一、綠色照明中國節能產業跨世紀的戰略1.1 綠色照明 是指通過科學的照明設計，采用高效節電照明產品，達到節電、保護照明環境和提高照明質量的統稱； 是國際發展趨勢和國家現代化的標志； 我國已將“綠色照明工程”列為重點推廣項目和節能產業跨世紀戰略； 1.2 綠色照明是系統工程綠色照明是照明節電、減少對環境污染、保護生態平衡的系統工程。實施“綠色照明”包括： 推廣使用高效節能電光源，如細管徑熒光燈、電子節能燈等； 推廣使用高性價比節電照明電器附件，如電子鎮流器、調光裝置、智能照明控制設備、光控開關等； 采用高效節能燈具，提高燈飾透光率、反射率等； 控制生產和使用中產生的污染，包括汞、稀土元素，以及燈、燈具高頻工作產生的電磁干擾等； 采用先進照明設計，合理選用高效節能產品，營造現代照明環境和光文化； 組織制定有關政策、法規、標準，培育技術和市場，促進推廣應用等； 1.3 綠色照明產品 泛指能創造綠色照明環境的產品，包括新型、高效、節能電光源和配套照明電器附件、燈具及控制器等； “中國綠色照明工程”現階段重點發展和推廣應用的綠色照明產品包括： 光效高、光色好、壽命長、安全和性能穩定的節能電光源，如細管徑熒光燈、緊湊型熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈及其它新型光源等； 自耗小、省電，對環境、人體無污染和影響的照明電器附件，包括電子鎮流器、節能型電感鎮流器、電子變壓器等； 光能利用率高，安全、可靠，美觀、適用的照明燈具； 傳輸效率高，電能損耗小，使用安全可靠的配線器材，各種調光裝置，感應、光控開關和遙控等控制器具； 集光、電、IT技術于一體的智能照明系統；1.4 綠色照明，功在當代、利在千秋 緩解電力供需矛盾。目前，我國照明用電1500億度（占總發電量10%），約相當長江三峽電站年發電量的2倍，缺電和照明落后成為制約經濟發展的瓶頸； 實施“中國綠色照明工程”，可節電300億度，節約原煤1500億噸，減少污染、保護環境； 推動產業結構調整和技術進步； 產生巨大的社會經濟效益； 11W電子節能燈替代60W白熾燈可節電48W，按4小時/天使用計算，年節電71度，全國替換2億只，年可節電142億度； 全國家庭2.76億戶（含農村2億戶），照明仍以白熾燈為主體，加上企事業、公用設施用白熾燈，數量可觀。若全部改用電子節能燈，年可節電938億度，超過長江三峽總發電量，是葛洲壩水電站年發電量的5倍；1.5 全球“綠色照明”新發展 美國九十年代初首先推出“綠色照明計劃”，隨著全球綠色環保運動的興起，已在各國推廣，并有新發展： 美國正在開展旨在降低生產、銷售成本和擴大市場容量的“能源之星”活動和“大宗采購計劃”； 歐盟各國在開展電力需求管理活動（DSM）基礎上，將“綠色照明計劃”擴展到私人公司或團體； 中國等發展中國家正逐步實施“綠色照明計劃”。近年環繞提高產品技術、質量水平，提高節電產品認識和建立持續、高效照明產品市場三大主題工作； 全球“綠色照明”運動呈現三大特點： 美國“綠色照明”成功經驗和“能源之星”活動是全球“綠色照明”活動的典范； 組織“大宗采購計劃”是推廣“綠色照明”的有效方法； 建立非補貼、可持續化高效照明產品市場是各國發展的目標；二、綠色照明新一族節能電光源2.1 照明電光源的發展 電光源是當今照明的主體,自1879年白熾燈問世以來,發展經歷了三代: 第一代 熱輻射光源 利用鎢絲發熱而發光。代表產品為白熾燈和60年代開發的鹵鎢燈； 優點：結構簡單、光色好、發光柔和穩定、成本低，使用方便； 缺點：光效低、耗電大、壽命短，逐步為節能電光源取代； 第二代 氣體放電光源 三十年代起開發，較白熾燈發光機理不同（輝光放電），發光效率有質的飛躍。