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1、綠色照明是指通過(guò)科學(xué)的照明設(shè)計(jì),采用高效節(jié)電照明產(chǎn)品,達(dá)到節(jié)電、保護(hù)照明環(huán)境和提高照明質(zhì)量的統(tǒng)稱;是國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)家現(xiàn)代化的標(biāo)志;我國(guó)已將“綠色照明工程”列為重點(diǎn)推廣項(xiàng)目和節(jié)能產(chǎn)業(yè)跨世紀(jì)戰(zhàn)略;綠色照明是系統(tǒng)工程綠色照明是照明節(jié)電、減少對(duì)環(huán)境污染、保護(hù)生態(tài)平衡的系統(tǒng)工程。實(shí)施“綠色照明”包括:推廣使用高效節(jié)能電光源,如細(xì)管徑熒光燈、電子節(jié)能燈等;推廣使用高性價(jià)比節(jié)電照明電器附件,如電子鎮(zhèn)流器、調(diào)光裝置、智能照明控制設(shè)備、光控幵關(guān)等;采用高效節(jié)能燈具,提高燈飾透光率、反射率等;控制生產(chǎn)和使用中產(chǎn)生的污染,包括汞、稀土元素,以及燈、燈具高頻工作產(chǎn) 生的電磁干擾等;采用先進(jìn)照明設(shè)計(jì),合理選用高效節(jié)能
2、產(chǎn)品,營(yíng)造現(xiàn)代照明環(huán)境和光文化;組織制定有關(guān)政策、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn),培育技術(shù)和市場(chǎng),促進(jìn)推廣應(yīng)用等;綠色照明中國(guó)節(jié)能產(chǎn)業(yè)跨世紀(jì)的戰(zhàn)略綠色照明產(chǎn)品 泛指能創(chuàng)造綠色照明環(huán)境的產(chǎn)品,包括新型、高效、節(jié)能電光源和配套照明電器附件、燈具及控制器等; “中國(guó)綠色照明工程”現(xiàn)階段重點(diǎn)發(fā)展和推廣應(yīng)用的綠色照明產(chǎn)品包括:光效高、光色好、壽命長(zhǎng)、安全和性能穩(wěn)定的節(jié)能電光源,如細(xì)管徑熒光燈、緊湊型熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈及其它新型光源等; 自耗小、省電,對(duì)環(huán)境、人體無(wú)污染和影響的照明電器附件,包括電子鎮(zhèn)流 器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子變壓器等;光能利用率高,安全、可靠,美觀、適用的照明燈具; 傳輸效率高,電能損耗小,
3、使用安全可靠的配線器材,各種調(diào)光裝置,感應(yīng)、光控開(kāi)關(guān)和遙控等控制器具; 集光、電、IT技術(shù)于一體的智能照明系統(tǒng);綠色照明,功在當(dāng)代、利在千秋 緩解電力供需矛盾。目前,我國(guó)照明用電1500億度(占總發(fā)電量10%),約相當(dāng)長(zhǎng)江三峽電站年發(fā) 電量的2倍,缺電和照明落后成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸; 實(shí)施“中國(guó)綠色照明工程” ,可節(jié)電300億度, 節(jié)約原煤1500億噸, 減少污染、保護(hù)環(huán)境; 推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)進(jìn)步; 產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益;11W電子節(jié)能燈替代60W白熾燈可節(jié)電48W按4小時(shí)/天使用計(jì)算,年節(jié)電71度,全國(guó)替換2億只,年可節(jié)電142億度;全國(guó)家庭億戶(含農(nóng)村2億戶),照明仍以白熾燈為主
4、體,加上企事業(yè)、公用設(shè)施用白熾燈,數(shù)量可觀。若全部改用電子節(jié)能燈,年可節(jié)電938億度,超過(guò)長(zhǎng)江三峽總發(fā)電量,是葛洲壩水電站年發(fā)電量的5倍;全球“綠色照明”新發(fā)展 美國(guó)九十年代初首先推出“綠色照明計(jì)劃” ,隨著全球綠色環(huán)保運(yùn)動(dòng)的興起,已在各國(guó)推廣,并有新發(fā)展:美國(guó)正在開(kāi)展旨在降低生產(chǎn)、銷售成本和擴(kuò)大市場(chǎng)容量的“能源之星”活動(dòng)和 大宗采購(gòu)計(jì)劃” ;歐盟各國(guó)在幵展電力需求管理活動(dòng)(DSM基礎(chǔ)上,將“綠色照明計(jì)劃”擴(kuò)展到私人公司或團(tuán)體;中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家正逐步實(shí)施“綠色照明計(jì)劃” 。近年環(huán)繞提高產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量水平,提高節(jié)電產(chǎn)品認(rèn)識(shí)和建立持續(xù)、高效照明產(chǎn)品市場(chǎng)三大主題工作;綠色照明”成功經(jīng)驗(yàn)和“能源之星”
5、活動(dòng)是全球“綠色照明”活動(dòng)的典范; 全球綠色照明”運(yùn)動(dòng)呈現(xiàn)三大特點(diǎn):組織大宗采購(gòu)計(jì)劃”是推廣“綠色照明”的有效方法;建立非補(bǔ)貼、可持續(xù)化高效照明產(chǎn)品市場(chǎng)是各國(guó)發(fā)展的目標(biāo);綠色照明新一族一節(jié)能電光源第一代熱輻射光源優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光色好、發(fā)光柔和穩(wěn)定、成本低,使用方便;缺點(diǎn):光效低、耗電大、壽命短,逐步為節(jié)能電光源取代;第二代氣體放電光源三十年代起幵發(fā),較白熾燈發(fā)光機(jī)理不同(輝光放電),發(fā)光效率有質(zhì)的飛躍。代表產(chǎn)品:熒光燈(1938年問(wèn)世),光效高白熾燈5倍,作一般照明;低壓鈉燈,光效高白熾燈十幾倍,光色單一(黃光),只能作道路、隧道照明;高壓氣體放電光源(高壓汞燈、大功率氙燈等),功率大、光效
6、高,用作場(chǎng)館和泛光照明;照明電光源發(fā)展簡(jiǎn)況類燈種 幵光效平均壽優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)用照明電光源的發(fā)展電光源是當(dāng)今照明的主體,自1879年白熾燈問(wèn)世以來(lái),發(fā)展經(jīng)歷了三代:利用鎢絲發(fā)熱而發(fā)光。代表產(chǎn)品為白熾燈和60年代幵發(fā)的鹵鎢燈;別發(fā) 年代(Lm/w)命(小 時(shí))第一代熱輻射 光源白熾燈18799345001000光線柔和、穩(wěn)疋, 成本低;光效低、壽命 短室內(nèi)外鹵鎢燈60702050第二 代氣體放 電光源熒光燈193840505000光效較咼、顯色性提高室內(nèi)低壓鈉燈304054144色單一、顯色性差道路、隧 道高壓汞燈 大功率氙 燈50604050室內(nèi)、 泛光照明第三代細(xì)管徑熒 光燈(T8、T5)70955
