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電子鎮(zhèn)流器與熒光燈的關(guān)系

發(fā)布時間:2011-11-15

電子鎮(zhèn)流器與熒光燈的關(guān)系

        3電子鎮(zhèn)流器應(yīng)走出誤區(qū)
  目前很多電子鎮(zhèn)流器制造商為降低生產(chǎn)成本,生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器無燈絲預(yù)熱功能,或即使有預(yù)熱功能但多形同虛設(shè)。極大地影響燈管使用壽命和電子鎮(zhèn)流器的使用壽命。不僅造成資金和資源上的極大浪費(fèi),而且廢棄的舊燈管將造成汞及熒光粉對環(huán)境的污染。由于電子鎮(zhèn)流器大多沒有在燈管不能激活啟輝時的自身保護(hù)功能,致使燈管壽命終了時必然燒壞電子鎮(zhèn)流器,形成壞一只燈管,同時也壞一只電子鎮(zhèn)流器的現(xiàn)象。為提高電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù),高功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器大多采用如圖1所示的整流電路,功率因數(shù)可達(dá)0.96,但整流輸出電壓紋波達(dá)50%為減小器件尺寸可將電子鎮(zhèn)流器做成高頻逆變器,開關(guān)頻率一般在30~50kHz,鎮(zhèn)流電感的儲能較電感式鎮(zhèn)流器小得多,電感釋放的能量不能擊穿燈管,故采用目前流行的LC諧振方式產(chǎn)生足夠高的諧振電壓擊穿燈管。使燈管啟輝,點(diǎn)燃后由電感鎮(zhèn)流。
  電子鎮(zhèn)流器與熒光燈配套使用時,由于電子鎮(zhèn)流器是采用諧振式啟輝方式,燈管點(diǎn)燃后,導(dǎo)通的燈管并聯(lián)在諧振電容兩端使諧振回路Q值急劇下降,這時電容的端電壓為燈管的工作電壓。當(dāng)燈管壽命后期,由于前述原因,使燈管電壓增加,在這種狀態(tài)下,諧振電容端電壓和電流隨之增加,燈絲電流增加,從而緩和了燈絲發(fā)射電子不足的現(xiàn)象,但燈功率增加。
  當(dāng)燈管壽命終了時或由于其他原因可能會出現(xiàn)燈管不能被激活啟輝,等效諧振電感、諧振電容將流過正常工作電流的10倍甚至更大的電流,如燈絲在很短的時間內(nèi)不能燒斷,則上述元件特別是開關(guān)管將被熱擊穿,從而使電子鎮(zhèn)流器損壞。
  如熒光燈兩端燈絲發(fā)射電子不平衡時,將出現(xiàn)程度不同的“整流”現(xiàn)象。當(dāng)這種“整流”現(xiàn)象嚴(yán)重時,將使兩個串聯(lián)的輸入濾波電解電容器分壓輸出點(diǎn)電位發(fā)生偏移,可能造成其中一個電容器上的電壓超過其額定電壓而被擊穿,使電子鎮(zhèn)流器損壞。
3電子鎮(zhèn)流器應(yīng)走出誤區(qū)
  目前很多電子鎮(zhèn)流器制造商為降低生產(chǎn)成本,生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流器無燈絲預(yù)熱功能,或即使有預(yù)熱功能但多形同虛設(shè)。極大地影響燈管使用壽命和電子鎮(zhèn)流器的使用壽命。不僅造成資金和資源上的極大浪費(fèi),而且廢棄的舊燈管將造成汞及熒光粉對環(huán)境的污染。由于電子鎮(zhèn)流器大多沒有在燈管不能激活啟輝時的自身保護(hù)功能,致使燈管壽命終了時必然燒壞電子鎮(zhèn)流器,形成壞一只燈管,同時也壞一只電子鎮(zhèn)流器的現(xiàn)象。為提高電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù),高功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器大多采用如圖1所示的整流電路,功率因數(shù)可達(dá)0.96,但整流輸出電壓紋波達(dá)50%。
  啟輝方式如采用PTC元件并聯(lián)在諧振電容兩端的方式,使電子鎮(zhèn)流器通電后,利用PTC元件冷態(tài)的低電阻值降低電感電容諧振回路的Q值,從而降低電容兩端的電壓,使燈管不被擊穿啟輝,而處于預(yù)熱狀態(tài)。當(dāng)PTC元件通過電流被加熱到轉(zhuǎn)折溫度時,由低阻狀態(tài)變?yōu)楦咦锠顟B(tài),使諧振回路的Q值升高,電容兩端(即燈管兩端)電壓升高使燈管被擊穿啟輝。從理論上講,這種預(yù)熱啟輝方式可行,但實(shí)際應(yīng)用中,由于PTC元件處于高溫狀態(tài),因此其可靠性得不到長期保證,而且當(dāng)環(huán)境溫度變化范圍很大時,高溫環(huán)境下PTC元件將起不到對燈管預(yù)熱啟輝的作用,同時也容易因燈管冷啟輝時的過電壓(高于正常啟輝時數(shù)倍)造成PTC的擊穿。而在低溫環(huán)境又因加熱的電功率不足,使PTC元件溫度達(dá)不到轉(zhuǎn)折值,常使燈管不能被擊穿點(diǎn)燃或點(diǎn)燃后又回到啟輝狀態(tài),而不能維持正常照明。由于以上諸原因,在實(shí)際應(yīng)用中常出現(xiàn)PTC元件的損壞,甚至先于燈管而損壞,在總的效果上對燈管的開關(guān)壽命改善不十分明顯。我們認(rèn)為低應(yīng)力預(yù)熱啟輝方式最好,即在預(yù)熱過程中電子鎮(zhèn)流器的各處應(yīng)力均不高于正常啟輝狀態(tài),輸入功率隨燈絲的溫度上升而緩慢增加,并在燈絲被加熱到具有發(fā)射電子能力時,將LC諧振高壓加到燈管兩端使燈管被擊穿啟輝,由于燈絲被預(yù)熱,熒光燈管的啟輝電壓明顯降低(150V~290V),這樣不僅燈絲發(fā)射電子可中和被電場加速的汞離子,而且由于燈管擊穿場強(qiáng)較燈絲冷態(tài)燈管擊穿場強(qiáng)小得多,汞離子速度小,進(jìn)一步減小汞離子(原子)對燈絲的轟擊,使燈管壽命的延長得到保證。

