【正文】
不是很高,氣壓變化小,啟動(dòng)和工作時(shí)燈管阻抗變化小,而且結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉、光照效率高、顯色性能較好、發(fā)光勻稱、亮度適中和壽命長,因此得到了大量的推廣。所以,電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)的好壞將起到關(guān)鍵的作用。s largest lighting production countries, output in the world forefront. Twentyfirst Century is a time of energy crisis, countries all over the world for the shortage of energy to develop a series of new policies, especially in our country, because the lighting accounts for the national total energy consumption of the 1/10 so, lamps are now in mon cause of incandescent lamp energy waste to energy saving type (such as fluorescent lamps, LED lamp) transition. Green lighting project is not only a simple energy saving, but also for the protection of the environment。由于其發(fā)出的黃光太昏暗,不適合實(shí)際當(dāng)中的應(yīng)用,在碳化硅與電致發(fā)光不能很好的適應(yīng),研究最終被放棄了。③:二十世紀(jì)三、四十年,Gee 報(bào)告了硫化鋅粉末發(fā)射光的消息。20 世紀(jì)中期,英國科學(xué)家在電致發(fā)光的實(shí)驗(yàn)中通過利用半導(dǎo)體砷化鎵研發(fā)了首個(gè)有現(xiàn)代意義的電子照明設(shè)備,并在 70 年代問世。④:首個(gè)商用照明只能發(fā)出不可見的紅外光,但很快應(yīng)用于感應(yīng)與光電領(lǐng)域。磷化鎵使得電子照明效率更高、亮度更好。電子照明采用雙層磷化鎵蕊片發(fā)出橙黃色光。雖然不像歐洲的電子照明效率高。⑥:九十年代早期到中期對砷化鎵磷化鋁的應(yīng)用使第一代高亮度的電子照明的出現(xiàn),先是橙色,其次是紅色,最后是藍(lán)色。首個(gè)具有歷史意義的藍(lán)光電子照明也出現(xiàn)在九十年代早期。⑦:九十年代后期,出現(xiàn)了高亮度的氮化鎵電子照明,之后又制造出能產(chǎn)生比較高強(qiáng)度的綠色光源與藍(lán)色光銦氮鎵電子照明?,F(xiàn)在在照明市場上就能看到生產(chǎn)出來的各種顏色,像淺綠和藍(lán)色。隨著電子照明的特點(diǎn)及性能的提高,開發(fā)出應(yīng)用于各種場合的白光 LED 照明燈,但電子照明燈很難進(jìn)平常家。以常用的白熾燈、熒光燈與相同亮度的白光照明燈的價(jià)格相比較現(xiàn)在 1W 白光電子照明的單價(jià)是 9~15元,3W 的單價(jià)是 15~30 元(與電子照明的質(zhì)量及品牌等有關(guān)) ,另外還有驅(qū)動(dòng)電路及構(gòu)件。8W 熒光燈的發(fā)光效率與電子照明差別不大,但單價(jià)比同樣功率的白光電子照明燈價(jià)格低幾倍以上。