灯具电学 热学设计要点.pdf

灯具电学、热学设计方面应注意的要点 上海时代之光照明电器检测有限公司 裘继红 俞安琪 灯具设计工作中，涉及的电学方面和热学方面的问题很多，传统 的有关电学和热学方面的问题作为一般的灯具设计者都已经掌握。在 本文中着重介绍一些新的，一般不注意但确是很重要的问题。作为灯 具设计者，必须关注光源标准和灯的控制装置的标准要求，做到融会 贯通，才能设计好灯具。现介绍如下： 1. 采用电子镇流器的荧光灯灯具 ⑴ 关于U--OUT 设计该类灯具时，必须注意电子镇流器的U--OUT 值，尤其是灯 管长、灯管启动电压高的情况（例如T5 28W、35W、T8 58W 等）。 对于灯具连接电源部分，爬电距离电气间隙以及耐高压按有效工 作电压250V 进行设计。但电子镇流器输出端，包括连接的灯座或者 连接器，爬电距离和电气间隙以及耐高压，都必须按标称的U--OUT 值来进行设计。否则将不符合3C 认证的要求。如果镇流器的U--OUT 值标注得越高，对其关联部件的爬电距离电气间隙以及耐高压的要求 就越高。 ⑵ 电容性泄漏 在GB/T10682/IEC60081 标准的附录F 中，在灯具的设计要求中 讲到，灯管离灯具中启动辅助板（反射罩）的距离不得小于3 ㎜。 对于高频荧光灯，采用合适的启动辅助板可以明显降低灯管对启 动峰值电压的需求，对于电子镇流器来讲，可降低U-OUT 值，这样 可降低对灯座或者接接器的耐压和电气间隙的要求。作为启动辅助 器，与灯管要保持较近的距离，才能利用灯管与启动辅助件之间的电 压差形成局部强电场来启动灯。但是，当灯管与启动辅助板距离靠近 并且灯在工作时，灯的电弧电流有一部分会通过分布电容感应到启动 辅助板，造成对地泄漏电流的超差。这种超差的危害是，当灯具外接 地线断开时，会使灯具外壳成为带电部件。另外，这类灯具在某一场 合集中使用，会使接地线中高频容性电流大大超差，电容量与距离平 方成反比，灯管与启动辅助板距离越近，这种现象越明显。严重时会 造成泄漏电流的明显不合格。所以灯管与启动辅助板（反射器）的距 离应在6 ㎜～3 ㎜之间。 ⑶ EMC 传导骚扰 电子镇流器在装入灯具后，其谐波指标几乎是无变化的，但传导 骚扰指标会因为灯具内安装位置与布、排线的不同而造成明显的影 响，在这一方面的 CISPR30 标准专门是用来区别当灯具的传导骚扰 超标时，是电子镇流器本身超标还是灯具布局不合理超标的。 对于灯具设计者必须注意电子镇流器的进线与输出线以及灯管 的靠近且平行的距离应尽可能地短，以防止相互的感应。对于电源线 通过式支架灯具，应避免电源线与输出线走同一空腔管道，（在电源 线通过式支架灯具内，电源线与输出线不可避免较长的平行），必须 时电源线采用屏蔽线来解决这一问题。 2.采用HID 光源和电感镇流器的灯具 （1）整流效应 高压钠灯（除 1000W 以外）和大部分金卤灯都属于寿终时易产 生整流效应的，所以都要进行整流异态的试验。可能一些设计人员认 为，只要在镇流器内加上可恢复式热保护器就能解决这一问题。对于 二端式触发器这种方法是可行的，但是对于三端串联式触发器的电路，这种方 法基本是无效的。 目前改良后的使用三端串联式触发器的电路如图1 和图2 ，这种 电路是在最近几年内发展起来的。这一电路的触发器有三个端子，这 种电路的最大特点是触发器的高压线圈是串联在镇流器与灯的回路 中的，由于镇流器与触发器的连接点的电位与电源电压属于同一数量 级，而触发器内的高压绕组L2 输出高压脉冲电压的端子只和灯连接， 从图1 和图2 中可以看出触发器产生高压脉冲时，这一脉冲电压只施 加在灯上，而不会施加到镇流器上，从而保证了镇流器在灯发生热启 动或灯损坏时不会承受长时间的高压脉冲的重复冲击，尤其在触发器 输出脉冲较高（10000V 以上时）和脉冲能量较大的场合，这一电路 能明显减小对镇流器的抗电强度的要求。但是，事物总是一分为二的， 这一类电路在给照明电器使用者带来上述优点的同时，也同时产生了 明显的、甚至是致命的缺点。从图1 和图2 电路中不难看到，当灯被 触发启动后，灯的工作电流一直流过此类触发器的高压线圈，所以在 设计时高压线圈的绕组线径应取得比较大，这样才能在灯功率比较大 且连续工作时，保持触发器的温升不至于太高，这对于体积相对较小 的触发器在制造工艺中增加了一定的困难。 这一电路隐含着另一个重大缺陷，从图1 和图2 中可看出，在灯 工作时，触发器的