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金屬鹵化物燈電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器綜合比較
發(fā)布時間:2008-10-08 作者:ccy 瀏覽:113

概要: 國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海)/國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心上海時代之光照明電器檢測有限公司湛江通用電氣有限公司俞安琪趙文斌蔣航  關(guān)鍵詞:開機浪涌電流;電磁兼容;ROHS和Wee指令;使用壽命。引言  在金鹵燈電子鎮(zhèn)流器制造技術(shù)已有了明顯進步的今天,如何來客觀公正地正確評價歐標和美標電感鎮(zhèn)流器及電子鎮(zhèn)流器的綜合性能和性價比是十分重要的。

國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心(上海)/國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心
上海時代之光照明電器檢測有限公司 湛江通用電氣有限公司
俞安琪 趙文斌 蔣航
  關(guān)鍵詞:開機浪涌電流;電磁兼容;ROHS和Wee指令;使用壽命。
 引言
  在金鹵燈電子鎮(zhèn)流器制造技術(shù)已有了明顯進步的今天,如何來客觀公正地正確評價歐標和美標電感鎮(zhèn)流器及電子鎮(zhèn)流器的綜合性能和性價比是十分重要的。這種對比和評價必須建立在各種鎮(zhèn)流器產(chǎn)品都全面地達到現(xiàn)行的國際和國內(nèi)安全標準,性能標準,EMC標準的前提下才有意義。也只有對金鹵燈電感鎮(zhèn)流器和金鹵燈電子鎮(zhèn)流器進行了客觀正確的評價后,才能在實際應(yīng)用中揚長避短,根據(jù)使用場合和條件
的不同正確選用對應(yīng)的鎮(zhèn)流器。本文從上述各類鎮(zhèn)流器主要性能比較(共包括10項內(nèi)容)和價格及運行成本二個方面進行了分析并且給出了結(jié)論。
  一、主要性能比較
  歐標、美標金鹵燈電感鎮(zhèn)流器和金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的主要性能對比簡述如表1,因為實際的對比情況較復(fù)雜,所以詳細的對比分析內(nèi)容如下:

  A、電磁兼容
  金鹵燈電子鎮(zhèn)流器由于它的內(nèi)部電路特性,決定了它本身的電磁兼容特性不可能做得很完美,盡管電子鎮(zhèn)流器電子電路及元件功能的進步使目前的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器能達到歐洲、北美以及我國對應(yīng)的產(chǎn)品標準,但也使電子鎮(zhèn)流器在制造成本及自身功耗上付出了明顯的代價。
  (1)、目前合格的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器諧波總量THDI大約在12%-25%。而歐標金鹵燈電感鎮(zhèn)流器THDI僅為10%-12%。美標金鹵燈(超前頂峰式)鎮(zhèn)流器諧波總量比較高,THDI約在25%-30%,略高于合格的電子鎮(zhèn)流器。
  (2)、在對外騷擾(EMI)方面,金鹵燈電子鎮(zhèn)流器通過共模和差模的復(fù)合濾波,基本能達到EN55015和FCC的標準要求,但由于所配的光源功率較大,所以在實際安裝使用時如不注意燈具內(nèi)各輸入和輸出的走線位置,還是很容易因為輸入和輸出線之間的寄生感應(yīng)而造成EMI方面的超標現(xiàn)象,尤其是采用電子鎮(zhèn)流器的250W,400W的金鹵燈燈具,往往會因為其輸出導(dǎo)線輻射功率較強而造成上述不合格現(xiàn)象。而歐標和美標電感鎮(zhèn)流器幾乎不存在EMI方面的問題。
  (3)、在抗外部騷擾(EMS)方面,電子鎮(zhèn)流器可能顯得更脆弱,盡管通過努力,目前的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器也能夠基本滿足IEC61547的要求,但除了付出較明顯的成本外,收到的實際功效還不理想,主要表現(xiàn)在進行EMS方面的試驗時,由于元件參數(shù)的不一致性往往會出現(xiàn)產(chǎn)品有一定比例的不合格現(xiàn)象,尤其是野外應(yīng)用的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器在抗雷電感應(yīng)能力方面,由于我國的配電網(wǎng)絡(luò)是極性電源,即中性線(零線)接地,當出現(xiàn)強雷電情況時,閃電發(fā)出的廣譜電磁波被架空的電源線吸收,由于火線和零線對地泄放的阻抗不同而使兩根供電線路間以及供電線和地線之間在瞬間存在較高的電壓差(根據(jù)測量,這種電壓差可達3000V-5000V),這一電壓差很容易使電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部的元件發(fā)生擊穿損壞,這也是安裝在野外的HID電子鎮(zhèn)流器常發(fā)生莫名其妙的損壞的主要原因。而歐標和美標的電感式鎮(zhèn)流器幾乎不存在抗外界騷擾和抗雷電感應(yīng)電壓方面的問題。
  (4)、開機浪涌電流由于電子鎮(zhèn)流器內(nèi)電源濾波電容的存在,使得開機的瞬間浪涌電流很大,視電源內(nèi)阻抗不同和相位不同可達15--30倍的正常工作電流值,而歐標電感鎮(zhèn)流器開機時電流僅為正常工作電流得1.5倍左右,美標超前頂峰式鎮(zhèn)流器僅為正常工作電流得1.3倍左右。雖然單個的電子鎮(zhèn)流器開機時浪涌電流的絕對值并不大,并且作用在電網(wǎng)上的時間才數(shù)百毫秒,但由于金鹵燈電子鎮(zhèn)流器在使用時,往往是一個開關(guān)裝置控制了很多個電子鎮(zhèn)流器和燈的回路,這些接在同一開關(guān)回路里的電子鎮(zhèn)流器在電源接通的瞬間會產(chǎn)生絕對值很大的浪涌電流。這種開機的浪涌電流完全可能使局部電網(wǎng)的過流裝置動作,產(chǎn)生斷電故障。金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的開機浪涌電流大的特點初看起來與現(xiàn)在的EMC方面的標準中IEC61000-3-3/GB17625.2(電器的接入電網(wǎng)造成的局部電網(wǎng)電壓的波動和閃爍的限制要求)有關(guān),但實際上對某個具體的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器來講,即使是通過了IEC61000-3-3/GB17625.2標準檢測,在大量使用時,仍會因為開機的浪涌電流而造成局部電網(wǎng)電壓的明顯的波動甚至過流跳閘。目前較先進和有效的方法是在金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的輸入端加接過零導(dǎo)通式固態(tài)繼電器,能使開機時的浪涌電流減小到正常工作時電流的5~6倍,但必經(jīng)是增加了成本并且其效果還有點不盡人意。

