn)，為國(guó)家培養(yǎng)出了 10 余萬優(yōu)秀畢業(yè)生。學(xué)校以學(xué)科劃分為 21 個(gè)學(xué)院 (系 )，設(shè)有 66 個(gè)本科招生專業(yè)、 147 個(gè)碩士學(xué)位點(diǎn)、 81個(gè)博士學(xué)位點(diǎn)、 18個(gè)博士后流動(dòng)站、 18個(gè)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科， 8 個(gè)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、 32個(gè)省（部）級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。 另外還可以大幅度地降低高額的維護(hù)費(fèi)用 （每桿路燈可降低 75 元） ，經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。 20 燈泡消耗電 費(fèi) :（ 400179。 調(diào)光模式２ : 2 階段調(diào)光 (參見 兩階段定時(shí)調(diào)光示意圖 ),在燈泡點(diǎn)亮后 小時(shí)內(nèi)滿額 輸出 （ 400W）， 然后 燈泡功 率降 為額定 功率的 85％（ 340W），持續(xù) 2 小時(shí)后再將燈泡功率降為額定功率的60％（ 240W） , 直到斷電。 10H179。 C、 燈泡的使用壽命延長(zhǎng)節(jié)約的費(fèi)用 (高壓鈉燈泡平均使用壽命 4000小時(shí) ,每天按工作 10小時(shí) , 每只燈泡按 80元 計(jì)算 ) 鎮(zhèn)流器類型 燈泡壽命 (小時(shí) ) 使用年限 (年 ) 年費(fèi)用 (元 ) 年費(fèi)用差額 (元 ) 電感式 4000 電子式 8000 從上表可以看出 ,采用電子鎮(zhèn)流器 每年每只鎮(zhèn)流器由于延長(zhǎng)燈泡使用壽命而節(jié)省燈泡費(fèi)用 元。 生產(chǎn)所需用電負(fù)荷為 110KW。 （ 7）作業(yè)進(jìn)度：每 日有生產(chǎn)主任檢查作業(yè)進(jìn)度表，保證生產(chǎn)進(jìn)度正常運(yùn)行。 4 項(xiàng)目實(shí)施方案 技術(shù)方案論述 技術(shù)方案 （ 1）制定產(chǎn)品計(jì)劃：以銷定產(chǎn)，根據(jù)行業(yè)需求數(shù)量和訂單多少來決定生產(chǎn)批量，預(yù)測(cè)平均每月產(chǎn)量 10000 只。適應(yīng)環(huán)境能力提高。 電子鎮(zhèn)流器失效 50%以上的原因是由于電解電容失效造成的，所以解決好電解電容使用壽命問題是解決電子鎮(zhèn)流器可靠性的關(guān)鍵問題。由此可避免在光源啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)過的電壓現(xiàn)象而引起燈電極濺射，提高了光源的使用壽命。由于高強(qiáng)度氣體放電燈的特性參數(shù)較多，在設(shè)計(jì)方面，由于設(shè)計(jì)不完善及考慮成本的因素，使得產(chǎn)品的穩(wěn)定性較差 ，返修率處在大約 5%的水平，限制了其規(guī)模生產(chǎn)及出口配套。 從項(xiàng)目產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)、性能、價(jià)格等方面，分析本項(xiàng)目產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力 A、國(guó)內(nèi)外目前 HID 高壓氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器的生產(chǎn)狀況 基于節(jié)約能源與環(huán)境保護(hù)的世界潮流，新光源產(chǎn)品與現(xiàn)有光源的改良不斷地推陳出新，尤其是包括熒光燈、金屬鹵化物燈及高壓鈉燈等高強(qiáng)度放電燈類（ HID），在發(fā)光效率及照明品質(zhì)均有長(zhǎng)足的進(jìn)步。所以與高壓氣體放電燈配套的鎮(zhèn)流器，尤其是環(huán)保節(jié)能型電子鎮(zhèn)流器在關(guān)鍵功率器件及專用芯片技術(shù)日趨成熟的基礎(chǔ)上，將不斷取代傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器，加之政府倡導(dǎo)和政策支持，為其推廣應(yīng)用提供了良好契機(jī)。由此可見，高性能環(huán)保節(jié)能電子鎮(zhèn)流器有廣闊的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。在我國(guó)和世界各國(guó)的“綠色照明”工程中高性能電子鎮(zhèn)流器都備受關(guān)注。 10W 2. 工作溫度： 40℃ ～ 60℃ 功率 420W177。在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行了技術(shù)檢測(cè)，分析了各項(xiàng)參數(shù)。像 HPS 燈常年用作室外照明，在露天的 場(chǎng)合，冬天低至零下 40度，夏天高至零上 40 度得情況屢見不鮮， HID 燈往往要連續(xù)燃點(diǎn) 10 個(gè)小時(shí)左右。產(chǎn)生 3kV 以上的高壓并不困難，但是要求這一高壓必須匹配 HID 燈的啟動(dòng)特性，使 HID 燈可靠的啟動(dòng)，并且要求在啟動(dòng)過程中不得對(duì)燈和電子鎮(zhèn)流 器中的器件造成損害。