7、0105500020000三基色、體積小、 壽命長(zhǎng);功率?。皇覂?nèi)緊湊型熒 光燈70末高壓鈉燈668055140顯色性好(60)、光色多、光效高;壽 命長(zhǎng)道路、場(chǎng) 館照明工程金屬鹵化 物燈609080125新光源耦合放電高頻無(wú)極 燈90556540000光效高、顯色性好、 壽命長(zhǎng);功率?。皇覂?nèi)外螺旋一體燈10000陶瓷金鹵 燈光效高、光性能穩(wěn)定;介質(zhì)放電紫外光源90末600012000光效高、性能穩(wěn)定;研制中表面放電平面熒光 燈27光均勻、無(wú)汞、低 溫性能好;光效低微波放電微波金鹵 燈90末8011030000啟動(dòng)快、光穩(wěn)定、 壽命長(zhǎng);功率低、成本高;微波準(zhǔn)分 子燈微波硫燈光效高、壽命長(zhǎng); 結(jié)構(gòu)
8、復(fù)雜、成本咼;第三代節(jié)能氣體放電光源六十至七十年代起幵發(fā),代表產(chǎn)品:細(xì)管徑熒光燈(T& T5)緊湊型熒光燈(電子節(jié)能燈)兩類燈較普通熒光燈光效高 (從4050Lm/W提高到80Lm/VV、顯色性好、壽命長(zhǎng)、且結(jié)構(gòu)緊湊、通用性好,已成為室內(nèi)照明主體;高強(qiáng)度氣體放電光源(HID),如高壓鈉燈(HPS、金屬鹵化物燈(MH,六十年代研制、八十年代形成規(guī)模生產(chǎn)。 較高壓汞燈光效高(1倍),顯色性好(Ra60),壽命6000小時(shí)以上,廣泛用于道路、場(chǎng)館、大型照明工程等。八十至九十年代已幵發(fā)出一批新型節(jié)能氣體光源,包括:無(wú)汞熒光燈高頻無(wú)極熒光燈平面熒光燈咼顯色性咼壓鈉燈陶瓷金屬鹵化物燈微波硫燈主要燈
9、種性能比較燈種功率(W光效(Lm/W顯色指數(shù)(Ra)平均壽命(小 時(shí)) 頻閃效 應(yīng) 表面亮 度白熾燈51000934901005001000不明 顯大普通熒光 燈312540506020005000明顯小緊湊型熒326501056060008000無(wú)小光燈(電子節(jié)能燈)HID燈 (HPSMH35100055140609020000不明 顯大主要燈種節(jié)電效果比較燈種替代光 源節(jié)電(%比例使用、替代情況備注T12熒光燈白熾燈7073室內(nèi)外照明,無(wú)條件替 代粗管徑T8熒光燈T12熒光 燈1020室內(nèi)照明,逐步替代細(xì)管徑T5熒光燈T8熒光燈2030同上細(xì)管徑緊湊型熒光燈白熾 燈7083室內(nèi)照明(調(diào)光要
10、求除 外)電子節(jié)能 燈高壓鈉燈(HPS高壓汞燈5660道路、場(chǎng)館,逐步替代金屬鹵化物燈(MH高壓汞燈4246商場(chǎng)、賓館,逐步替代節(jié)能電光源泛指光效高或節(jié)電效率高的光源,主要為第三代節(jié)能光源和新光源。細(xì)管徑熒光燈針對(duì)普通T12(38伽)熒光燈耗材、發(fā)光效率低等缺點(diǎn),七十年代末飛利浦公司幵發(fā)出T8(26伽)細(xì)管徑熒光燈,目前已逐步替代T12管。T8熒光燈較T12燈有以下優(yōu)點(diǎn):節(jié)電,在光通量相同條件下T8節(jié)電約10%20%光效(70Lm/Vy提高15%節(jié)材約30%表面亮度提高約20%附加成本(倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)費(fèi)等)降低50%與T8管腳、長(zhǎng)度相同,易互換;我國(guó)T8管產(chǎn)量已突破2000萬(wàn)只,主要廠家飛東照明公司
11、、佛山照明公司、北京松下顯像管公司等;管型熒光燈分類及尺寸燈功率20303640658085125長(zhǎng)度(m)直徑(mmT5(巾16)T12(巾38)T8(巾26)T10(巾32)發(fā)光顏色日光色(RR)(RL)等暖白色(RN)冷白色熒光燈主要參數(shù)類型功率(W)長(zhǎng)度(mm)光通量(Lm)光效(Lm/W)壽命(h)經(jīng)濟(jì)型(普通熒光粉)1860010505880003612002500698000豪華型(三基色熒光粉)186001500831600036120033509316000T8九五年,飛利浦、美國(guó)GE公司相繼生產(chǎn)T5熒光燈(巾16mm,比T8燈節(jié)電20%30%具有管電流一致性好、管壓降高等特
12、點(diǎn),光效可達(dá)106Lm/W壽命16000小時(shí),我國(guó)上海真空電子器件公司已幵發(fā)生產(chǎn);九六年,日本東芝公司推出T5環(huán)形熒光燈,光通量提高倍,并注重改善顯色指數(shù)(高顯色性Ra可達(dá)8595);常用細(xì)管徑熒光燈產(chǎn)品管徑(mm功率(W替代產(chǎn)品備注T8(略新)2636T12/40W北美已結(jié)束 歐洲已幵始1836T12/20WT8 (較新)2632T8/36W北美已幵始T5(最新)1628T8/36W將幵始1614T8/18W緊湊型熒光燈(CFL)俗稱電子節(jié)能燈。具有光效高(是普泡4-5倍)、節(jié)電明顯、壽命長(zhǎng)(是普泡5-8倍)、體積小、使用方便等優(yōu)點(diǎn);79年,飛利浦最先推出SL型燈。我國(guó)82年幵始研制,99年
13、產(chǎn)量?jī)|只(占世界總產(chǎn)量35%,但質(zhì)量參差不齊,壽命一般為30005000小時(shí)(國(guó)外10000小時(shí));CFL分整體式(一體燈)和分離式兩類。發(fā)展方向是一體燈,原因:互換性好,有H、U、n、D等不同緊湊型,尺寸形狀接近白熾燈,且發(fā)光面積大;采用稀土三基色熒光粉及涂敷新工藝,提高光效、降低色溫;內(nèi)置電子鎮(zhèn)流器,省電、啟動(dòng)快、無(wú)頻閃躁聲,使用方便;為提高燈功率,95年美國(guó)GE公司生產(chǎn)出螺旋一體燈(13-48W),在保證緊湊尺寸和配光曲線同時(shí),光效提高到60-70Lm/W(是白熾燈7-8倍),壽命1萬(wàn)小時(shí)以 上;CFL替代普 泡光通量(Lm)單燈節(jié)電(W/只) 單燈年節(jié)電(度/年.只)9W替代40W40
14、03111W替代60W6004915W替代75W900609020W替代100W120080120表2-7替代普燈節(jié)電效果CFL圖2-1插入式螺旋一體燈高壓鈉燈(HPS)屬高強(qiáng)度氣體放電光源(HID),在光效、顯色性和壽命方面有明顯優(yōu)勢(shì) (表2-3),另具透霧力強(qiáng)和不誘蟲(chóng)等特點(diǎn),已廣泛用于道路、場(chǎng)館等照明;主要品種普通型一光效高、壽命長(zhǎng),但顯色性較差,適合一般道路、場(chǎng)館等照明;替代型一可直接替代高壓汞燈,滿足照度同時(shí)功率略有下降;舒適型一顯色性好,可擴(kuò)展室內(nèi)外重要場(chǎng)合照明;高光效型一改進(jìn)光電管結(jié)構(gòu)并填充高壓氙氣,光效高達(dá)140Lm/W是理想電光源;高顯色性一白色高壓鈉燈,高顯色指數(shù)(80),適
15、合高要求照明場(chǎng)合使用;農(nóng)藝型一有特殊光色,適合農(nóng)藝栽培照明;金屬鹵化物燈(MH)60年代初,鈉-鉈-銦金鹵燈問(wèn)世,最大優(yōu)點(diǎn)是光色好(Ra=65-90)、光效可達(dá)130Lm/W平均壽命12萬(wàn)小時(shí)。九十年代技術(shù)日趨成熟,正逐步替代鹵鎢燈、高壓汞燈和高壓鈉燈,是發(fā)展廣闊的新光源;主要類別:稀土金鹵燈、光譜型金鹵燈(鈉-鉈-銦系列)、連續(xù)輻射型金鹵燈和單色性金鹵燈等;我國(guó)八十年代末生產(chǎn),目前年產(chǎn)量已達(dá)200萬(wàn)只,主要廠家:上海亞明燈泡廠、浙江陽(yáng)光集團(tuán)等;主要?dú)怏w放電光源性能比較性能高壓汞燈高壓鈉燈金鹵燈250W5112180400W5513295光效(Lm/W 1 1000W60147112顯色性(R
