綠色照明革命從電感鎮(zhèn)流器開始(一)

1、綠色照明革命從電感鎮(zhèn)流器開始(一)    摘要：隨著“綠色照明工程”工作的深入開展，我國的照明設計與照明產(chǎn)品的發(fā)展趨勢面臨著“綠色革命”。它將以節(jié)約能源和資源、保護地球生態(tài)環(huán)境、提高照明質量、提高舒適性和健康性為發(fā)展目標。 關鍵詞：綠色照明革命 電感鎮(zhèn)流器 照明設計 一、照明發(fā)展趨勢“綠色照明”將是我國未來的照明市場發(fā)展的一個大趨勢。現(xiàn)階段，我國的發(fā)電能力和人均用電量與發(fā)達國家仍有著很大的差距，因此，研制開發(fā)環(huán)保節(jié)能技術、推廣環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品是一項重要工作。近年來，政府對于照明的設計和施工中的環(huán)保、節(jié)能問題也給予了高度重視。我國“綠色照明促進項目”已經(jīng)正式啟

2、動。這意味著我國到2010年年節(jié)約照明用電120億KWh，占總發(fā)電量的10%?！肮?jié)能”和“環(huán)?！比允钦彰鞯膬纱笾黝}，體現(xiàn)以人為本，注重舒適、健康的環(huán)境為未來照設計的指導思想，向個性化、靈活化、智能化、舒適化、健康化、安全化、藝術化、經(jīng)濟化合理方面發(fā)展。隨著人們觀念的轉變，照明質量不再以照度水平作為重要的、唯一的評價指標，除要求滿足照明的功能要求外，更注重藝術效果，如：光有明暗和強弱的變化、光色冷暖和顏色的變化、被照物有立體感效果等。為了滿足個人興趣愛好的靈活和個性化的光環(huán)境，還應更重視照明質量指標：眩光、照明分布、顯色性等。不過要提醒一句：避免光污染的產(chǎn)生。二、綠色照明從鎮(zhèn)流器開始我國每年新建

3、的大型商業(yè)建筑和公共建筑都在1.4億平方米左右，在這些建筑中需要大量經(jīng)濟、耐用和安全的照明燈具，特別是各種熒光燈具。在目前市場照明燈具質量參差不齊的情況下，如何選擇符合“綠色照明”產(chǎn)品成了投資商面臨的難題，這里我們提議“綠色照明革命”從鎮(zhèn)流器開始。1、鎮(zhèn)流器市場的現(xiàn)狀我國節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器的研制已有10多年的歷史，在這10多年的時間里，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器的設計、工藝等從不成熟走向成熟，照明電器的專業(yè)人員以及廣大的照明電器用戶對節(jié)能型照明電器產(chǎn)品的認識，也由過去單純認為電子節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器是節(jié)能照明電器產(chǎn)品而逐漸全面認識到包括節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器在內很多節(jié)能照明電器在節(jié)能及綜合評定具有獨特的優(yōu)勢。在我

4、國，節(jié)能電感鎮(zhèn)流器目前已具有一定的生產(chǎn)能力，并且具有一定的市場。節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器已在一些重點工程(例如上海浦東國際機場、廣州地鐵、北京東方廣場等)得到應用，并且取得了良好的效果。該產(chǎn)品的出口已形成批量，并且受到經(jīng)濟發(fā)達國家和地區(qū)的歡迎。目前國內節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器的產(chǎn)量約占鎮(zhèn)流器總產(chǎn)量的2%3%，究其原因除了受到節(jié)能電感鎮(zhèn)流器價格較普通電感鎮(zhèn)流器高等因素影響外，主要是因為廣大工程設計人員、企業(yè)管理者政府有關部門的決策者對節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器與普通電感鎮(zhèn)流器以及電子鎮(zhèn)流器的綜合性能價格比的優(yōu)勢不甚了解。因此，目前特別需要對此問題在客觀科學的基礎上進行綜合評定，以使我國的照明電器在向節(jié)能環(huán)保方面發(fā)展的道路

5、上能更理智、更全面和少走彎路。2、鎮(zhèn)流器市場的分類及優(yōu)勢對比目前在市場上銷售的鎮(zhèn)流器有傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器、節(jié)能(低損耗)型電感鎮(zhèn)流器、H級電子鎮(zhèn)流器、L級電子鎮(zhèn)流器。 各種鎮(zhèn)流器的性能比較應該是全面的、綜合性的比較，這樣才能得出目前各類鎮(zhèn)流器中哪一類具有最佳的性能價格比，鎮(zhèn)流器的主要參數(shù)結比見表1。型號品種自身功耗(W)重量比價格比光效比開機浪涌電流比電磁干擾EMI36W/40W普通電感鎮(zhèn)流器9110.950.981.5無36W/40W節(jié)能電感鎮(zhèn)流器451.50.61.021.051.5無36W/40W國產(chǎn)標準電子鎮(zhèn)流器3.50.30.4341.101015倍在允許范圍內36W/40W進口電子鎮(zhèn)流