   B、抗電壓變化能力
   這一指標來源于性能標準要求,但實際使用中的要求又高于性能標準要求。由于科技進步和電器化的普及,使我國用電量的峰谷差距越來越大,而我國電網(wǎng)的用電峰谷調(diào)配能力較差,所以造成了局部電網(wǎng)的供電電壓隨用電峰谷的變化而產(chǎn)生較大范圍的變化。據(jù)實測,低壓電網(wǎng)電壓變化范圍是210V~240V,極端時達到200V~250V。在這種現(xiàn)狀條件下,對照明電器的要求明顯高于產(chǎn)品標準的要求。
  目前我國的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品輸入端普遍采用有源整流濾波電路,所以具有很好的調(diào)節(jié)功能,好的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品,只要其內(nèi)部輸入端的元件耐壓裕量足夠,在電源電壓為160V~250V時,能保持燈功率變化≤3%。它能有效地避免電網(wǎng)電壓高時,使燈長期處于超功率運行而發(fā)生早期損壞。
   對于普通的歐標金鹵燈電感鎮(zhèn)流器來說,這一功能是比較差的。當電源電壓為額定值的1.1倍時,鎮(zhèn)流器輸出給燈的功率將達到1.30~1.40倍,燈長期在這一狀態(tài)下工作將會使燈的壽命明顯地縮短。但是,目前采用鎮(zhèn)流器抽頭的方式或者對一組(約幾十個)鎮(zhèn)流器與燈的回路集中自動控制串接電抗器的方法也能保證電源電壓在0.9~1.15倍范圍變化時,燈工作在較合適的功率范圍內(nèi)。對于美標金鹵燈電感鎮(zhèn)流器來說,由于采用了漏磁式結(jié)構(gòu),所以具有一定的衡功率輸出功能,當電網(wǎng)電壓在0.9~1.1倍范圍內(nèi)變化時,鎮(zhèn)流器輸出給燈的功率約在0.93~1.07范圍內(nèi)變化,基本滿足金鹵燈的工作條件。但是在電源電壓升高時,美標電感鎮(zhèn)流器因為結(jié)構(gòu)原因,其自身損耗明顯的上升,這使得美標電感鎮(zhèn)流器產(chǎn)生較高的溫升。

