HID電子鎮(zhèn)流器

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

HID燈較日光燈、節(jié)能燈等有更為復(fù)雜的物理過(guò)程，必須深刻地了解HID燈的特性，才能有效地設(shè)計(jì)出可靠的電路。如HID燈的“聲共振”是點(diǎn)燈過(guò)程中放電極不穩(wěn)定的一種現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)造成燈熄滅，無(wú)法正常工作，在設(shè)計(jì)上，我們做了如下考慮：

① 保持燈瞬時(shí)輸出功率為恒定，如采用方波電流驅(qū)動(dòng)就可得到燈瞬時(shí)輸出功率恒定的輸出特性，進(jìn)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(hù)。當(dāng)出現(xiàn)燈輸出短路，燈輸出開(kāi)路，燈失效，安裝環(huán)境過(guò)熱等異常情況時(shí)，具有自動(dòng)保護(hù)功能。

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

④ 對(duì)整個(gè)電子鎮(zhèn)流器所使用的功率器件，采用ZVS（零電壓開(kāi)關(guān)），ZCS（零電壓開(kāi)關(guān)）大大降低了功率器件的電壓電流應(yīng)力。

⑤ 使產(chǎn)品溫升控制在規(guī)定值內(nèi)。對(duì)整個(gè)電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱設(shè)計(jì)，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(duì)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?yàn)闊襞莶捎酶哳l或低頻方波電流點(diǎn)燈工作時(shí)，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(dá)93%以上。

功率因數(shù)高，可達(dá)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(shí)，燈輸出功率變動(dòng)小于3%）,而使用電抗式鎮(zhèn)流器的燈輸出功率會(huì)隨電源波動(dòng)超過(guò)10%以上，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)，為保證在電源電壓波動(dòng)范圍內(nèi)滿足設(shè)計(jì)照度，均按電壓波動(dòng)的下限（-10%）設(shè)計(jì)，這樣在正常電壓使用時(shí)，燈從電源取得的輸入功率將超過(guò)正常功率約10%，既造成燈泡過(guò)載，縮短燈壽命，也造成不必要的浪費(fèi)。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(wèn)題，達(dá)到同樣的設(shè)計(jì)效果時(shí)，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(shè)計(jì)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(duì)于電源電壓波動(dòng)大的場(chǎng)合，電子鎮(zhèn)流器更顯示其優(yōu)越性。

使用電子鎮(zhèn)流器時(shí)燈功率隨燈泡管壓變化曲線（參見(jiàn)下圖）。

從圖中可以看到，當(dāng)燈啟動(dòng)時(shí)，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(dāng)燈功率達(dá)到額定功率值時(shí)，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(gè)很好的效果：

① 點(diǎn)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(huì)逐步升高，這時(shí)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(huì)加速燈的老化，進(jìn)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(shí)，從圖中的曲線中可以看出，當(dāng)燈電壓提高時(shí)，燈電流隨之下降，燈功率保持不變，使HID燈泡能獲得更長(zhǎng)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(shè)計(jì)安裝成本。

※ 電流總諧波THD≤10%，相對(duì)于傳統(tǒng)電磁式鎮(zhèn)流器THD≥15%能減少對(duì)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(diǎn)燈，燈瞬時(shí)輸出功率恒定因此，其光輸出無(wú)頻閃，改善照明效果。

※ HID燈的點(diǎn)燈電路一般采用高壓?jiǎn)?dòng)，一些燈泡啟動(dòng)特性差，或是燈泡點(diǎn)過(guò)一段時(shí)間后啟動(dòng)困難，特別是在熱啟動(dòng)時(shí)，傳統(tǒng)的點(diǎn)燈電路就極易產(chǎn)生輝光拉弧放電，長(zhǎng)時(shí)間無(wú)法進(jìn)入弧光放電過(guò)程的現(xiàn)象，這會(huì)損傷燈泡電極，降低燈泡壽命。該公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器可以有效地克服這一缺點(diǎn)，采用間隔脈沖觸發(fā)，因而可以克服因啟動(dòng)困難而降低燈泡壽命，同時(shí)還有良好的保護(hù)功能，當(dāng)出現(xiàn)燈輸出短路，燈輸出開(kāi)路，過(guò)熱等異常情況時(shí)，具有自動(dòng)保護(hù)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(dòng)控制

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

實(shí)現(xiàn)HID燈光控制的方法有多種

① 采用紅外傳感器，通過(guò)檢測(cè)人體信號(hào)進(jìn)行控制。如在超市、倉(cāng)庫(kù)、加油站、寄車場(chǎng)等。

② 應(yīng)用光敏元件，根據(jù)自然光或其他光源信號(hào)，自動(dòng)調(diào)節(jié)燈功率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)光，可應(yīng)用于辦公室、工礦照明、農(nóng)業(yè)照明等多種場(chǎng)合。