16、a)204030656590熒光燈產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展發(fā)展主題保護(hù)環(huán)境.從三方面入手:提高光效、減少能耗;減少用汞量、幵發(fā)無(wú)汞熒光燈;采用低鉛或無(wú)鉛玻璃,推廣應(yīng)用水涂粉工藝技術(shù)等;節(jié)約能源.包括:提高光效,改善顯色性;幵發(fā)新型點(diǎn)燈附件(如電子鎮(zhèn)流器、智能控制系統(tǒng))、提高節(jié)電效果;提高生產(chǎn)工藝、設(shè)備水平,降低生產(chǎn)能耗;滿足市場(chǎng)、用戶要求幵發(fā)不同光色、不同顯色性能和不同形狀熒光燈;技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)環(huán)繞提高光效、光色、壽命三大主題和以下課題進(jìn)行:研究低壓氣體高頻放電特性,包括惰性氣體-汞高頻放電特性,并從燈及電子鎮(zhèn)流器方面改進(jìn);控制汞量,采用汞齊、涂敷保護(hù)膜,改善熒光粉表面特性;幵發(fā)無(wú)汞熒光燈,包括研究準(zhǔn)分子
17、等離子特性,幵發(fā)光子激發(fā)熒光粉等;研究應(yīng)用Al2O3等保護(hù)膜及涂敷工藝,提高光通維持率; 研究應(yīng)用高頻無(wú)極燈,降低干擾、提高光效; 改善電子鎮(zhèn)流器性能,實(shí)現(xiàn)對(duì)熒光燈可調(diào)光功能,適應(yīng)智能照明系統(tǒng)應(yīng)用; 研究熒光燈光譜特性、顯色性能等,開(kāi)發(fā)適應(yīng)各種需要的特種熒光燈;當(dāng)今,應(yīng)特別重視高頻無(wú)極熒光燈、平面熒光燈、無(wú)汞熒光燈等產(chǎn)品的開(kāi)發(fā);HID燈的技術(shù)發(fā)展為使HID燈(特別是MH向室內(nèi)照明發(fā)展,HID燈正向燈功率大型或小型化、光色穩(wěn)定性(低色溫)好、高顯色性和超長(zhǎng)壽命方向發(fā)展; 主要研究課題:發(fā)光機(jī)理,包括高溫?zé)峄瘜W(xué)反應(yīng)、高頻高壓?jiǎn)?dòng)和聲共振現(xiàn)象等;新材料,主要是放電管管壁(如半透明陶瓷管)及電極材料;
18、配套電器附件,重點(diǎn)是一體式電子鎮(zhèn)流器。包括解決:承受高壓/大電流沖擊、降低溫升、二次熱啟動(dòng)和高頻聲頻共振四大技術(shù)難題;開(kāi)發(fā)新系列品種,重點(diǎn)是陶瓷金鹵燈、車用小功率金鹵燈等;三、電子鎮(zhèn)流器綠色照明新一代產(chǎn)品電子鎮(zhèn)流器基礎(chǔ) 電感鎮(zhèn)流器1.管型熒光燈是氣體放電燈,傳統(tǒng)使用必須有“啟輝器”和“鎮(zhèn)流器”啟輝器:并接燈管兩端。通電后,能產(chǎn)生高電壓,迫使燈管“放電”一導(dǎo)通一發(fā)光,是熒光燈正常工作的啟動(dòng)器; 鎮(zhèn)流器:與燈管串聯(lián)。能自動(dòng)限制啟動(dòng)電流的增大(燈管負(fù)阻效應(yīng))獲得穩(wěn)定的燈電壓、燈電流,是熒光燈正常工作的鎮(zhèn)流裝置;2.熒光燈的啟動(dòng)電壓、燈電壓、燈電流與燈管類別有關(guān),使用啟輝器和鎮(zhèn)流器必須與之匹配,否則影
19、響燈管壽命,甚至不能工作;3.電感鎮(zhèn)流器(又稱鐵磁式鎮(zhèn)流器)用鐵芯和漆包線繞制。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,但自耗大(40W鎮(zhèn)流器實(shí)際功耗48VV,易產(chǎn)生“熱”和噪聲,還因低頻工作產(chǎn)生100120HZ頻閃,且體積大、重量重;電子鎮(zhèn)流器電子鎮(zhèn)流器是將工頻(50HZ/60HZ)交流電變換為較高頻率的交流電,并能使一個(gè),使燈管或幾個(gè)熒光燈正常 啟動(dòng)和穩(wěn)定工作的變換器(國(guó)外稱安定器) 。1.基本原理:用電子元器件組成高頻變換電路。 先將照明交流電源整流變成直流電,再由“逆變器”變?yōu)楦哳l交流電,由振蕩電路產(chǎn)生2050KHZ的高頻電壓去啟動(dòng)和點(diǎn)亮熒光燈,經(jīng)調(diào)整可正確與燈匹配,滿足不同功率燈管的啟動(dòng)電壓、燈電壓和燈電
20、流,達(dá)到正常工作。2.優(yōu)點(diǎn)電子鎮(zhèn)流器較電感鎮(zhèn)流器有以下優(yōu)點(diǎn)(1)節(jié)電省錢比同規(guī)格電感鎮(zhèn)流器節(jié)電2530%,原因:高頻工作,提高燈發(fā)光效率。圖3-1曲線表明:光效隨工作頻率(50HZ50KHZ提高而增加,同光照度下電子鎮(zhèn)流器輸入功率降低;自身功耗低, 約為燈功率的5%(較電感鎮(zhèn)流器降低15%);多管驅(qū)動(dòng)和高功率的電子鎮(zhèn)流器節(jié)電 效果更顯著;線路功率因數(shù)提高 (由電感鎮(zhèn)流器的提高到以上),電網(wǎng)利用率相應(yīng)提高,實(shí)現(xiàn)間接節(jié)能; 發(fā)光效率高,產(chǎn)生熱能小,空調(diào)房等用電量相應(yīng)減少; 功率因數(shù)高,輸入電流減少,電力配線安裝要求及成本降低;不需啟輝器,省去更換時(shí)間和費(fèi)用;無(wú)頻閃,發(fā)光柔和,有益保護(hù)視力;啟動(dòng)快,
21、不出現(xiàn)反復(fù)起輝、閃爍現(xiàn)象;有預(yù)熱啟動(dòng) 功能,大大延長(zhǎng)燈管壽命;工作寧?kù)o,無(wú)噪聲,提高照明環(huán)境質(zhì)量;可用市電和直流電源供電,低壓(150V)下能啟動(dòng),效頻率變化曲線(6)采用調(diào)頻、脈寬調(diào)制(PWM光接收等技術(shù),容易實(shí)現(xiàn)對(duì)熒光燈調(diào)光和光控智能幵關(guān);(7)具異常狀態(tài)(燈幵路、短路、過(guò)載等)保護(hù)功能,延長(zhǎng)鎮(zhèn)流器壽命;(8)體積小、重量輕,安裝使用方便;電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器性能比較(40W項(xiàng)目電感鎮(zhèn)流器電子鎮(zhèn)流器光照質(zhì)里工作頻率50HZ有嚴(yán)重頻 閃電感線圈鎮(zhèn)流,噪聲大有害視覺(jué)工作頻率20KHZ無(wú)頻閃電子器件鎮(zhèn)流,無(wú)噪聲光照質(zhì)量改善,保護(hù)視力啟 動(dòng)工 作條 件環(huán)境溫度-5 C+50 C-10 C+50C
22、電網(wǎng)電壓低于180V不能正常啟動(dòng)低至150V仍能正常啟動(dòng)、工作, 但光通量降低工作溫度最高達(dá)+120C,影響室內(nèi)溫 度自身溫升大,易發(fā)生火災(zāi)+50 C左右有過(guò)熱控制、保護(hù)措施允許電壓波動(dòng)范圍寬(1015%;圖3-1熒光燈光電 能消 耗線路電流(A)有功損耗(W4942(節(jié)電14%無(wú)功損耗(W電網(wǎng)有50%e功損耗電網(wǎng)有3%e功損耗無(wú)功節(jié) 電45%X上后期維護(hù)低壓或低溫時(shí),不能一次啟 動(dòng),多次啟動(dòng)易損壞燈陰極,縮 短燈管壽命啟輝器壽命短,需經(jīng)常更換頻繁維修,易損壞燈具具預(yù)熱功能,一次啟動(dòng),可 延長(zhǎng)燈管壽命無(wú)需更換啟輝器具異常狀態(tài)保護(hù)功能,延長(zhǎng) 鎮(zhèn)流器壽命電子鎮(zhèn)流器的發(fā)展1978年,飛利浦公司率先研
