HID電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品前景

電子鎮(zhèn)流器的性能明顯高于電感鎮(zhèn)流器，電子鎮(zhèn)流器能全面滿足“綠色照明”的要求，是環(huán)保、節(jié)能型產(chǎn)品。

制約HID燈大量應用的因素，主要有四個方面：一是可靠性，要完全地克服HID燈點燈過程中產(chǎn)生的“聲共振”現(xiàn)象，HID燈用電子鎮(zhèn)流器電路結構遠比日光燈電子鎮(zhèn)流器要復雜得多，選用的元器件數(shù)量數(shù)倍于日光燈電子，因此，元器件失效的機率也高。同時，我國HID燈泡生產(chǎn)廠家多，燈泡的標準不一，燈泡與電子鎮(zhèn)流器沒有很好匹配，也會降低其使用效果，電子鎮(zhèn)流器生產(chǎn)廠家必須嚴格篩選元器件，使產(chǎn)品可靠性提高。二是電子鎮(zhèn)流器對使用環(huán)境的要求，使得對燈具設計提出了新要求，對大量發(fā)展的一體化燈具，難以安裝使用，主要是電子鎮(zhèn)流器一般要求工作環(huán)境溫度應低于55℃，使電子鎮(zhèn)流器外殼溫度保持在75℃以下，來保證電子鎮(zhèn)流器的使用壽命，因此，設計美觀大方，有良好散熱效果的燈具，需要燈具同行的密切配合。三是大功率電子鎮(zhèn)流器的散熱問題，是影響電子鎮(zhèn)流器壽命的重要因素，因此，設計實用型的大功率電子鎮(zhèn)流器還有待于完善。四是價格，雖然其綜合經(jīng)濟效益高，但是由于一次性投資高，還難以被客戶廣泛接受。而且要提高可靠性，價格必然會大幅增加。但隨著電子技術快速發(fā)展，以上問題都會不斷得到改善，HID燈電子鎮(zhèn)流器必將成為綠色照明電器而被廣泛的關注和應用。

HID 燈電子鎮(zhèn)流器具有良好的點燈參數(shù)，其綜合經(jīng)濟效益高，并降低對電網(wǎng)污染，這對于我國實現(xiàn)綠色照明工程將會有極大的推動作用，是盡快達到節(jié)能10%目標行之有效的措施，因此，可以相信，如同節(jié)能燈、日光燈等電子鎮(zhèn)流器一樣，HID燈用電子鎮(zhèn)流器也將會迅速得到應用。通過對中電能公司電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品在國內外多條道路上的使用表明，該產(chǎn)品不但具有顯著的節(jié)能效果，而且可以明顯地延長燈泡的使用壽命，深受用戶歡迎。2100433B

本文介紹綠色照明新產(chǎn)品--電子鎮(zhèn)流器的工作原理和他的優(yōu)良特性，并通過對公司電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品的介紹，指出了設計過程中重點應注意的事項以及在實際應用中尚待進一步予以解決的問題。

我們只有全面地了解HID燈電子鎮(zhèn)流器的應用價值、其綜合的經(jīng)濟指標與不斷提高的可靠性，才能促使它在實際中的應用成為現(xiàn)實，以250W鈉燈為例，與電感式鎮(zhèn)流器的比較如下：

1．自身功耗。

250W電感鎮(zhèn)流器功耗約為30W，且隨輸出功率的增加而增加。250W電子鎮(zhèn)流器功耗約為12W，且基本為恒定值。電子鎮(zhèn)流器自身功耗低，溫升低，系統(tǒng)效率高。

2．與基準燈配合的光效。

電感鎮(zhèn)流器與基準燈配合，其光效約為基準鎮(zhèn)流器與基準燈配合光效的95-98%。電子鎮(zhèn)流器因為用高頻電流點燈，其光電轉換率要比電感鎮(zhèn)流器略高。另外電子鎮(zhèn)流器自身功耗小，使它與基準燈配套后的光效約為基準鎮(zhèn)流器與基準燈配合光效的110%。