代表產品： 熒光燈（1938年問世），光效高白熾燈5倍，作一般照明； 低壓鈉燈，光效高白熾燈十幾倍，光色單一（黃光），只能作道路、隧道照明； 高壓氣體放電光源（高壓汞燈、大功率氙燈等），功率大、光效高，用作場館和泛光照明； 表21 照明電光源發展簡況類 別燈 種開 發年 代光效（Lm/w）平均壽命（小時）優 缺 點應 用第一代熱輻射光 源白熾燈1879 934500 1000光線柔和、穩定，成本低；光效低、壽命短室內外鹵鎢燈60702050第二代氣體放電光源熒光燈19384050 5000光效較高、顯色性提高室內低壓鈉燈304054144色單一、顯色性差道路、隧道高壓汞燈大功率氙燈50604050室內、泛光照明第三代細管徑熒光燈（T8、T5）7095501055000 20000三基色、體積小、壽命長；功率小；室內緊湊型熒光燈70末高壓鈉燈668055140顯色性好（60）、光色多、光效高；壽命長道路、場館照明工程金屬鹵化物燈609080125新光源耦合放電高頻無極燈90556540000光效高、顯色性好、壽命長；功率小；室內外螺旋一體燈 10000陶瓷金鹵燈光效高、光性能穩定；介質放電紫外光源90末6000 12000光效高、性能穩定；研制中表面放電平面熒光燈 27光均勻、無汞、低溫性能好；光效低微波放電微波金鹵燈90末8011030000啟動快、光穩定、壽命長；功率低、成本高；微波準分子燈微波硫燈光效高、壽命長；結構復雜、成本高； 第三代 節能氣體放電光源 六十至七十年代起開發，代表產品： 細管徑熒光燈（T8、T5） 緊湊型熒光燈（電子節能燈） 兩類燈較普通熒光燈光效高（從4050Lm/W提高到80Lm/W）、顯色性好、壽命長、且結構緊湊、通用性好，已成為室內照明主體； 高強度氣體放電光源（HID），如高壓鈉燈（HPS）、金屬鹵化物燈（MH），六十年代研制、八十年代形成規模生產。較高壓汞燈光效高（11.5倍），顯色性好（Ra60），壽命6000小時以上，廣泛用于道路、場館、大型照明工程等。 八十至九十年代已開發出一批新型節能氣體光源，包括： 無汞熒光燈 高頻無極熒光燈 平面熒光燈 高顯色性高壓鈉燈 陶瓷金屬鹵化物燈 微波硫燈 表22 主要燈種性能比較燈 種功率（W）光效（Lm/W）顯色指數（Ra）平均壽命（小時）頻閃效應表面亮度白熾燈51000 934 90100 5001000 不明顯 大普通熒光燈31254050 60 20005000 明顯 小緊湊型熒光燈(電子節能燈)32650105 60 60008000 無 小HID燈（HPS、MH）351000551406090 20000 不明顯 大表23 主要燈種節電效果比較燈 種替代光源節電比例（%）使用、替代情況備 注T12熒光燈 白熾燈 7073室內外照明，無條件替代粗管徑T8熒光燈T12熒光燈 1020室內照明，逐步替代細管徑T5熒光燈T8熒光燈 2030 同 上細管徑緊湊型熒光燈 白熾燈 7083 室內照明（調光要求除外） 電子節能燈高壓鈉燈（HPS） 高壓汞燈 5660道路、場館，逐步替代金屬鹵化物燈（MH） 高壓汞燈 4246商場、賓館，逐步替代 2.2 節能電光源 泛指光效高或節電效率高的光源，主要為第三代節能光源和新光源。2.2.1 細管徑熒光燈 針對普通T12（38）熒光燈耗材、發光效率低等缺點，七十年代末飛利浦公司開發出T8（26）細管徑熒光燈，目前已逐步替代T12管。T8熒光燈較T12燈有以下優點：節電，在光通量相同條件下T8節電約10%20%，光效（70Lm/W）提高15%；節材約30%；表面亮度提高約20%；附加成本（倉儲、運費等）降低50%；與T8管腳、長度相同，易互換； 我國T8管產量已突破2000萬只，主要廠家飛東照明公司、佛山照明公司、北京松下顯像管公司等； 表24 管型熒光燈分類及尺寸燈功率 20303640658085125長 度（m）0.60.91.21.21.51.51.82.4直 徑（mm）T5(16) T8(26) T10(32) T12(38)發光顏色日光色(RR) 暖白色(RN) 冷白色(RL)等 表25 T8熒光燈主要參數 類 型 功率(W)長度(mm)光通量(Lm)光效(Lm/W)壽命(h)經濟型(普通熒光粉) 