詳解節(jié)能型照明電源的工作原理

1產(chǎn)品名稱

　　ILUEST(伊路斯特)智能照明調(diào)控裝置

　　2照明電源的特點(diǎn)

　　燈光照明已經(jīng)成為人類生活、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,隨著社會(huì)與科技的飛速發(fā)展,人們對(duì)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(guī)模的擴(kuò)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(shù)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(jì)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很多亟待解決的問(wèn)題:大量的電能損耗造成電費(fèi)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(fèi)用;燈具維修與保養(yǎng)所導(dǎo)致的人力資源的增加;強(qiáng)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(fù)面影響,國(guó)家能源辦公室強(qiáng)制提出了照明工程必須達(dá)到綠色、節(jié)能、環(huán)保的要求。

　　針對(duì)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(jié)能型照明電源的工作原理

　　3.1照明節(jié)能的主要途徑

　　照明節(jié)能的途徑一是采用高效的節(jié)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(xiàn)有照明系統(tǒng)上加裝節(jié)能控制設(shè)備。

　　從實(shí)際應(yīng)用的角度來(lái)看,第一種方案適用于新設(shè)計(jì)的照明回路。對(duì)于已有的照明系統(tǒng),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(jié)能光源(燈管、燈泡)是傳統(tǒng)光源價(jià)格的5～10倍,如果采購(gòu)的節(jié)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(jié)能型燈具使用壽命很短,這樣就可能造成使用單位出現(xiàn)“節(jié)能不省錢”的不正?，F(xiàn)象。

　　對(duì)現(xiàn)有照明系統(tǒng)的節(jié)能改造,采用加裝節(jié)能設(shè)備較為經(jīng)濟(jì)實(shí)用。目前國(guó)內(nèi)銷售的照明節(jié)能設(shè)備很多,其中照明控制調(diào)控裝置所占比例最大。從工作原理上大致分為三大類:

　　(1)晶閘管斬波型照明節(jié)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(dǎo)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(dá)到控壓節(jié)電的目的?！　∵@類節(jié)能調(diào)控設(shè)備對(duì)照明系統(tǒng)的電壓調(diào)節(jié)速度快、精度高,可分時(shí)段實(shí)時(shí)調(diào)整,有穩(wěn)壓作用,因?yàn)橹饕请娮釉骷?相對(duì)來(lái)說(shuō)體積小、設(shè)備輕、成本低。

　　但該調(diào)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(xiàn)正弦波輸出,會(huì)出現(xiàn)大量諧波,形成對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的諧波污染,危害極大,不能用在有電容補(bǔ)償?shù)碾娐分?現(xiàn)代照明設(shè)計(jì)要求規(guī)定,照明系統(tǒng)的功率因數(shù)必須達(dá)到0.9以上,而氣體放電燈的功率因數(shù)一般在0.5以下,所以都用電容器補(bǔ)償功率因數(shù))。在國(guó)外,已有明文規(guī)定對(duì)電氣設(shè)備的諧波含量作出限制。在國(guó)內(nèi),北京、上海、廣州等大城市,已對(duì)諧波含量超標(biāo)的設(shè)備限制接入電網(wǎng)使用。

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

　　(2)自耦降壓式調(diào)控裝置

　　現(xiàn)在市場(chǎng)上最多的照明節(jié)電產(chǎn)品就是此類產(chǎn)品。其原理是,通過(guò)一個(gè)自耦變壓器,根據(jù)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(dá)到降壓節(jié)電的目的。

　　這類產(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(xiàn)了正弦波電壓輸出,結(jié)構(gòu)和功能都很簡(jiǎn)單,當(dāng)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,一旦接線端固定,降低電壓就是固定值。當(dāng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)時(shí),調(diào)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(wěn)定的波動(dòng)狀態(tài),無(wú)法起到對(duì)電光源的保護(hù)作用。當(dāng)電網(wǎng)電壓較高時(shí),節(jié)電率不是最佳狀態(tài);而電網(wǎng)電壓較低時(shí),可能出現(xiàn)欠壓現(xiàn)象,造成燈具無(wú)法正常點(diǎn)亮,反而降低燈具壽命,這是這類調(diào)控裝置存在的最大缺陷。當(dāng)用電高峰時(shí),電網(wǎng)電壓過(guò)低,照明設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行。

　?、诮佑|器型降壓器

　　這類調(diào)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(shè)備的安全保護(hù)),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(jié)電產(chǎn)品的電壓調(diào)整裝置的話,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?yàn)榻涣鹘佑|器在切換動(dòng)作時(shí),是機(jī)械的吸合和斷開(kāi),會(huì)有短暫的10～20ms斷電,一般稱之為“閃斷”,這樣的斷電會(huì)導(dǎo)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(yán)重故障。

　　根據(jù)以上原因,不能用交流接觸器來(lái)控制照明調(diào)控裝置進(jìn)行頻繁切換。所以,生產(chǎn)和銷售此類節(jié)電產(chǎn)品的廠家,一般做不到實(shí)時(shí)穩(wěn)定電壓、多時(shí)段調(diào)控等功能,這也是這類節(jié)電產(chǎn)品的嚴(yán)