3．燈管壽命。

電感鎮(zhèn)流器很難做到啟動特性與燈管啟動要求完全一致。當輸入電源電壓變化和燈老化時，燈管功率波動范圍大，大大縮短燈管壽命，增加日常維護費用。電子鎮(zhèn)流器可以直接控制燈電流，在較小的啟動電流下，縮短燈的啟動時間。在電源電壓大范圍變化和燈老化時，保持燈功率恒定，減小燈的光衰，從而大大延長燈的使用壽命，降低日常維護費用。

4．輸入電網(wǎng)電壓范圍。

對電感鎮(zhèn)流器，燈管功率隨輸入電源電壓波動而變化。當電源電壓較高時，燈管嚴重超功率（當輸入電壓達到250V時，有些電感鎮(zhèn)流器的輸出功率高達380W左右），鎮(zhèn)流器和燈發(fā)熱嚴重，大大縮短燈管和燈具的壽命。而電子鎮(zhèn)流器具有恒功率輸出功能。在電源電壓大范圍變化時，能夠保持燈功率恒定，減小燈的光衰，從而大大延長燈管和燈具的使用壽命。

5．燈光的頻閃問題。

由于受交流50Hz（或60Hz）電網(wǎng)電壓過零點的影響，電感鎮(zhèn)流器使燈產(chǎn)生低頻頻閃，并產(chǎn)生明顯的交流噪音，容易引起人眼疲勞，也無法滿足運動物體的高質量照明和攝影的要求。 而高頻電子鎮(zhèn)流器輸出采用高頻電流點燈，采用高功率因數(shù)升壓電路，中間采用大容量直流濾波環(huán)節(jié)，無低頻閃爍問題，也沒有低頻噪音。

6．外圍附件。

電感鎮(zhèn)流器需要啟動器和補償電容，不易安裝，降低整個系統(tǒng)的可靠性。而電子鎮(zhèn)流器不需要任何附件，安裝方便。

7．鎮(zhèn)流器與光源的安裝距離要求。

高壓鈉燈電感鎮(zhèn)流器一般采用外部脈沖觸發(fā)器，鎮(zhèn)流器和燈管之間的距離較短，無法滿足長線驅動要求。而高頻電子鎮(zhèn)流器采用滑頻點燈技術，電子鎮(zhèn)流器和燈管之間的距離可以延長到20米以上，方便鎮(zhèn)流器的安裝和日常維護。

8．諧波含量和功率因數(shù)。

電感鎮(zhèn)流器的電流滯后于電壓，輸入電流的諧波含量大，不加補償電容時的功率因數(shù)只有0.6左右。即使加上補償電容器，功率因數(shù)也很難做到0.95以上，諧波含量仍然較高。這就造成電感鎮(zhèn)流器對電網(wǎng)的污染嚴重，加大電網(wǎng)的負荷，增加初裝費用。而高頻電子鎮(zhèn)流器內部采用功率因數(shù)校正電路，使輸入電流的諧波含量小于10%，功率因數(shù)高于0.95，對電網(wǎng)的基本沒有污染，能減小電網(wǎng)的負荷，降低初裝費用，也可以對原來采用電感鎮(zhèn)流器的照明系統(tǒng)直接增容。

9．電磁兼容問題。

除輸入電流諧波含量低之外，電子鎮(zhèn)流器還能全面滿足EMI和EMS要求，從而提高整個照明系統(tǒng)的可靠性。

10．自身保護問題。

電感鎮(zhèn)流器不能實現(xiàn)自身保護，當燈管出現(xiàn) “整流效應”和接近壽命終結時，會出現(xiàn)燈頻繁亮、滅，造成鎮(zhèn)流器損耗加大、溫升加劇。電子鎮(zhèn)流器可以實現(xiàn)全面的保護功能，針對燈開路、燈端短路、熱燈、整流效應和燈壽命終結等現(xiàn)象，封鎖電子鎮(zhèn)流器的輸出。

11．體積和重量。

250W電感鎮(zhèn)流器的重量接近5公斤，比較笨重，消耗的原材料多，對燈具和安裝部件的強度要求高。250W電子鎮(zhèn)流器的重量只有1公斤左右，體積小，安裝方便。

