熒光燈用輝光啟動器標準要點解析

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-05-13

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 一、引言

在我國，配電感鎮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。盡管目前電子鎮流器的廣泛采用并且還有 LED 燈管的出現已經擠占了一定的份額，但是配電感鎮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用市場。在上述配電感鎮流器的熒光燈工作回路中，熒光燈用輝光啟動器質量的優劣直接關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準是 GB20550-2006/IEC60155:1993,但是，商業照明，對該標準的理解和執行中尚存在較多的問題，本文就其中最主要的要點進行解析，供有關人員之用。 

二、要點解析

1、電容型鎮流器 capacitive ballast

在標準啟動試驗的 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流器，另外，在標準的 10.3 條和 10.5 條中，都提到了應采用電容型鎮流器，LED照明工程，但是，商業照明，該標準中沒有提到電容型鎮流器串聯電容器電容量的計算，更沒有說明有關的測量原理。

（1）采用電容型鎮流器的原委

電感鎮流器和燈配合工作的線路功率因數均很低，車間照明，一般線路功率因數λ約為0.3—0.5，CCC認證，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絡的電能損失。一般應進行無功功率補償（電容器補償），可單燈補償，也可以多燈總補償，還有一種補償方法為感容互補方式（見圖 a），即在雙燈管系統中，在某一燈回路中串聯一只電容器使之阻抗呈容性，線路功率因數λ=0.50C 左右（以 36/40W 為例），而另一燈回路中因未被補償所以仍呈感性阻抗，線路功率因數λ=0.50 左右，兩者互補使雙燈系統總功率因數上升，一般補償好的話總線路功率因數λ≥0.90。雙燈串聯電容互補法的優點是：既省去了一個電容器，節約了成本，又由于被補償燈的電流因電容 C 的移相作用使燈電流在過零時的暗區正好與未補償燈錯開近 90°，從而避免了電感型熒光燈的頻閃現像。但是，恒光電器,照亮您的生活，家用照明，因為在回路中串聯了電容器，當輝光啟動器斷開的瞬間，電感鎮流器的自感電動勢必須與串聯電容電壓的即時值以及電源電壓的即時值疊加后才能加到燈管上，從理論上講，因為電容端電壓的抗突變性，對自感電動勢的影響不大，但實際上，星級酒店照明燈具，因為電容量的有限以及電感鎮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，熒光燈依然能順利地啟動并且能抵御燈去激活時的較大負載，所以提出了對配合較大功率的輝光啟動器，必須采用電容型鎮流器進行有關的試驗.

 （2）串聯補償電容器電容量的計算

 從圖 a 可看出，在兩個整燈中只對一個整燈進行串聯補償并使被補償的燈經補償后處于容性,與未補償燈正好處于反相的狀態，當兩個燈一起使用時正好起到功率因數的互補作用,從而達到提高功率因數的目的。

補償原理和計算方法如下：

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

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

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

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

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

 根據容抗公式 XC=1/（2πfC）--------（6）

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

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

式中 Z━鎮流器的實測阻抗值；XL━鎮流器之感抗值

XC━電容的容抗值

φ━鎮流器自身的電壓和電流的相位角。

π━圓周率。

f ━頻率，我國國家電網是 50Hz

C━電容值

以上兩參數對配不同功率燈的鎮流器均可通過查標準，測量或計算得出。

2、脈沖電壓測量

在標準脈沖電壓試驗的 8.7 條中，要求按標準 GB20550-2006 中的圖 9 和圖 3的電路進行試驗。從圖 b（GB20550-2006 標準中的圖 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 標準中的圖 3 啟動器試驗線路

圖 c：GB20550-2006 標準中的圖 9 脈沖電壓測試線路

輝光啟動器產生啟動電壓的原理是：當熒光燈、電感鎮流器、輝光啟動器組成

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

式中 UB---------電感鎮流器自感電動勢

L-----------鎮流器在實際工作狀態的電感量；

di/dt---啟動器內兩電極斷開時流過鎮流器的電流隨時間的變化率。