第四期：灯用电器附件[2]

国家经贸委 /UNDP/GEF 中国绿色照明工程促进项目
绿色照明科普宣传资料系列
第四期 灯用电器附件
SETC/UNDP/GEF
China Green Lights Project
Series of Materials For Green Lights Scientific
Popularization and Promotion
NO.4 Main Electric Accessories for Lamps.

— 消费者指南 —
— Guide for Customers of Lighting Products —

国家经贸委 /UNDP/GEF 中国绿色照明工程促进项目 SETC/UNDP/GEF China Green Lights Project 中国照明学会 China Illuminating Engineering Society （ CIES ）

绿 色 照 明
耀 我 中 华
周光召
二00 二年四月
"Green Lights Shine Over China"

　　全国人大常委会副委员长、中国科学技术协会主席、中国科学院周光召院士题词：“绿色照明、耀我中华”。
“ Green Lights Shine Over China”, an inscription by Zhou Guangzhao, Vice-Chairman of the Standing Committee of National People's Congress, President of the China Association for Science and Technology, and an academician of the Chinese Academy of Sciences.

序（ Preface ）
常用的照明电光源一般分为白炽灯和气体放电灯。低压白炽灯（包括低压卤钨灯）需配用变压器，而气体放电灯需配用镇流器、触发器或启动器，所有这些配件通称为类用电器附件。
启动器（ starter ） 是启动放电灯的附件。它使灯的阴极得到必需的预热，并与串联的镇流器一起产生脉冲电压使灯启动。
镇流器（ ballast ） 是使放电稳定而与放电灯一起使用的器件。镇流器可以是电感式、电容式、电阻式或电子式。
电子镇流器（ electronic ballast ） 是由电子器件组成，将 50~60Hz 变换成 20~100KHz 高频电流供给放电灯的镇流器。由于其可设计在灯启动时输出足够高的灯管启动电压，不需外接启辉器，同时电子镇流器电路可包含功率因数校正电路，故不需外接补偿电容。
触发器（ ignitor ） 是产生脉冲高压（或脉冲高频高压）使放电灯启动的附件。
绿色照明工程中所使用的高效照明光源—荧光灯、高强度气体放电灯均需配用节能镇流器。本材料主要介绍镇流器。
众所周知，镇流器分为铁芯式镇流器（电感式镇流器）与电子镇流器，在 1936 年荧光灯问世后的 40 余年里，人们一直采用电感镇流器加启辉器作为稳流与启动条件，电感镇流器的优点是可靠性较高，使用寿命较长。但是这种镇流器体积和重量大，而且功耗大，有噪音，会使荧光灯产生频闪现象。早在 20 世纪 50 年代，人们就提出对电感镇流器进行改进，并提出电子镇流器的设想。
在 20 世纪 70 年代出现了世界性的能源危机，使人们致力于新型节能电光源和电子镇流器的研究。半导体技术的飞速发展给电子镇流器的开发提供了前提条件。 20 世纪 70 年代末，国际上研制成功了荧光灯交流电子镇流器，这是照明史上的一项重大突破，电子镇流器自身耗电比电感镇流器小得多，且荧光灯在高频下工作，可提高灯光效和改善照明质量。我国从 20 世纪 80 年代中期开展电子镇流器的研究工作，并取得显著成果。
电子镇流器大多使灯在高频状态下工作，但目前金卤灯电子镇流器多工作在低频或直流状态。电子镇流器的基本功能同样是启动灯管并扼制电流使之保持在额定范围。但一些电子镇流器还具有调光，甚至控制功能。近年来迅速发展的智能照明常常是和电子镇流器结合发展的。由于电子镇流器有节能、高效、无频闪、无噪音等优点，并有利眼睛保健，因此在我国以至全世界都在积极发展和推广应用。