隨著電子技術的飛速發(fā)展，電子元器件質量不斷提高，使電子鎮(zhèn)流器可靠性有了基本保證，因此，當前日光燈、節(jié)能燈的點燈電路已經(jīng)大量的為電子鎮(zhèn)流器所取代。對于將電子鎮(zhèn)流器大量應用在HID燈上，必須解決HID燈用電子鎮(zhèn)流器的可靠性問題和其性能價格比。

HID燈較日光燈、節(jié)能燈等有更為復雜的物理過程，必須深刻地了解HID燈的特性，才能有效地設計出可靠的電路。如HID燈的“聲共振”是點燈過程中放電極不穩(wěn)定的一種現(xiàn)象，嚴重時造成燈熄滅，無法正常工作，在設計上，我們做了如下考慮：

① 保持燈瞬時輸出功率為恒定，如采用方波電流驅動就可得到燈瞬時輸出功率恒定的輸出特性，進而保證不發(fā)生HID燈的“聲共振”現(xiàn)象。

② 電子鎮(zhèn)流器異常狀態(tài)下的自身保護。當出現(xiàn)燈輸出短路，燈輸出開路，燈失效，安裝環(huán)境過熱等異常情況時，具有自動保護功能。

③ 燈輸出功率恒定，包含二個方面，一是電源電壓波動，燈輸出功率不變，二是隨著HID燈（尤其是高壓鈉燈）在整個燈泡壽命期內，燈電壓大幅變化，燈輸出功率保持不變。只有保證了這二個方面，才是真正意義上的恒功率輸出電子鎮(zhèn)流器。

④ 對整個電子鎮(zhèn)流器所使用的功率器件，采用ZVS（零電壓開關），ZCS（零電壓開關）大大降低了功率器件的電壓電流應力。

⑤ 使產(chǎn)品溫升控制在規(guī)定值內。對整個電子鎮(zhèn)流器內部結構進行熱設計，選擇理想的散熱材料，保證電子鎮(zhèn)流器有效地散熱。

HID電子鎮(zhèn)流器節(jié)約能源

在同等條件下，要得到相同的照度，相對于傳統(tǒng)電感式鎮(zhèn)流器，使用HID燈用電子鎮(zhèn)流器，其輸入功率普遍可減少10%以上，因為燈泡采用高頻或低頻方波電流點燈工作時，其系統(tǒng)發(fā)光效率得到提高。

電子鎮(zhèn)流器自身的損耗小，一般產(chǎn)品效率可達93%以上。

功率因數(shù)高，可達0.99，降低輸電線路損耗。

由于電子鎮(zhèn)流器具有穩(wěn)定的燈輸出功率（該公司生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器，電源電壓變化±15%時，燈輸出功率變動小于3%）,而使用電抗式鎮(zhèn)流器的燈輸出功率會隨電源波動超過10%以上，因此，在設計時，為保證在電源電壓波動范圍內滿足設計照度，均按電壓波動的下限（-10%）設計，這樣在正常電壓使用時，燈從電源取得的輸入功率將超過正常功率約10%，既造成燈泡過載，縮短燈壽命，也造成不必要的浪費。但是，如果使用電子鎮(zhèn)流器，由于電子鎮(zhèn)流器有穩(wěn)定輸出功率的特性，不存在此類問題，達到同樣的設計效果時，其從電源輸入的功率可以降低10%以上。

HID電子鎮(zhèn)流器節(jié)省資源

眾所周知，傳統(tǒng)的電磁式鎮(zhèn)流器需要消耗大量的矽鋼片和漆包線，這將消耗大量存量有限的地球資源，如采用電子鎮(zhèn)流器就可以大大降低資源損耗，以400W金屬燈（CWA鎮(zhèn)流器）為例，需要銅2.0公斤，矽鋼片4.0公斤，而使用電子鎮(zhèn)流器，只需要銅約0.4公斤，不需要矽鋼片。

