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.
— 制造商指南 —
— Guide for Manufacturers 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 |
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.
灯用电器附件
常用的照明电光源一般分为热辐射光源(白炽灯)和气体放电光源,低压白炽灯(包括卤钨灯)需配用变压器,气体放电灯(各类荧光和高强度气体放电灯)需配用镇流器、触发器或启动器等,所有这些与照明电光源配套使用的电器件,通称为灯用电器附件。在这些附件中,着重介绍镇流器。
所谓镇流器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。
气体放电灯都有较高的启动电压和较低的放电维持电压。当灯通过高压启动后,电压降低,电流加大,如不加控制,则灯电流将不断增大,直到灯烧毁。所以放电灯的点灯回路中必须包含与灯匹配的镇流器和高压点灯装置,提供使灯启动必须的启动电压,并使灯电流得以稳定。
镇流器的基本结构有两大类:
1 .铁芯式镇流器(电感镇流器):在硅钢片铁芯上绕制铜线绕组构成多种铁芯镇压流器,用于低频交流电源。
2 .电子镇流器:电子镇流器是利用电力电子技术,将工频电源信号转化为高频信号并提供给灯管的电子装置,它能提高灯光效和改善照明质量。电子镇流器多工作在高频状态,但目前的金卤灯电子镇流器测在低频或直流状态工作,电子镇流器的基本功能同样是扼制电流使之保持在额定范围,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、无频闪效应等一系列优点,并有利眼睛保健,因此在我国以至全世界都在积极发展推广。
此外也有用电阻、电容作放电灯镇流器用的,但只限于极小功率的灯。
名词术语
● 功率因数 PF(Power Factor)
电子镇流器输入的有功功率 (Real Power) 与视在功率 (Apparent Power) 这比称为功率因数,电网要求功率因数大于 0.85 。
● 电流谐波 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 3 、 9 、 15 等奇次电流谐波在三相电路中相位相同,形成较大的中线电流,易酿成事故,应严加限制。
● 总电流畸变系数 THD(Total Current Harmonic Distortion)
THD 为各次谐波分量方均根值的总和,基波为 100% 。
● 频闪效应 (Stroboscopic Effect)
在工业频率 (50Hz/60Hz) 下工作的荧光灯在电流过零时,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 明暗变化,造成频闪。高频点灯时,电流过零瞬间的亮度下降不足 2% ,不产生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 是灯电流最大峰值与有效值之比。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的实测值不应低于制造商声称值的 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。
● 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,且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁骚扰的能力。
镇流器的分类
镇流器按结构一般分为铁芯式镇流器和电子镇流器,根据其用途和性能的不同,又可分为不同的类型。
各类镇流器的优缺点
● 电感镇流器:
优点:寿命长、可靠性高、价格相对低廉。
缺点:体积大、重量重、自身功率损耗(铜、铁损)大、有噪音、功率因数低、灯频闪等。
电感镇流器,一般适用于灯电压小于 0.6 电源电压的气体放电灯。
目前,我国电感镇流器的应用量占 90% 左右,最近几年,节能型电感镇流器得到了迅速发展,仍具有较大的发展前途。
● 电子镇流器
优点:节能—自身功耗低、具有高功率因数、高频点灯提高灯效率。
重量轻、体积小。
启动可靠。
无频闪、无噪音。
荧光灯电子镇流器可实现调光,允许电源电压变化范围大。
缺点:价格相对较高,可靠性、一致性相对较差。
原则上适用于各类气体放电灯,但对荧光灯特别是紧凑型荧光灯的应用发展更为迅速。
● 超前顶峰式镇流器:
优点:灯功率基本恒定,输出功率因数高达 0.9 以上,灯启动电流小。
缺点:体积大,价格高。
为目前我国大部分金属卤化物灯的专用镇流器。
● 霓虹灯变压器(漏磁式变压器):
优点:适用于灯管电压高于电源电压的气体放电灯,可靠性高。
缺点:体积大,重量重,效率底,噪音大,适用于特殊光源,如霓虹灯、冷阴极灯、紫外线灯等。
各类镇流器的性能比较及谐波要求
镇流器的功率损耗所占灯功率的百分比( % )
灯功率 |
电感镇流器 |
电子镇流器 | |
传统型 |
节能型 | ||
<20W |
40 — 50 |
20 — 30 |
10 — 11 |
30W |
30 — 40 |
~15 |
~10 |
40W |
22 — 25 |
~12 |
~9 |
100W |
15 — 20 |
~11 |
~8 |
250W |
14 — 18 |
~10 |
<8 |
400W |
12 — 14 |
~9 |
~7 |
>1000W |