③ 時(shí)鐘控制，典型應(yīng)用于路燈照明，設(shè)定不同程序，使路燈在每天24小時(shí)不同時(shí)段內(nèi)，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(dòng)調(diào)光，高壓鈉燈、金鹵燈都可以在寬范圍內(nèi)通過(guò)調(diào)節(jié)輸入到燈泡的功率大小來(lái)實(shí)現(xiàn)連續(xù)無(wú)抖動(dòng)的調(diào)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(yīng)用的因素，主要有四個(gè)方面：一是可靠性，要完全地克服HID燈點(diǎn)燈過(guò)程中產(chǎn)生的“聲共振”現(xiàn)象，HID燈用電子鎮(zhèn)流器電路結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比日光燈電子鎮(zhèn)流器要復(fù)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(jī)率也高。同時(shí)，我國(guó)HID燈泡生產(chǎn)廠家多，燈泡的標(biāo)準(zhǔn)不一，燈泡與電子鎮(zhèn)流器沒(méi)有很好匹配，也會(huì)降低其使用效果，電子鎮(zhèn)流器生產(chǎn)廠家必須嚴(yán)格篩選元器件，使產(chǎn)品可靠性提高。二是電子鎮(zhèn)流器對(duì)使用環(huán)境的要求，使得對(duì)燈具設(shè)計(jì)提出了新要求，對(duì)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(yīng)低于55℃，使電子鎮(zhèn)流器外殼溫度保持在75℃以下，來(lái)保證電子鎮(zhèn)流器的使用壽命，因此，設(shè)計(jì)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(wèn)題，是影響電子鎮(zhèn)流器壽命的重要因素，因此，設(shè)計(jì)實(shí)用型的大功率電子鎮(zhèn)流器還有待于完善。四是價(jià)格，雖然其綜合經(jīng)濟(jì)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(jià)格必然會(huì)大幅增加。但隨著電子技術(shù)快速發(fā)展，以上問(wèn)題都會(huì)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(guān)注和應(yīng)用。

HID 燈電子鎮(zhèn)流器具有良好的點(diǎn)燈參數(shù)，其綜合經(jīng)濟(jì)效益高，并降低對(duì)電網(wǎng)污染，這對(duì)于我國(guó)實(shí)現(xiàn)綠色照明工程將會(huì)有極大的推動(dòng)作用，是盡快達(dá)到節(jié)能10%目標(biāo)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(huì)迅速得到應(yīng)用。通過(guò)對(duì)中電能公司電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)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(zhǎng)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(guò)對(duì)公司電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品的介紹，指出了設(shè)計(jì)過(guò)程中重點(diǎn)應(yīng)注意的事項(xiàng)以及在實(shí)際應(yīng)用中尚待進(jìn)一步予以解決的問(wèn)題。

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(yīng)用，取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，隨著電子技術(shù)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(guó)際上廣泛使用的新一代高效光源，2011年我國(guó)生產(chǎn)的金屬鹵化物燈泡、高壓鈉燈多達(dá)1480萬(wàn)只，而且隨著基礎(chǔ)建設(shè)不斷加大，HID燈的用量每年都會(huì)有較大的增長(zhǎng)，因此合理設(shè)計(jì)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(jià)格比，以下本文就主要的幾個(gè)方面介紹電子鎮(zhèn)流器的性能特點(diǎn)與應(yīng)用，并對(duì)如何進(jìn)一步推廣使用HID燈電子鎮(zhèn)流器提出探討意見(jiàn)。

我們只有全面地了解HID燈電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用價(jià)值、其綜合的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)與不斷提高的可靠性，才能促使它在實(shí)際中的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)，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(zhǔn)燈配合的光效。

電感鎮(zhèn)流器與基準(zhǔn)燈配合，其光效約為基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器與基準(zhǔn)燈配合光效的95-98%。電子鎮(zhèn)流器因?yàn)橛酶哳l電流點(diǎn)燈，其光電轉(zhuǎn)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(zhǔn)燈配套后的光效約為基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器與基準(zhǔn)燈配合光效的110%。

3．燈管壽命。

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

4．輸入電網(wǎng)電壓范圍。

對(duì)電感鎮(zhèn)流器，燈管功率隨輸入電源電壓波動(dòng)而變化。當(dāng)電源電壓較高時(shí)，燈管嚴(yán)重超功率（當(dāng)輸入電壓達(dá)到250V時(shí)，有些電感鎮(zhèn)流器的輸出功率高達(dá)380W左右），鎮(zhèn)流器和燈發(fā)熱嚴(yán)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(shí)，能夠保持燈功率恒定，減小燈的光衰，從而大大延長(zhǎng)燈管和燈具的使用壽命。