6、器3.50.40.5471.10810倍在允許范圍內36W/40W國產(chǎn)H型電子鎮(zhèn)流器3.50.20.41.31.81.101520倍有明顯干擾、超標型號品種電源電流諧波抗電源瞬時過電壓燈電流波峰比成本回收年限連續(xù)使用壽命(年)36W/40W普通電感鎮(zhèn)流器10無問題1.58-1.621036W/40W節(jié)能電感鎮(zhèn)流器10無問題1.50-1.552.1610-2036W/40W國產(chǎn)標準電子鎮(zhèn)流器10%-13%能承受1.40-1.609.222-436W/40W進口電子鎮(zhèn)流器8%-12%能承受1.40-1.5026.163-536W/40W國產(chǎn)H型電子鎮(zhèn)流器25%-34%基本不能承受1.90-2.10

7、3.801-3對表1的各對比欄詳細闡述如下：(1)自身功耗。這是節(jié)能的最重要指標，以管形熒光燈最常用的36W/40W規(guī)格為例，普通電感鎮(zhèn)流器功耗約為9W，而節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器按各種不同形式約為4-5.5W，電子鎮(zhèn)流器約為3.5W。電子鎮(zhèn)流器自身功耗比較難以測定，因此許多非正確的測定方法會得出電子鎮(zhèn)流器功耗更小的結論，但實際上電子鎮(zhèn)流器要全面達到預熱要求，EMI和EMS要求，并要滿足功率因數(shù)和諧波和要求，自身功率大都在3-3.5W。(2)光效比。對普通電感鎮(zhèn)流器來說，與基準燈配合光效約為基準流器與基準燈配合組件的0.95-0.98倍。節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器光效比約為1.02-1.05倍。電子鎮(zhèn)流器因為用

8、高頻電流點燃燈，因此其光電轉換率要高于工頻，另外由于自身功耗小，使它與基準燈配套后光效進一步提高，但由于目前電子鎮(zhèn)流器在燈正常工作時仍有一分支電流流過燈的陰極，這一電流幾乎不產(chǎn)生可見光晨、而只以發(fā)熱形式消耗一部分電能，因此電子鎮(zhèn) 流器的綜合光效約為1.10倍。(3)開機時的浪涌電流。這一指標檢測與電源內阻抗有關。當電源容量在50KVA(電源內阻抗約為I時在0.1s時間內，電感鎮(zhèn)流器的開機瞬時浪涌電流以約為正常線電流的1.5倍，國產(chǎn)標準型電子鎮(zhèn)流器約為正常過線電流的10-15倍，進口高檔電子鎮(zhèn)流器約正常進線電流的8-10倍，而國產(chǎn)低檔H型電子鎮(zhèn)流器約為正常進線電流牟15-20倍。對于大面積照明場

9、合，往往采用一個開關控制幾十支燈，浪涌電流會使開關觸點過早損壞甚至使線路過流保護器動作。(4)電磁兼空EMI。電子鎮(zhèn)流器由于工作于高頻狀態(tài)，內部的功率管下于開關工作狀態(tài)，因此有較大和高頻基波和高頻的諧波(9kHz-30MHz)通過電源線傳導或空中對外輻射對外形成干擾。為使這種干擾小于EN55015的規(guī)定值，電子鎮(zhèn)流器必須具有較好的濾波網(wǎng)絡才能達到要求，這勢必增加產(chǎn)品成本并將略微增加電子鎮(zhèn)流器的自身功耗。目前國產(chǎn)標準型和進口的電子 鎮(zhèn)流器大量使用時，對外電磁干擾很嚴重，甚至發(fā)生過開燈時造成電視及空調紅外遙控失靈的現(xiàn)象。而電感鎮(zhèn)流器只要伏安特性設計得較好就沒有這方面的問題。(5)電源電流諧波。電感