要等到大功率白光 LED 的價(jià)格降低 8倍左右、發(fā)光效率提高到 150lm/W 時(shí),電子照明燈普及,這可能要等幾時(shí)年甚至更長。電子照明燈的路在何方白光電子照明燈的推廣及普及的意義十分重大,但真的要進(jìn)入老百姓家還有很多要做,在技術(shù)上(發(fā)光效率達(dá)到 115~1500m/W) 、價(jià)格上(要比現(xiàn)在的價(jià)格降低 6~9 倍)有很大的突破,還需要不斷的努力。我國現(xiàn)在在西安、南昌、上海、大連已建立四大半導(dǎo)體照明基地及相關(guān)科研單位,他們將對電子照明燈的推廣工作起到很大作用。實(shí)際應(yīng)用可促進(jìn)大功率白光 LED 的生產(chǎn)、可促進(jìn)技術(shù)的改善,并可減少生產(chǎn)成本。這些應(yīng)用領(lǐng)域是用電大戶,對節(jié)電起到巨大作用。由于電子照明燈一般采用低壓直流供電。因此在新建這些建筑時(shí)優(yōu)先考慮到 LED 電子燈,則在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)該把它計(jì)算在內(nèi),這就使得經(jīng)濟(jì)的充分利用。新建的電子照明供電系統(tǒng)要比傳統(tǒng)的照明供電系統(tǒng)復(fù)雜的多,費(fèi)用高得多,假如沒有政策和經(jīng)濟(jì)的后臺(tái)是難以完成的。但現(xiàn)在關(guān)鍵技術(shù)問題還是電子照明的發(fā)光效率不高、生產(chǎn)成本低。 電子鎮(zhèn)流器電子鎮(zhèn)流器(Electrcialballast)只是鎮(zhèn)流器一種采用電子技術(shù)驅(qū)動(dòng)電光源,使之產(chǎn)生所需照明電子設(shè)備。日光燈越來越多是使用電子鎮(zhèn)流器,小巧,同時(shí)將電子鎮(zhèn)流器與燈管等集成一起,電子鎮(zhèn)流器通常可以兼具起輝器作用,因此可省去單獨(dú)的起輝器。傳統(tǒng)的感性鎮(zhèn)流器一般工作在工頻(50Hz)的電感元件.工作會(huì)產(chǎn)生閃和噪聲。并且鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的諧波量也會(huì)對在同一電源上的電子設(shè)備產(chǎn)生一定的影響。傳統(tǒng)的鎮(zhèn)流器控制器由分離的控制芯片、柵極驅(qū)動(dòng)芯片和 PFC 電路芯片構(gòu)成。這款器件采用單芯片的方案.除降低系統(tǒng)的成本,減少元件的數(shù)量外,簡化了安裝,提高可靠性,節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間,在電子鎮(zhèn)流器控制電路中得到了廣泛的實(shí)際應(yīng)用。(2)在交流電過零時(shí),能夠比較正常的工作。(4)在燈點(diǎn)火工作期間里,能夠控制燈點(diǎn)火所需,使燈的電極可以被適當(dāng)預(yù)熱,并確保燈絲的電極保持正常工作溫度。4 / 56(5)同時(shí)電子鎮(zhèn)流器也應(yīng)具備以下幾個(gè)控制功能:①較高功率的因數(shù)。⑤當(dāng)燈電路不能正常點(diǎn)火時(shí)時(shí)候能夠自動(dòng)關(guān)斷電路,這對電子鎮(zhèn)流器電路是很重要的。 電子鎮(zhèn)流器的特點(diǎn)(1)節(jié)約能源:電子鎮(zhèn)流器一般使用 1065kHZ 頻率供給熒光燈管,使燈管的效率比供電工頻提升了 15%,自身功耗也低,使得燈的總輸入功率下降了 30%,達(dá)到更佳的節(jié)能的作用。