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電子鎮(zhèn)流器在舞臺電腦燈光中的應用

日期:2020-08-25 08:08:44 / 人氣: /

       隨著綠色照明的推廣,交流電子鎮(zhèn)流器開始嶄露頭角,進入90年代后,各種氣體放電燈用電子鎮(zhèn)流器及各種新型電光源在世界范圍內不斷涌現(xiàn),形成被稱為“綠色照明”的新興產業(yè)。氣體放電燈作為舞臺電腦燈的主要光源,配置交流電子鎮(zhèn)流器已是大勢所趨。

      常規(guī)電感式鎮(zhèn)流器的使用有很大的缺陷。當交流電過零時燈就會產生滅火,這樣會使燈管產生100Hz的發(fā)光閃爍,從而降低燈管的發(fā)光效率。同時電感式鎮(zhèn)流器為避免鐵心產生振動需填充瀝青,結果在運行時會產生音頻“嗡嗡”聲。另外,電感式鎮(zhèn)流器較重,通常一個1200W的電感鎮(zhèn)流器重量為13公斤,且電感式鎮(zhèn)流器損耗大,發(fā)熱嚴重,還有電網電壓波動時,燈管的電流也隨之波動,當電源電壓增加10%時,燈管的電流增加17%,這將大大縮短燈具和燈泡的使用壽命。
      電子鎮(zhèn)流器與常用傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器相比,有很多優(yōu)點,如提高了燈管和電路的工作效率,節(jié)省能源,易實現(xiàn)調光控制,無頻閃,無電感鎮(zhèn)流器特有的“嗡嗡”聲,電感鎮(zhèn)流器的缺點在電子鎮(zhèn)流器中大多能得到克服。電子鎮(zhèn)流器實際上是一個高頻自激(他激)振蕩變換器,放電燈就是變換器的負載,負載電路里往往設置一個串聯(lián)諧振電路。
電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面:
高頻自激(他激)振蕩變換器電路加上這種串聯(lián)諧振,其負載能適用各種氣體放電燈僅僅改變諧振電路的電容、電感參數以選擇合適的Q值,就可驅動各種不同規(guī)格的氣體放電燈負載,不論是啟輝電壓較低的熒火燈,還是啟輝電壓極高的高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等。
串聯(lián)諧振負載電路提供給燈管的電壓是高頻正弦波,正弦波電壓驅動燈管會使電極損耗小,并且電弧穩(wěn)定:高頻相對工頻又會提高15%左右的燈發(fā)光效率。
       高頻變換器和串聯(lián)諧振電感的組合,對于放電燈相當于從一個低阻抗電壓源轉變成一個高阻抗電流源,可實現(xiàn)阻流和恒功率供電。
在高頻變換器的電網側接入功率因數校正電路(有源或無源),可使電網側功率因數提高到0.95以上,甚至高達0.99。
燈管在使用過程中會逐漸老化,老化是由于電極活性元素的發(fā)射性能不斷衰減造成的,老化的燈管發(fā)光效率亦不斷下降。然而電子鎮(zhèn)流器的諧振電路能不斷地向燈管提供補償電能,使燈管保持有效發(fā)光,因此燈管使用壽命得到延長。
    在電子鎮(zhèn)流器上實現(xiàn)短路、開路、過壓、過流、過熱等保護比較容易,特別是電腦燈在應用過程中調光控制功能能得到充分的體現(xiàn)。
在體積和重量上,電子鎮(zhèn)流器也有非常顯著的優(yōu)勢,功率越大優(yōu)勢越明顯。
       電子鎮(zhèn)流器也并不是沒有缺點,造價高、電路復雜,對制作工藝、技術指標都有嚴格的要求,比如說電源輸入電流諧波含量和線路功率因數就是兩個非常重要的指標。國際電工委員也制定了IEC555-2、IEC61000-3-2等法規(guī),歐洲制定了EN60555-2法規(guī),中國政府也制定了國家標準GB/T14549-93等法規(guī),對用電設備的電壓、電流波形失真作出了具體限制和規(guī)定。
      隨著開關電源,電子鎮(zhèn)流器的應用,促進了PFC(功率因數校正)技術的發(fā)展,PFC電路基本工作原理是通過控制電路強迫輸入電流跟蹤輸入電壓,實現(xiàn)輸入電流正弦化,并與輸入電壓同步,其作用相當于一個純電阻。市面上較好的電子鎮(zhèn)流器功率因數大于0.95(在0.98左右),諧波總含量小于20%,三次諧波及其他倍頻諧波總含量低于10%,燈電流波峰比小于1.7,EMC符合IEC規(guī)定,廉價的電子鎮(zhèn)流器功率因數普遍不超過0.65,輸入電流總諧波失真THD高達100%以上。那么不達標的電子鎮(zhèn)流器在使用過程中會造成什么危害呢?
       電子鎮(zhèn)流器輸入端的電源電流諧波含量過高,如果是單獨一個使用,其危害也許是并不一定能夠明顯地表現(xiàn)出來。但如果是千家萬戶密集使用,所產生的諧波電流會對電力系統(tǒng)造成嚴重污染,影響到整個電力系統(tǒng)的電氣環(huán)境,包括電力系統(tǒng)本身和廣大用戶。過量的電流諧波會使發(fā)電機和電動機產生附加的功率損耗,引起發(fā)熱;對無功補償電容器組,會引起諧振和諧波電流過大,從而導致電力電容器因過負載或過電壓而損壞;諧波電流會增加變壓器和電網的損耗;電流諧波含量過高的電子鎮(zhèn)流器在電網的某一路密集安裝使用,會使三相四線制供電系統(tǒng)的中線電流急劇增加,遠遠高于相電流,引起中線超負荷,并很容易導致電子鎮(zhèn)流器成批損壞。情況嚴重的時,還會引起火災,造成重大的經濟損失。因此,無論從保證電力系統(tǒng)的安全經濟運行還是從保護用戶設備和人身安全來看,必須嚴格限制電流諧波含量,以減少諧波污染造成的嚴重危害。
        基于上述行業(yè)標準和嚴格的技術要求,許多燈光廠還遇到一系列技術難點不能突破,再加上造價高,所以許多電腦燈廠家仍然還使用電感式鎮(zhèn)流器,而彩熠燈光公司在2002年就已經大膽地啟用了開關電源、電子鎮(zhèn)流器,在舞臺燈光行業(yè)中成為第一個吃螃蟹的人,經過幾年的經驗總結和持續(xù)改進,彩熠在此道路上越走越順,今年彩熠購進了40多萬元的檢測設備,專門用來檢測電子鎮(zhèn)流器、開關電源的相關枝術指標并規(guī)劃了一條現(xiàn)代化的生產流水線,從來料加工、靜電防護、焊接工藝、ICT測試、最后到成品檢測都是環(huán)環(huán)緊扣,每道工序嚴格把關。重點檢測的指標有:功率、功率因素、效率、諧波含量以及電壓、電流和相關波形。每批成品生產必須在環(huán)境溫度45℃下連續(xù)通電老化12小時,并經過上電、掉電沖擊90-250V低高壓、跌落測試來確保每批產品出貨優(yōu)良。彩熠燈光現(xiàn)已成為舞臺燈光行業(yè)“綠色照明”的引領者。

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