鎮流器
| 鎮流器 |
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中文名；鎮流器 應用；緊湊型節能熒光燈上 分類；電子鎮流器和電感鎮流器 作用；自感產生高壓 優點；節能、可靠 |
20世紀80年代後期，美國將環型電感鎮流器應用在緊湊型節能熒光燈上，1988年Midwest Toriod公司開始批量生產。我國相繼於90年代初開始生產。 鎮流器（ballast resistor）是日光燈上起限流作用和產生瞬間高壓的設備，它是在硅鋼製作的鐵芯上纏漆包線製作而成，這樣的帶鐵芯的線圈，在瞬間開/關上電時，就會自感產生高壓，加在日光燈管的兩端的電極（燈絲）上。這個動作是交替進行的，當啟輝器（跳泡）閉合時，燈管的燈絲通過鎮流器限流導通發熱；當啟輝器開路時，鎮流器就會自感產生高壓加在燈管的兩端燈絲上，燈絲髮射電子轟擊管壁的螢光粉發光，啟輝器反覆幾次通斷，就會反覆幾次這樣的動作，從而打通燈管。當燈管正常發光時，內阻變小，啟輝器就始終保持開路狀態，這樣電流就穩定的通過燈管、鎮流器工作了，使燈管正常發光。由於鎮流器在日光燈工作時，始終有電流通過，所以容易產生振動，並且會發熱，所以有鎮流器的日光燈，特別是鎮流器質量不好時，會產生很大的聲音，用的時間長了，還容易燒毀。鎮流器分電子鎮流器和電感鎮流器。[1]
目錄
來源發展
20世紀70年代出現了世界性的能源危機，節約能源的緊迫感使許多公司致力於節能光源和熒光燈電子鎮流器的研究，隨着半導體技術飛速發展，各種高反壓功率開關器件不斷湧現，為電子鎮流器的開發提供了條件，70年代末，國外廠家率先推出了第一代電子鎮流器，是照明發展史上一項重大的創新。由於它具有節能等許多優點，引起了全世界的極大關注和興趣，認為是取代電感鎮流器的理想產品，隨後一些著名的企業都投入了相當的人力、物力來進行更高一級的研究與開發。由於微電子技術突飛猛進，促進了電子鎮流器向高性能高可靠性方向發展，許多半導體公司推出了專用功率開關器件和控制集成電路的系列產品，1984年，西門子公司開發出了TPA4812等有源功率因數校正電器IC，功率因數達到0.99。隨後一些公司相繼推出集成電子鎮流器，1989年芬蘭赫爾瓦利公司又成功推出可調光單片集成電路電子鎮流器，電子鎮流器已在全世界特別是發達國家全國推廣應用。 當開關閉合電路中施加220V 50HZ的交流電源時，電流流過鎮流器，燈管燈絲啟輝器給燈絲加熱（啟輝器開始時是斷開的，由於施加了一個大於190V以上的交流電壓，使得啟輝器內的跳泡內的氣體弧光放電，使得雙金屬片加熱變形，兩個電極靠在一起，形成通路給燈絲加熱），當啟動器的兩個電極靠在一起，由於沒有弧光放電，雙金屬片冷卻，兩極分開，由於電感鎮流器呈感性，當電路突然中斷時，在燈兩端會產生持續時間約1ms的600V-1500V的脈衝電壓，其確切的電壓值取決於燈的類型，在放電的情況下，燈的兩端電壓立即下降，此時鎮流器一方面對燈電流進行限制作用，另一方面使電源電壓和燈的工作電流之間產生55°到65°的相位差，從而維持燈的二次啟動電壓，使燈能更穩定的工作。 電感鎮流由於結構簡單，作為第一種熒光燈配合工作的鎮流器，它的市場占有率還比較大，由於它的功率因數低，低電壓啟動性能差，耗能笨重，頻閃等諸多缺點，它的市場慢慢地被電子鎮流器所取代，電感鎮流器能量損耗：40W（燈管功率）+10W（電感鎮流器自身發熱損耗）等於整套燈具總耗電為50W。
電子鎮流器
電子鎮流器是一個將工頻交流電源轉換成高頻交流電源的變換器，其基本工作原理是： 工頻電源經過射頻干擾（RFI）濾波器，全波整流和無源（或有源）功率因素校正器（PPFC或APFC）後，變為直流電源。通過DC/AC變換器，輸出20K-100KHZ的高頻交流電源，加到與燈連接的LC串聯諧振電路加熱燈絲，但使燈管「放電」變成「導通」狀態，再進入發光狀態，此時高頻電感起限制電流增大的作用，保證燈管獲得正常工作所需的燈電壓和燈電流，為了提高可靠性，常增設各種保護電路，如異常保護，浪涌電壓和電流保護，溫度保護等等。
特點
節能型電感鎮流器的特點
優點
（1）節能。熒光燈的電子鎮流器，多使用20～60kHz頻率供給燈管，使燈管光效比工頻提高約10%（按長度為4尺的燈管），且自身功耗低，使燈的總輸入功率下降約20%，有更佳的節能效果。 （2）消除了頻閃，發光更穩定。有利於提高視覺分辨率，提高功效；降低連續作業的視覺疲勞，有利於保護視力。 （3）起點更可靠。預熱燈管後一次起點成功，避免了多次起點。 （4）功率因數高。符合國家標準的25W以上的熒光燈，其功率因數高於0.95。但應注意，國家標準對25W以下的燈管規定的諧波限值很高，以致使其功率因數下降到0.7~0.8。 （5）穩定輸入功率和輸出光通量：高品質產品有良好的穩壓性能，在電源、電壓偏差很大時，仍能保持光源恆定功率，穩定光照度，有利於節能。 （6）延長燈管壽命。高品質產品的恆功率和燈管電流下降，以及起點可靠等因素可使燈管壽命延長。 （7）噪音低。高品質電子鎮流器噪音可達35db以下，人們感覺不到噪音。 （8）可以調光。對於需要調光的場所，如：原使用白熾燈或鹵鎢燈調光的場所，代之以高效熒光燈配可調光電子鎮流器，可實現在2%~100%的大範圍調光。