采用LC諧振啟輝方式可使燈管在燈絲沒有加熱狀態(tài)下強(qiáng)行擊穿啟輝,也就是“即點(diǎn)即亮”。這種“即點(diǎn)即亮”的功能似乎用起來很方便,但由于燈絲沒有加熱而不能發(fā)射電子去中和汞離子,使在高壓電場作用下的汞離子轟擊燈絲,使燈絲表面的有利于發(fā)射電子的物質(zhì)被轟擊飛濺,違背燈絲加熱后再加高壓啟輝的基本原則。在燈管點(diǎn)燃前的啟輝期間,由于LC諧振回路Q值較高(10~30)。燈絲冷態(tài)電阻低(總計(jì)不足10Ω),故諧振電流將達(dá)到正常工作電流的10倍左右。開關(guān)管、諧振電容將承受巨大的電流,電流沖擊是電子鎮(zhèn)流器故障率高、壽命短的主要原因之一。因此電子鎮(zhèn)流器必須具有燈絲預(yù)熱后啟輝的功能。熒光燈燈絲預(yù)熱的基本要求是:在電子鎮(zhèn)流器通電最初2秒左右的時間對燈絲預(yù)熱到600℃~800℃(在光線較暗處可見燈管兩端開始發(fā)紅)后在燈管兩端加LC諧振高壓擊穿燈管,使其點(diǎn)燃。由于燈絲預(yù)熱后具有發(fā)射電子的能力,可在燈絲加熱時將汞離子中和,使其停止加速,在最大程度上減小對燈絲的轟擊,延長燈絲壽命。在燈絲預(yù)熱過程中也不應(yīng)有輝光放電。這樣做以后,燈管的開關(guān)壽命一般可以超過20萬次,最低也能超過10萬次。從而消除了以往每一次點(diǎn)燃減少使用壽命半小時到一小時的傳統(tǒng)觀念,使熒光燈的通斷基本上不再影響其使用壽命。欲實(shí)現(xiàn)這種效果,必須優(yōu)選預(yù)熱方式。
2燈管故障對電子鎮(zhèn)流器的影響
  在電感鎮(zhèn)流器與熒光燈配套時,隨著點(diǎn)燃時間的增長和開關(guān)次數(shù)的增加,燈管中燈絲表面發(fā)射電子物質(zhì)由于汞離子的轟擊作用飛濺而減少,燈絲發(fā)射電子能力減弱造成燈管電壓升高,電流減小,最終不能維持燈管電壓高于啟輝器輝光放電電壓,使啟輝器反復(fù)動作,燈管不能正常點(diǎn)燃,即燈管壽命終了,這時只能更換新燈管才可恢復(fù)工作。
  電子鎮(zhèn)流器與熒光燈配套使用時,由于電子鎮(zhèn)流器是采用諧振式啟輝方式,燈管點(diǎn)燃后,導(dǎo)通的燈管并聯(lián)在諧振電容兩端使諧振回路Q值急劇下降,這時電容的端電壓為燈管的工作電壓。當(dāng)燈管壽命后期,由于前述原因,使燈管電壓增加,在這種狀態(tài)下,諧振電容端電壓和電流隨之增加,燈絲電流增加,從而緩和了燈絲發(fā)射電子不足的現(xiàn)象,但燈功率增加。
  當(dāng)燈管壽命終了時或由于其他原因可能會出現(xiàn)燈管不能被激活啟輝,等效諧振電感、諧振電容將流過正常工作電流的10倍甚至更大的電流,如燈絲在很短的時間內(nèi)不能燒斷,則上述元件特別是開關(guān)管將被熱擊穿,從而使電子鎮(zhèn)流器損壞。
  如熒光燈兩端燈絲發(fā)射電子不平衡時,將出現(xiàn)程度不同的“整流”現(xiàn)象。當(dāng)這種“整流”現(xiàn)象嚴(yán)重時,將使兩個串聯(lián)的輸入濾波電解電容器分壓輸出點(diǎn)電位發(fā)生偏移,可能造成其中一個電容器上的電壓超過其額定電壓而被擊穿,使電子鎮(zhèn)流器損壞。

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