23、制出電子鎮(zhèn)流器。隨著光源技術(shù)的進(jìn)步和幵發(fā)應(yīng)用,電子鎮(zhèn)流器已經(jīng)歷五代發(fā)展:第一代:普通(簡(jiǎn)單)型電子鎮(zhèn)流器七十年代末生產(chǎn),是低頻向高頻過(guò)渡的產(chǎn)品。多半采用簡(jiǎn)單電子線路,功能單一,缺乏可靠性和對(duì)電網(wǎng)影響考慮。電器性能差:功能因數(shù)小于,電流諧波含量高達(dá)130%無(wú)預(yù)熱啟動(dòng)和異常保護(hù)功能,嚴(yán)重影響燈管和鎮(zhèn)流器壽命,并對(duì)電視機(jī)等有嚴(yán)重干擾,已不再生產(chǎn)使用;第二代:無(wú)源濾波“高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器”在第一代基礎(chǔ)上,按IEC標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)GB15143/15144生產(chǎn)。采用無(wú)源濾波技術(shù)和功率因數(shù)校正電路(PFQ,提高功率因數(shù)()、抑制諧波含量(THD 30%,并設(shè)計(jì)預(yù)熱啟動(dòng)、異常狀態(tài)保護(hù)等功能,使鎮(zhèn)流器性能和可靠性
24、有較大改善,加上電路簡(jiǎn)單,成本較低,有較強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。缺點(diǎn)是燈電流波峰系數(shù)CCF超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)(),對(duì)燈管壽命不利。此外,抗電磁干擾(EMI)差,易引起線路干擾;第三代:有源濾波“高性能電子鎮(zhèn)流器”為克服電子鎮(zhèn)流器電流諧波含量大而對(duì)電網(wǎng)污染(稱“銀網(wǎng)痼疾”九三年幵發(fā)出有功率因數(shù)補(bǔ)償功能的高性能電子鎮(zhèn)流器。采用有源濾波單端脈寬 調(diào)制(PWM技術(shù),抑制電流波形失真,實(shí)現(xiàn)了高性能:功率因素,CCR。同時(shí),采用預(yù)熱軟啟動(dòng)、零電壓幵關(guān)(諧波逆變)、電磁兼容(EMC等 新技術(shù),使性能、可靠性進(jìn)一步提高。缺點(diǎn):電路較復(fù)雜,成本及生產(chǎn)工藝難度相對(duì)提高。但多管驅(qū)動(dòng)鎮(zhèn)流器(如2X 40W以上)多半采用此技術(shù),成本相對(duì)下
25、降。第四代:高性價(jià)比電子鎮(zhèn)流器九十年代起幵發(fā)。特點(diǎn)是采用集成技術(shù),省去振蕩電路和磁環(huán)等,將部分元器件制成專用集成電路(ASIC)或混合厚膜電路,并采用有源諧振電路使逆變器線路簡(jiǎn)化,同時(shí),廣泛采用表面貼裝器件(SMD和技術(shù)(SMT,大大提高產(chǎn)品性價(jià)比和可靠性,是鎮(zhèn)流器發(fā)展的主流;第五代:特種電子鎮(zhèn)流器九十年代中、末期,根據(jù)市場(chǎng)需要,相繼幵發(fā)出可調(diào)光、光控電子鎮(zhèn)流器,并在高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)電子鎮(zhèn)流器研制中取得進(jìn)展。電子鎮(zhèn)流器在氣體 放電燈一自鎮(zhèn)流熒光燈中幾乎全部取代了電感式鎮(zhèn)流器;電子鎮(zhèn)流器種類及特點(diǎn)1 1性能),國(guó)外THD 10%類另y功率因 數(shù)(入)諧波含 量(THD)燈電流波 峰比(
26、CCF優(yōu)缺點(diǎn)應(yīng)用第一代普誦型130%線路簡(jiǎn)單、成本低、有節(jié)電功能;性能差、功率單- * 小功率、電 壓波動(dòng)小;已逐步淘汰;第二 代 高功率因 數(shù)30%約無(wú)源濾波,PFC電路有預(yù)熱、異常保 護(hù)功能;性價(jià)比較高中功率廣泛應(yīng)用第三代高性能10%10%10%50%約低約20低銷量下 降無(wú)源H級(jí)有有不 定約30%一般約30一般銷量大無(wú)源高性 能(L級(jí))有有有15%高約40高銷量大有源濾波有有有10%高50以上一般咼要求、多管驅(qū)動(dòng)電子鎮(zhèn)流器的質(zhì)量要求IEC和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求電子鎮(zhèn)流器已列入國(guó)際電工委員會(huì)(lEC)CB公報(bào)和中國(guó)電工產(chǎn)品認(rèn)證委員會(huì)(CCEE)認(rèn)證范圍;認(rèn)證依據(jù):根據(jù)IEC928/929-90制訂
27、的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):GB151494管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器一般要求和安全要求GB/T15144 94管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器的性能要求國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)主要要求列表3-4:一、GB15143條 款標(biāo) 準(zhǔn)技 術(shù)要求備 注8.接地裝置分保護(hù)、功能、及外殼(或底版)接地。接地端子應(yīng)符合IEC598-1(14/15)規(guī)定,電連接應(yīng)鎖緊,防止松動(dòng);國(guó)標(biāo)對(duì)電子鎮(zhèn)流器的主要技術(shù)要求表3-412.防濕及絕緣潮熱試驗(yàn)(濕度91-95%,+20300)48小時(shí)后,測(cè)試輸入和輸 接的整體和金屬零件(DC500V/1分鐘),絕緣電阻仝2MQ出13.介電強(qiáng)度潮濕試驗(yàn)后,在上述部件間加AC1500V/1分鐘,不發(fā)生閃絡(luò)或擊穿14.異
28、常現(xiàn)象在燈幵路、一個(gè)陰極壞、燈不激活、燈一個(gè)陰極激活、啟動(dòng) 幵關(guān)短路5種異常條件下,鎮(zhèn)流器在額定電壓10%r工作不損壞故障狀態(tài)在以下情況下,鎮(zhèn)流器不損壞和出現(xiàn)易燃?xì)怏w:a.間距小于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的配電距離和電氣間隙跨接短路;b.半導(dǎo)體器件跨接短路或幵路;c.絕緣層跨接短路;d.電解電容兩端短路;二、GB/T15144線路功率額定電壓下工作,線路功率不大于標(biāo)準(zhǔn)值的110%功率因數(shù)額定電壓和頻率下工作,線路功率因數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)值不得相差;電流波形燈電流波峰比額定電壓穩(wěn)定工作后,電流諧波含量應(yīng)符合表規(guī)定見(jiàn)表3-5額定電壓穩(wěn)定工作后,燈電流波峰比V異常狀態(tài)在倍額定電壓下,斷幵燈和燈不啟動(dòng)各工作1小時(shí),鎮(zhèn)流器不損壞
29、耐久性經(jīng)下列試驗(yàn),恢復(fù)室溫后仍能正常啟動(dòng),并工作15分鐘:a.低溫(1小時(shí))一高溫(1小時(shí)),交替5周期 次幵關(guān)(幵關(guān)各30秒)c.在額定電壓和Tc(外殼最高溫度)下工作200小時(shí)環(huán)境溫度試驗(yàn)在額定電壓、+50 C下工作4小時(shí),外殼溫度小于Tc參數(shù)GBlECDIN (德 國(guó))JIS(本)日ANSI(澳大利亞)CCFTHD(%)255553303025(入/305入入7三次諧波倍7774頻波9443均方根和:3011n表3-5部分參數(shù)各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)比較33其它1122單次諧波:7高性能電子鎮(zhèn)流器的特點(diǎn)和要求只有高性能的電子鎮(zhèn)流器才能保證使用安全、可靠,其特點(diǎn)、要求包括:電子鎮(zhèn)流器電路組成及工作原理1.