缺點
（1）注重諧波含量。新修訂的《管形熒光燈用交流電子鎮流器 性能要求》（GB/T15144－2005）已經取消了原標準規定的電子鎮流器的分極（L級和H級），其諧波限值應符合《電磁兼容 限值 諧波 電流發射限值》（GB17625·1－2003）。 （2）注重產品質量和水平。當前市場上的電子鎮流器很多，質量和水平大不相同，可謂良莠不齊，魚龍混雜。主要表現為： ①諧波含量大； ②流明係數低； ③可靠性不高； ④使用壽命短。 這些產品雖價格低廉，但帶來的不良後果必須注意，建議不要使用。
類別
氣體放電燈的鎮流器主要有兩大類： （1）電感式鎮流器，包括普通型和節能型；也分為普通電感鎮流器和HID電感鎮流器。 （2）電子式鎮流器，20世紀70年代末進入市場，我國從20世紀80年代中期開始研製生產。這類鎮流器產品中也有諧波含量大小、能耗大小不同熒光燈鎮流器產品。 普通型和節能型鎮流器沒有明確的界限，不便推廣應用。歐盟關於直管熒光燈的能效等級標準有具體的數據規定，不同等級的產品規定了功率限值，可供借鑑。表1列出了歐盟的CELMA組織關於T8熒光燈鎮流器能效等級的劃分。 表1規定的能效等級，應按照歐盟標準EN 50294進行測試，可以給定相應的等級。 歐盟已經禁止使用的C級和D級電感鎮流器，正是我國新頒布的國家標準《建築照明設計標準》（GB50034-2004）中明確規定不應使用的電感鎮流器。該標準同時規定直管熒光燈應採用電子鎮流器或節能型電感鎮流器。前者相當於歐標的A2級和A3級產品；後者相當於B1級和B2級產品。而從標準編制組編寫的「標準培訓講座」的資料可以看出，在制定「照明功率密度（LPD）」標準中測算資料，電子鎮流器的系統功率相當於A2級，節能電感鎮流器系統功率則略高於B1級，但低於B2級。
選用
直管熒光燈鎮流器的選用 1、不應選用普通電感鎮流器 國標GB50034－2004規定，「直管熒光燈應配用電子鎮流器或節能型電感鎮流器」。這兩種鎮流器的能效優於普通電感鎮流器。歐盟也已禁止與此相當的C級產品，我國國標也明確規定不應選用。 2、電子鎮流器的應用 電子鎮流器對提高照明系統能效和質量有明顯優勢，是新國際推薦應用的產品，也是未來發展的趨勢。 選用建議： （1）在連續緊張的視覺作業場所和視覺條件要求高的場所（如設計、繪圖、打字等），在要求特別安靜的場所（病房、診室等）及青少年視看場所（教室、閱覽室等）應優先採用。 （2）在需要調光的場所，可以用三基色熒光燈配可調光數字式鎮流器，取代白熾燈或鹵素燈，能大大提高能效。 （3）應選用高品質、低諧波的產品，不應單純追求價廉，應滿足使用的技術要求，考慮運行維護效果，並作綜合比較。 （4）選用小於25W熒光燈時，如前所述，GB17625．1－2003標準規定的諧波限值很寬，如在一個建築物內大量應用，將導致多種不良後果。設計中應採取有效措施進行限制。 （5）選用的產品不僅要考察其總輸入功率，還應了解其輸出光通量。按規定，使用鎮流器的流明係數（μ）不應低於0.95。歐盟規定了鎮流器的能效等級，也相應規定了流明係數μ≥0.96。 3、節能型電感鎮流器的應用 節能型電感鎮流器的主要優勢是可靠性高，使用壽命長，諧波含量小，價格較便宜，除對視覺有特別要求外，可以廣泛應用，也是我國標準所推薦選用的產品。 選用建議： （1）節能型和普通型電感鎮流器的功耗沒有明確界限，有的生產廠標榜自己的產品是節能型，但不給出功耗值或給出的數據不實。由於缺乏考核，難以查實。前述歐盟的能效分級很明確，這些廠家標明是B1級或B2級產品，並經過國家檢測中心檢測就名副其實了。 （2）有的產品提供了總輸入功率，但未測試輸出光通量，使用者往往不注意或難以測試。應重視對流明係數大於0.95的要求。我們追求的是節省電，但決不能節省光。 （3）應考慮功率因數補償，包括單燈補償或線路集中補償等方式。 4、直管熒光燈鎮流器 直管熒光燈鎮流器對實施「照明功率密度（LPD）」限值的影響 GB50034-2004第6章規定了「照明功率密度（LPD）」最高限值指標，並作為強制性條文發布。這項規定對於實施我國節能方針無疑是十分積極而有效的。 要實施這項指標，必須全面地採取各項措施，包括合理確定照度水平，開展科學的照明工程設計等，但合理選用照明器材，包括光源、燈具及鎮流器，是十分重要的因素。其中，光源是第一要素。以應用最廣泛的直管熒光燈為例。如果選用高效的T8三基色熒光燈（36W）和T8鹵粉熒光燈相比，同為冷色溫時，前者可提高光效30%；相同照度時，前者的安裝功率降低23%（當然，如果T8三基色熒光燈管和過去的T12鹵粉燈管相比，可降低約32%）。
參考來源