電子鎮(zhèn)流器(Electronic ballast),是鎮(zhèn)流器的一種,是指采用電子技術驅動電光源,使之產(chǎn)生所需照明的電子設備。與之對應的是電感式鎮(zhèn)流器(或鎮(zhèn)流器)?,F(xiàn)代日光燈越來越多的使用電子鎮(zhèn)流器,輕便小巧,甚至可以將電子鎮(zhèn)流器與燈管等集成在一起,同時,電子鎮(zhèn)流器通??梢约婢邌⑤x器功能,故此又可省去單獨的啟輝器。
電子鎮(zhèn)流器還可以具有更多功能,比如可以通過提高電流頻率或者電流波形(如變成方波)改善或消除日光燈的閃爍現(xiàn)象;也可通過電源逆變過程使得日光燈可以使用直流電源。傳統(tǒng)電感式整流器的一些缺點使它正在被日益發(fā)展成熟的電子鎮(zhèn)流器所取代。
工作原理
簡述為了使熒光燈、殺菌燈正常工作,必須滿足三個條件:
a、 燈絲的預熱電流或燈絲電流
b、 高電壓啟動
c、 限制工作電流
具體分析
電子鎮(zhèn)流器的工作原理 由于氣體放電燈(如熒光燈、霓虹燈、金鹵燈等)是一種具有如圖1所示V-I特性的負阻性電光源,即為負值,從圖1可以看出,當燈電流上升時,燈管的工作電壓下降,但是供電電壓不會下降,多出的這點電壓加到燈管后會使燈電流進一步上升,如此循環(huán),最終燒壞燈管或燈管熄滅,所以要使燈管正常工作,應配以如圖2所示的鎮(zhèn)流元件,用以限制和穩(wěn)定燈電流。這個限流裝置叫做鎮(zhèn)流器。氣體放電燈常用的鎮(zhèn)流器有兩種:電感式鎮(zhèn)流器和高頻交流電子鎮(zhèn)流器。由于電感式鎮(zhèn)流器工作在工頻市電頻率,體積大、笨重,還需消耗大量銅和硅鋼等金屬材料,散熱困難、工作效率低、燈發(fā)光有頻閃,所以一些電光源界的科技工作者紛紛尋找新的鎮(zhèn)流方法,而高頻交流電子鎮(zhèn)流器就是一種有效方法。鎮(zhèn)流原理如圖3所示,鎮(zhèn)流電路的工作特性曲線如圖4所示。
在圖2所示的電路中,燈管上的工作電壓加上鎮(zhèn)流元件上的電壓等于電源供電電壓,最終可以使氣體放電燈穩(wěn)定工作。在圖2所示的電路中,燈功率可以按下式計算:
P=IVα (1)
式中的α表示燈發(fā)光系數(shù),它和燈管的工作電壓和工作電流有關,對電感鎮(zhèn)流器,α可以取0.8,對高頻電子鎮(zhèn)流器,α可以取0.99。
在燈電路穩(wěn)定工作期間,燈管上的電壓是穩(wěn)定的,所以燈功率主要取決于燈電流的大小,而燈電流的大小和鎮(zhèn)流元件的阻抗和電源供電電壓的高低有關,并且供電頻率對熒光燈的工作也有影響,如圖5和圖6所示。例如對電感鎮(zhèn)流,鎮(zhèn)流電感的阻抗ZL=2πfL,電感鎮(zhèn)流器的電感量和它的繞組匝數(shù)和鐵心的尺寸有關,所以當電源供電頻率較高時,鎮(zhèn)流電感的體積也會小些。這就是采用高頻交流電子鎮(zhèn)流電路后,鎮(zhèn)流電感的體積和尺寸會很小的原因。
世界上一些著名的大專院校、科研院所、公司都投入了較大的力量進行高頻交流電子鎮(zhèn)流器的科研開發(fā)、生產(chǎn)。如美國弗吉尼亞大學功率電子研究中心(VPEC)李澤元教授領導的科研中心每年都有相關論文和實驗報告在IEEE功率電子學學刊刊出,并提出了如高頻能量反饋、采用電荷泵功率因數(shù)校正的電子鎮(zhèn)流器等概念,美國加州理工大學(UCT)的S.CUK教授關于單級高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器,一種用于緊湊型熒光燈的E類電子鎮(zhèn)流器,西班牙、巴西、我國***和香港地區(qū)的一些著名高等院校、科研院所、公司都投入了一些高水平的科研人員、實驗室進行科研開發(fā)。
同時,國內(nèi)一些著名科研院所、大學等都投入了較大力量進行科研開發(fā)。這一點可從國內(nèi)相關科技文獻看出。但是勿容置疑的是我國是世界上電子鎮(zhèn)流器的一個生產(chǎn)大國,有較多的公司、企業(yè)從事這種“綠色電光源”產(chǎn)品的生產(chǎn)。特別是自20世紀80年代末、90年代初,IEC928(1990)、GB15143(1994)《管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器一般要求和安全要求》及IEC929(1990)、GB/T15144《管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器的性能要求》等技術標準相繼頒布與實施,使交流電子鎮(zhèn)流器的研究、開發(fā)、生產(chǎn)有了統(tǒng)一技術規(guī)范。
電子鎮(zhèn)流器電路由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器要求體積小、造價低,并且對電磁輻射干擾、輸入功率因數(shù)、波峰因數(shù)、可靠性等技術指標要求嚴格,所以要做出一個滿足高性能、低價格、體積小、低電磁輻射干擾、使用安全可靠等要求的高頻交流電子鎮(zhèn)流器并非易事,所以往往讓人感到,看似簡單的一個電子產(chǎn)品,但是技術含量很高,是一個涉及電路拓撲、高頻電子變換、諧振開關(ZVS、ZCS)、LC串、并聯(lián)諧振、功率因數(shù)校正(PFC)、電磁干擾抑制(EMC、EMI)、信號傳感、采集和控制、電子元器件、電光源器件等電力電子技術方方面面的電子產(chǎn)品。同時,如何測量高頻交流電子鎮(zhèn)流器的技術參數(shù),如功率、高頻諧波成分、效率、電磁輻射干擾(EMI),也是高頻交流電子鎮(zhèn)流器的研究熱點。
實踐證明,要做出一只高性能的高頻交流電子鎮(zhèn)流器,還需對它的燈負載技術特性、燈負載對電源的技術要求有所了解,否則要做出一只高性能的高頻交流電子鎮(zhèn)流器也是件不現(xiàn)實的事。
電子鎮(zhèn)流器好壞方法判斷:
1、按國際標準,點亮1秒達到20%的,4秒內(nèi)達到80%以上亮度就是好鎮(zhèn)流器,而那種瞬間達到80%亮度的或者4秒鐘達不到標準亮度的鎮(zhèn)流器品質較差。
2、電子鎮(zhèn)流器的輸出有四根接線,有兩根是串在一個電容器的兩端的,另外兩根就是電壓輸出端,如果電壓輸出端沒有高頻交流電壓輸出,就是有故障了。電子鎮(zhèn)流器的常見故障一般是震蕩管損壞,堦振電容損壞,和濾波電容漏電。