30、組成電子鎮(zhèn)流器核心一高頻變換電路,組成框圖見(jiàn)圖2.工作原理(1) AC/DC變換-由全橋整流器等完成。整流前,經(jīng)電磁干擾(EMI)濾波器濾波(含射頻干擾RFI)由電感L和電容C組成;阻止鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的高次諧波反饋到輸入電網(wǎng),抑制對(duì)電網(wǎng)污染和對(duì)設(shè)備的干擾;1.高功率因數(shù)(國(guó)標(biāo)“L”級(jí)要求;2.低諧波含量(THD 15%;3.燈電流波峰系數(shù)低(CCR);4.采用低壓預(yù)熱啟動(dòng),時(shí)間5.有異常狀態(tài)(燈幵路、過(guò)載、不啟動(dòng)、整流效應(yīng)等)保護(hù)功能;6.良好的電磁兼容性,在9KHZ- 30MHZ內(nèi)符合國(guó)際EMC和美國(guó)FCC標(biāo)準(zhǔn);7.有可靠安全保證,符合安規(guī)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);3-2圖3-2電子鎮(zhèn)流器組成框圖阻止電網(wǎng)諧波干
31、擾進(jìn)入鎮(zhèn)流器;DC濾波前,設(shè)置功率因數(shù)校正(PFC升壓電路,作用:減少電流諧波畸變,提高功率因數(shù)(2)DC/AC逆變器-將直流電壓變換為高頻電壓由雙極或M0FET等功率晶體管完成;工作頻率2050KHZ輸出波形由電路結(jié)構(gòu)半橋式或推換式?jīng)Q定;(3)輸出網(wǎng)絡(luò)-采用LC串聯(lián)諧振(自激)電路或它激電路高頻諧振使啟動(dòng)電容產(chǎn)生高壓脈沖將燈點(diǎn)燃;啟動(dòng)后電感起限流作用;4)輔助電路用以提高安全、可靠性,解決電路燈匹配工作,包括: 異常狀態(tài)保護(hù)電路 高頻反饋及控制電路基本電路簡(jiǎn)介1.輸入電路-EMI濾波器及保護(hù)電路EMI濾波器一用以抑制EMI/RFI 0有T型(兩個(gè)電感、一個(gè)電容)、n型(個(gè)電感、兩個(gè)電容)、雙
32、n型(同一磁芯對(duì)稱兩個(gè)電感、兩個(gè)電容)等,常用結(jié)構(gòu):雙n復(fù)式混合型(圖3-3):用于差模一共模方式EMI/RFI抑制。此時(shí),應(yīng)保證濾波器(L1=L2,C1二C2、C3二C4,諧振頻率遠(yuǎn)低于鎮(zhèn)流器工作頻率;預(yù)熱 啟動(dòng)電路圖3-3 EMI濾波器電路圖3-4改進(jìn)型EMI濾波器改進(jìn)型:插入C3、C4(圖3-4),用以進(jìn)一步降低RFI;2)輸入保護(hù)電路-包括過(guò)流/過(guò)壓保護(hù)(圖3-5) 過(guò)流保護(hù):NTC熱敏電阻(RT,抑制接通電源瞬間浪涌電流,電阻溫度系數(shù)16X210 / C;過(guò)壓保護(hù):并接氧化鋅壓敏電阻RV作過(guò)壓保護(hù)。當(dāng)輸入出現(xiàn)高壓尖峰脈沖或錯(cuò)相接入380V電壓時(shí),RV由高阻變?yōu)榈妥瑁ù箅娏鳎瓿呻妷?/p>
33、吸收、肖U波和限幅,達(dá)到安全值;或燒斷FU,保護(hù)電路受損;并接雙極瞬態(tài)電壓抑制器(TV9。由特種二極管組成(響應(yīng)時(shí)間10秒),串接FU保險(xiǎn)絲(12A),作過(guò)流保護(hù);串接圖3-3 EMI濾波器電路圖3-4出現(xiàn)高壓時(shí),能迅速由高阻變?yōu)榈妥瑁_(dá)到鉗壓于安全值(小于過(guò)壓保護(hù)值)圖3-5輸入保護(hù)電路圖3-7倍壓整流濾波電路圖3-6橋式整流濾波電路2.整流濾波電路(1)橋式整流濾波電路(圖3-6)Vc1輸出波動(dòng)小的直流電壓,VDC=Vc1=310V輸入電流IAC波形出現(xiàn)嚴(yán)重畸變(尖峰脈沖)。電流諧波含量高,線路功率因 數(shù)低();原因:整流二極管正反向工作特性,使導(dǎo)通角遠(yuǎn)小于180;解決措施:采用PFC電路
34、;(2)倍壓整流濾波電路適合22V/110V電壓工作,由幵關(guān)SW1實(shí)現(xiàn);110V工作時(shí),VD1、VD2和C1、C2 (C1=C2組成倍壓整流濾波電路。此P2時(shí)R1=R2(均壓電阻),VDC二VC1+VC2 2X 110=311V;220V工作時(shí),同(1);3.諧振電路(1)電壓反饋半橋式一電路簡(jiǎn)單、成本低,適用30W以下電子節(jié)能燈;用于管形或環(huán)形熒光燈時(shí),需附加保護(hù)電路;(2)電流反饋半橋式-啟動(dòng)電路原理同(1),變壓器T1輸出啟動(dòng)高壓(圖3-8);電路振蕩由C1和T1實(shí)現(xiàn);S1、S2作燈絲預(yù)熱;S3產(chǎn)生啟動(dòng)高壓(圖3-9);優(yōu)點(diǎn):?jiǎn)?dòng)電壓近似正弦波,具燈幵路、短路保護(hù)功能;有預(yù)熱功能;用于大
35、功率鎮(zhèn)流器;(3)推挽式圖3-8電流反饋半橋式諧振電路圖3-9推挽式諧振電路4.預(yù)熱啟動(dòng)電路1)必要性熒光燈屬陰極預(yù)熱啟動(dòng)型電光源; 高壓冷啟動(dòng),易損傷燈絲(濺射) ,出現(xiàn)陰極管壁早期發(fā)黑,縮短燈管壽命;預(yù)熱啟動(dòng),可降低啟動(dòng)電壓(300400V);2)理想啟動(dòng)程序及要求 啟動(dòng)前(燈電壓輝光放電電壓) ,先給燈絲預(yù)熱(預(yù)熱電流、電壓不宜過(guò)大,以免陰極過(guò)熱受損) ,時(shí)間大于秒;陰極達(dá)到熱電子發(fā)射溫度(1000ktc(可達(dá)VX10%(可達(dá)%)改進(jìn)型性能接近 有源濾波電路,性價(jià)比咼恒 -功率、光輸出穩(wěn)定性 能指標(biāo)咼 工 作電壓寬電 流失真小多管驅(qū)動(dòng)型性價(jià)電 壓范圍小無(wú) 功率因數(shù)補(bǔ)償元 器件要求高EMC
36、等性能不完 善可 靠性一般路復(fù)雜本較高價(jià)比一般比咼現(xiàn)行電子鎮(zhèn)流器電路比較(表3-7)廣 為應(yīng)用( 電子節(jié) 能 燈等)高可靠高要求采 用多管驅(qū)動(dòng)使用低功 率因數(shù) 電 路逐流 電路H電感-電子L有源 濾波L雙泵 式H咼泵式L電流表3-7現(xiàn)行電子鎮(zhèn)流器電路比較波形PFTHD三次諧波CCF耐壓Vcc(V)270280225230270280400225230300350綜合評(píng)價(jià)電 路簡(jiǎn)單、成 本低可 靠性一般成 本較低CCF超 標(biāo)抗 干擾好性 價(jià)比適中電性價(jià)比高性價(jià)比較高壓范圍寬性 能指標(biāo)高成 本咼推廣 應(yīng)用適 用電子節(jié)能燈 不 宜作熒光燈 鎮(zhèn)流器少 量采用應(yīng)予淘汰適量采用適 量采用宜 多管驅(qū)動(dòng)宜推廣
37、應(yīng)用宜推廣應(yīng)用鎮(zhèn)流器電路發(fā)展趨勢(shì)1.有源濾波趨向新型、簡(jiǎn)易化。采用單或雙IC組成APFC+DC/AC電路,功能性能指標(biāo)全面達(dá)標(biāo);2.無(wú)源濾波技術(shù)趨向咼可靠、咼性價(jià)比。典型電路有咼頻反饋、復(fù)合半橋型、無(wú)源PFC+DC/A(型等;3.向小、薄、輕、集成化和多功能發(fā)展;T5熒光燈電子鎮(zhèn)流器是小、薄、輕型的代表;幵發(fā)出眾多鎮(zhèn)流器ASIC。如,飛利浦公司UBA2021電路,工作頻率43KHZ內(nèi)含半橋驅(qū)動(dòng)、振蕩器、保護(hù)及時(shí)鐘電路,用于13W以上CFL中;美國(guó)IR公司在已有IR2153/2153D、2157鎮(zhèn)流器專用電路基礎(chǔ)上,近期又推出單片鎮(zhèn)流器專用電路IR53H(D),采用單列7腳封裝,內(nèi)含APFC振蕩