18 600 1050 58 8000 36 1200 2500 69 8000豪華型(三基色熒光粉) 18 600 1500 83 16000 36 1200 3350 93 16000 九五年,飛利浦、美國GE公司相繼生產T5熒光燈（16mm），比T8燈節電20%30%；具有管電流一致性好、管壓降高等特點，光效可達106Lm/W、壽命16000小時，我國上海真空電子器件公司已開發生產； 九六年，日本東芝公司推出T5環形熒光燈，光通量提高1.5倍，并注重改善顯色指數(高顯色性Ra可達8595)； 表26 常用細管徑熒光燈產 品 管徑（mm）功率（W）替代產品備 注T8(略新) 26 36T12/40W北美已結束歐洲已開始 18 36T12/20WT8 (較新) 26 32T8/36W北美已開始T5(最新) 16 28T8/36W 將開始 16 14T8/18W2.2.2 緊湊型熒光燈(CFL) 俗稱電子節能燈。具有光效高（是普泡4-5倍）、節電明顯、壽命長（是普泡5-8倍）、體積小、使用方便等優點； 79年，飛利浦最先推出SL型燈。我國82年開始研制，99年產量1.2億只（占世界總產量35%），但質量參差不齊，壽命一般為30005000小時（國外10000小時）； CFL分整體式（一體燈）和分離式兩類。發展方向是一體燈，原因： 互換性好，有H、U、D等不同緊湊型，尺寸形狀接近白熾燈，且發光面積大； 采用稀土三基色熒光粉及涂敷新工藝，提高光效、降低色溫； 內置電子鎮流器，省電、啟動快、無頻閃躁聲，使用方便； 表27 CFL替代普燈節電效果 CFL替代普泡光通量（Lm）單燈節電（W/只）單燈年節電（度/年.只）9W替代40W 400 31 46.511W替代60W 600 49 73.515W替代75W 900 60 9020W替代100W 1200 80 120 為提高燈功率,95年美國GE公司生產出螺旋一體燈(13-48W),在保證緊湊尺寸和配光曲線同時,光效提高到60-70Lm/W(是白熾燈7-8倍),壽命1萬小時以上; 圖21 插入式螺旋一體燈2.2.3 高壓鈉燈(HPS) 屬高強度氣體放電光源(HID),在光效、顯色性和壽命方面有明顯優勢（表2-3），另具透霧力強和不誘蟲等特點，已廣泛用于道路、場館等照明； 主要品種 A 普通型光效高、壽命長，但顯色性較差，適合一般道路、場館等照明； B 替代型可直接替代高壓汞燈，滿足照度同時功率略有下降； C 舒適型顯色性好，可擴展室內外重要場合照明； D 高光效型改進光電管結構并填充高壓氙氣，光效高達140Lm/W，是理想電光源； E 高顯色性白色高壓鈉燈，高顯色指數（80），適合高要求照明場合使用； F 農藝型有特殊光色，適合農藝栽培照明；2.2.4 金屬鹵化物燈(MH) 60年代初,鈉-鉈-銦金鹵燈問世,最大優點是光色好(Ra=65-90)、光效可達130Lm/W，平均壽命12萬小時。九十年代技術日趨成熟，正逐步替代鹵鎢燈、高壓汞燈和高壓鈉燈，是發展廣闊的新光源； 主要類別：稀土金鹵燈、光譜型金鹵燈（鈉-鉈-銦系列）、連續輻射型金鹵燈和單色性金鹵燈等； 我國八十年代末生產，目前年產量已達200萬只，主要廠家：上海亞明燈泡廠、浙江陽光集團等； 表28 主要氣體放電光源性能比較 性 能高壓汞燈高壓鈉燈金鹵燈光效（Lm/W）250W 51 121 80400W 55 132 951000W 60 147 112顯色性（Ra） 2040306565902.3 熒光燈產品的技術發展2.3.1 發展主題 保護環境. 從三方面入手: 提高光效、減少能耗； 減少用汞量、開發無汞熒光燈； 采用低鉛或無鉛玻璃，推廣應用水涂粉工藝技術等； 節約能源. 