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电子镇流器—应用于荧光灯的高频电源适配器

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电子镇流器—应用于荧光灯的高频电源适配器

电磁镇流器
   在绿色能源的时代,更高效的电子镇流器(灯饰采用的高频开关电源适配器)意味着开关电源适配器将有巨大的市场。从20世纪80年代中期以来,不同类型灯饰的销售总量达到了每年300万。在美国估计有超过30%的能源用于照明。
从1938年至20世纪70年代末期,灯饰都是直接由60Hz的工频电源适配器,通过一个串连电感或一个60Hx的升压变压器/电感的组合来驱动的。这个电感或者变压器/电感的组合就是常说的电磁镇流器,如图所示。

    灯饰使用的电源适配器是60Hx的交流电,需要用镇流器或限流元件来与灯串联。必须采用限流元件是因为灯饰在其工作区具有负输入阻抗特性。电磁镇流器相当于一个电感或者是变压器次级被增大的漏感。
    在预热型灯管中,开关迅速闭合预热灯丝,点亮后则马上断开。电感上的电流产生一个尖锋电压点燃灯管。
    快速启动型灯管在启动时和点亮后始终采用自加热的灯丝。瞬时启动的灯管在启动时并没有加热灯丝,而是依赖场致发射提供电子云来启动灯。这就节省了预热的能量,但需要更高的启动电压,这将导致阴极材料的脱落和灯管寿命的缩短。
    串联的电感作为一个无损限流元件是必需的,因为灯饰表现出负输入阻抗特性。其特性是表示当灯的输入电流增加时,灯管两端电压却是下降的。因此,如果用一个低输出阻抗的电源适配器为灯饰供电,任何灯管输入电流的瞬间增加都会导致灯上的电压下降,从而使电流变得更大。这个过程将一直持续到灯管因电流过大而损坏,或是灯两端电压下降到低于最低维持电压而熄灭为止。
    从1938年到20世纪80年代中期,灯饰的销售需要同等数量的便宜的电磁镇流器,采用价格低廉电磁镇流器主要的缺点是由于电感线圈和铁心磁片的损耗导致低效率。同时由于在60Hz电源适配器波形的过零点,灯会反复熄灭而产生显著的闪烁,这将会降低灯的平均亮度,这对于基于闸门效应的旋转机器是危险的。其次,由于铁心磁片的振动发出噪声,这就需要把它们用柏油或清漆密封在罐子里面,这会引起火灾和装配上的问题。最后其典型重量就达到了4磅。虽然这在工业上是允许的,但仍然是一个很大的缺点。
    这些缺点使我们把目光转向采用高频电源适配器来驱动灯饰,其好处是提高了灯的效率(每瓦特输入功率下灯的输出功率),体积更小,重量更轻。

早期的经验表明,容性灯饰的效率会随着频率的提高而提高,在20kHz左右将会稳定在14%(图),并且电容镇流器更小更轻,不发出可以听到的噪声价格也比较低。同时在高频下,灯不会闪烁,并且传导和辐射电磁干扰也更容易抑制。

    灯管在高频下工作的这些显著优点必须依赖于实用而廉价的高频电源适配器电路的运用。可以考虑为每盏灯配备一个小型的SCR逆变器,在大工厂或大的办公大楼里的灯群则可以考虑采用更大的SCR,甚至采用高频旋转交流发电机。随着功率晶体管和铁氧体磁心价格的迅速下降,局部DC/AC逆变器代替了大型的集中高频电源适配器发生器。对一盏灯或每组两到四盏灯直接以交流整流变换后的电源适配器来供电,已经成为了可能。
    当采用电子镇流器后,大多数的性能指标都可以得到实现,但是它的价格依然高于电磁镇流器。但是当考虑到它会节约电费,延长了灯的寿命,这就促使高频电子镇流器在新的建筑安装过程中不断地替代电磁镇流器。在重新安装电子镇流器来替换电磁镇流器时不必连灯管也更换,因此这种替换在大型办公大楼和大的工厂里具有很大的市场潜力。
    根据估算,更换电子镇流器所花的费用,只要大约一年时间就可以由替换后所节约的电费弥补。若所有工厂都使用新型的电子镇流器,则在电能方面总共可以节省20%-25%的费用。低能耗的实现归功于高频工作消除了灯管的闪烁,提高了工作电流,使灯管工作在更为高效的区间,以及电容镇流器的采用获得了比电磁镇流器更低的损耗。
    结果,2008年很多政府开始立法在家用和工业照明领域用高效的电子镇流器和节能灯(紧凑型灯饰)更换白炽灯。在空调使用的地方还有个附加的优点,由于高效率的照明减少了空调系统的需求。下一步很可能朝固态照明发展。
    一家主要的镇流器生产厂商估算了一栋拥有960盏8英尺灯饰的大楼在更换了电子镇流器后,灯管在产生同样的光通量时,每灯及镇流器要的能量仅为87L,面不是原来的227瓦。以每年工作6000小时,并以每千瓦时0106美元的电贵计算,每年960好在节电上所节约的费用为86088美元即使考虑到电子镇流器更高的价格以及人工更换用,也只年时间就可以把所有投人补回来。生产商同时还估算出由于空调系统负有的降低,将还节省额外的8814美元。

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| 发布时间:2019.03.15    来源:电源适配器厂家
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