熒光燈用輝光啟動器標(biāo)準(zhǔn)要點(diǎn)解析

文章來源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2014-05-13

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 一、引言

在我國，配電感鎮(zhèn)流器的熒光燈工作回路中，口碑，基本都采用熒光燈用輝光啟動器。盡管目前電子鎮(zhèn)流器的廣泛采用并且還有 LED 燈管的出現(xiàn)已經(jīng)擠占了一定的份額，但是配電感鎮(zhèn)流器的熒光燈具仍舊具有較大的市場份額，恒光，尤其在要求具有電磁兼容高抗擾度、低電磁輻射騷擾的工作場合仍舊具有一定的應(yīng)用市場。在上述配電感鎮(zhèn)流器的熒光燈工作回路中，熒光燈用輝光啟動器質(zhì)量的優(yōu)劣直接關(guān)系到熒光燈的啟動順利與否以及熒光燈的使用壽命。目前熒光燈用輝光啟動器采用的標(biāo)準(zhǔn)是 GB20550-2006/IEC60155:1993,但是，商業(yè)照明，對該標(biāo)準(zhǔn)的理解和執(zhí)行中尚存在較多的問題，本文就其中最主要的要點(diǎn)進(jìn)行解析，供有關(guān)人員之用。 

二、要點(diǎn)解析

1、電容型鎮(zhèn)流器 capacitive ballast

在標(biāo)準(zhǔn)啟動試驗(yàn)的 8.3.3 條中，要求功率大于 22W 的輝光啟動器的測量都配用電容型鎮(zhèn)流器，另外，在標(biāo)準(zhǔn)的 10.3 條和 10.5 條中，都提到了應(yīng)采用電容型鎮(zhèn)流器，LED照明工程，但是，商業(yè)照明，該標(biāo)準(zhǔn)中沒有提到電容型鎮(zhèn)流器串聯(lián)電容器電容量的計(jì)算，更沒有說明有關(guān)的測量原理。

（1）采用電容型鎮(zhèn)流器的原委

電感鎮(zhèn)流器和燈配合工作的線路功率因數(shù)均很低，車間照明，一般線路功率因數(shù)λ約為0.3—0.5，CCC認(rèn)證，因此有較大的無功電流，造成供電線路的壓降增大及供電網(wǎng)絡(luò)的電能損失。一般應(yīng)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償（電容器補(bǔ)償），可單燈補(bǔ)償，也可以多燈總補(bǔ)償，還有一種補(bǔ)償方法為感容互補(bǔ)方式（見圖 a），即在雙燈管系統(tǒng)中，在某一燈回路中串聯(lián)一只電容器使之阻抗呈容性，線路功率因數(shù)λ=0.50C 左右（以 36/40W 為例），而另一燈回路中因未被補(bǔ)償所以仍呈感性阻抗，線路功率因數(shù)λ=0.50 左右，兩者互補(bǔ)使雙燈系統(tǒng)總功率因數(shù)上升，一般補(bǔ)償好的話總線路功率因數(shù)λ≥0.90。雙燈串聯(lián)電容互補(bǔ)法的優(yōu)點(diǎn)是：既省去了一個電容器，節(jié)約了成本，又由于被補(bǔ)償燈的電流因電容 C 的移相作用使燈電流在過零時(shí)的暗區(qū)正好與未補(bǔ)償燈錯開近 90°，從而避免了電感型熒光燈的頻閃現(xiàn)像。但是，恒光電器,照亮您的生活，家用照明，因?yàn)樵诨芈分写��?lián)了電容器，當(dāng)輝光啟動器斷開的瞬間，電感鎮(zhèn)流器的自感電動勢必須與串聯(lián)電容電壓的即時(shí)值以及電源電壓的即時(shí)值疊加后才能加到燈管上，從理論上講，因?yàn)殡娙荻穗妷旱目雇蛔冃裕瑢ψ愿须妱觿莸挠绊懖淮螅�但�?shí)際上，星級酒店照明燈具，因?yàn)殡娙萘康挠邢抟约半姼墟?zhèn)流器的自感電動勢的脈沖寬度較大，所以電容器的串入將降低自感電動勢脈沖的幅度及能量。為了保證在采用圖 a 電路時(shí)，熒光燈依然能順利地啟動并且能抵御燈去激活時(shí)的較大負(fù)載，所以提出了對配合較大功率的輝光啟動器，必須采用電容型鎮(zhèn)流器進(jìn)行有關(guān)的試驗(yàn).

