節能燈生產(chǎn)中的問(wèn)題與解決方法探討
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我國節能燈生產(chǎn)發(fā)展迅猛,每年以30% ～40%的速度增長(cháng),目前其規模在世界上所占的比重已達80%左右。但遺憾的是,我國的節能燈生產(chǎn)仍然存在許多問(wèn)題,我國只能算是節能燈生產(chǎn)大國,而不是強國。根據筆者在節能燈生產(chǎn)公司多年工作中的觀(guān)察,我國的節能燈生產(chǎn)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題:
(1)我們沒(méi)有自己的能夠占領(lǐng)世界市場(chǎng)的知名品牌。國內一些規模較大的企業(yè)和公司基本上是為國外的照明公司或銷(xiāo)售公司做貼牌生產(chǎn),作為他們的加工基地,以對方指定的品牌在國內銷(xiāo)售或銷(xiāo)往國外,使他們既占有了國內及國外的市場(chǎng),又攫取了大量的利潤,而國內公司只賺取少額的加工費用。這無(wú)疑是為他人做嫁衣裳,實(shí)在是一個(gè)亟待解決的大問(wèn)題。同時(shí),在國內市場(chǎng)上,我們也沒(méi)有大眾耳熟能詳的國內知名節能燈品牌,以致在選購節能燈時(shí),人們很難像選其他家電產(chǎn)品一樣,將一些熟知的節能燈品牌作為參考。
(2)目前節能燈的電路大多采用半橋逆變電路,使用磁環(huán)變壓器,而全面了解和掌握磁環(huán)的性能對一般工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是一件十分困難的事。如何正確選用磁環(huán)使之與逆變電路達到良好的匹配、減少電路中的損耗和發(fā)熱、提高燈的壽命,對許多從業(yè)者來(lái)講仍然是一個(gè)令人頭痛的問(wèn)題。而且磁環(huán)的測試和加工工藝十分繁瑣,要占用很多人力和工時(shí),在我國勞動(dòng)力日趨緊缺、人工費用上漲的情況下,使用磁環(huán)的生產(chǎn)成本較高。
(3)目前生產(chǎn)節能燈的公司缺少合適的技術(shù)人員補充?，F有的大學(xué)畢業(yè)生,或者在校所學(xué)的內容與現有的生產(chǎn)要求脫節很大,在生產(chǎn)中起不到應有的作用、發(fā)揮不出應有的水平,而為公司所棄用;或者由于待遇問(wèn)題、學(xué)不致用問(wèn)題,自動(dòng)離職,另謀他就,公司很難留住合用的技術(shù)人才?，F有大多數中小企業(yè)的技術(shù)人員,整體水平不夠高。不少人是從維修行業(yè)轉行過(guò)來(lái),憑過(guò)去的一些一知半解的電子知識和經(jīng)驗,再加上工作中的摸爬滾打,累積了有關(guān)節能燈的知識和經(jīng)驗。有的人悟性較高,能夠解決仿制和生產(chǎn)中遇到的一些問(wèn)題,但他們也只能依樣畫(huà)葫蘆,按已知的樣品模仿制造,要依靠他們來(lái)達到產(chǎn)品創(chuàng )新是十分困難的,也是不現實(shí)的。
(4)由于上述(2) 、(3)中所述的原因,目前節能燈產(chǎn)品的質(zhì)量水平良莠不齊。質(zhì)量差的節能燈的平均壽命很短,用不了幾個(gè)月就會(huì )損壞。這讓使用節能燈的居民失去了信心,給國家推行節能減排政策和推廣使用節能燈的工作造成了很大的阻力。
為了解決以上問(wèn)題,筆者提出了以下一些尚不成熟的看法。
2.1 由集成電路的生產(chǎn)廠(chǎng)家生產(chǎn)一種具有自主知識產(chǎn)權的集成芯片。
這種芯片應具有以下功能:
