浅谈变频技术在照明电路中的应用.pdfVIP

巴音郭楞日报/2009 年/5 月/21 日/第A04 版 县域新闻 浅谈变频技术在照明电路中的应用 巴州党委 刘仕俊 引言:我国是一个人口大国，能源问题一直制约着国民经济和社会的发展，本届中央人民政府 十分重视节能、环保等方面的工作，提出了建设节约型社会，构建人与自然谐调可持续发展的和 谐社会。本文就变频技术在照明电路上的应用就节约用电，实施“绿色照明工程”介绍了高频照 明灯的原理、特点，并与工频照明灯的性能进行了时比，谈了自己的看法，仅供同行们参考。 一、普通照明存在的问题 (一) 目前我国低压电力网供给的交流电多为频率50Hz、220 伏或380 伏，由于三相电压负荷 不平衡，造成电压偏低、偏高，供电指标下降，特别在冬季表现更为突出。 (二) 由于自然条件的影响，如南方空气湿度大(夏季温度高) ，北方气温冬季较低及环境等各方 面的影响，也给工频荧光灯造成启动困难，甚至难以启动。 (三)现在大多数工矿、企事业单位办公室使用的照明灯具大部分是工频荧光灯和白炽灯，工 频荧光灯电感镇流器的内耗一般在8W 左右，每天按5 小时算，每盏工频荧光灯一年就损耗十多 度电，若功率再大一些(如金属卤化物灯、高压钠灯) ，一个单位细算一下一年就有上万元的电费 浪费。 ( 四)采用变频技术可大大节约电能。 随着电子技术的不断发展，应用变频技术改善照明电路中存在的问题势在必行。我国重点实 施的“绿色照明工程”变频节能灯上主要的推广项目，其工作频率高达 20-50KHz 。而内耗仅为 电感式的八分之一，仅镇流器一项可节电60%-80%，取代普通的荧光灯可节电25%-50% 。 二、高频照明技术 高频照明技术是气体放电灯的高频高效化技术，从电子学上看是一种交流——直流——交流 电压型变频器，大家都知道气体放电灯比普通的白炽灯发光效率高的多，各种灯的发光效率从低 到高依次是: 白炽灯、卤钨灯、普通直管荧光灯、细管荧光灯、紧凑荧光灯、高压钠灯、金属卤化 物灯、低压钠灯。 气体放电灯发光效率不仅与灯的类型和结构有关，还与工作频率有关，即使是节能荧光灯， 其工作频率有50Hz 升至30KHz，光效可提高20% ，为白炽灯的5 倍，灯管寿命可延长25% ，为 白炽灯的10 倍。 1、高频照明原理 气体放电灯分为两大类，一类是阴极辉光放电灯，依靠冷阴极电子发射，并以“二次发射” (即轰击发射) 的形式发射电子，产生辉光放电。这类灯不需要预热启动，为冷启动或硬启动。另 一类灯是靠热阴极电子发射启辉发光，所以必须预热启动，为热启动或软启动。目前大量使用的 各种荧光灯则属于这种类型的灯。 荧光灯在启动时，需要预热灯丝，使热阴极发射电子，再利用高压脉冲使管内惰性气体电离， 使液态水银气化而猛烈轰击惰性气体分子，产生弧光放电，辐射紫外线来激发管内壁涂敷的荧光 粉，发出可见光。启辉后的荧光灯管，由高阻开路状态变为低阻导通状态，即在额定电压下正常 工作。 所谓电感式镇流器，是通过与灯丝串联的常闭双金属片启辉器，给灯丝提供预热电流；又利 用双金属片的跳开使电感镇流器产生高压脉冲，轰击管内的惰性气体分子。一般需要轰击数次才 能启辉。灯管起辉后，电感镇流器起降压限流的作用。由于多次启辉，对灯丝发射物质损失较大； 第1 页 共3 页 电感镇流器的直流电阻使灯系统多耗电 20%-30% ；因为电感性负荷，导致灯系统功率因数只有 0.4-0.6 。 高频照明:是用高频电子镇流器对荧光灯实施高频电流预热灯丝，再施以高频高压脉冲启辉灯 管，随后以高频常压来保持灯管的正常工作。荧光灯的效率随着频率的升高而呈波浪状曲线提高。 由于荧光灯的使用寿命与预热时间、启动次数、灯丝温度等因素密切相关，高频启动时间可控， 而且一次性启辉，高频运行时阴极温度较低，阴极降落几乎为零。这些都可以延长灯管的使用寿 命。 2 、镇流器类型 高频镇流器是高频照明的重要元件之一，高频镇流器按主电路分:双极型晶体管型、静电感应 晶闸管(SITH)型、双极性静电感应晶体管(BSIT)型、双极型宽温区晶体管(BFT)型、金属——氧化 物——半导体场效应晶体管(MOSFET)型、集成电路(IC)型。 从高频照明发展趋势上看，一体化节能灯在向MOSFET 和I