   C、頻閃效應(yīng)
  對于氣體放電燈,由于基本不具有鎢絲燈燈絲的熱慣性,所以在燈電流過零時,都會使光輸出也接近于零輸出。采用熒光粉的低氣壓放電燈,由于熒光粉的余輝作用,當燈電流過零時,光輸出約為正常輸出的3%~8%左右。對于金鹵燈來說,其光輸出基本按燈功率曲線的變化而變化。金鹵燈電子鎮(zhèn)流器由于輸出給燈的電流基本為方波或梯形波,并且燈的工作頻率都在35KHz~55KHz范圍,所以幾乎不會產(chǎn)生頻閃效應(yīng)(但應(yīng)排除劣質(zhì)的,輸出的高頻電流調(diào)制度很明顯的電子鎮(zhèn)流器)。對于一些具有運動物體的場合,(例如網(wǎng)球場,乒乓球館等)采用金鹵燈與電子鎮(zhèn)流器的組合件進行照明將是較理想的選擇。
  歐標電感鎮(zhèn)流器,如果其伏安特性設(shè)計合理,雖有頻閃效應(yīng),但在一般的照明場合是不宜被人的眼睛所察覺的。
  美標金鹵燈由于其結(jié)構(gòu)特性 ,使其燈電流過零時間OT較長,所以其頻閃情況也較歐標金鹵燈明顯,但普通的照明場合依然不宜被人的眼睛所察覺。

   D、自身功耗
  對于金鹵燈鎮(zhèn)流器來講,在目前提倡綠色照明和節(jié)能的大環(huán)境下,無疑是一個重要指標。對于大多數(shù)人來說,基本都認為電子鎮(zhèn)流器的自身功耗是最低的。
  實際情況是,對于EMC功能齊全并且輸出功率足夠的金鹵燈電子鎮(zhèn)流器,其自身功耗約為所配合的燈的功率的7%~9%。
  對于歐標金鹵燈鎮(zhèn)流器來說,在小功率(35W~150W)時,普通型的歐標電感鎮(zhèn)流器自身功耗約為所配合金鹵燈功率的23%~18%,節(jié)能型歐標電感鎮(zhèn)流器自身功耗約為所配合燈功率的18%~10%。在較大功率時,(250W和400W),普通型歐標電感鎮(zhèn)流器自身功耗約為燈功率的14%~10%,節(jié)能型歐標電感鎮(zhèn)流器自身功耗約為所配合燈功率的10%~8%。對于1000W及以上規(guī)格的歐標金鹵燈鎮(zhèn)流器,其普通型歐標電感鎮(zhèn)流器的自身功耗約為所配合金鹵燈功率的9%~7%,節(jié)能型歐標電感鎮(zhèn)流器自身功耗約為燈功率的7%~5%。
  對于美標金鹵燈鎮(zhèn)流器來說,在150W以下時,其結(jié)構(gòu)和原理以及自身功耗與歐標金鹵燈鎮(zhèn)流器相同。在較大功率(175W~400W)時,其自身功耗約為燈功率的17%~13%,如果改進設(shè)計,(節(jié)能型)能做到自身功耗約為燈功率的14%~10%。對于1000W及以上規(guī)格的美標金鹵燈鎮(zhèn)流器,普通型的可做到12%~9%,節(jié)能型的可做到9%~7%。
  從本節(jié)分析可看到,在小功率段(35W~150W),電子鎮(zhèn)流器在自身功耗上明顯小于電感式鎮(zhèn)流器。在較大功率段(250W~400W),節(jié)能型歐標電感鎮(zhèn)流器自身功耗已經(jīng)與電子鎮(zhèn)流器相仿,并且在400W時已優(yōu)于電子鎮(zhèn)流器,但美標金鹵燈電感鎮(zhèn)流器的自身功耗還明顯高于電子鎮(zhèn)流器。在1000W及以上規(guī)格時,普通歐標電感式鎮(zhèn)流器自身功耗已與電子鎮(zhèn)流器相等,而節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器的自身功率已明顯小于電子鎮(zhèn)流器。1000W及以上節(jié)能型的美標電感鎮(zhèn)流器在功耗上也已接近電子鎮(zhèn)流器的水平。

  E、燈的效率
  這一問題初看起來,好象是由燈自身的質(zhì)量好壞所決定的,但實際上對于同一個燈來說,輸入的燈電流的波形及頻率的不同都會明顯影響燈的電→光轉(zhuǎn)換效率。就本文涉及的三種鎮(zhèn)流器而言,設(shè)計良好的歐標金鹵燈鎮(zhèn)流器,其輸出到燈的電流近似于正弦波,并且過零處的電流中斷時間(OT)很小。與金鹵燈配合后電→光轉(zhuǎn)換效率最高。美標金鹵燈鎮(zhèn)流器由于采用超前頂峰式結(jié)構(gòu),燈電流過零處中斷時間(OT)較大,所以在輸入到燈相同功率的條件下,電→光轉(zhuǎn)換效率約比歐標金鹵燈鎮(zhèn)流器低0.5%~2%。
  電子鎮(zhèn)流器輸出到金鹵燈的電流頻率約在40KHz~50Hz,應(yīng)該說其燈電流過零時的中斷時間(OT)幾乎可忽略,但實驗卻證明高強度氣體放電燈在相同的電功率輸入時,比工頻相同電功率輸入到同一燈時的光效要低,尤其是在250W及以上時,這一現(xiàn)象就比較明顯,其電→光轉(zhuǎn)換效率約低1.5%~3%。這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原理目前尚不清楚,但這一現(xiàn)象說明了對低氣壓放電的熒光燈,在高頻下其發(fā)光的效率會有約5%~8%的提高,但在高強度氣體放電領(lǐng)域,用高頻點燈不僅沒有使燈的光效有所提高,在大功率時,燈的效率反而有所下降。