(1)具有RC自激振蕩,由它產(chǎn)生的方波去驅動(dòng)半橋逆變電路,讓半橋逆變電路僅有功率驅動(dòng)作用,而不再有自激振蕩作用,省去磁環(huán)。這樣,設計者就能很容易地通過(guò)改變RC參數來(lái)設置振蕩頻率,并且其工作頻率能在全輸入電壓范圍內保持恒定,不像用磁環(huán)時(shí)頻率要受電壓變化的影響,電壓高時(shí)頻率降低,功率變大,發(fā)熱加重,造成電路整體不可靠。
(2)具有無(wú)功耗的燈絲預熱功能,通過(guò)IC內部電路,使工作之初頻率按3段(或2段)變化,由高到低,到燈絲預熱溫度合適時(shí),再使頻率由高到低快速掃頻,來(lái)觸發(fā)和點(diǎn)亮燈管。這種方法對燈絲有很好的預熱和保護作用,又不消耗功率,很容易使燈的壽命提高1 倍, 如不加預熱的現有燈的壽命可以達到5 000h,而加上預熱功能將其壽命進(jìn)一步提高到10 000h是沒(méi)有困難的。目前的節能燈很少采用預熱措施,即使采用,也是采用有功耗的PTC電阻,既增加了發(fā)熱,又降低了光效,而且這種預熱方式與燈絲的冷阻有很大關(guān)系,往往達不到良好的預熱。而采用掃頻預熱法,可以消除以上這些缺點(diǎn),取得良好的預熱效果。
(3)具有自動(dòng)的零電壓開(kāi)關(guān)( ZVS)功能,即在半橋下管電壓為0時(shí)讓驅動(dòng)信號加到下管,才有電流出現,以減少損耗。否則,在下管電壓沒(méi)有下降為0時(shí)如有電流出現,三極管集電極電壓和電流的乘積很大,功耗會(huì )很大,管子將因過(guò)熱而損壞?，F有的電路之所以不可靠,主要的原因就在于采用磁環(huán)時(shí),很難通過(guò)調節元件參數做到零電壓開(kāi)關(guān)(何況有的人可能根本沒(méi)有意識到這個(gè)問(wèn)題) 。而采用IC電路,通過(guò)檢測半橋中點(diǎn)電壓,可以很容易檢測到非零電壓開(kāi)關(guān)狀態(tài),并由IC電路內部電路通過(guò)調節兩管導通之間的死區時(shí)間而自動(dòng)地予以消除,這樣就會(huì )大大提高燈的品質(zhì)。
通過(guò)預熱和零電壓開(kāi)關(guān)2項措施,能夠大幅度提高燈的品質(zhì)和壽命。
(4)具有半橋逆變電路所需要的2個(gè)開(kāi)關(guān)管,不用在外電路上另接2個(gè)開(kāi)關(guān)三極管,在電路的組裝上可以大大簡(jiǎn)化,所占的面積大大減少,有利于節能燈的小型化。低瓦數的燈的電路板甚至可以放在E27的燈頭里,做蠟燭燈很方便。緊湊型熒光燈的電路如圖1所示,可以看出,此電路是十分簡(jiǎn)單的,除電解電容C1、電感L外,全部可以用貼片元件,采用并不十分復雜的貼片機和回流焊機,可以組成產(chǎn)量很高的組裝線(xiàn),用的人工很少,并且能夠生產(chǎn)出質(zhì)量可靠而性能又十分一致的節能燈。
使用IC芯片,無(wú)疑會(huì )把現有節能燈的質(zhì)量檔次大大提高一步。
圖1 緊湊型熒光燈電路
目前我國節能燈的年產(chǎn)量大約有40億只,如果能有1 /3的燈采用這種芯片,那么這種芯片的年需求量約在10～15億只左右。以這樣的產(chǎn)量,將其成本降低到節能燈生產(chǎn)公司及消費者可以接受的水平,應該是沒(méi)有問(wèn)題的。目前國外Philip s公司、仙童公司、IR 公司已有這類(lèi)芯片, 如UBA2024、FAN7710、IR2520D等,但價(jià)格較貴,基本在國內市場(chǎng)上都沒(méi)有得到大規模的推廣。