電子技術(shù)在綠色照明電路中的應用

綠色照明是一項推動(dòng)電子技術(shù)全面創(chuàng )新和節能的系統工程，被國際社會(huì )視為推動(dòng)節能、保護環(huán)境的最有效措施。由于電于技術(shù)的發(fā)展，綠色照明在低碳經(jīng)濟時(shí)代的應用前景極為廣闊。

綠色照明概念的提出源于20世紀90年代初，這是一項提高照明用電效率、節約電力、減少空氣污染的行動(dòng)計劃，后逐漸成為國際上集照明節電、環(huán)境保護、改善照明質(zhì)量和發(fā)展電子產(chǎn)業(yè)于一體的一項跨世紀工程。隨后，我國推出了“中國綠色照明工程”，推行高效照明器具，逐步替代傳統的低效照明電光源。實(shí)施綠色照明既可以節約電力，又可以降低環(huán)境污染程度和提高能源的利用效率。要實(shí)現綠色照明有兩條選擇途徑：改造光源和改進(jìn)電路，其中關(guān)于改進(jìn)光源的研究比較普遍。

一、高頻交流電子鎮流技術(shù)與應用

高頻交流電子鎮流器的電路由兩個(gè)基本功能單元構成：高頻變流電路保證在高頻狀態(tài)工作，而負載諧振電路則可以實(shí)現啟動(dòng)和限流等基本功能。整流電路將工頻交流變?yōu)槊}動(dòng)直流，通過(guò)高頻逆變電路將直流量逆變?yōu)楦哳l交流，然后高頻交流通過(guò)負載諧振電路向熒光燈供電。燈電路網(wǎng)絡(luò )除須將逆變電路輸出的高頻交流功率輸送給燈管，完成電——光的高效轉換外，還包括諸如燈絲預熱、燈電流檢測反饋以及整個(gè)電子鎮流器系統的輔助供電源等功能。功率變壓器T初級接逆變電路，通過(guò)電容直接向燈管輸送燈正常發(fā)光所需的燈電流，次級繞組則向燈管提供預熱和維持工作的燈絲電流。電流互感器TA執行對燈電流的檢測和傳感，通過(guò)燈電流的變化隨時(shí)將有關(guān)燈工作情況的信號送往控制電路。

控制電路可根據燈電流的大小(甚至包括燈管脫連和斷路)，判斷燈的發(fā)光強弱，然后向逆變電路發(fā)送相應的控制信號。逆變電路最主要的功能是將經(jīng)功率因子校正電路輸出的高壓直流變換為供熒光燈使用的高頻交流，實(shí)現零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)，對高壓直流實(shí)行斬波。工頻電源經(jīng)過(guò)射頻干擾 (RFl)濾波器，全波整流和無(wú)源(或有源)功率因數校正器(PPFC或APFC)后，變?yōu)橹绷麟娫?。通過(guò)DC/AC變換器，輸出20K一100KHZ的高頻交流電源，加到與燈連接的LC串聯(lián)諧振電路加熱燈絲。同時(shí)在電容器上產(chǎn)生諧振高壓，加在燈管兩端，使燈管“放電”變成“導通”狀態(tài)，再進(jìn)入發(fā)光狀態(tài)，此時(shí)高頻電感起限制電流增大的作用，保證燈管獲得正常工作所需的燈電壓和燈電流，為了提高可靠性，常增設各種保護電路，如異常保護、溫度保護等。

二、電子鎮流器的諧波及控制

電子鎮流器的一個(gè)難以克服的缺陷是其所含的諧波成分較大，并且諧波的形成會(huì )對電網(wǎng)造成污染，進(jìn)而打破電網(wǎng)的三相平衡。一旦大量的電子鎮流器一起工作，容易造成諸如跳閘、打火或相互干擾的電子現象。因此，控制諧波含量是當務(wù)之急。實(shí)踐操作中控制的基本路徑有三種：一是設計有效的校正補償裝置，提高電路功率因數，降低諧波成分。采用這種方法增加的成本不高，是比較實(shí)用的選擇;二是加定量電感的混合式鎮流器，推出高功率因數低諧波成分的混合式鎮流器，對于綠色照明的實(shí)施非常有利;三是開(kāi)發(fā)有源濾波器，該濾波器由于應用PWM技術(shù)，有效地降低諧波成分。該方法濾波效果相當明顯，最近在高度發(fā)達國家已經(jīng)應用實(shí)際，不過(guò)其缺點(diǎn)是結構復雜、成本高，就我國當前的技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展水平而言并不適用。

三、軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的應用

軟開(kāi)關(guān)技術(shù)主要是通過(guò)在原有的開(kāi)關(guān)電路基礎上增加很小的電感或電容等諧振電子元件，構建輔助換流網(wǎng)絡(luò )，使得開(kāi)關(guān)過(guò)程前后形成諧振現象。開(kāi)關(guān)開(kāi)通前電壓先降為零，或閉合前電流先降為零，起到消除開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓、電流的重疊問(wèn)題，減低其變化率。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可以控制開(kāi)關(guān)運行軌跡，降低電磁干擾狀況，提升電路功率轉換的效率，強化產(chǎn)品安全性能和減小電子鎮流器的體積和重量等，從而極大程度上降低甚至消除損耗和開(kāi)關(guān)噪聲。日漸成熟的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)在電子鎮流器的發(fā)展中已經(jīng)得到應用。

四、綠色照明電路的發(fā)展前景

綠色照明電路的發(fā)展，很大程度上取決于電力電子技術(shù)的進(jìn)步。由于電子技術(shù)的飛速提升和廣泛應用，能源消耗和設備成本不斷降低，綠色照明電路的功能更加趨于完善。具體表現在：一是利用計算機搖控臺和室內電腦控制照明系統，根據自然照明程度、實(shí)現照明亮度控制，并且整個(gè)照明系統的參數設置，改變和監控均可通過(guò)計算機屏幕實(shí)現。二是集成化技術(shù)正在與現代燈具的發(fā)展逐步接軌，各種燈具采用集成化電路后，節能效果顯著(zhù)。三是采用總線(xiàn)技術(shù)實(shí)現照明系統的點(diǎn)控、組控和群控，具有節能效果明顯、使用方便、控制靈活等一系列優(yōu)點(diǎn)。四是電子鎮流器的未來(lái)設計趨向于標準通用化、控制智能化(遙控、光控和聲控)、電路集成化和功能模塊化等發(fā)展方向。

隨著(zhù)燈和燈具一體化的開(kāi)發(fā)與應用，以電子鎮流器為代表的照明燈具電子化技術(shù)發(fā)展迅速，各種集成化照明裝置和計算機控制系統在照明系統中的應用取得明顯的進(jìn)步，在燈調光、遠控、控制光燈色的燈具和照明系統方面，將有很大的改善。