可以提高視覺分辨率、功效;降低連續(xù)作業(yè)的視覺勞累,利于保護(hù)眼睛。預(yù)熱燈管后一次就可以成功,從而避免多次起點(diǎn)。符合國家標(biāo)準(zhǔn)的 20W 以上的熒光燈(LED) ,其功率因數(shù)高于。(5)IR2167 是完全集成、保護(hù),可驅(qū)動(dòng)大多數(shù)類型熒光燈的 600V 電子鎮(zhèn)流器的控制芯片(IC) 。IR2167 的特性包括預(yù)熱時(shí)間、頻率、點(diǎn)燃頻率、運(yùn)行頻率、死區(qū)時(shí)間以及過流門限電壓都可以調(diào)節(jié)。同時(shí) IR2167 電子鎮(zhèn)流器還具有完善保護(hù)功能:如燈絲的故障、燈管觸發(fā)失敗、燈壽命的保護(hù)、直流母線欠壓的復(fù)位及完全自動(dòng)重新啟動(dòng)等功能。高性能產(chǎn)品的恒功率和燈管電流也下降,以及起點(diǎn)可靠性等因素可以延長燈的壽命。高電子性能電子鎮(zhèn)流器的噪音可達(dá) 35db 以下,人們幾乎感覺不到燈管的噪音。對于需調(diào)光的場所,原使用白熾燈或鹵鎢絲燈調(diào)光的場所,以高性能電子鎮(zhèn)流器取代,可以在 2%100%的大范圍調(diào)。(9)穩(wěn)定輸入功率和輸出光通量:高品質(zhì)產(chǎn)品有良好的穩(wěn)壓性能,在電源、電壓偏差很大時(shí),仍能保持光源恒定功率,穩(wěn)定光照度,有利于節(jié)能。七十年代后期,荷蘭的飛利浦等公司推出了第一代的電子鎮(zhèn)流,八十年代初的時(shí)候飛利浦公司研制開發(fā)了 BHF132H12 型(單管 32W)和 BHF232H12 型(雙管 32W)的熒光燈,利用 120 只的分立元件,是功能比較完善的具有典型性的樣品。中國對高頻電子鎮(zhèn)流器的研究卻相對起步較晚而且技術(shù)又相對緩慢,等到九十年代才算真正進(jìn)入。高頻電子鎮(zhèn)流器現(xiàn)在正向著高度集成化、多功能化、高性能、壽命長等方向快速發(fā)展。市場上現(xiàn)在流行的低功率因數(shù)與電容二極管的電子鎮(zhèn)流器,前者輸入的功率因數(shù)與諧波是不合格,破壞了電網(wǎng);后者輸出的燈電流波峰系數(shù)比較低。因?yàn)殡娮渔?zhèn)流器采用的技術(shù)是高頻開關(guān)電能變換,那么它的體積可以特別小。從世界能源危機(jī)來,世界上各個(gè)的國開始研發(fā)節(jié)能型的電光源,大批采用了節(jié)約能源的產(chǎn)品?,F(xiàn)在美國、荷蘭、日本發(fā)展的速度較快,俄羅斯和英國也有了較快的進(jìn)步。第 3 個(gè)階段:在第 2 個(gè)階段的基礎(chǔ)之上,增加了一些反饋電路、控制等附加的電路,完善了調(diào)光控制的功能,配以單片機(jī)控制,實(shí)現(xiàn)了多功能的智能化產(chǎn)品。國際電工組織協(xié)會(huì) IEC 也公布了高頻電子鎮(zhèn)流器的國際標(biāo)準(zhǔn),最終把這一產(chǎn)品帶入了發(fā)展的高峰階段。對產(chǎn)品的宣傳是一開就亮即使一端斷路的廢熒光燈也能點(diǎn)亮,以此在感性鎮(zhèn)流器面前有所作為,當(dāng)然這種被叫做的“電子鎮(zhèn)流器”給燈管帶來了較大的危害,使燈管的啟動(dòng)電流變大,使得電子的發(fā)射速度加快了,啟動(dòng)的時(shí)候燈絲發(fā)紅,加速了老化的程度,多次的開關(guān)下來燈管兩端就發(fā)黑了一大段,并使功率消耗增加達(dá)到了 20%,30W 的燈管功耗達(dá)到了50W,這樣就用不了多久,燈具就成了廢品。