38、器、保護(hù)電路等,可省去MOSFE和磁環(huán)線圈; 已開(kāi)發(fā)出可調(diào)光、光控電子鎮(zhèn)流器;4.接線靈活,配用燈管實(shí)用性強(qiáng)。要求多路(1-4)驅(qū)動(dòng),接線方便靈活;5.高可靠、長(zhǎng)壽命。T5熒光燈鎮(zhèn)流器壽命已達(dá)12萬(wàn)小時(shí);特殊用途(地鐵、潛艇照明)要求鎮(zhèn)流器可靠性在3-5年內(nèi)不損壞;電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)與生產(chǎn) 技術(shù)難點(diǎn)電子鎮(zhèn)流器集光、電、磁等技術(shù)于一體,設(shè)計(jì)重點(diǎn)是性能和可靠性,需著重考慮、解決以下技術(shù)問(wèn)題:1.要有可靠的諧波抑制、 燈電流波峰系數(shù)控制、 功率因數(shù)補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì),使其符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn);2.合理設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)熱啟動(dòng)電路,以延長(zhǎng)燈管使用壽命;3.不論采用何種晶體管(雙極或場(chǎng)效應(yīng))作主振蕩管,因其高頻工作,都
39、會(huì)出現(xiàn)過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱,嚴(yán)重影響產(chǎn)品性能和可靠性。因此,必須合理、完 善設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路和主振管綜合保護(hù)電路;4.合理設(shè)計(jì)出燈不激活整流效應(yīng)等異常狀態(tài)時(shí)的保護(hù)電路, 并保持正常工作一致性達(dá)到設(shè)計(jì)要求;5.具備適應(yīng)電網(wǎng)多變因素的功能,即:既能有效吸收和控制瞬時(shí)脈沖高壓(10002000V),又不影響主電路正常和連續(xù)工作;6.采用有源濾波電路時(shí),還要解決以下設(shè)計(jì):(1)確保工作在100KHZ下的主幵關(guān)場(chǎng)效應(yīng)晶體管(FET)的可靠性;2)解決冷態(tài)啟動(dòng),尤其當(dāng)輸入端出現(xiàn)接觸不良連續(xù)打火時(shí)電路的可靠性,保證FET管和專用電路正常工作;3)設(shè)計(jì)能長(zhǎng)時(shí)間可靠工作在電網(wǎng)高電壓,特別是低電壓下的電路, 確保FET管
40、和驅(qū)動(dòng)電路不損壞;4)解決抑制無(wú)線電干擾的濾波電路設(shè)計(jì),并符合標(biāo)準(zhǔn);5)合理選用磁性元件(電感、磁環(huán)) ,解決其溫度特性對(duì)鎮(zhèn)流器性能、可靠性的影響;7.符合防磁、防火、耐壓、安全等標(biāo)準(zhǔn)的合理結(jié)構(gòu)及封裝技術(shù);8.在實(shí)現(xiàn)全部功能及性能基礎(chǔ)上,提高產(chǎn)品整體工作的可靠性、一致性和穩(wěn)定性;設(shè)計(jì)依據(jù)1.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器一般要求和安全要求GB15143-94;2.國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器的性能要求GB/T15144-94;3.IEC928929,BSEN609260929,IEC61000,EN55015標(biāo)準(zhǔn);解決措施1.提高設(shè)計(jì)質(zhì)量主要措施:(1)提高線路功率因數(shù)采用多級(jí)諧波抑
41、制網(wǎng)絡(luò)、降低諧波失真,提高功率因數(shù);采用二次整流高頻反饋調(diào)相電路;由ST6560、6561等電路組成功率因數(shù)補(bǔ)償電路;2)降低電流諧波含量采用調(diào)相、功率因數(shù)補(bǔ)償電路;設(shè)計(jì)EMI/RFI濾波電路;3)控制燈電流波峰系數(shù)CCF指電流波形峰值與均方根值比;是影響陰極發(fā)射能力和發(fā)射電流穩(wěn)定性的重要指標(biāo)。CCF大,燈陰極受損大、壽命必然下降;采用高頻反饋等電路可將CCF控制在以下;4)過(guò)電流/過(guò)電壓控制采用過(guò)電流/過(guò)電壓保護(hù)電路(見(jiàn)節(jié)介紹)合理設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電路,使之具有合適的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度;5)降低溫升合理選擇晶體管、電感、磁環(huán)等;采用散熱器、溫度保險(xiǎn)器等;用電子絕緣膠灌封,提高整體散熱性能;6)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)預(yù)
42、熱啟動(dòng)及異常狀態(tài)保護(hù)電路;7)全面采用符合安規(guī)要求的設(shè)計(jì)和材料(具耐熱、阻燃性能)2.生產(chǎn)及質(zhì)量保證1)抓好材料采購(gòu)、質(zhì)量認(rèn)定和檢驗(yàn),確保元器件質(zhì)量。在兼顧材料成本前提下,盡可能采用優(yōu)質(zhì)元器件,并定點(diǎn)選擇采購(gòu)。對(duì)所有采購(gòu)的元器件、外協(xié)件及新辟供應(yīng)點(diǎn),均按元器件質(zhì)量認(rèn)定程序進(jìn)行質(zhì)量認(rèn)定。所有元器件均作到入庫(kù)前分A、B、C三類按技術(shù)要求和材料檢驗(yàn)規(guī)程作100%檢驗(yàn)或按GB2828-87抽樣檢驗(yàn),確保合格的材料才能裝配。2)提高生產(chǎn)工藝和整體一致性。除留有必要的設(shè)計(jì)余量外,同系列不同規(guī)格產(chǎn)品盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)/通用設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)/通用工藝和標(biāo)準(zhǔn)件、通用件,從而保證每種產(chǎn)品一經(jīng)裝配,只需少量調(diào)試即能正常工作,
43、滿足要求;3)裝配工藝嚴(yán)格按ISO9000質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行; 按工藝文件、通用裝配工藝規(guī)程及專用裝配工藝規(guī)程要求進(jìn)行操作。插件、裝配采用手推式流水線進(jìn)行,并按元器件在印制板上的高低不同、位置不同以及裝配的時(shí)間先后分為不同的工序; 保證焊接質(zhì)量。在第一次浸焊切腳后,再進(jìn)行波峰焊,以保證焊點(diǎn)牢 用切腳機(jī)與斜口鉗相結(jié)合進(jìn)行元器件的切腳, 保證殘留引線的高度致性; 對(duì)易發(fā)生短路和易損壞的元器件、 零部件增設(shè)人工補(bǔ)焊工位 (補(bǔ)焊選用松香芯焊錫絲) ,以保證焊點(diǎn)牢固、可靠;封膠采用專用封膠機(jī),以確保封膠質(zhì)量一致性和效率;按工藝文件在工序中設(shè)若干質(zhì)量控制點(diǎn)實(shí)行專檢, 同時(shí)各工位實(shí)行自采用隨工單、測(cè)試記錄
44、、分析、成品統(tǒng)一編號(hào)及自制電感、磁環(huán)線圈單獨(dú)生產(chǎn)入庫(kù)等工序管理辦法,有利于控制、提高和跟蹤半成品、成品質(zhì)量;固、致性好;檢和互檢, 確保電路板質(zhì)量;4)嚴(yán)格測(cè)試檢驗(yàn); 工藝流程中設(shè)置半成品初測(cè)、中測(cè)、老化、耐壓測(cè)試、成品測(cè)試和成品出廠檢驗(yàn)等工序。 測(cè)試檢驗(yàn)按“初測(cè)說(shuō)明書(shū)”、“中測(cè)說(shuō)明書(shū)”、“成品測(cè)試說(shuō)明書(shū)” 和“產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)規(guī)程”等文件進(jìn)行,并作好相應(yīng)記錄和質(zhì)量反饋;5)文件保證 按ISO9000標(biāo)準(zhǔn)編制成套質(zhì)量手冊(cè)、程序文件、作業(yè)指導(dǎo)書(shū) ,直接用于質(zhì)量管理;電子鎮(zhèn)流器主要技術(shù)問(wèn)題探討 電流諧波與線路功率因數(shù)輸入電流諧波含量(THD)和線路功率因數(shù)(入)是鎮(zhèn)流器兩個(gè)重要且緊密相關(guān)的參 數(shù)。1.