包括： 提高光效，改善顯色性； 開發新型點燈附件（如電子鎮流器、智能控制系統）、提高節電效果； 提高生產工藝、設備水平，降低生產能耗； 滿足市場、用戶要求 開發不同光色、不同顯色性能和不同形狀熒光燈；2.3.2 技術發展趨勢環繞提高光效、光色、壽命三大主題和以下課題進行： 研究低壓氣體高頻放電特性，包括惰性氣體-汞高頻放電特性，并從燈及電子鎮流器方面改進； 控制汞量，采用汞齊、涂敷保護膜，改善熒光粉表面特性； 開發無汞熒光燈，包括研究準分子等離子特性，開發光子激發熒光粉等； 研究應用Al2O3等保護膜及涂敷工藝，提高光通維持率； 研究應用高頻無極燈，降低干擾、提高光效； 改善電子鎮流器性能，實現對熒光燈可調光功能，適應智能照明系統應用； 研究熒光燈光譜特性、顯色性能等，開發適應各種需要的特種熒光燈；當今，應特別重視高頻無極熒光燈、平面熒光燈、無汞熒光燈等產品的開發；2.4 HID燈的技術發展 為使HID燈（特別是MH）向室內照明發展，HID燈正向燈功率大型或小型化、光色穩定性（低色溫）好、高顯色性和超長壽命方向發展； 主要研究課題： 發光機理，包括高溫熱化學反應、高頻高壓啟動和聲共振現象等； 新材料，主要是放電管管壁（如半透明陶瓷管）及電極材料； 配套電器附件，重點是一體式電子鎮流器。包括解決：承受高壓/大電流沖擊、降低溫升、二次熱啟動和高頻聲頻共振四大技術難題； 開發新系列品種，重點是陶瓷金鹵燈、車用小功率金鹵燈等；三、電子鎮流器綠色照明新一代產品3.1 電子鎮流器基礎3.1.1 電感鎮流器1. 管型熒光燈是氣體放電燈，傳統使用必須有“啟輝器”和“鎮流器”： 啟輝器：并接燈管兩端。通電后，能產生高電壓，迫使燈管“放電”導通發光，是熒光燈正常工作的啟動器； 鎮流器：與燈管串聯。能自動限制啟動電流的增大（燈管負阻效應），使燈管獲得穩定的燈電壓、燈電流，是熒光燈正常工作的鎮流裝置； 2. 熒光燈的啟動電壓、燈電壓、燈電流與燈管類別有關，使用啟輝器和鎮流器必須與之匹配，否則影響燈管壽命，甚至不能工作； 3. 電感鎮流器（又稱鐵磁式鎮流器）用鐵芯和漆包線繞制。結構簡單、成本低，但自耗大（40W鎮流器實際功耗48W），易產生“熱”和噪聲，還因低頻工作產生100120HZ頻閃，且體積大、重量重；3.1.2 電子鎮流器 電子鎮流器是將工頻(50HZ/60HZ)交流電變換為較高頻率的交流電，并能使一個或幾個熒光燈正常啟動和穩定工作的變換器（國外稱安定器）。 1.基本原理：用電子元器件組成高頻變換電路。先將照明交流電源整流變成直流電，再由“逆變器”變為高頻交流電，由振蕩電路產生2050KHZ的高頻電壓去啟動和點亮熒光燈，經調整可正確與燈匹配，滿足不同功率燈管的啟動電壓、燈電壓和燈電流，達到正常工作。 2. 優點電子鎮流器較電感鎮流器有以下優點: (1)節電省錢 比同規格電感鎮流器節電2530%,原因: 高頻工作,提高燈發光效率。圖31曲線表明：光效隨工作頻率（50HZ50KHZ）提高而增加，同光照度下電子鎮流器輸入功率降低； 自身功耗低，約為燈功率的5%（較電感鎮流器降低15%）；多管驅動和高功率的電子鎮流器節電效果更顯著；線路功率因數提高（由電感鎮流器的0.5提高到0.9以上）,電網利用率相應提高,實現間接節能; 發光效率高,產生熱能小,空調房等用電量相應減少； 功率因數高，輸入電流減少，電力配線安裝要求及成本降低； 不需啟輝器，省去更換時間和費用；（2）無頻閃，發光柔和，有益保護視力；（3）啟動快，不出現反復起輝、閃爍現象；有預熱啟動功能，大大延長燈管壽命；（4）工作寧靜，無噪聲，提高照明環境質量； （5）可用市電和直流電源供電，低壓（150V）下能啟動，允許電壓波動范圍寬（1015%）； 圖31熒光燈光效頻率變化曲線 （6）采用調頻、脈寬調制（PWM）、光接收等技術，容易實現對熒光燈調光和光控智能開關；（7）具異常狀態（燈開路、短路、過載等）保護功能，延長鎮流器壽命；（8）體積小、重量輕，安裝使用方便； 表31 電子鎮流器與電感鎮流器性能比較（40W）項 目電 感 鎮 流 器電 子 鎮 流 器光照質量工作頻率50HZ，有嚴重頻閃電感線圈鎮流，噪聲大有害視覺工作頻率20KHZ，無頻閃電子器件鎮流，無噪聲光照質量改善，保護視力啟動工作條件環境溫度 -5+50-10+50電網電壓低于180V不能正常啟動低至150V仍能正常啟動、工作，但光通量降低工作溫度最高達+120，影響室內溫度自身溫升大，易發生火災+50左右有過熱控制、保護措施電能消耗線路電流（A） 0.43 0.2有功損耗（W） 49 42（節電14%）無功損耗（W）電網有50%無功損耗電網有3%無功損耗 無功節電45%以上后期維護低壓或低溫時，不能一次啟動，多次啟動易損壞燈陰極，縮短燈管壽命啟輝器壽命短，需經常更換頻繁維修，易損壞燈具具預熱功能，一次啟動，可延長燈管壽命無需更換啟輝器具異常狀態保護功能，延長鎮流器壽命3.2 電子鎮流器的發展 1978年，飛利浦公司率先研制出電子鎮流器。隨著光源技術的進步和開發應用，電子鎮流器已經歷五代發展： 第一代：普通（簡單）型電子鎮流器 七十年代末生產，是低頻向高頻過渡的產品。多半采用簡單電子線路，功能單一，缺乏可靠性和對電網影響考慮。電器性能差：功能因數小于0.6，電流諧波含量高達130%。無預熱啟動和異常保護功能，嚴重影響燈管和鎮流器壽命，并對電視機等有嚴重干擾，已不再生產使用； 第二代：無源濾波“高功率因數電子鎮流器” 在第一代基礎上，按IEC標準和國標GB15143/15144生產。采用無源濾波技術和功率因數校正電路（PFC），提高功率因數（0.9）、抑制諧波含量（THD30%），并設計預熱啟動、異常狀態保護等功能，使鎮流器性能和可靠性有較大改善，加上電路簡單，成本較低，有較強市場競爭力。缺點是燈電流波峰系數CCF超過標準（1.7），對燈管壽命不利。此外，抗電磁干擾（EMI）差，易引起線路干擾； 第三代：有源濾波“高性能電子鎮流器” 為克服電子鎮流器電流諧波含量大而對電網污染（稱“銀網痼疾”），國外九三年開發出有功率因數補償功能的高性能電子鎮流器。采用有源濾波單端脈寬調制（PWM）技術，抑制電流波形失真，實現了高性能：功率因素0.98，THD10%，CCF1.7。同時，采用預熱軟啟動、零電壓開關（諧波逆變）、電磁兼容（EMC）等新技術，使性能、可靠性進一步提高。缺點：電路較復雜，成本及生產工藝難度相對提高。但多管驅動鎮流器（如240W以上）多半采用此技術，成本相對下降。 第四代：高性價比電子鎮流器 九十年代起開發。特點是采用集成技術，省去振蕩電路和磁環等，將部分元器件制成專用集成電路（ASIC）或混合厚膜電路，并采用有源諧振電路使逆變器線路簡化，同時，廣泛采用表面貼裝器件（SMD）和技術（SMT），大大提高產品性價比和可靠性，是鎮流器發展的主流； 第五代：特種電子鎮流器 九十年代中、末期，根據市場需要，相繼開發出可調光、光控電子鎮流器，并在高強度氣體放電燈（HID）電子鎮流器研制中取得進展。電子鎮流器在氣體放電燈自鎮流熒光燈中幾乎全部取代了電感式鎮流器；表32 電子鎮流器種類及特點類 別性 能優 缺 點應 用功率因數（）諧波含量(THD）燈電流波峰比（CCF）第一代普通型0.50.6130%2.5線路簡單、成本低、 有節電功能；性能差、功率單一；小功率、電壓波 動小；已逐步淘汰；第二代高功率因數0.9030%約2.0無源濾波，PFC電路有預熱、異常保護功 能；性價比較高中功率廣泛應用第三代高性能0.9810%1.7有源濾波，PWM電路高性能、功能齊全性價比適中中功率以上電壓波動范圍大多管驅動第四代高性價比0.9910%1.7集成技術（ASIC）和 厚膜電路應用SMD(SMT技術)性價比高推廣應用第五代特種型0.9810%1.7可調光、光控開關HID燈電子鎮流器已開發應用我國電子鎮流器開發生產已有十幾年歷史，產品總體水平在第二、第三代，現狀大體如表3-3； 表3-3 國產電子鎮流器現狀 項目類別預熱啟動異常保護電磁兼容THDCCF可靠性銷 價(元/只)性價比應 用普通改進型不定不定無0.650%約2.0低約20低銷量下降無源H級有有不定0.90.96約30%2.0一般約30一般銷量大無源高性能（L級）有有有0.9815%1.7高約40高銷量大有源濾波有有有0.9910%1.51.7高50以上一般高要求、多管驅動3.3 