詳解節能型照明電源的工作原理

1產(chǎn)品名稱(chēng)

　　ILUEST(伊路斯特)智能照明調控裝置

　　2照明電源的特點(diǎn)

　　燈光照明已經(jīng)成為人類(lèi)生活、工作、生產(chǎn)、娛樂(lè )等所有社會(huì )活動(dòng)中必不可少的重要措施,隨著(zhù)社會(huì )與科技的飛速發(fā)展,人們對燈光的要求不僅僅局限于借助它來(lái)看清物體,已經(jīng)上升到要求明亮、柔和、環(huán)保并給人以視覺(jué)美的高度。工業(yè)生產(chǎn)規模的擴大,要求與之相配套的照明容量也必然隨之增加。近年來(lái),城市夜景照明已經(jīng)成為夜間供電的主流,明亮的燈光已經(jīng)使大多數城市成為不夜城,這些給人們的生活、工作、生產(chǎn)、娛樂(lè )帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟效益和種種便利與享受。

　　然而,目前許多單位的燈光照明仍然存在著(zhù)很多亟待解決的問(wèn)題:大量的電能損耗造成電費居高不下;頻繁的更換燈具使單位不得不支付更多的燈具及其附屬器材的費用;燈具維修與保養所導致的人力資源的增加;強烈燈光產(chǎn)生的光污染;大面積照明燈具產(chǎn)生的熱輻射等等。為了解決這些負面影響,國家能源辦公室強制提出了照明工程必須達到綠色、節能、環(huán)保的要求。

　　針對上述問(wèn)題,用電單位已經(jīng)采取了一些措施來(lái)改善并緩解這些矛盾。

　　3節能型照明電源的工作原理

　　3.1照明節能的主要途徑

　　照明節能的途徑一是采用高效的節能型光源,也就是使用發(fā)光效率高的燈泡或燈管;二是在現有照明系統上加裝節能控制設備。

　　從實(shí)際應用的角度來(lái)看,第一種方案適用于新設計的照明回路。對于已有的照明系統,因需要更換所有燈具,初期投入資金和人力比較大,在不能分批分次更新燈具的照明場(chǎng)所,這樣做一次性投入太大,使許多單位望而卻步。高效節能光源(燈管、燈泡)是傳統光源價(jià)格的5～10倍,如果采購的節能型燈具本身質(zhì)量有問(wèn)題或是電網(wǎng)供電質(zhì)量不好,節能型燈具使用壽命很短,這樣就可能造成使用單位出現“節能不省錢(qián)”的不正?，F象。

　　對現有照明系統的節能改造,采用加裝節能設備較為經(jīng)濟實(shí)用。目前國內銷(xiāo)售的照明節能設備很多,其中照明控制調控裝置所占比例最大。從工作原理上大致分為三大類(lèi):

　　(1)晶閘管斬波型照明節能裝置

　　采用晶閘管斬波原理,通過(guò)控制晶閘管(可控硅)的導通角,將電網(wǎng)輸入的正弦波電壓斬掉一部分,從而降低了輸出電壓值,達到控壓節電的目的?！　∵@類(lèi)節能調控設備對照明系統的電壓調節速度快、精度高,可分時(shí)段實(shí)時(shí)調整,有穩壓作用,因為主要是電子元器件,相對來(lái)說(shuō)體積小、設備輕、成本低。

　　但該調壓方式存在一個(gè)致命的缺陷:由于斬波,使電壓無(wú)法實(shí)現正弦波輸出,會(huì )出現大量諧波,形成對電網(wǎng)系統的諧波污染,危害極大,不能用在有電容補償的電路中(現代照明設計要求規定,照明系統的功率因數必須達到0.9以上,而氣體放電燈的功率因數一般在0.5以下,所以都用電容器補償功率因數)。在國外,已有明文規定對電氣設備的諧波含量作出限制。在國內,北京、上海、廣州等大城市,已對諧波含量超標的設備限制接入電網(wǎng)使用。

　　大功率晶閘管斬波型節電設備,因其自身存在諧波污染的缺陷,如果加裝濾波設備,成本太高,所以此類(lèi)設備不宜用于照明電路中。

　　(2)自耦降壓式調控裝置

　　現在市場(chǎng)上最多的照明節電產(chǎn)品就是此類(lèi)產(chǎn)品。其原理是,通過(guò)一個(gè)自耦變壓器,根據輸入電壓高低情況,連接變壓器不同的固定抽頭,將輸入電壓降低5、10、15、20V等幾個(gè)檔,從而達到降壓節電的目的。

　　這類(lèi)產(chǎn)品最大的優(yōu)點(diǎn)是克服了晶閘管斬波型產(chǎn)品產(chǎn)生諧波的缺陷,實(shí)現了正弦波電壓輸出,結構和功能都很簡(jiǎn)單,當然可靠性也比較高。但存在明顯的技術(shù)缺陷:

　?、俟潭ǘ鄼n型降壓器

　　由于其核心部件是一個(gè)多抽頭變壓器,變壓比是固定的,一般副邊有3到5個(gè)降壓抽頭,分別降5V、10V、15V、20V,一旦接線(xiàn)端固定,降低電壓就是固定值。當電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí),調控裝置的輸出電壓也會(huì )上下波動(dòng),這樣照明燈具的工作電壓處在不穩定的波動(dòng)狀態(tài),無(wú)法起到對電光源的保護作用。當電網(wǎng)電壓較高時(shí),節電率不是最佳狀態(tài);而電網(wǎng)電壓較低時(shí),可能出現欠壓現象,造成燈具無(wú)法正常點(diǎn)亮,反而降低燈具壽命,這是這類(lèi)調控裝置存在的最大缺陷。當用電高峰時(shí),電網(wǎng)電壓過(guò)低,照明設備無(wú)法正常運行。

　?、诮佑|器型降壓器

　　這類(lèi)調控裝置為了能做到額定電壓正常啟動(dòng),并在過(guò)電壓和欠電壓時(shí)跳到旁路(設備的安全保護),一般都用交流接觸器來(lái)進(jìn)行切換,這是最簡(jiǎn)單和常用的辦法。但是,如果用接觸器作為節電產(chǎn)品的電壓調整裝置的話(huà),其安全性、可靠性和無(wú)故障工作壽命都不能保障,存在安全隱患,因為交流接觸器在切換動(dòng)作時(shí),是機械的吸合和斷開(kāi),會(huì )有短暫的10～20ms斷電,一般稱(chēng)之為“閃斷”,這樣的斷電會(huì )導致HID燈(HighIntensityDischargedLamp—高壓氣體放電燈,如高壓鈉燈、金鹵燈、高壓汞燈等)熄滅。這種燈的特性決定,在熄滅以后,必須等到燈管冷卻,蒸氣壓下降后才能再次點(diǎn)亮,一般需要5～10min,在使用中,這將是個(gè)嚴重故障。

　　根據以上原因,不能用交流接觸器來(lái)控制照明調控裝置進(jìn)行頻繁切換。所以,生產(chǎn)和銷(xiāo)售此類(lèi)節電產(chǎn)品的廠(chǎng)家,一般做不到實(shí)時(shí)穩定電壓、多時(shí)段調控等功能,這也是這類(lèi)節電產(chǎn)品的嚴