5．燈光的頻閃問(wèn)題。

由于受交流50Hz（或60Hz）電網(wǎng)電壓過(guò)零點(diǎn)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(wú)法滿足運(yùn)動(dòng)物體的高質(zhì)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(diǎn)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(wú)低頻閃爍問(wèn)題，也沒(méi)有低頻噪音。

6．外圍附件。

電感鎮(zhèn)流器需要啟動(dòng)器和補(bǔ)償電容，不易安裝，降低整個(gè)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(wú)法滿足長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)要求。而高頻電子鎮(zhèn)流器采用滑頻點(diǎn)燈技術(shù)，電子鎮(zhèn)流器和燈管之間的距離可以延長(zhǎng)到20米以上，方便鎮(zhèn)流器的安裝和日常維護(hù)。

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(bǔ)償電容時(shí)的功率因數(shù)只有0.6左右。即使加上補(bǔ)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(duì)電網(wǎng)的污染嚴(yán)重，加大電網(wǎng)的負(fù)荷，增加初裝費(fèi)用。而高頻電子鎮(zhèn)流器內(nèi)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(duì)電網(wǎng)的基本沒(méi)有污染，能減小電網(wǎng)的負(fù)荷，降低初裝費(fèi)用，也可以對(duì)原來(lái)采用電感鎮(zhèn)流器的照明系統(tǒng)直接增容。

9．電磁兼容問(wèn)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(gè)照明系統(tǒng)的可靠性。

10．自身保護(hù)問(wèn)題。

電感鎮(zhèn)流器不能實(shí)現(xiàn)自身保護(hù)，當(dāng)燈管出現(xiàn) “整流效應(yīng)”和接近壽命終結(jié)時(shí)，會(huì)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(shí)現(xiàn)全面的保護(hù)功能，針對(duì)燈開(kāi)路、燈端短路、熱燈、整流效應(yīng)和燈壽命終結(jié)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(duì)燈具和安裝部件的強(qiáng)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。

電子鎮(zhèn)流器在實(shí)際使用中還存在以下一些問(wèn)題：

1、可靠性難以保證。HID燈用電子鎮(zhèn)流器電路結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比熒光燈電子鎮(zhèn)流器要復(fù)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(shí)，中國(guó)HID燈泡生產(chǎn)廠家參差不齊，實(shí)際執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不一，燈泡與電子鎮(zhèn)流器很難實(shí)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(duì)使用環(huán)境的要求使得對(duì)燈具設(shè)計(jì)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(shí)間平均在12小時(shí)左右，工作時(shí)間較長(zhǎng)，且露天工作，直接受到一年四季較大溫差、狂風(fēng)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(nèi)，大功率燈泡所發(fā)出的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于夏季環(huán)境溫度。鎮(zhèn)流器若能經(jīng)得起高溫這一關(guān)的考驗(yàn)，壽命就不成問(wèn)題！

3、 散熱問(wèn)題是老大難。散熱問(wèn)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(duì)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(yīng)低于55℃，使電子鎮(zhèn)流器外殼溫度保持在75℃以下，來(lái)保證電子鎮(zhèn)流器的使用壽命。而實(shí)際運(yùn)行中卻很困難，因此，設(shè)計(jì)美觀大方，有良好散熱效果的燈具，是時(shí)代所需。從行業(yè)整體現(xiàn)狀看設(shè)計(jì)實(shí)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(jià)。電子鎮(zhèn)流器雖然其綜合經(jīng)濟(jì)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(yùn)行成本的優(yōu)勢(shì)，還難以被人們廣泛接受。還有要提高可靠性，成本必然更會(huì)大幅增加。但隨著電子技術(shù)水平的快速發(fā)展，以上問(wèn)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(guān)注和應(yīng)用。

EOS HID氙氣燈一般來(lái)說(shuō)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(xì)觀察就會(huì)發(fā)現(xiàn)，EOS HID氙氣燈頭是沒(méi)有燈絲的，不存在鎢絲燒斷的問(wèn)題；

2.電子鎮(zhèn)流器：利用蓄電池12V的直流電壓，經(jīng)過(guò)一系列的轉(zhuǎn)換、控制、保護(hù)、升壓、變頻等動(dòng)作后，產(chǎn)生一個(gè)瞬間23000V的點(diǎn)火高壓對(duì)燈頭進(jìn)行點(diǎn)火，點(diǎn)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(guò)加大電源線的截面積，提高了電流通過(guò)能力，保證了EOS HID氙氣燈的正常工作。