第 2 代:經(jīng)過多次的實(shí)踐,不少研發(fā)生產(chǎn)單位認(rèn)識(shí)到電子鎮(zhèn)流器的預(yù)熱啟動(dòng)和異常狀態(tài)保護(hù)的關(guān)鍵性,并積極采取措施成功地解決了預(yù)熱啟動(dòng)和異常狀態(tài)保護(hù)的作用,從而安全性和技術(shù)性能夠比第一代產(chǎn)品有了很大的改善。第 3 代:是采用 1996 年國家頒發(fā)的電子鎮(zhèn)流器國家標(biāo)準(zhǔn)研制的高性能電子產(chǎn)品。1940 年歐美一些國家在此基礎(chǔ)上研制出了具有熱陰極的熒光放電燈。七十年代荷蘭的庫達(dá)姆研發(fā)了三基色的熒光燈。所以采用發(fā)射紅、綠、藍(lán)三色窄光譜帶的三種的熒光粉,可以造出發(fā)光效率比較高、顯色性能比較好的三基色的熒光燈。最近幾年玻璃管管直徑從 3328 減到了 25mm。為了實(shí)現(xiàn)照明節(jié)能,現(xiàn)在已研制出了球、環(huán)、H、Π、2D 形等各種的形式的緊湊型熒光燈。普遍制成了管形。特殊的熒光粉可以將低氣壓汞蒸氣放電過程中產(chǎn)生的 波長的短波紫外線轉(zhuǎn)變成長波紫外線或者特定波長的范圍的可見光,可應(yīng)用在保健、驅(qū)蟲、傳真、熒光分析、植物栽培、光化學(xué)的反應(yīng)和裝飾。在普通的家庭、企業(yè)和工業(yè)都是一種低壓汞蒸氣放電燈,其大部分是由放電產(chǎn)生的紫外線激發(fā)管壁上的熒光粉涂層而發(fā)射出來的。下圖就是典型直管形熒光燈結(jié)構(gòu)示意圖 圖 典型的直管型熒光燈的結(jié)構(gòu)示意圖8 / 56 氣體放電原理氣體放電指帶有能量的電子碰撞氣體原子造成氣體放電的現(xiàn)象。逃逸出的氣體原子變?yōu)檎x子,這使得氣體中的帶電粒子變多,這時(shí)電流通過氣體,利用此原理所造成氣體放電燈有很多類,使用較多的一般是輝光放電與弧光放電。對于交流燈來說則沒有陽極與陰極之分,兩電極可以交替作為陽極、陰極之用。2:自由電子與燈管內(nèi)的氣體原子碰撞,使得氣體原子呈現(xiàn)激發(fā)的狀態(tài)。如果電子碰撞氣體原子的能量足夠大的時(shí)候,會(huì)使氣體原子發(fā)生電離,而電離所產(chǎn)生的電子又在電場中加速造再次電離,使自由電子的倍數(shù)子成倍的增多,稱此湯生雪崩效應(yīng)(Thomson Avalanche Effect) 。而 T8 熒光燈就是屬于弧光放電燈。場導(dǎo)致的發(fā)射:如果外加電場足夠的大時(shí)候使陰極獲得能量而直接發(fā)射電子,這種現(xiàn)象被稱為場致發(fā)射。自由電子一旦形成,電子由陰極端至陽極端這段的時(shí)間,電子碰撞氣體原子而產(chǎn)生了氣體放電,過程就是電子由陰極流向陽極,電子與管中的氣體氬原子發(fā)生的非彈性碰撞,氬原子碰撞后獲得了能量又碰撞汞原子,汞原子在吸收能量后躍遷產(chǎn)生了電離,發(fā)出 的紫外線,紫外線激發(fā)形成熒光粉發(fā)光。圖 日光燈的電路燈管子日光燈管子就是類似玻璃管,內(nèi)壁里面涂有一層熒光粉(如鎢酸鎂、鎢酸鈣、硅酸鋅等等) ,熒光粉的不同那么就發(fā)出了不同的顏色光。當(dāng)燈絲中有電流通過的時(shí)候,于是燈管內(nèi)燈絲發(fā)射電子,還可使管內(nèi)的溫度升高水銀蒸發(fā)。放電的時(shí)候發(fā)出不可見的紫外光線照射在管壁內(nèi)的熒光粉上面,會(huì)使燈管發(fā)出各種顏色的可見光線,見圖 。目前最常用的鎮(zhèn)流器就是電子鎮(zhèn)流器,具有一定電感量的鐵芯線圈,鎮(zhèn)流器是常與日光燈管相串聯(lián),實(shí)際上就是繞在硅鋼片鐵心上的電感線圈,其感抗值較大。