45、輸入電流諧波(1)諧波的產(chǎn)生一全橋整流和大容量電容濾波電路作AC- DC轉(zhuǎn)換,會(huì)導(dǎo)致輸入電流波形畸變,產(chǎn)生諧波.原因: 由整流二極管單向?qū)щ娦约爸挥性陔妷悍逯蹈浇艑?dǎo)通特性小約60)引起; 橋式鎮(zhèn)流器輸出并接大容量濾波電容,使二極管導(dǎo)通角變?。唬?)波形與THD關(guān)系 諧波(不同頻率的正弦波)含量與波形的平滑度有關(guān)。的振幅是基波的1/n2,三角波各次(導(dǎo)通角太n次諧波諧波含量及總諧波含量比脈沖方波小;橋式整流電容濾波電路輸出幅值很高且不連續(xù)的電流尖峰脈沖,基波成分很小,高次諧波非常豐富(THD達(dá)130%以上);THD不等于各次諧波含量的代數(shù)和;(3)諧波危害污染電網(wǎng),影響電器環(huán)境及照明或設(shè)備用戶
46、;增加變壓器及電網(wǎng)等損耗;群燈使用,破壞三相四線供電系統(tǒng)平衡, 引起中線電流過(guò)載、發(fā)熱,引發(fā)事故;(4)解決辦法設(shè)計(jì)EMI/RFI濾波電路;采用調(diào)相、功率因數(shù)補(bǔ)償(PFC或APFC電路;2.線路功率因數(shù)(1)定義一有功功率與視在功率之比值,即入=P/S(P:有功功率,S:視在功率);COS;提高入,必須降低THD或盡可能使電流基波與電壓基波間的相位差1趨于零;減小濾波電容的容值,可增大橋式整流二極管的導(dǎo)通角,抑制電流諧波含量和提高線路功率因數(shù),但輸出的是脈動(dòng)直流電壓,不僅易損壞功率晶體管, 而且會(huì)導(dǎo)致CCF超標(biāo)(以上),因此該方法不宜采納;表征電路的利用率未采用PFC的電子鎮(zhèn)流器,入工(2)入
47、與THD的關(guān)系:入止COH動(dòng)1 /,可見(jiàn):(3)低功率因數(shù)的危害供電設(shè)備有功功率減小,利用率降低; 輸電線電流和功耗增大,既造成電能浪費(fèi),又產(chǎn)生熱源,影響設(shè)備正常運(yùn)行; 限制用戶用電負(fù)荷,增容,提高成本;PFC和APFC電路,女口ST6560 6561、IR2157電路等;電子鎮(zhèn)流器與熒光燈的匹配電子鎮(zhèn)流器是熒光燈(非線性特性負(fù)載)的啟動(dòng)和限流裝置,具有非線性特性,為使 其與熒光燈長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠地工作,并有額定的光通量輸出和較高的光效,兩者必須 匹配。措施包括:1.功率選擇一致 熒光燈啟動(dòng)電壓、燈電壓/燈電流以及內(nèi)在容性特性與燈功率相關(guān); 功率不匹配,導(dǎo)致燈電流過(guò)大或過(guò)小。過(guò)大,燈管過(guò)載,陰極
48、過(guò)熱,光衰加快,降低燈管壽命;過(guò)小,發(fā)光不足,光通量降低;2.按燈管參數(shù)(燈電壓、燈電流、冷阻等)設(shè)計(jì)鎮(zhèn)流器,否則易產(chǎn)生瞬時(shí)過(guò)電流 脈沖,損壞鎮(zhèn)流器;3.合理選擇工作頻率 燈管光效 (光通量與有效功率之比) 與工作頻率有關(guān)。 當(dāng)頻率高于60KHZ時(shí),光效不再增加(圖3-1),而且會(huì)導(dǎo)致燈電流增加,易損壞功率管;綜合光效和可靠性因數(shù),工作頻率不宜過(guò)高,一般為2050KHZ4.在額定頻率下,保證回路阻抗匹配,不出現(xiàn)電壓不足或電感磁飽和現(xiàn)象;5.控制CCF(V),抑制燈電流脈沖,降低陰極熱點(diǎn)溫度;4)提高功率因數(shù)措施:采用6.選擇合適的熒光燈管壓降(較電感鎮(zhèn)流器工作時(shí)高約2030%);電磁干擾及電磁
49、兼容抑制電磁干擾(EMI)和保護(hù)電磁環(huán)境是當(dāng)今各國(guó)關(guān)注的熱點(diǎn),解決一門??齐姶偶嫒荩‥lectromagnetic Compatibility含義一指研究和解決電器設(shè)備或系統(tǒng),在其電磁環(huán)境中能正常工作,并且不對(duì)同一環(huán)境中任何設(shè)備或人體產(chǎn)生不能承受的電磁干擾影響,即包括電磁干擾EMI與電磁抗EMS兩部分。2.電子鎮(zhèn)流器EMI有兩種:傳導(dǎo)干擾和輻射干擾(1)傳導(dǎo)干擾來(lái)源橋式整流大電容濾波電路,造成整流二極管導(dǎo)通角變小,引起輸入電流波形嚴(yán)重畸變,產(chǎn)生幅值很大而寬度很窄的尖脈沖電流(THD 130%,并沿輸電線傳導(dǎo)、污染電網(wǎng);解決辦法:采用LC或復(fù)合等濾波網(wǎng)絡(luò);(2)輻射干擾一來(lái)源功率晶體管高頻幵關(guān)工
50、作,產(chǎn)生的高頻電流通過(guò)振蕩變壓器(磁環(huán)) 、扼流圈及導(dǎo)線等部件,形成電磁輻射;解決辦法:采用金屬或屏蔽型塑料作鎮(zhèn)流器外殼;3.有關(guān)照明產(chǎn)品的EMC要求(1)CE認(rèn)證對(duì)鎮(zhèn)流器檢測(cè)有傳導(dǎo)發(fā)射、輻射發(fā)射、瞬時(shí)浪涌脈沖、傳導(dǎo)抗擾、電流諧波等十項(xiàng),主簡(jiǎn)稱EMC)。要標(biāo)準(zhǔn):EN-55015熒光燈、照明燈燈具無(wú)線電干擾EN-61000-3-2/3電磁兼容EN-60555、61547lEC主要標(biāo)準(zhǔn):IEC61000-3-2家用電器及類似電器設(shè)備發(fā)出的諧波電流限制IEC555-2諧波電流測(cè)量(3)其它標(biāo)準(zhǔn):美國(guó)中要求符合美聯(lián)邦規(guī)則法典條款(FCC:工業(yè)照明A級(jí)、民用照明B級(jí);CISPRIS電器照明及類似設(shè)備無(wú)線
51、電干擾特性的測(cè)量極限與方法4.電子鎮(zhèn)流器及電子節(jié)能燈EMC主要考核項(xiàng)目(1)諧波電路干擾,電壓波動(dòng)和閃爍干擾一(2)傳導(dǎo)發(fā)射一依據(jù)NE-55015標(biāo)準(zhǔn),測(cè)試頻諧波電流依據(jù)IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)C類;率9KHZ-30MHZ諧波次 數(shù)n以基波輸入電 流百分?jǐn)?shù)表示的最大諧波電流%22330 X510779511A ICC);電容器電源電 壓(V)BVCEO(V)BVCES(V)ICC(A)電壓 反饋電流 反饋推挽電壓 反饋電流 反饋推 挽電壓 反饋電流 反饋推挽1203003004006007008001125090010040022040045060070090013002405070110
52、1502000027740060080012008001600150709013020000表3-9晶體管耐壓、ICC選擇參考(2)導(dǎo)通壓降小;增益(hFE或P)適中,一致性好;(7)溫度特性好,變化?。?.鋁電解電容(整流濾波或APFC電路采用)(1)損壞機(jī)理:高頻成分、介質(zhì)損耗增大,耐熱性差;(2)要求:小型化、長(zhǎng)壽命、中高壓、高溫型; 額定直流工作電壓一高于最高AC峰值電壓(220V):400VDC- 450VDC( APFC電路);容值及偏差一電子節(jié)能燈(CFL):10 U F;電子鎮(zhèn)流器:2040VV 1022F;40VV 2247 U F;允許容值偏差20%濾波電容容值不宜過(guò)小(直