10、鎮(zhèn)流器在設計時只要注意使鐵芯工作在準線性段，就能有效地使諧波總量10%。國產(chǎn)標準型電子鎮(zhèn)流器目前的諧波含量一般控制在10%13%。進口電子鎮(zhèn)流器諧波總量約為8%12%。而目前國產(chǎn)大量的H級電子鎮(zhèn)流器諧波總量約為25%34%，這類鎮(zhèn)流器已不能達到IEC61000-3-2的標準(在我國對應的國家標為GB17625-1998)要求。(6)耐電源中的瞬時過電壓。電網(wǎng)線上由于受到雷電感應，高壓觸發(fā)脈沖，電感負載切斷時的自感電動勢等自然和人為的瞬時過電壓影響，存在著脈寬為ns級ms級的高壓脈沖，其幅值約為0.8-3kv。當這類脈沖作用在電子鎮(zhèn)流器上時差的電子鎮(zhèn)流器將會立刻因晶體管的擊穿而損壞。國產(chǎn)標準型電

11、子鎮(zhèn)流器和進口的電子鎮(zhèn) 流器雖說能抵抗這一沖擊，但成本也將略有上升。電感鎮(zhèn)流器則完全不存在這方面的問題。(7)燈光的頻閃問題。傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器由于受電網(wǎng)交流電過零的影響對50Hz電網(wǎng)來講會使燈產(chǎn)生每秒100次的頻閃。這對于運動物體的照明和攝影是很不利的，但這可以通過一半照明燈用串聯(lián)電容的方法使這一半燈電流移相近90°來彌補這一缺點，同時也提高了雙燈的綜合功率因數(shù)(這方法即為雙燈互補法，請參閱節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器設計與工藝第十章)。國產(chǎn)標準型電子鎮(zhèn)流器和進口的電子鎮(zhèn)流器由于整流濾波后的直流紋波較?。y波小于10%），因此基本上使光輸出無頻閃。但目前大量的H級電子鎮(zhèn)流器由于整流后的直流紋波很

12、大，使輸出高頻電流受100Hz的紋波調制，調制度約為30%-60%，因此依然存在頻閃現(xiàn)象。(8)燈電流的波峰比。熒光燈的燈電流峰值與有效值之比是直接關系到燈使用壽命的重要指標。燈要保持正常的發(fā)光，必須具備合適有效值電流但如果燈電流波峰比太大則峰值電流將使燈陰極過早地損壞。電感鎮(zhèn)流器輸出給燈的電流波峰比一般在1.58-1.62之間，一些伏安特性設計得好的電感鎮(zhèn)流器波峰比約在1.50左右。國產(chǎn)標準型電子鎮(zhèn)流器燈電流波峰比約為1.40-1.60，進口電子鎮(zhèn)流器燈電波波峰比為1.40-1.50，略優(yōu)于電感鎮(zhèn)流器，但目前國內呂量流通的電子鎮(zhèn)流器燈電流波峰比普遍在1.9-2.1之間，不能達到燈電流波峰比1

13、.7的標準要求。(9)鎮(zhèn)流器與光源安裝距離要求。在某些場合，例如高強度氣體放電燈道路和廣場照明的使用時，為了維護方便，往往要求光源和鎮(zhèn)流器安裝時有一定的距離，這時于電感鎮(zhèn)流器來講在過接線30米時幾乎沒有什么影響，但對于電感鎮(zhèn)流器來講這一距離是受多方面限制的。較長的距離使高頻對外輻射明顯增大，連接線的感抗又使燈的功率隨距離的增長明顯減小，因此電子鎮(zhèn)流器與燈配套時一般只能安裝在燈的附近。(10)使用壽命。這是一個體現(xiàn)鎮(zhèn)流器性能價格比和重要指標。普通電感鎮(zhèn)流器一般具有連續(xù)10年的工作壽命，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器由于處身功耗的下降使本身的發(fā)熱大大低于普通電感鎮(zhèn)流器。按照IEC920鎮(zhèn)流器工作溫度與使用壽命關

14、系圖表可得知，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器使用壽命一般可達連續(xù)工作12-20年。電子鎮(zhèn)流器由于受其內部的電解電容等壽命相對較短的元件的影響，使總體使用壽命遠低于電感鎮(zhèn)流器，國產(chǎn)標準型電子鎮(zhèn)流器連續(xù)使用壽命約為2-4年，進口高檔電子鎮(zhèn)流器連續(xù)使用壽命約為3-5年，而且前我國大量使用的H型低檔電子鎮(zhèn)流器連續(xù)使用壽命約為1-3年。(11)電感、電子鎮(zhèn)流器的綜合對比結論。從上述各碩對比中可知，電子鎮(zhèn)流器除在自身功效、光效比方面占有明顯優(yōu)勢外，其余方面大多不如節(jié)能電感鎮(zhèn)流器。以平均每天工作6小時計，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器約兩年多就會經(jīng)節(jié)約的電費來收回初次安裝比普通電感鎮(zhèn)流器多付出的成本，而電子鎮(zhèn)流器大部分無法在其有效的使