名词术语（ Terminology ）
● 功率因数 PF （ Power Factor ）
线路输入镇流器的有功功率（ Real Power ）与视在功率（ Apparent Power ）之比称为功率因数，电网要求应大于 0.85 。高功率因数电子镇流器能使供电系统的能力得到充分的利用，从而使供电系统的损耗降低。
● 谐波 HW （ Harmonic Wave ）
电路中元器件的非线性效应引起的与基波（输入的正弦波）频率不一致的波称为谐波，其中的 3 、 9 、 15 等奇次谐波在三相供电电路中相位相同、形成较大的中线电流，易酿成事故，应严加限制。
● 频闪效应（ Stroboscopic Effect ）
工业频率（ 50Hz/60Hz ）点燃的荧光灯在电源极性变换、电流过零时，亮度下降约三分之一，由于周期性变化，输出光呈 100 Hz 或 120 Hz 的明暗变化，造成频变。高频（数十千赫兹）点灯时，电流过零瞬间的亮度下降不足 2% ，不出现影响人眼视觉的频闪现象。
● 灯管电流波峰系数 LCCF （ Lamp Current Crest Factor ）
LCCF 为灯电流的最大峰值与有效值之比，过高的峰值电流对阴极寿命不利，为避免损伤阴极，标准规定 LCCF 不得超过 1.7 。
● 镇流器的流明系数 BF （ Ballast Factor ）
BF= 被测镇流器与基准灯配套点燃时的光输出 / 基准镇流器与基准灯配套点燃时的光输出。标准规定电子镇流器的流明系数实测值不得低于制造商声称的 95% 。
● 镇流器的能效系数 BEF （ Ballast Energy Factor ）
BEF 是评定镇流器和灯的组合体能效水平的参数，该参数为镇流器流明系数与线路功率的比值。
● 浪涌电流（ Surge Current ）
电子镇流器开机时由于对电容充电产生的镇流器的较大的输入脉冲电流，称为浪涌电流。浪涌电流过大时可能烧毁保险丝或使过流保护装置动作。在输入回路中串接负温度系数的热敏电阻（ NTC ）可以改进。
● 高频电磁干扰 EMI （ High Frequency Electric Magnetic Interference ）
EMI 是指镇流器工作时产生的电磁骚扰引起的设备、传输通道或系统性能的下降。一般电子镇流器产生的 EMI 比电感镇流器要大。
● 电磁兼容性 EMC （ Electric Magnetic Compatibility ）
EMC 是指设备或系统在其电磁环境下能正常工作，且不对环境中任何事物构成不能承受的电磁骚拢的能力。

镇流器的分类（ Classification Of Ballast ）
常用镇流器可分为铁芯式和电子式两大类：
铁芯式镇流器（电感式镇流器）
● 传统电感镇流器（ Conservation Inductance Ballast ）
在用铁磁材料的硅钢片叠成的“铁芯”上，绕以线径、匝数适宜的铜线绕组即构成电感镇流器。将电感镇流器串接在点灯回路中，就能限制电流。对于荧光灯，为了使灯启动还必须在灯丝回路中串接启辉器。同时，回路中还可串接一个补偿电容，以提高电路的功率因率。对于 HID 灯不用启辉器，但需外接一个能产生约 3 — 5KV 高压脉冲的外加触发器以保证灯的启动。
● 节能电感镇流器（ Energy Saving Inductance Ballast ）
采用低耗的材料可设计和制造比普通电感镇流器更节能的镇流器，比如可采用环形或双 C 形高级硅钢片叠成铁芯，并将铜线绕组均分布在整个磁路上。
● 半谐振式节能电感镇流器（ Semiresonance Inductance Ballast ）
在电感镇流器设计中接入谐振电容使镇流器输出高压将灯启动，可省去启辉器，提高功率因数并进一步降低能耗。
● 顶峰超前式镇流器。
用于 HID 灯，并可省去触发器
● 漏磁升压式镇流器
用于供电电压为 110V 区域的荧光灯、带有辅助启动电极的 HID 灯以及霓虹灯的镇流器。

电子镇流器
电子镇流器可按用途、性能参数或功能不同进行分类。
● 按用途分

● 按谐波分（ λ 为功率因数值）
分为高谐波含量（标示为“ H ”）和低谐波含量（标示“ L ”）两种

● 按功率因数补偿情况分
●● 无功率因数补偿电子镇流器（ Without Power Factor Compensation ）
工频电源整流滤波后通过频率转换电路变为高频或低频源点灯，其功率困数低，谐波含量高。
●● 无源功率因数补偿电子镇流器 PPFC （ With Passive Power Factor Compensation ）
利用逐流电路或高频反馈泵式电路提高电路功率因数并抑制谐波。伸灯电流波峰系数较大。
●● 有源功率因数补偿式电子镇流器 APFC(With Active Power Factor Compensation)
利用高频斩波电路进行功率因数补偿以提高电路功率因数并抑制谐波。此类电子镇流器各种参数均非常理想，但使用元器件较多、成本较高。

电子镇流器采用不同功率因数补偿情况的比较

各种镇流器的自身功耗及主要性能比较

镇流器的功耗占灯功率的百分比（ % ）

主要性能比较

镇流器的正确选择
1 ．选用的镇流器其性能参数必须严格与灯匹配。
2 ．高大厂房、厅堂、广场、道路应选择中、大功率 HID 灯及相应镇流器。
3 ．家庭、办公室、客房，则以选用 40W 以下放电灯特别是紧凑型荧光灯及电子镇流器为宜。
4 ．商店、中小型会议室、酒店大堂，则以选用中小功率金属卤化物灯及其配套节能型镇流器为宜。
5 ．供电电压变化较大的场所宜选用恒功率型或电子型镇流器，以保证光源寿命。
6 ． 250W 以上大功率放电灯及较难维护场所则以配用电感镇流器为宜。
7 ．照明工程设计时应选用节能型镇流器。

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