鎮(zhèn)流器普遍有有兩個(gè)出頭,但是有些的鎮(zhèn)流器為了在電壓不足夠的時(shí)候容易點(diǎn)燃,如果多繞了一、兩個(gè)線圈,那么就也有三或四個(gè)出頭的鎮(zhèn)流器。氣體放電光源與熱輻射光源是不同的概念,接通電源之后一般是不能點(diǎn)燃燈管的,而必須有一個(gè)啟動(dòng)的過程,即需要點(diǎn)亮燈的這個(gè)過程。氣體放電燈的著火電壓有的高達(dá)數(shù)萬伏,有的則卻低至數(shù)百伏,一般都是大于電源電壓。在電路中一定要提供大于氣體放電光源著火電壓的電壓發(fā)生裝置,這就需要啟動(dòng)器。在外殼里面裝著一個(gè)充滿氬氖混合惰性氣體的玻璃泡,泡里面有一個(gè)固定的電極(靜觸極和動(dòng)觸極)起開關(guān)的作用。兩觸極間并聯(lián)有一只 微法的電容器,其作用是消除火花對電氣設(shè)備的影響,且和鎮(zhèn)流器組成了振蕩的電路,延遲燈絲的預(yù)熱時(shí)間,有利于日光燈啟動(dòng),見圖 。為了改善提高線路的功率因數(shù),用戶必須在電源處并聯(lián)一個(gè)恰當(dāng)?shù)牡碾娙萜?。電離的時(shí)候產(chǎn)生的高溫使倒“U ”型電極受熱而趨于伸直,最終兩電極接觸,使電流從電源的一端流向鎮(zhèn)流器→燈絲→啟輝器→燈絲→電源的另一端,形成通路并加熱了燈管的燈絲。同時(shí),啟輝管兩個(gè)電極接通的時(shí)候,電極間電壓變?yōu)榱悖谑菃⑤x器中的電離現(xiàn)象立即停止,就是“U ”型金屬片因溫度下降而恢復(fù)原位,兩電極離開(啟輝放電消失,管內(nèi)的溫度降低;雙金屬片自動(dòng)恢復(fù)原位,11 / 56兩極就斷開了) 。這個(gè)感應(yīng)電壓連同電源的電壓加在燈管的兩端,使燈管內(nèi)的惰性氣體電離而最終產(chǎn)生弧光放電。在加速運(yùn)動(dòng)的過程中,碰撞管內(nèi)氬氣分子,使之迅速電離。在紫外線的照射下,管壁內(nèi)的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見光) 。所以,啟輝器僅在啟輝過程中起作用了,一旦啟輝的功能完成,之后就處于斷開的狀態(tài) 電感鎮(zhèn)流器與電子鎮(zhèn)流器感鎮(zhèn)流器(inductance ballast)是由一個(gè)鐵芯電感線圈組成的,電感的性質(zhì)是當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí),則在線圈中將會(huì)引起磁通發(fā)生變化,因此產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢,其方向和電流的方向是相反的,阻礙電流發(fā)生變化。而與之對應(yīng)的是電感式鎮(zhèn)流器(鎮(zhèn)流器) 。電子鎮(zhèn)流器還可以具有更多的功能,比如可以通過提高電流頻率或者電流的波形(如變成方波)改善或消除日光燈的閃爍現(xiàn)象等;也可通過電源的逆變過程使得日光燈可以使用直流電源。l)高效節(jié)能:感性鎮(zhèn)流器的工作頻率普遍為 50HZ(或 60HZ) ,而電子鎮(zhèn)流器正常的工作頻率一般是 20 一 80KHZ,燈管在交流高頻下發(fā)光效率比工頻提高了 15%,因而電子鎮(zhèn)流器比感性鎮(zhèn)流器的點(diǎn)燈亮度有所提高了;電子鎮(zhèn)流器本身耗電也小,如果在同等亮度的條件下,電子鎮(zhèn)流器相對比感性鎮(zhèn)流器可以節(jié)電達(dá)到了