15、用壽命期內收回初次安裝所付出的成本(一些功能不全低檔的要本不合格的電子鎮(zhèn)流器不具有可比性)。就目前面言在一體化節(jié)能燈、單端小功率熒光燈領域(功率25W)，由于對它們的諧波要求、異常保護功能以及預熱要求均較低，電子鎮(zhèn)流器占有較明顯的你勢，因而得到廣泛發(fā)展和應用。25W以上到65W管形熒光燈領域內，是電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器并存的領域，但綜合評定仍是節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器具有較優(yōu)異的性能價格比，并且功率越大這一優(yōu)勢越明顯。在高強度氣體放電燈在高頻時的聲共振現(xiàn)象，以及相同的燈功率時發(fā)光效率比電感鎮(zhèn)流器略有下降，就目前而言，節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器所占的主導地位，電子鎮(zhèn)流器還無法動搖它。這一經(jīng)過國內外照明專業(yè)人員多年

16、的研究和歸納在科學務實的基礎上掃得出的結論，給一經(jīng)過國內外照明電器行業(yè)的投資者一個提醒，防止盲目投錯方向；給工程技術人員在照明電器的設計時作為一個提示，使所策劃的設計方案能全面綜合的利用各類節(jié)能照明電器的特點，取得最佳的性能價格比；給政府有關部門的決策人員一個參考，以便科學更理智地為我國照明行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出更切合實際的決策。3、營造健康的鎮(zhèn)流器市場環(huán)境據(jù)統(tǒng)計，中國熒光燈用鎮(zhèn)流器產(chǎn)量從1994年的電感鎮(zhèn)流器4750萬只、電子鎮(zhèn)流器1730萬只，到1998年增長為電感鎮(zhèn)流器10320萬只、電子鎮(zhèn)流器3000萬只。然而，在生產(chǎn)規(guī)模日益壯大的過程中，我們也聽到了從鎮(zhèn)流器市場上傳來的不和諧音符，廣大

17、鎮(zhèn)流器用戶對產(chǎn)品的質量頗多微詞。以電子鎮(zhèn)流器為例，質量好的價格很高，價格低的質量又很差，用戶很難選擇，再加上假冒偽劣產(chǎn)品的沖擊以及不斷出現(xiàn)的事故，用戶對電子鎮(zhèn)流器總體質量的印象不佳。一些電氣專家指出，鎮(zhèn)流器產(chǎn)品之所以會出現(xiàn)這樣那樣的問題，主要是因為目前中國鎮(zhèn)流器市場還不規(guī)范這是出現(xiàn)問題的根源。專家們還呼吁，只有各方努力為鎮(zhèn)流器產(chǎn)品營造一個健康、有序的市場環(huán)境，生產(chǎn)企業(yè)才會感受到有力的約束和有效的引導，自覺自愿地把“質量至上，用戶至上”作為企業(yè)經(jīng)營的準繩。隨著我國制定和實施“綠色照明工程”計劃，并將照明節(jié)電提到了能源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調發(fā)展的高度，有關部門加強了相關照明產(chǎn)品的監(jiān)督管理，先后出臺了一系

18、列政策法規(guī)，強制執(zhí)行 旨在約束目前鎮(zhèn)流器市場上的一些不良行為，鼓勵生產(chǎn)企業(yè)狠抓產(chǎn)品質量，從而，推動國內鎮(zhèn)流器市場朝著健康、有序的方向發(fā)展。為配合中華人民共和國節(jié)約能源法的實施，規(guī)范我國鎮(zhèn)流器市場，提高熒光燈鎮(zhèn)流器的能源利用效率和市場競爭力，由國家經(jīng)貿(mào)委資源節(jié)約與綜合利用司和國家質量技術監(jiān)督局標準化司提出、全國能源基礎與管理標準化技術委員會歸口、中國標準研究中心組織制定了管形熒光燈鎮(zhèn)流器能效限定值及節(jié)能評價值國家標準（簡稱能效國家標準）。該項標準已經(jīng)于1999年11月1日由國家質量技術監(jiān)督局批準發(fā)布，于2000年6月1日已經(jīng)正式實施。標準號為GB17896-1999，是強制性國家標準。該項標準中規(guī)定了評定鎮(zhèn)流器和燈的組合體能效水平的參數(shù)，即能效因數(shù)，重點規(guī)定了鎮(zhèn)流器的能效限定值和節(jié)能評價值