電感鎮(zhèn)流器是利用電感的感抗和自感電動勢來點亮氣體放電燈具的,自感電動勢“擊穿”燈管的氣體啟動燈管,電感限制燈管電流不使其燒毀。
電子鎮(zhèn)流器是用電子器件產(chǎn)生高頻電振蕩并限制燈管電流,利用高頻電流來點亮燈具的,氣體放電的燈管在高頻電流作用下不須高壓啟輝就能放電而發(fā)光,且點亮的燈管沒有閃爍感。
一、電感鎮(zhèn)流器
1、電感鎮(zhèn)流器的結(jié)構(gòu)
電感鎮(zhèn)流器是一個鐵芯電感線圈,電感的性質(zhì)是當線圈中的電流發(fā)生變化時,則在線圈中將引起磁通的變化,從而產(chǎn)生感應電動勢,其方向與電流的方向相反,因而阻礙著電流變化,起到限制電流的作用。
2、電感鎮(zhèn)流器是產(chǎn)生高電壓的理論依據(jù)
電感鎮(zhèn)流器是產(chǎn)生高電壓的理論依據(jù)來自于線圈的自感現(xiàn)象,即當導體中的電流發(fā)生變化時,導體本身就產(chǎn)生感生電動勢,這個電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化。這種由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象,叫自感現(xiàn)象,在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感生電動勢,叫做自感電動勢。線圈自感電動勢的大小與自感系數(shù)有關,線圈越長,單位上的匝數(shù)越多,截面積越大,自感系數(shù)就越大。有鐵芯的線圈的自感系數(shù),比沒有鐵芯時要大的多。由上可知,我們就知道了電感式鎮(zhèn)流器為了獲得一個瞬時的高電壓而做得笨重的道理了。
3、電感鎮(zhèn)流器與日光燈管的接線
如圖 02
4、工作原理
起輝器在電路中起開關作用,它由一個氖氣放電管與一個電容并聯(lián)而成,電容的作用為消除對電源的電磁的干擾并與鎮(zhèn)流器形成振蕩回路,增加啟動脈沖電壓幅度。放電管中一個電極用雙金屬片組成,利用氖泡放電加熱,使雙金屬片在開閉時,引起電感鎮(zhèn)流器電流突變并產(chǎn)生高壓脈沖加到燈管兩端。
當日光燈接入電路以后,起輝器兩個電極間開始輝光放電,使雙金屬片受熱膨脹而與靜觸極接觸,于是電源、鎮(zhèn)流器、燈絲和起輝器構(gòu)成一個閉合回路,電流使燈絲預熱,當受熱時間1-3秒后,起輝器的兩個電極間的輝光放電熄滅,隨之雙金屬片冷卻而與靜觸極斷開,當兩個電極斷開的瞬間,電路中的電流突然消失,于是鎮(zhèn)流器產(chǎn)生一個瞬時高電壓(自感電動勢),它與電源疊加后,加到燈管兩端,使燈管內(nèi)的惰性氣體電離而引起弧光放電。在日光燈正常發(fā)光過程中,由于交流電不斷地通過鎮(zhèn)流器的線圈,線圈中就有自感電動勢,它總是阻礙著電流的變化,這是鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用,保證日光燈的正常工作。
5、電感鎮(zhèn)流器的缺點
1、功率因數(shù)低,損耗大,有電網(wǎng)污染;
2、輸入電壓范圍小,低電難以啟動,啟動時間長;
3、系統(tǒng)本身無穩(wěn)壓/穩(wěn)功率措施,造成亮度不穩(wěn)定;
4、較低的功率因數(shù)導致配電變壓器和配線的容量增大,初裝費用高;
5、由于鐵芯片在電磁場力的作用下發(fā)生震動而產(chǎn)生噪聲;
6、結(jié)構(gòu)笨重。
6、常見故障檢修
一般故障處理遵循由易到難的原則。
故障一:啟輝器無任何動作,燈管不亮。
處理:1、燈開關壞;2、啟輝器壞;3、燈管斷絲;4、鎮(zhèn)流器壞。
故障二:啟輝器頻繁動作,無法點亮燈管
處理:燈管性能下降,更換燈管。
故障三:燈管兩頭發(fā)紅,無法點亮。
處理:啟輝器電容擊穿,或是雙金屬片失效,更換啟輝器。
二、電子鎮(zhèn)流器
現(xiàn)在的熒光燈越來越多的采用電子鎮(zhèn)流器。