HID電子鎮(zhèn)流器電燈參數(shù)優(yōu)越

輸出燈功率恒定，電路設計可以做到輸入電源電壓在120--265V的寬范圍中變化，其輸出的燈功率變化<3%，對于電源電壓波動大的場合，電子鎮(zhèn)流器更顯示其優(yōu)越性。

使用電子鎮(zhèn)流器時燈功率隨燈泡管壓變化曲線（參見下圖）。

從圖中可以看到，當燈啟動時，燈電壓逐漸上升，燈電流逐漸減小，其燈功率隨燈電壓增加而增大，當燈功率達到額定功率值時，其燈功率基本不再受燈電壓變化的影響，即燈功率保持不變，由于燈輸出功率恒定，可以得到兩個很好的效果：

① 點燈功率恒定，使得燈泡顏色較為一致。

② 根據(jù)HID燈工作特性，HID燈壽命后期，燈泡管壓會逐步升高，這時在傳統(tǒng)電磁式鎮(zhèn)流器電路中，電磁式鎮(zhèn)流器的輸出特性基本上為恒流輸出，燈電流變化很少，使燈功率提高，這會加速燈的老化，進而又使燈管電壓提高，如此下去，使燈泡快速壽終。而在使用電子鎮(zhèn)流器電路時，從圖中的曲線中可以看出，當燈電壓提高時，燈電流隨之下降，燈功率保持不變，使HID燈泡能獲得更長的壽命。

※ 功率因數(shù)>0.99，降低諧波電網(wǎng)污染，降低總輸電線路設計安裝成本。

※ 電流總諧波THD≤10%，相對于傳統(tǒng)電磁式鎮(zhèn)流器THD≥15%能減少對電源的污染。

※ 由于電子鎮(zhèn)流器采用高頻或低頻方波電流點燈，燈瞬時輸出功率恒定因此，其光輸出無頻閃，改善照明效果。

※ HID燈的點燈電路一般采用高壓啟動，一些燈泡啟動特性差，或是燈泡點過一段時間后啟動困難，特別是在熱啟動時，傳統(tǒng)的點燈電路就極易產(chǎn)生輝光拉弧放電，長時間無法進入弧光放電過程的現(xiàn)象，這會損傷燈泡電極，降低燈泡壽命。該公司設計生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器可以有效地克服這一缺點，采用間隔脈沖觸發(fā)，因而可以克服因啟動困難而降低燈泡壽命，同時還有良好的保護功能，當出現(xiàn)燈輸出短路，燈輸出開路，過熱等異常情況時，具有自動保護功能，提高了電子鎮(zhèn)流器工作的可靠性。

HID電子鎮(zhèn)流器自動控制

電子鎮(zhèn)流器可以很簡單地實現(xiàn)各種自動控制，實現(xiàn)對燈光的智能化控制，根據(jù)燈泡的特性，鈉燈泡可調范圍為40--100%，而金鹵燈泡也可達50--100%，這對于許多場合是需要的，可以滿足照明的可控制要求，同時可以節(jié)約大量的電力。

實現(xiàn)HID燈光控制的方法有多種

① 采用紅外傳感器，通過檢測人體信號進行控制。如在超市、倉庫、加油站、寄車場等。

② 應用光敏元件，根據(jù)自然光或其他光源信號，自動調節(jié)燈功率，實現(xiàn)自動調光，可應用于辦公室、工礦照明、農業(yè)照明等多種場合。

③ 時鐘控制，典型應用于路燈照明，設定不同程序，使路燈在每天24小時不同時段內，有不同的光照度輸出。道路、街道、隧道等采用這種控制可以大量地節(jié)能。

④ 手動調光，高壓鈉燈、金鹵燈都可以在寬范圍內通過調節(jié)輸入到燈泡的功率大小來實現(xiàn)連續(xù)無抖動的調節(jié)。

HID電子鎮(zhèn)流器便捷

體積小、重量輕、安裝方便。

電子鎮(zhèn)流器因其顯著的節(jié)能效果，體積小、重量輕、高可靠性，已經(jīng)在緊湊熒光燈、日光燈、一體化燈等廣泛應用，取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益，隨著電子技術不斷發(fā)展，電子元器件可靠性不斷提高，而成本大幅度降低，HID燈電子鎮(zhèn)流器將成為綠色照明工程的重要部分。