經(jīng)國(guó)家電光源檢測(cè)中心檢測(cè)及實(shí)際應(yīng)用表明，該產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)外產(chǎn)品相同的技術(shù)水平， 國(guó)內(nèi)居領(lǐng)先地位。2021 年，美國(guó)能源部 (DOE)頒布了新的鎮(zhèn)流器標(biāo)準(zhǔn)，并要求自 2021 年 4 月 1 日起，所有新建的商業(yè)固定設(shè)備都必須使用高效的電子鎮(zhèn)流器， 2021 年 7月 1日以后，大多數(shù)可替換設(shè)備必須使用電子鎮(zhèn)流器。與高壓氣體放電燈配套的鎮(zhèn)流器的功耗是光源的 15%左右，且功率越大，耗能的比例越高。城市的實(shí)際照明需求不需要照明亮度在整個(gè)晚上都保持一致，過高的照明亮度反而會(huì)影響居民夜間的休息，如何采取合理的措施，一方面降低照明的能耗，另一方面通過控制，調(diào)整照明的亮度，起到既節(jié)能又方便居民生活的作用是目前市政照明中急需解決的問題。 由此可見， 高強(qiáng)度氣體放電燈 電子鎮(zhèn)流器的研制對(duì)提高我國(guó)能源利用率 具有重大現(xiàn)實(shí)意義，其產(chǎn)品具 有廣闊的國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)。 2 項(xiàng)目技術(shù)可行性分析 2 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)的論述 ⑴ HID 燈是一個(gè)物理特性的負(fù)載，它的很多復(fù)雜的物理特性跟燈芯的材料、尺寸等有非線性的關(guān)系，因而 HID 燈是一個(gè)非線性的負(fù)載。 C．能消除“聲共振”現(xiàn)象。為此要求電子鎮(zhèn)流器有完善的保護(hù)功能，同時(shí)還要求供電突然中斷又立即恢復(fù)時(shí)能正常工作。實(shí)測(cè)功率因數(shù)大于 ，實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)最佳傳輸電能。 10W 6 檢 測(cè) 值 1. 電源電壓范圍 : 輸入功率與電網(wǎng)電 壓關(guān)系 2. 溫度范圍 輸入功率與溫度關(guān)系 序號(hào) 160V 180V 200V 220V 240V 260V 1 417 417 419 424 423 425 2 420 421 425 420 418 423 3 420 423 426 426 426 427 序號(hào) 40℃ 10℃ 0℃ 20℃ 40℃ 60℃ 1 426 424 420 422 418 418 2 424 420 418 420 420 418 3 420 419 422 424 418 419 結(jié) 果 分 析 經(jīng)實(shí)測(cè)： 3 號(hào)樣機(jī)都分別滿足所檢項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。為推動(dòng)全社會(huì)節(jié)能，緩解能源約束的矛盾和環(huán)境壓力，經(jīng)國(guó)務(wù)院同意，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》，規(guī)劃提出，到 2020 年，我國(guó)每萬元 GDP 能耗由 2021 年的 噸標(biāo)準(zhǔn)煤下降到 噸標(biāo)準(zhǔn)煤，平均節(jié)能率為 %，形成節(jié)能能力 4億噸標(biāo)準(zhǔn)煤；為確?！豆?jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃》順利完成，國(guó)家將采取以下節(jié)能優(yōu)先為重點(diǎn)的十項(xiàng)保障措施。 B、市場(chǎng)要求： 在新增應(yīng)用領(lǐng)域方面，高強(qiáng)度氣體放電燈的應(yīng)用不斷向新的領(lǐng)域拓展，特別是小功率金屬鹵化燈熱燈再起燈問題，并將 36W 金屬鹵化物燈應(yīng)用于奔馳、林肯等高檔汽車的大前燈上，光強(qiáng)度較以前提高了 3倍以上。 從我國(guó)目前情況看，小功率的熒光燈和緊湊型熒光燈使用的電子鎮(zhèn)流器取代老試的電感鎮(zhèn)流器已經(jīng)被接受并普及應(yīng)用。而配合發(fā)光所需的鎮(zhèn)流器，則由以線圈及矽鋼片所構(gòu)成之電感鎮(zhèn)流器，改由以電力電子技術(shù)所研發(fā)的光源用電子鎮(zhèn)流器，不但顯著地降低照明系統(tǒng)功率消耗而且提高發(fā)光效率，更改善了低頻率引起的光源閃爍而提高照明品質(zhì)。 B、國(guó)內(nèi)同行業(yè)廠家情況： 目前，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)同類產(chǎn)品的廠家，大概有 16 家，其中以青島新同人電子公司，深圳柏勝電子公司，廣東里奧電子公司、上海光陽能源科技發(fā)展有限公司、新鄉(xiāng)中原電子等廠家可提供成型產(chǎn)品。其他同類產(chǎn)品多數(shù)采用單個(gè)高壓脈沖點(diǎn)燃方式，在光源啟動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象，引起燈電極濺射，影響光源的使用壽命。 通過合理布局，使電解電容有效良好的散熱條件，保證溫升＜ 35度，提高了產(chǎn)品的使用壽命。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)為室外應(yīng)用，應(yīng)用環(huán)境 40～ +60℃ 。