53、流紋波大、損壞功率管、CCF);使用溫度范圍:-20C+1050(每升高10C,壽命降1倍);漏電流小 5A):I47 U F時(shí));耐高頻(25150KHZ脈沖電流能力強(qiáng),要求等效串聯(lián)電阻(ESR?。釗p耗降低);高溫特性好:105C,額定電壓工作1000小時(shí)后,容值偏差v 20%2.啟動(dòng)電容器(并接燈管兩端)(1)功能一電路諧振時(shí),兩端產(chǎn)生高脈沖電壓,將燈點(diǎn)燃;(2)要求一 高耐壓:AC630V- 1KV(峰值); 容值適中:選CB(金屬化聚丙烯電容),33004700PF(v 20W CFL);交流損耗小;高溫特性優(yōu)良(-55C+100C)濾波電容器要求:足夠耐壓、優(yōu)良溫度特性一宜選用金屬
54、化聚脂膜電容器(CL系列);磁性元件及材料1.類別一EMI濾波電感器、APFC升壓電感器、脈沖變壓器、扼流圈等(圖3-11)圖3-11電子鎮(zhèn)流器中磁性元件2.鎮(zhèn)流器對(duì)磁性元件的要求1)適應(yīng)高頻工作(磁環(huán)、扼流圈)(2)工作頻率一致(提高光效)一磁導(dǎo)率溫度特性好,變化?。║ i-T曲線平坦);(3)熱能小、溫升低一 不出現(xiàn)磁飽和(磁導(dǎo)率U i適中,高居里溫度);磁芯尺寸和磁通密度(BS)不宜過(guò)小; 墊隙方法不宜采用,會(huì)出現(xiàn)漏磁干擾和溫升高;3.選用一按以下原則參考選擇:(1)初始磁導(dǎo)率u i適中,磁環(huán)、扼流圈宜選23K;(2)電阻率比較高(頻率一定時(shí),渦流損耗與電阻率成反比),一般為5108Q
55、-cm,如錳鋅鐵氧體材料(1001000 Q -cm);(3)合適工作頻率,一般約為20KHZ(同尺寸磁芯,高頻工作負(fù)載功率大)(4)較高磁通密度(BS約45005000GS,保證脈沖變壓器有足夠驅(qū)動(dòng)功率,防 穩(wěn)定的高頻特性 總損耗小 (主要是渦流損耗和磁滯損耗) 高居里溫度 功耗特性具負(fù)溫度特性止高頻扼流圈或APFC升壓電感易進(jìn)入飽和區(qū)而溫升大;5)選錳鋅鐵氧鐵類、磁滯回線矯頑力小且對(duì)稱的磁芯,降低損耗;(6)居里溫度高,一般大于180 C;(7)溫度特性好,變化?。?選U i-T、L-T曲線平緩磁材; 扼流圈選正溫度系數(shù)磁材;脈沖變壓器磁環(huán)、APFC升壓電感、EMI濾波電感選負(fù)溫 度系數(shù)磁
56、材;電子鎮(zhèn)流器的選擇與使用選擇一要符合國(guó)情,一般考慮以下六點(diǎn):1.使用高可靠,包括:工作電壓寬176264V;在溫度-10C+50C下能連續(xù)工作;有預(yù)熱、異常狀態(tài)保護(hù)功能; 開(kāi)關(guān)壽命1萬(wàn)次以上;2.有安全保證,包括: 外殼有接地裝置,并且配合緊密、牢固;外殼耐壓1500V(AC)以上;3.電性能(含EMC全面合格,符合國(guó)標(biāo);4.外觀質(zhì)量合格(含標(biāo)志、無(wú)破損、變形等)5.價(jià)格適中;6.有質(zhì)量保證承若,保用期13年;使用為充分發(fā)揮鎮(zhèn)流器的功能、 性能優(yōu)勢(shì),提高配套熒光燈的發(fā)光效率和壽命,使用中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):1.保證鎮(zhèn)流器與熒光燈功率匹配;2.改善使用環(huán)境,盡可能降低鎮(zhèn)流器溫升;3.改善、提高工作
57、電源質(zhì)量;4.按規(guī)定安裝、接線,引線盡可能短;5.按規(guī)定連接地線;6.注意電器連接安全,不出現(xiàn)松脫等現(xiàn)象;四、電子節(jié)能燈應(yīng)用廣闊的綠色照明產(chǎn)品電子節(jié)能燈是緊湊型熒光燈(CFL)的俗稱,具有光效高、光色柔和、壽命長(zhǎng)和使 用方便等優(yōu)點(diǎn),已廣泛用于室內(nèi)照明,并逐步替代白熾燈。電子節(jié)能燈基礎(chǔ) 熒光燈結(jié)構(gòu)及其特性1.結(jié)構(gòu)(圖4-1) 熒光燈(俗稱日光燈)是低壓汞蒸氣放電燈,由放電產(chǎn)生紫外線激發(fā)管壁熒光粉涂層發(fā)光。 核心部件是管形玻殼和燈絲管內(nèi)壁涂鹵磷酸鈣熒光粉;管內(nèi)充惰性氣體(氬)和低壓汞蒸氣;燈絲(陰極)涂能發(fā)射電子物質(zhì);熒光燈結(jié)構(gòu)示意2.分類 直管形和環(huán)形單端熒光燈廣為流行,分H(2H)、ji( 2
58、刀、3刀)、U( 2U 3U)、D( 2D)型等;3.型號(hào)命名 管型熒光燈圖4-1直管形 單端熒光燈顏 色日光 色 中性白 色冷白色白 色 暖白 色 白熾燈 色符 號(hào)RRRZRLRBRNRD色溫(K)650050004000350030002700示例YZ40RR3管徑為32mm勺40W日光色直管形熒光燈;YH32RN2管徑為29mn的32W暖白色環(huán)形熒光燈;mm燈型式功率管形YZ(單端內(nèi)啟動(dòng)YDNYH(單端外啟動(dòng)YDW色調(diào)即發(fā)光顏色,用2個(gè)字母表示:(YDN-2URR-9W21型日光色單端內(nèi)啟動(dòng)熒光燈;YDW16 2DRN-16W2D型暖白色單端外啟動(dòng)熒光燈;4.主要特性 負(fù)阻特性-啟動(dòng)前呈
59、高阻,啟動(dòng)后呈低阻,電流增大;需外接鎮(zhèn)流器限流穩(wěn)定, 并使導(dǎo)通壓降恒定不變; 觸發(fā)啟動(dòng)電壓和導(dǎo)通壓降與熒光燈種類、結(jié)構(gòu)、尺寸、氣壓及電極種類有關(guān):?jiǎn)?dòng)點(diǎn)火電壓5001200V穩(wěn)定工作后幵態(tài)電壓降40110V; 交流電壓下,不論正半周還是負(fù)半周,熒光燈都可點(diǎn)燃、導(dǎo)通;態(tài)工作下等效電路圖4-2熒光燈電壓(或阻抗)曲線圖4-3熒光燈穩(wěn)熒光燈工作原理及主要參數(shù)1.工作原理采用電感鎮(zhèn)流器的熒光燈電路(圖4-4),需借助啟動(dòng)器和電感鎮(zhèn)流器工作。 啟動(dòng)器(啟輝器) ,由熱開(kāi)關(guān)和電容器組成:并接熒光燈兩端。接通電源后,啟動(dòng)器接通,電路中電流加熱熒光燈燈絲(預(yù)熱)啟動(dòng)器斷幵,在燈管兩端產(chǎn)生高壓,迫使燈管放電、導(dǎo)
60、通、發(fā)光; 鎮(zhèn)流器串接電路中,燈點(diǎn)燃后起限流作用,使燈管獲得規(guī)定燈電壓、燈電流而正常工作。此時(shí),電源電壓幾乎一半加在鎮(zhèn)流器上。2.主要參數(shù) 包括:燈功率、燈電壓、燈電流、光通量、壽命、光通維持率等(含義見(jiàn)附錄一)鎮(zhèn)流器的熒光燈電路 依燈管型號(hào)、規(guī)格不同而不同; 掌握主要參數(shù)有利于電子節(jié)能燈和電子鎮(zhèn)流器電路匹配設(shè)計(jì);熒光燈對(duì)電子鎮(zhèn)流器的基本要求提供足夠高的啟動(dòng)電壓(熒光燈5001200V,HID燈35KV),使燈點(diǎn)火啟動(dòng)。由觸發(fā)啟動(dòng)電路(如電子鎮(zhèn)流器中LC串聯(lián)諧振電路)獲得;圖4-4采用電感設(shè)計(jì)預(yù)熱啟動(dòng)電路,對(duì)燈陰極預(yù)熱,時(shí)間,并且預(yù)熱電壓和電流符合標(biāo)準(zhǔn); 保證功率匹配, 以提供大小合適且穩(wěn)定的工作電流
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