熒光燈電子鎮(zhèn)流器問世于八十年代初,由荷蘭飛利浦公司首先研制成功。由于它與傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器相比,特別在電性能上更有獨特之處。實際上是一個高頻諧振逆變器,它體積小,重量輕,能耗低,低電壓下仍能起動和工作,無頻閃和噪聲。但是,該電路的工作頻率高達20~30khz,因此有較嚴重的射頻干擾和電磁輻射干擾,影響其他電子儀器的正常工作,還容易對電網(wǎng)造成污染,對人體造成傷害。經(jīng)過實際使用,它的壽命(和對燈管壽命的影響),都不如電感式流器,更有“省電不省錢”的說法,這些說法,主要是針對劣質(zhì)的鎮(zhèn)流器而言。
1、節(jié)能燈與電子鎮(zhèn)流器
財政部、國家發(fā)改委聯(lián)合發(fā)布了《高效照明產(chǎn)品推廣財政補貼資金管理暫行辦法》,提出通過財政補貼的方式來重點支持高效照明產(chǎn)品。高效照明除了使用節(jié)能燈外,還包括配套的電子鎮(zhèn)流器。
目前,品牌企業(yè)紛紛推出了更環(huán)保的電子鎮(zhèn)流器。什么才是優(yōu)質(zhì)的電子鎮(zhèn)流器呢?專家提出,不僅要安全、可靠,還要高效節(jié)能和環(huán)保。飛利浦公司曾做過一個對比實驗,把自家生產(chǎn)的新型直管熒光燈電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器兩種產(chǎn)品進行對比,電子鎮(zhèn)流器節(jié)能量超過了20% 。尤其在需要長時間照明的空間,節(jié)電效果更明顯。
強化安全性也是新型電子鎮(zhèn)流器的一個優(yōu)勢。當使用中遇到燈管漏氣、不激活、不啟動、燈絲斷裂等“紅色狀況”時,傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器很容易損壞,而優(yōu)質(zhì)鎮(zhèn)流器應具有非常態(tài)保護功能,在檢測到燈管發(fā)生異常情況時會自動斷電。
另外,隨著室內(nèi)電器種類的增多,潛在的電磁干擾也在增加,因此,能否減少對電子系統(tǒng)比如電視、手機等的干擾,電子鎮(zhèn)流器的低電磁干擾性能就成為衡量其安全性的新標準。同時,寬電壓范圍還可保證在電壓不穩(wěn)定時的安全使用。
照明光源、日光燈管、電子鎮(zhèn)流器
2、電子鎮(zhèn)流器相對于代傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器的優(yōu)點
用電子鎮(zhèn)流器來取代傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器是綠色照明工程的一個重要措施。因為電子鎮(zhèn)流器與電感鎮(zhèn)流器相比,有以下優(yōu)點:
1、高功率因數(shù):功率因數(shù)(cosφ)是衡量發(fā)電利用率的一個重要指標,cosφ越低,無功電流越大,能供給用戶的實際功率越低。普通電感鎮(zhèn)流器cosφ在0.5左右,而電子鎮(zhèn)流器可達到0.96,其電能利用率比電感鎮(zhèn)流幾乎提高了一倍,在同樣的輸出功率下,發(fā)電容量可降低一半。
2、發(fā)光效率高:因為電子鎮(zhèn)流器是高頻激勵,使熒光燈的發(fā)光效率比使用電感鎮(zhèn)流器時高很多。一般電子鎮(zhèn)流器為68.9lm/w,而電感鎮(zhèn)流器只有50lm/w。
3、無頻閃:電感鎮(zhèn)流器供電的日光燈有50hz閃爍,嚴重影響作工者的視力。而電子鎮(zhèn)流器在超音頻下工作(人的耳朵能聽到的頻率范圍為20hz-20khz),沒有噪音,提高了環(huán)境的舒適感。
4、無噪聲:因電感鎮(zhèn)流器有鐵芯,如工藝不當會發(fā)生50周交流蜂音,噪聲刺耳,而電子鎮(zhèn)流器在超音頻下工作,就消除了頻閃效應。