HID燈是國際上廣泛使用的新一代高效光源，2011年我國生產(chǎn)的金屬鹵化物燈泡、高壓鈉燈多達1480萬只，而且隨著基礎建設不斷加大，HID燈的用量每年都會有較大的增長，因此合理設計配套HID燈用的電器附件是非常重要的，而使用電子鎮(zhèn)流器可以取得很好的性能價格比，以下本文就主要的幾個方面介紹電子鎮(zhèn)流器的性能特點與應用，并對如何進一步推廣使用HID燈電子鎮(zhèn)流器提出探討意見。

電子鎮(zhèn)流器在實際使用中還存在以下一些問題：

1、可靠性難以保證。HID燈用電子鎮(zhèn)流器電路結構遠比熒光燈電子鎮(zhèn)流器要復雜得多，選用的電子元件數(shù)量數(shù)倍于熒光燈用電子鎮(zhèn)流器，電子元件失效概率也高。同時，中國HID燈泡生產(chǎn)廠家參差不齊，實際執(zhí)行標準不一，燈泡與電子鎮(zhèn)流器很難實現(xiàn)真正意義上的匹配，使用效果便可想而知了。

2、工作環(huán)境難以如愿。電子鎮(zhèn)流器對使用環(huán)境的要求使得對燈具設計提出了新要求。比如鈉燈主要用于戶外道路照明，每天工作時間平均在12小時左右，工作時間較長，且露天工作，直接受到一年四季較大溫差、狂風暴雨、閃電雷擊的影響。另外，還要考慮到鎮(zhèn)流器和燈泡都安裝在密封的燈具外殼內，大功率燈泡所發(fā)出的熱量遠遠高于夏季環(huán)境溫度。鎮(zhèn)流器若能經(jīng)得起高溫這一關的考驗，壽命就不成問題！

3、 散熱問題是老大難。散熱問題是影響電子鎮(zhèn)流器壽命的重要因素（尤其大功率電子鎮(zhèn)流器）。對大量發(fā)展的一體化燈具，難以安裝使用，主要是電子鎮(zhèn)流器一般要求工作環(huán)境溫度應低于55℃，使電子鎮(zhèn)流器外殼溫度保持在75℃以下，來保證電子鎮(zhèn)流器的使用壽命。而實際運行中卻很困難，因此，設計美觀大方，有良好散熱效果的燈具，是時代所需。從行業(yè)整體現(xiàn)狀看設計實用型的大功率電子鎮(zhèn)流器還有待于完善。

4、成本期待百姓價。電子鎮(zhèn)流器雖然其綜合經(jīng)濟效益高，但是由于一次性投資高，在使用一年后才能逐漸顯現(xiàn)其運行成本的優(yōu)勢，還難以被人們廣泛接受。還有要提高可靠性，成本必然更會大幅增加。但隨著電子技術水平的快速發(fā)展，以上問題都將陸續(xù)得到改善，電子鎮(zhèn)流器必將成為綠色照明的重頭戲而被廣泛的關注和應用。

EOS HID氙氣燈一般來說由燈頭，電子鎮(zhèn)流器（也叫做安定器，穩(wěn)壓器，等），線組等組成：

1.燈頭：您仔細觀察就會發(fā)現(xiàn)，EOS HID氙氣燈頭是沒有燈絲的，不存在鎢絲燒斷的問題；

2.電子鎮(zhèn)流器：利用蓄電池12V的直流電壓，經(jīng)過一系列的轉換、控制、保護、升壓、變頻等動作后，產(chǎn)生一個瞬間23000V的點火高壓對燈頭進行點火，點亮后再維持85V的交流電壓；

3.線組：一般采用阻燃材料做成，通過加大電源線的截面積，提高了電流通過能力，保證了EOS HID氙氣燈的正常工作。