隨著綠色照明的推廣,交流電子鎮(zhèn)流器開始嶄露頭角,進入20世紀(jì)90年代后,各種氣體放電燈用電子鎮(zhèn)流器及各種新型電光源在世界范圍內(nèi)不斷涌現(xiàn),形成被稱為“綠色照明”的新興產(chǎn)業(yè)。氣體放電燈作為舞臺電腦燈的主要光源,配置交流電子鎮(zhèn)流器已是大勢所趨。
常規(guī)電感式鎮(zhèn)流器在使用時有很大的缺陷。當(dāng)交流電過零時,燈就會產(chǎn)生滅火,這樣會使燈管產(chǎn)生100Hz的發(fā)光閃爍,從而降低燈管的發(fā)光效率。同時,電感式鎮(zhèn)流器為避免鐵心產(chǎn)生振動需填充瀝青,結(jié)果在運行時會產(chǎn)生音頻“嗡嗡”聲。另外,電感式鎮(zhèn)流器較重,通常一個1200W的電感式鎮(zhèn)流器重量為13Kg;且電感式鎮(zhèn)流器損耗大,發(fā)熱嚴(yán)重;電網(wǎng)電壓波動時,燈管的電流也隨之波動,當(dāng)電源電壓增加10%時,燈管的電流增加了17%,這將大大縮短燈具和燈泡的使用壽命。
電子鎮(zhèn)流器與傳統(tǒng)常用的電感鎮(zhèn)流器相比,有很多優(yōu)點,如提高了燈管和電路的工作效率,節(jié)省能源,易實現(xiàn)調(diào)光控制,無頻閃,無電感鎮(zhèn)流器特有的“嗡嗡”聲等。電感鎮(zhèn)流器的缺點在電子鎮(zhèn)流器中大多能得到克服。電子鎮(zhèn)流器實際上是一個高頻自激(他激)振蕩變換器,放電燈就是變換器的負(fù)載,負(fù)載電路里往往設(shè)置一個串聯(lián)諧振電路。
電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面:
1、高頻自激(他激)振蕩變換器電路加上這種串聯(lián)諧振,其負(fù)載能適用各種氣體放電燈僅僅改變諧振電路的電容、電感參數(shù)以選擇合適的Q值,就可驅(qū)動各種不同規(guī)格的氣體放電燈負(fù)載,不論是啟輝電壓較低的熒光燈,還是啟輝電壓極高的高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等。
2、串聯(lián)諧振負(fù)載電路提供給燈管的電壓是高頻正弦波,正弦波電壓驅(qū)動燈管會使電極損耗小,并且電弧穩(wěn)定;高頻相對工頻又會提高15%左右的燈發(fā)光效率。
3、高頻變換器和串聯(lián)諧振電感的組合,對于放電燈相當(dāng)于從一個低阻抗電壓源轉(zhuǎn)變成一個高阻抗電流源,可實現(xiàn)阻流和恒功率供電。
4、在高頻變換器的電網(wǎng)側(cè)接入功率因數(shù)校正電路(有源或無源),可使電網(wǎng)側(cè)功率因數(shù)提高到0.95以上,甚至高達0.99。
5、燈管在使用過程中會逐漸老化,老化是由于電極活性元素的發(fā)射性能不斷衰減造成的,老化的燈管發(fā)光效率亦不斷下降。然而電子鎮(zhèn)流器的諧振電路能不斷地向燈管提供補償電能,使燈管保持有效發(fā)光,因此燈管使用壽命得到延長。
6、在電子鎮(zhèn)流器上實現(xiàn)短路、開路、過壓、過流、過熱等保護比較容易,特別是電腦燈在應(yīng)用過程中調(diào)光控制功能能得到充分的體現(xiàn)。
7、在體積和重量上,電子鎮(zhèn)流器也有非常顯著的優(yōu)勢,功率越大優(yōu)勢越明顯。
電子鎮(zhèn)流器也并不是沒有缺點,造價高、電路復(fù)雜,對制作工藝、技術(shù)指標(biāo)都有嚴(yán)格的要求,比如說電源輸入電流諧波含量和線路功率因數(shù)就是兩個非常重要的指標(biāo)。國際電工委員會也制定了IEC555-2、IEC61000-3-2等法規(guī),歐洲制定了EN60555-2法規(guī),中國政府也制定了國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T14549-93等法規(guī),對用電設(shè)備的電壓、電流波形失真作出了具體限制和規(guī)定。
隨著開關(guān)電源、電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用,促進了PFC(功率因數(shù)校正)技術(shù)的發(fā)展。PFC電路基本工作原理是通過控制電路強迫輸入電流跟蹤輸入電壓,實現(xiàn)輸入電流正弦化,并與輸入電壓同步,其作用相當(dāng)于一個純電阻。市面上較好的電子鎮(zhèn)流器功率因數(shù)大于0.95(在0.98左右),諧波總含量小于20%,三次諧波及其他倍頻諧波總含量低于10%,燈電流波峰比小于1.7,EMC符合IEC規(guī)定,廉價的電子鎮(zhèn)流器功率因數(shù)普遍不超過0.65,輸入電流總諧波失真THD高達100%以上。那么不達標(biāo)的電子鎮(zhèn)流器在使用過程中會造成什么危害呢?
電子鎮(zhèn)流器輸入端的電源電流諧波含量過高,如果是一戶單獨使用,其危害也許并不能夠明顯地表現(xiàn)出來。但如果是千家萬戶密集使用,所產(chǎn)生的諧波電流會對電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重污染,影響到整個電力系統(tǒng)的電氣環(huán)境,包括電力系統(tǒng)本身和廣大用戶。過量的電流諧波會使發(fā)電機和電動機產(chǎn)生附加的功率損耗,引起發(fā)熱;對無功補償電容器組,會引起諧振和諧波電流過大,從而導(dǎo)致電力電容器因過負(fù)載或過電壓而損壞;諧波電流會增加變壓器和電網(wǎng)的損耗;電流諧波含量過高的電子鎮(zhèn)流器在電網(wǎng)的某一路密集安裝使用,會使三相四線制供電系統(tǒng)的中線電流急劇增加,遠遠高于相電流,引起中線超負(fù)荷,并很容易導(dǎo)致電子鎮(zhèn)流器成批損壞。情況嚴(yán)重時,還會引起火災(zāi),造成重大的經(jīng)濟損失。因此,無論從保證電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟運行還是從保護用戶設(shè)備和人身安全來看,必須嚴(yán)格限制電流諧波含量,以減少諧波污染造成的嚴(yán)重危害。
基于上述行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和嚴(yán)格的技術(shù)要求,許多燈光廠還有一系列技術(shù)難點不能突破,再加上造價高,所以許多電腦燈廠家仍然在使用電感式鎮(zhèn)流器。而彩熠燈光公司在2002年就已經(jīng)大膽地啟用了開關(guān)電源、電子鎮(zhèn)流器,在舞臺燈光行業(yè)中成為第一個吃螃蟹的人。雖然前期遇到一些坎坷,但經(jīng)過幾年的總結(jié)經(jīng)驗和持續(xù)改進,彩熠在此道路上越走越順。2008年,彩熠購進了40多萬元的檢測設(shè)備,專門用來檢測電子鎮(zhèn)流器、開關(guān)電源的相關(guān)枝術(shù)指標(biāo),來確保每批產(chǎn)品出貨優(yōu)良。彩熠燈光現(xiàn)已成為舞臺燈光行業(yè)“綠色照明”的引領(lǐng)者。
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文章來源:彩熠燈光