5、起動快速可靠:電感鎮(zhèn)流器用雙金屬片啟動,有觸點接觸火花及接觸不良現(xiàn)象,且往往受氣溫和電網(wǎng)電壓的影響,冬天氣溫低,啟輝器不易起跳,用電高峰電網(wǎng)電壓低時,也難起跳。因此使熒光燈多次啟跳閃爍,造成燈管燈絲頻繁受到?jīng)_擊而過早損壞,而電子鎮(zhèn)流器是用高頻高電壓使氣體產(chǎn)生輝光放電,即使在-25℃的低溫,120v的低壓下,也能使燈管點燃,而且可一次性快速可靠地啟動。
6、體積小、重量輕:電子鎮(zhèn)流器因為沒有鐵芯和線圈,其重量只有電感鎮(zhèn)流器的十分之一;體積也小,使整套燈具輕量化。
7、節(jié)電效果顯著:一只40w熒光燈的電感鎮(zhèn)流器,由于自身鐵芯和線圈物鐵損和銅損占總功率的30%,其功率可達8~9w左右。而電子鎮(zhèn)流器自身僅耗1~2w,加上熒光物質(zhì)在高頻下工作發(fā)光效率的提高,故采用電子鎮(zhèn)流器可為用戶節(jié)電30%左右。以節(jié)電30%計,一只40w熒光燈每天點燈6小時,一天可節(jié)電0.09度,一年節(jié)約電費可回收投資20元,其比電感鎮(zhèn)流器所高出的投資一年后可回收。
如上所述,由于電子鎮(zhèn)流器提高了功率因數(shù)和節(jié)電,降低了發(fā)電量,減少廢氣煙塵的排放量,改善了環(huán)境污染。同時因不用電感鎮(zhèn)流器,就減少了矽鋼片和銅線的消耗量,也就可減少鋼鐵和銅的冶煉量,又可節(jié)約能源和消除冶煉過程中的廢氣煙塵的排放。不難設想,如果用熒光燈作為主光源,全部采用電子鎮(zhèn)流器作為其附件,那么它為人類所營造綠色環(huán)境的滾動效應是十分可觀的。
3、電子鎮(zhèn)流器原理圖
由于生產(chǎn)廠家不同,不同品牌的電子鎮(zhèn)流器的設計、制造工藝和質(zhì)量也各不同,以下的原理圖是日常生活中常見到的,如圖03、04
圖03
圖04
圖03的工作原理
該電子鎮(zhèn)流器是雙向二極管出發(fā)式,串聯(lián)推挽開關振蕩電路。開關管采用兩只大功率塑封晶體三極管dk55。圖中,vd1-vd4(常用in4007)四只小型塑封晶體二極管構(gòu)成橋式整流電路。交流市電經(jīng)橋式整流后,在濾波電解電容c1兩端得到208v的直流電壓,該電壓加至vt1與vt2的e極之間,該直流電壓同時經(jīng)過電阻r1對電容c2充電,當c2的電壓上升到db3雙向二極管的轉(zhuǎn)折電壓16v-25v時,雙向二極管被觸發(fā)導通,觸發(fā)二極管輸出一鋸齒波脈沖觸發(fā)電壓,這一觸發(fā)脈沖電壓加至vt2的基極,vt2導通,此時,c1上的280v直流電壓經(jīng)隔直電容c4、熒光燈管上端燈絲、串聯(lián)諧振電容c5、燈管下端燈絲、鎮(zhèn)流電感線圈l、震蕩變壓器的n1繞組、三極管vt2的ce極構(gòu)成回路,開始對c4、c5充電,由于震蕩變壓器t的n2、n3繞組相位相反,此時vt2呈正向偏置而導通,vt1呈反向偏置而截止。當c4、c5充電結(jié)束時,回路的電流減小。當電路的電流達到零時(電容器放完電時,由于線圈的自感作用,電路里的電流并不停止而是保持原來的方向繼續(xù)流動),即n2、n3感應電勢的極性反向,在正反饋的作用下,電路翻轉(zhuǎn),變?yōu)関t1導通、vt2截止,電容器c4、c5上儲存的電能通過vt1的ce極放電,其回路為vt1的c極、隔直電容c4、熒光燈管上端燈絲、串聯(lián)諧振電容c5、燈管下端燈絲、鎮(zhèn)流電感線圈l、震蕩變壓器的n1繞組、三極管vt1的e極構(gòu)成回路。c4、c5放電完畢后,電路又恢復振蕩初始狀態(tài),vt2又導通、vt1又截止,c4、c5又開始充電,電路形成自激振蕩。其振蕩頻率取決于c5的容量與l的電感量(振蕩電路的頻率取決于諧振電路的諧振頻率)。該鎮(zhèn)流器初始振蕩頻率為30-40khz,vt