 （2）串聯(lián)補(bǔ)償電容器電容量的計(jì)算

 從圖 a 可看出，在兩個整燈中只對一個整燈進(jìn)行串聯(lián)補(bǔ)償并使被補(bǔ)償?shù)臒艚?jīng)補(bǔ)償后處于容性,與未補(bǔ)償燈正好處于反相的狀態(tài)，當(dāng)兩個燈一起使用時(shí)正好起到功率因數(shù)的互補(bǔ)作用,從而達(dá)到提高功率因數(shù)的目的。

補(bǔ)償原理和計(jì)算方法如下：

串入電容后的復(fù)合阻抗簡化以后的表達(dá)式為： Z = ( X L - X C ) 2 + R 2

從公式（2）可以看出，為了保證被補(bǔ)償?shù)臒粼谘a(bǔ)償電容 C 的串入后回路電流不變（即阻抗不變），則必須使補(bǔ)償后回路滿足 XC=2XL，即回路中容抗 XC 等于 2倍的鎮(zhèn)流器感抗 XL。而鎮(zhèn)流器阻抗可基本等效分解為

 XC=2XL-----------------------------------------------------------（3）

XL =Zsinφ ---------------------------------（4）

R=Zcosφ -----------------------------------（5）

 根據(jù)容抗公式 XC=1/（2πfC）--------（6）

把（3）式、（4）式和（6）式合并有 XC =1/（2πFC）=2ZSinφ,變形后可得串聯(lián)電容器電容量計(jì)算公式為：

 C=1/（4πfZSinφ）. ----------------------------（7）

式中 Z━鎮(zhèn)流器的實(shí)測阻抗值；XL━鎮(zhèn)流器之感抗值

XC━電容的容抗值

φ━鎮(zhèn)流器自身的電壓和電流的相位角。

π━圓周率。

f ━頻率，我國國家電網(wǎng)是 50Hz

C━電容值

以上兩參數(shù)對配不同功率燈的鎮(zhèn)流器均可通過查標(biāo)準(zhǔn)，測量或計(jì)算得出。

2、脈沖電壓測量

在標(biāo)準(zhǔn)脈沖電壓試驗(yàn)的 8.7 條中，要求按標(biāo)準(zhǔn) GB20550-2006 中的圖 9 和圖 3的電路進(jìn)行試驗(yàn)。從圖 b（GB20550-2006 標(biāo)準(zhǔn)中的圖 3）的電路可以看出，熒光燈被短接，其等效電路是兩個陰極電阻，

圖 b：GB20550-2006 標(biāo)準(zhǔn)中的圖 3 啟動器試驗(yàn)線路

圖 c：GB20550-2006 標(biāo)準(zhǔn)中的圖 9 脈沖電壓測試線路

輝光啟動器產(chǎn)生啟動電壓的原理是：當(dāng)熒光燈、電感鎮(zhèn)流器、輝光啟動器組成

UB=-L（di/dt） -------------------------------------（8）

式中 UB---------電感鎮(zhèn)流器自感電動勢

L-----------鎮(zhèn)流器在實(shí)際工作狀態(tài)的電感量；

di/dt---啟動器內(nèi)兩電極斷開時(shí)流過鎮(zhèn)流器的電流隨時(shí)間的變化率。