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用发展的眼光看待镇流器技术 2009/6/1 11:00:00
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从八十多年前气体放电光源问世,就有一个配套的镇流器问题,在随后的发展中镇流器也出现了节能型电感镇流器与电子镇流器并存使用。人们在不断追求良好的照明质量与更加节能环保的路上,镇流器产业技术在当前的照明电器发展中有着怎样的发展面貌与角色呢?记者特别采访了电气照明专家任元会老师,他针对镇流器的相关问题为我们做了详细的解答。

电气照明专家任元会

电气照明专家任元会(任元会阿拉丁照明网博客

  记者:任老师您好,随着光源灯具的不断进步,镇流器也随之不断发展,请您就镇流器的技术发展进程做一个简单的介绍。

  任元会:镇流器是随着光源的发展而不断发展的,最早的气体放电灯——荧光灯的产生已有七十多年的历史,在镇流器方面也有各种不同的镇流器,最近五六十年使用得比较成功的还是电感镇流器。从使用来看,电感镇流器比较大的缺点:一是能效比较差,如一只36W的直管荧光灯,除了光源用电外它本身也要耗能,一般它的功耗是9~10W,占灯管能耗的25%~30%左右;一只18W的荧光灯电感镇流器的耗能可以达到10~12W,占掉了灯管能耗的50%~60%。正因为镇流器的功耗问题,在1973年世界能源危机的发生以后,世界比较关注镇流器的能耗,能不能降低电感镇流器的能耗成为行业关注的焦点。电感镇流器的材料是电感线圈、铁芯材料,其它原理、材料与变压器是一样的,和变压器材料和工艺的不断革新一样,电感镇流器材料和工艺的革新也为降低它自身功耗提供了可能性,如一只36W的荧光灯,原来电感镇流器的功耗是9~10W,现在最高效的电感镇流器的功耗可达4.5~6W,可以节省3~4W,由于使用数量巨大,其节能效果十分可观。这种电感镇流器也就是节能电感镇流器或称高效电感镇流器。

  能源危机以后,这种节能型电感镇流器发展很快,并进入实际使用,其实原理上它还是与先前的电感镇流器一样,只不过把铁芯材料和形状,还有制造工艺进行了改进,而降低了铁损。一般要降低电感镇流器的功耗方法之一是把线圈加大,如果过多加大线圈则器件尺寸太大,材料耗费过多,对节能也不利,所以不可能用这样的方法。所以节能型电感镇流器主要在铁芯材料上,以前用的是热轧硅钢片,随着铁芯材料的进步,从热轧片换成了冷轧硅钢片;二是从形态上,以前是一片片叠加,从叠铁芯发展到卷铁芯,形状上有C型、O型等;三是从工艺上来说,如何能把铁片做得更薄,中间所加一层绝缘漆更薄,片间压得更紧,这也是一个工艺制造解决的问题。这三方面的改进,使得节能型电感镇流器的功耗大大降低,单从镇流器自身来看功耗下降1/3至1/2。

  上世纪七十年代,随着世界微电子技术的发展,人们成功地研制出代替电感镇流器的高频电子镇流器,也就是人们常说的电子镇流器,它的体积较小,有的内置于灯座内部,在紧凑型荧光灯(俗称电子节能灯)中它可以是一体的自镇流灯,也可以是分体的外镇流灯。

  电子镇流器是采用半导体元件,器件体积小,同时也节省了铜、钢等材料,所以到上世纪80年代,几乎是电子镇流器与节能型电感镇流器同时并进。电子镇流器相对于电感镇流器来说,在材料与技术方面是一种全新的东西,它的原理是把交流50HZ的电经过整流器整流成直流电,再经过逆变高频振荡,一般达到30千周到60千周频率电流来供灯管,这个灯管实际上也是高频灯管,而不是50千周的频率。

  电子镇流器的特点可以这样归纳:一是能效更高;二是节省铜与钢材,重量轻;三是频闪深度比较小,发光更稳定;四是噪音比较低;五是它还可以调光,只要采用一台可调光器的电子镇流器以实现大范围调光,电感镇流器就很难做到调光。

  当前对于荧光灯来说,电子镇流器与节能电感型镇流器两种并存使用,各有优缺点。在照明设计标准上规定:“自镇流荧灯光灯配用电子镇流器,直管荧光灯应采用电子镇流或节能型电感镇流器。”在美国现在已提出没有特殊原因一般都采用电子镇流器。节能型电感镇流器在我国还属推荐使用的产品,它有优于电子镇流器之处:一是寿命长,可以使用二十年到三十年或更长,而电子镇流器的平均寿命是十年左右;二是电感镇流器的谐波就是比较小,电子镇流器谐波比较大,对电网污染比较大。三是电感镇流器只要设计得温升合理,其使用可靠性高。所以在这里强调一点是,在电子与电感镇流器的使用上,小功率灯具基本都使用电子镇流器,大功率气体放电灯(特别是150W以上的)应推荐使用节能型电感镇流器,而这种灯的电子镇流器还有待更成熟。

  电感镇流器与电子镇流器都是正在进一步发展的路上,但是从长远来看,电子镇流器将更占有发展优势,更有前景。在未来的发展中,电子镇流器进一步发展的技术难点在于提高质量稳定性与寿命,进一步降低谐波。实际上早已有低谐波的电子镇流器可供选用,说明它的部分难点技术已经解决,但是价格相对高一些。我相信一段时间以后在电子镇流器技术研究发展上会有更快的进步,也许三五年以后就会有更加先进的镇流器面市。

记者:市场上的镇流器种类很多,同时价位也相差很大,我们如何来判断一个镇流器的优劣呢?

  任元会:镇流器是气体放电灯一个必须的附件,镇流器的优劣对光源、照明质量、配电系统有很大影响,主要有:一是影响能效,因为了除了光源消耗电能以外它本身也有一定的能耗,其相差甚大;二是由于镇流器的频闪问题影响照明质量;三是镇流器谐波太大,不仅污染电网,也影响能效;四是镇流器好坏影响光源寿命。

  考察一个镇流器除了它本身产品质量以外,应从功耗、照明质量、电网的质量这三个方向去考察。

  记者:随着LED照明产业的兴起与迅速发展,LED照明已进入户外、家居等各个照明领域,请问是不是随着LED照明的普及将替代传统光源,镇流器是否将会被替代或是消亡呢?

  任元会:近十多年,白光LED的出现,其发展甚快,成为很有前景的新型照明光源,应积极推动其发展。但现在照明界对LED照明过分热捧,以至夸大渲染也是不妥当的。LED没有镇流器,但是他也要有一套驱动电路,是把220V交流电变成直流,也包括降低电压、整流等一系列环节,提供一套恒电源给LED,而这套驱动电路的优劣,其元器件的质量与寿命,对整个LED照明质量和发展关系很大。

  在这里需要再次强调的是LED照明发展很快,前景广阔,但现在处于发展的初始阶段,还存在很多技术问题,需要在未来不断解决,不断提高,继续发展,继续前进,在应用中完善自己,在不断提高的基础上扩大应用。

  媒体要保持清醒头脑,绝对不要轻言“取代”各种光源,荧光灯与节能灯在光效、节能等方面都比传统的白炽灯有着几倍至十倍的优势,但是经过七十多年的发展到现在还没有完全取代白炽灯,LED照明发展得再好,在目前及以后十多年可以说也不能完全取代传统光源。一种事物的发展与消亡是一个历史的过程,不要简单提出什么口号。所以荧光灯等及其镇流器在当前及以后的很长时间内还会继续发展。                    来源:《照明技术与设计》

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