電子鎮流器的質量要求3.3.1 IEC和國家標準要求 電子鎮流器已列入國際電工委員會(IEC)CB公報和中國電工產品認證委員會(CCEE)認證范圍； 認證依據：根據IEC928/929-90制訂的國家標準： GB1514394管形熒光燈用交流電子鎮流器一般要求和安全要求 GB/T1514494管形熒光燈用交流電子鎮流器的性能要求 國家標準 主要要求列表3-4：表3-4 國標對電子鎮流器的主要技術要求一、GB15143條款標 準 技 術 要 求備 注8.接地裝置 8.18.3分保護、功能、及外殼（或底版）接地。接地端子應符合IEC598-1(14/15)規定，電連接應鎖緊，防止松動；12.防濕及絕緣潮熱試驗(濕度91-95%,2030)48小時后，測試輸入和輸出端連接的整體和金屬零件（DC500V/1分鐘），絕緣電阻2M13.介電強度潮濕試驗后，在上述部件間加AC1500V/1分鐘，不發生閃絡或擊穿14.異常現象在燈開路、一個陰極壞、燈不激活、燈一個陰極激活、啟動開關短路5種異常條件下，鎮流器在額定電壓10%下工作不損壞15.115.5故障狀態在以下情況下，鎮流器不損壞和出現易燃氣體：a.間距小于標準規定的配電距離和電氣間隙跨接短路；b.半導體器件跨接短路或開路；c.絕緣層跨接短路；d.電解電容兩端短路；二、GB/T151444.4線路功率額定電壓下工作，線路功率不大于標準值的110%；4.6功率因數額定電壓和頻率下工作，線路功率因數與標準值不得相差0.05；4.9電流波形 燈電流波峰比額定電壓穩定工作后，電流諧波含量應符合表規定見表3-5額定電壓穩定工作后，燈電流波峰比1.74.13異常狀態在1.1倍額定電壓下，斷開燈和燈不啟動各工作1小時，鎮流器不損壞4.14耐久性經下列試驗，恢復室溫后仍能正常啟動，并工作15分鐘：a.低溫(1小時)高溫(1小時)，交替5周期b.1000次開關(開關各30秒)c.在額定電壓和Tc（外殼最高溫度）下工作200小時5.15環境溫度試驗在額定電壓、+50下工作4小時，外殼溫度小于Tc 表3-5 部分參數各國標準比較參數GBIECDIN(德國)JIS(日本)ANSI(澳大利亞)CCF1.71.71.72.11.7THD(%) 2 3 5 7 911n 5 30 7 4 3 2 5 30 7 4 3 2 525(/0.9) 7 4 3530三次諧波倍頻波均方根和:30其它11單次諧波:73.3.2 高性能電子鎮流器的特點和要求只有高性能的電子鎮流器才能保證使用安全、可靠，其特點、要求包括：1. 高功率因數(國標“L”級要求0.85)；2. 低諧波含量（THD15%）；3. 燈電流波峰系數低（CCF1.7）;4. 采用低壓預熱啟動，時間0.4S5. 有異常狀態(燈開路、過載、不啟動、整流效應等)保護功能；6. 良好的電磁兼容性，在9KHZ30MHZ內符合國際EMC和美國FCC標準；7. 有可靠安全保證，符合安規設計標準； 3.4 電子鎮流器電路3.4.1 組成及工作原理1.組成 電子鎮流器核心高頻變換電路,組成框圖見圖3-22.工作原理(1) AC/DC變換-由全橋整流器等完成。 整流前，經電磁干擾（EMI）濾波器 濾波（含射頻干擾RFI） 由電感L和電容C組成； 阻止鎮流器產生的高次諧波反饋到 輸入電網，抑制對電網污染和對設備的干擾； 圖3-2 電子鎮流器組成框圖 阻止電網諧波干擾進入鎮流器； DC濾波前，設置功率因數校正（PFC）升壓電路，作用： 減少電流諧波畸變，提高功率因數 （2）DC/AC逆變器-將直流電壓變換為高頻電壓 由雙極或MOSFET等功率晶體管完成； 工作頻率2050KHZ； 輸出波形由電路結構半橋式或推換式決定； （3）輸出網絡-采用LC串聯諧振（自激）電路或它激電路 高頻諧振使啟動電容產生高壓脈沖將燈點燃； 啟動后電感起限流作用； （4）輔助電路用以提高安全、可靠性，解決電路燈匹配工作，包括： 預熱啟動電路 異常狀態保護電路 高頻反饋及控制電路3.4.2 基本電路簡介1.