我國作為節能燈生產(chǎn)的大國,研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的這類(lèi)芯片,技術(shù)上應該沒(méi)有問(wèn)題;只要價(jià)格合適,再加上產(chǎn)品壽命的提高,推廣起來(lái)也應該沒(méi)有問(wèn)題。為了降低成本,筆者建議將這種芯片做成3 檔, 按功率劃分可以分為5 ～11W、13 ～18W、20～25W,這樣就涵蓋了所有低功率因數的燈,供生產(chǎn)者根據需要選用。有15億只或更高的產(chǎn)量做基礎,價(jià)格降下來(lái)應該是沒(méi)有問(wèn)題的。
2.2 以這種芯片為依托,生產(chǎn)我國自己的品牌產(chǎn)品。
這樣,產(chǎn)品質(zhì)量和數量都可以大幅提高,使中國制造和中國品牌合二為一,徹底扭轉國內公司為國外公司貼牌生產(chǎn)的不利局面。
2.3 國家應加大節能燈能效標準的推行力度,出臺一些有效政策,把一些不節能的、壽命短的垃圾產(chǎn)品盡快趕出節能燈市場(chǎng),讓人們都能買(mǎi)到令人放心的節能燈產(chǎn)品。國家還應該出臺一些政策,采用組合、并購的辦法,盡快讓節能燈的生產(chǎn)達到規?；?、集約化,讓一些有能力的公司做強做大,并像其他的家電產(chǎn)品一樣,培育出一批知名品牌,供消費者選用。這個(gè)問(wèn)題政策性很強,但我認為只要有關(guān)部門(mén)去抓,總會(huì )找到一些切實(shí)可行的解決辦法。
2.4 在現有的大學(xué)、專(zhuān)科、高等職業(yè)學(xué)校和技校中設置有關(guān)照明產(chǎn)業(yè)的專(zhuān)業(yè),培養各個(gè)梯次的照明產(chǎn)業(yè)的技術(shù)人才,特別是在高等職業(yè)技術(shù)教育中培養出讓節能燈生產(chǎn)廠(chǎng)家感到合用的人才。筆者多年來(lái)一直在南京無(wú)線(xiàn)電學(xué)校(現改制為南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院)從事中等專(zhuān)業(yè)技術(shù)教育,這是一所既重視基礎理論知識教育又十分重視實(shí)踐的學(xué)校,她的畢業(yè)生一直深受用人單位的歡迎。我認為在高等職業(yè)技術(shù)教育所設置的照明專(zhuān)業(yè)中,應該強化電子線(xiàn)路(包括模擬和數字電路)課程的內容,為熟悉電子鎮流器線(xiàn)路和IC電路奠定一定的基礎;設置有關(guān)氣體放電燈及節能燈基礎知識的課程,使學(xué)生對燈管的性能和特性有所了解;此外還要設置關(guān)于元器件的使用、計算機畫(huà)圖(使用PROTEL軟件)及編寫(xiě)文件的知識的課程。學(xué)校還應重視學(xué)生在校期間的實(shí)踐活動(dòng),讓他們熟悉鎮流器的各種電路,學(xué)會(huì )示波器特別是存儲示波器的使用技能,使他們日后的調試工作不是建立在感性基礎上,而是在定量的基礎上,為他們在工廠(chǎng)實(shí)際工作奠定一定的基礎。由于儀器、設備的價(jià)格現在已經(jīng)很便宜,設置這樣的專(zhuān)業(yè)、增加實(shí)踐性環(huán)節,所需費用應該不會(huì )太大。這樣培育出的畢業(yè)生,一定會(huì )受到用人單位的歡迎,這才能從根本上改變節能燈生產(chǎn)人才匱乏的現狀。
3 結束語(yǔ)
以上就是我個(gè)人對于發(fā)展我國節能燈產(chǎn)業(yè)的一點(diǎn)看法,可能還很不成熟,這里先拋磚引玉,以供相關(guān)部門(mén)參考。
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