10 — 11 |
~8 |
不同功率因数补偿电子镇流器情况的比较
无 PFC |
PPFC |
APFC | |
PF |
0.5—0.6 |
>0.8 |
0.9—.99 |
THD ( % ) |
>100 |
20—40 |
<15 |
LCCF |
0.5—2.2 |
1.6—2.2 |
<1.5 |
价格 |
廉价 |
中等 |
较贵 |
镇流器电源电流中谐波含量
谐波 |
H 标示( % ) |
L 标志( % ) |
2 次 |
5 |
5 |
3 次 |
<37 λ |
<30 λ |
5 次 |
—— |
<7 |
7 次 |
—— |
<4 |
9 次 |
—— |
<3 |
11 — 39 次 |
—— |
<1 |
努力生产符合绿色照明工程需要的镇流器
● 镇流器的技术性能和安全要求符合 IEC 和 GB 的有关标准。
● 各类镇流器的安全性能应经国家授权或国外权威检测认证机构进行检测认证,并附有相应的认证标志。
● 镇流器结构设计中应避免采用对环境和人体构成危害的原材料以及在生产工艺过程中不得对环境构成污染。
● 建立确保消费利益的质量承诺制度和售后服务机制。
最常见的几种认证标志:
灯用电器附件国家标准及与 IEC 标准的对应关系
序号 |
国家标准号 |
国家标准名称 |
对应 IEC 标准 |
采用关系 |
1 |
GB2313 — 1993 |
管形荧光灯用镇流器一般要求和安全要求 |
IEC60920 : 1990 |
等同 |
2 |
GB/T14044 — 1993 |
管形荧光灯用镇流器性能要求 |
IEC60921 : 1990 |
等效 |
3 |
GB14045 — 1993 |
放电灯(管形荧光灯除外)用镇流器的一般要求和安全要求 |
IEC60922 : 1989 |
等效 |
4 |
GB/T15042 — 1994 |
高压钠灯泡用镇流器性能要求 |
IEC60923 : 1990 |
参照 |
5 |
QB/T2052 — 1999 |
荧光高压汞灯泡用镇流器性能要求 |
IEC60923 : 1990 |
参照 |
6 |
GB15143 — 1994 |
管列荧光灯用交流电子镇流器一般要求和安全要求 |
IEC60928 : 1990 |
等同 |
7 |
GB/T15144 — 1994 |
管形荧光灯用交流电子镇流器性能要求 |
IEC60929 : 1990 |
等效 |
8 |
GB18489 — 2001 |
管形荧光灯及其它放电灯线路用电容器一般要求和安全要求 |
IEC61048 : 1999 |
等同 |
9 |
GB/T18504 — 2001 |
管形荧光灯及其它放电灯线路用电容器性能要求 |
IEC61049 : 1991 |
等效 |
10 |
GB18595 — 2001 |
一般照明用设备电磁兼容抗扰度要求 |
IEC61547 : 1995 |
等同 |
11 |
QB1115 — 1991 |
高压钠灯用电子触发器 |
||
12 |
QB2276 — 1996 |
荧光灯用辉光启动器 |
IEC60155 : 1995 |
等同 |
13 |
已报批 |
霓虹灯变压器的一般要求和安全要求 |
IEC61050 : 1994 |
等同 |
14 |
管形荧光灯用直流电子镇流器性能要求 |
IEC60925 : 1996 |
||
15 |
启动装置(辉光启动器除外)性能要求 |
IEC60927 : 1996 |
||
16 |
气体放电灯(管形荧光灯除外)用镇流器性能要求 |
IEC60923 : 1995 |
IEC61347 系列标准与原 IEC 标准号之间的替代关系
序号 |
现 IEC 标准号 |
标准名称 |
被替代的标准号 |
1 |
IEC61347.1 |
灯的控制装置第 1 部分 一般要求和安全要求 |
|
2 |
IEC61347-2-1 |
灯的控制装置第 2-1 部分 起动装置(辉光启动器除外)安全要求 |
IEC60926 |
3 |
IEC61347-2-2 |
灯的控制装置第 2-2 部分 钨丝灯用交直流电子降压转换器 特殊要求 |
IEC61046 |
4 |
IEC61347-2-3 |
灯的控制装置第 2-3 部分 荧光灯用交流电子镇流器 |
IEC60928 |
5 |
IEC61347-2-4 |
灯的控制装置第 2-4 部分 普通照明用直流电子镇流器 |
IEC60924 第 3 部分 |
6 |
IEC61347-2-5 |
灯的控制装置第 2-5 部分 公共交通照明用直流电子镇流器 特殊要求 |
IEC60924 第 4 部分 |
7 |
IEC61347-2-6 |
灯的控制装置第 2-6 部分 飞机照明用直流电子镇流器 |
IEC60924 第 5 部分 |
8 |
IEC61347-2-7 |
灯的控制装置第 2-7 部分 应急照明用直流电子镇流器 |
IEC60924 第 6 部分 |
9 |
IEC61347-2-8 |
灯的控制装置第 2-8 部分 荧光灯用镇流器 特殊要求 |
IEC60920 |
10 |
IEC61347-2-9 |
灯的控制装置第 2-9 部分 放电灯(荧光灯除外)用镇流器 特殊要求 |
IEC60922 |
11 |
IEC61347-2-10 |
灯的控制装置第 2-10 部分 高频冷启动管型放电灯(霓虹灯)用电子转换器 特殊要求 |
|
12 |
IEC61347-2-11 |
灯的控制装置第 2-11 部分 灯具用杂类电子电路 |
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