輸入電路-EMI濾波器及保護電路(1) EMI濾波器用以抑制EMI/RFI。有T型（兩個電感、一個電容）、型（一個電感、兩個電容）、雙型（同一磁芯對稱兩個電感、兩個電容）等，常用結構： 雙復式混合型（圖3-3）：用于差模共模方式EMI/RFI抑制。此時，應保證濾波器（L1=L2， C1=C2、C3=C4），諧振頻率遠低于鎮流器工作頻率； 圖3-3 EMI濾波器電路 圖3-4 改進型EMI濾波器 改進型：插入C3、C4（圖3-4），用以進一步降低RFI； （2）輸入保護電路-包括過流/過壓保護（圖3-5） 過流保護： 串接FU保險絲（12A），作過流保護； 串接NTC熱敏電阻（RT），抑制接通電源瞬間浪涌電流，電阻溫度系數16102 /； 過壓保護： 并接氧化鋅壓敏電阻RV，作過壓保護。當輸入出現高壓尖峰脈沖或錯相接入380V電壓時，RV由高阻變為低阻（大電流），完成電壓吸收、削波和限幅，達到安全值；或燒斷FU，保護電路受損； 并接雙極瞬態電壓抑制器（TVS）。由特種二極管組成（響應時間10 秒），出現高壓時，能迅速由高阻變為低阻，達到鉗壓于安全值（小于過壓保護值）；圖3-5 輸入保護電路圖3-7 倍壓整流濾波電路 圖3-6 橋式整流濾波電路 2.整流濾波電路（1）橋式整流濾波電路（圖3-6） Vc1輸出波動小的直流電壓，VDC=Vc1=310V 輸入電流IAC波形出現嚴重畸變（尖峰脈沖）。電流諧波含量高，線路功率因數低（0.50.6）； 原因：整流二極管正反向工作特性，使導通角遠小于180； 解決措施：采用PFC電路；（2）倍壓整流濾波電路 適合22V/110V電壓工作，由開關SW1實現； 110V工作時，VD1、VD2和C1、C2（C1=C2）組成倍壓整流濾波電路。此時R1=R2（均壓電阻），VDC=VC1+VC2=2110 =311V； 220V工作時，同（1）；3.諧振電路（1）電壓反饋半橋式電路簡單、成本低，適用30W以下電子節能燈； -用于管形或環形熒光燈時，需附加保護電路；（2）電流反饋半橋式-啟動電路原理同（1），變壓器T1輸出啟動高壓（圖3-8）；（3）推挽式 -電路振蕩由C1和T1實現；S1、S2作燈絲預熱；S3產生啟動高壓（圖3-9）； -優點：啟動電壓近似正弦波，具燈開路、短路保護功能；有預熱功能； -用于大功率鎮流器； 圖3-8 電流反饋半橋式諧振電路 圖3-9 推挽式諧振電路4.預熱啟動電路（1）必要性 熒光燈屬陰極預熱啟動型電光源； 高壓冷啟動，易損傷燈絲（濺射），出現陰極管壁早期發黑，縮短燈管壽命； 預熱啟動，可降低啟動電壓（300400V）；（2）理想啟動程序及要求 啟動前（燈電壓輝光放電電壓），先給燈絲預熱（預熱電流、電壓不宜過大，以免陰極過熱受損），時間大于0.4秒； 陰極達到熱電子發射溫度（1000ktc1160k）后，給燈迅速加高壓，使燈迅速啟動（不出現多次啟動），由輝光放電轉為弧光放電； 弧光放電后，應切斷預熱電流，陰極靠熱點溫度維持熱電子發射； 多燈驅動時，力求使啟動電容與啟動電流匹配、平衡； （3）預熱啟動電路-應同時滿足開路電壓、預熱電流、預熱時間三要求： PTC熱敏電阻（圖3-10）-適用40W以下：阻值803000，居里點60120；低于居里點時，呈低阻導通、預熱陰極；高于居里點呈高阻，自動切斷電路，使LC諧振，將燈啟動點燃；優點：體積小，線路簡單、成本低； 缺點：線路功率增大（自耗約0.8W）；降低光通量及流明系數；產生溫度至高點引起熱輻射；PTC選用：功率較大，宜選低阻值和尺寸大； 預熱時間長，宜選居里點高、尺寸大； 圖3-10 PTC組成的預熱啟動電路 調頻技術電路（如ML4830、IR2155） 5.異常狀態保護電路 （1）異常狀態:指燈開路、短路、過載、不啟動等五種（表3-4）。其中： 燈開路諧振電容兩端產生持續700V以上高壓和大諧振電流，易損壞功率管； 整流效應指燈管兩個陰極發射電子不對稱，形成單向導電，使輸出電流正、負半周出現失配，形成大電流，易損壞鎮流器； 燈座引線較長，線間分布電容增大（約100PF），也會使電路產生振蕩，損壞鎮流器； （2）保護電路設計原則及要求 保護應快速、準確。使電路停振或切斷主電路電源； 起控靈敏度適中。過高，影響正常啟動；過低，無保護作用或保護范圍窄； 保護電路起控電壓：160V260V ； （3）異常狀態保護電路 峰值檢測型：分別用雙極晶體管、MOS-FET、可控硅作控制元件； 幅值與相位檢測型：由高速電壓比較器實現； 繼電器控制型 6.過電流/過電壓保護電路 （1）過電流保護電路方法： APFC預調整器浪涌電流抑制電路； 用分元器件或PFC控制電路組成限流電路； 用KA7522等專用電路組成過流保護電路； （2）過電壓保護電路方法 采用圖3-5壓敏電阻RV 和瞬態電壓抑制器TVS； 設計過電壓（OVP）停振保護電路（由LM339比較器等組成）； 采用過電壓、切斷電源式保護電路（由LM324比較器等組成）； 7.過熱保護電路 （1）熱源產生主要為： 功率晶體管高頻工作 LC串聯諧振電路中電感振流圈 脈沖變壓器中磁環 濾波電解電容 （2）解決辦法 給功率晶體管加裝一定形狀和尺寸的鋁散熱器； 給功率晶體管和磁芯加接溫度保險絲（作過熱保護器），一般為+85； 由熱敏電阻或K7522（帶過熱保護功能）組成過熱保護電路； 采用過電壓切斷電源式保護電路（由LM324比較器等組成）；3.4.3電子鎮流器無源/有源濾波電路 電子鎮流器按工作特性和結構分無源濾波（波動功因式）、有源濾波（主動功因式）兩大類，特性、優缺點見表3-6： 表3-6 無源/有源濾波電路比較類別電 路 特 征性 能優 點缺 點應 用PFTHDCCF無源濾波由二極管、電感、阻容元 件組成濾波、PFC電路用LC工頻串并聯諧振電路 校正功率因數、抑制電流 諧波改進型有預熱啟動、異常 保護、EMC功能0.60.9520130%1.72.0線路簡單成本低性價比適中改進型性能接近有源濾波電路，性價比高電壓范圍小無功率因數補償元器件要求 高EMC等性能 不完善可靠性一般廣為應用（電子節能燈等）有源濾波用IC及晶體管組成濾波、 APFC電路采用PWM、PFM電路，有功率因數補償功能工作頻率可達100KHZ0.98(可達0.99以上)10%(可達5%)1.51.7恒功率、光 輸出穩定性能指標高工作電壓寬電流失真小多管驅動型 性價比高線路復雜成本較高性價比一般高可靠、高要求采用多管驅動使用3.4.4 現行電子鎮流器電路比較（表3-7）表3-7 現行電子鎮流器電路比較低功率因數電 路逐流電路H電感電子L有源濾波L雙泵式 H高泵式L電流波形 PF0.50.720.90.960.960.98 0.990.930.94 0.99 THD0.81.40.20.350.10.150.10.250.350.1三次諧波0.40.80.20.30.120.10.20.30.1 CCF1.51.71.51.51.71.7效率()0.90.880.90.80.850.80.850.90.880.9耐壓Vcc(V)270280225230270280400225230300350綜合評價電路簡單、 成本低可靠性一般成本較低CCF超標抗干擾好性價比適中電壓范圍寬性能指標高成本高性價比高性價比較高推廣應用適用電子節 能燈不宜作熒光 燈鎮流器 少量采用應予淘汰適量采用適量采用宜多管驅動宜推廣應用宜推廣應 用3.4.5 鎮流器電路發展趨勢1.有源濾波趨向新型、簡易化。采用單或雙IC組成APFC+DC/AC電路，功能性能指標全面達標；2.無源濾波技術趨向高可靠、高性價比。典型電路有高頻反饋、復合半橋型、無源PFC+DC/AC型等；3.向小、薄、輕、集成化和多功能發展； T5熒光燈電子鎮流器是小、薄、輕型的代表； 開發出眾多鎮流器ASIC。如，飛利浦