  F、調(diào)光特性
  為了適應(yīng)各種場合不同的要求,對金鹵燈進行適當調(diào)光是有必要的,在這一方面無疑是電子鎮(zhèn)流器的功能最好,它能基本實現(xiàn)無級的調(diào)光,而電感式鎮(zhèn)流器就目前比較經(jīng)濟的方法,一般只能采用分級調(diào)光形式。但是金鹵燈的調(diào)光是受到其自身特性限制的,當金鹵燈處于較小的輸出功率時,由于其電弧管內(nèi)的壓力低而使燈的發(fā)光效率明顯的減小。對于石英電弧管的金鹵燈來講,燈功率的明顯調(diào)低,(約50%及以下的輸出時)其發(fā)出光的諧線中,紫外光的比例將會明顯的超標,這一現(xiàn)象一方面使燈發(fā)出可見光的效率進一步下降,另一方面必須對燈具上的透光玻璃采取更進一步的措施才能防止正常照明時紫外線成份不超標。所以對金鹵燈而言,雖然電子鎮(zhèn)流器可做到在100%~20%的調(diào)光,但實際應(yīng)用時一般只適合用于陶瓷電弧管的金鹵燈,并且考慮到其效率,調(diào)光范圍一般只可取100%~40%。

  G、鎮(zhèn)流器與燈的距離
  在實際的使用中,因為很多原因往往需要把鎮(zhèn)流器安裝在離燈較遠的地方,在這一方面電感鎮(zhèn)流器只要導(dǎo)線截面積足夠,導(dǎo)線電阻約占鎮(zhèn)流器等效阻抗的0.5%以下時,幾乎不會影響燈的正常工作,這一距離一般可達50米左右。而電子鎮(zhèn)流器由于其輸出的是高頻,所以輸出導(dǎo)線的高頻感抗較大,當燈和鎮(zhèn)流器的距離達5米時,因?qū)Ь€高頻阻抗原因已會使燈的輸出功率明顯下降約3%~8%,并且電子鎮(zhèn)流器輸出導(dǎo)線的增長還會使對外干擾(EMI)明顯上升并超過標準限值。更重要的是,對于采用鋼桿的路燈,如果電子鎮(zhèn)流器安裝在路燈鋼桿的基座內(nèi),其輸出到燈的導(dǎo)線相互之間,以及導(dǎo)線與接地的鋼桿之間將產(chǎn)生明顯的容性泄漏電流,這一容性泄漏不僅會產(chǎn)生H、鎮(zhèn)流器的使用壽命
  電子鎮(zhèn)流器的生產(chǎn)企業(yè),對生產(chǎn)過程質(zhì)量控制以及工藝控制要比做電感鎮(zhèn)流器生產(chǎn)過程質(zhì)量控制以及工藝控制嚴格得多,僅管這樣,因為電子鎮(zhèn)流器內(nèi)的元件很多,并且其中任一元件出故障都將造成電子鎮(zhèn)流器的失效。即使是電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部的元器件沒有失效,但在露天且在雷電感應(yīng)和高壓脈沖“襲擊”的場合仍會使不少電子鎮(zhèn)流器早期失效。目前電子鎮(zhèn)流器由于受到元器件壽命及外界電磁感應(yīng)脈沖干擾的影響,平均壽命基本在3年左右。
  電感鎮(zhèn)流器由于其結(jié)構(gòu)簡單,只要繞組未發(fā)生自身的匝間和層間短路以及對外表的擊穿。一般壽命都大于10年,在耐高溫及惡劣環(huán)境條件方面,電感鎮(zhèn)流器的使用壽命也明顯優(yōu)于電子鎮(zhèn)流器。
I、自身重量
  在自身重量方面,電感鎮(zhèn)流器由于其結(jié)構(gòu)原因并且要保持其良好的工作特性,自身重量是很大的,一般
為同類電子鎮(zhèn)流器重量的3倍~5倍。

  J、執(zhí)行ROHS和Weee指令
  歐盟議會和歐盟理事會第2002/95/EC號《關(guān)于限制某些有害物質(zhì)在電子電氣設(shè)備中使用(ROHS)指令》規(guī)定,從2006年7月1日起各成員國在電子電氣產(chǎn)品中禁用(除少數(shù)限用外)鎘、鉛、汞、PBB(多溴化聯(lián)苯)和PBDE(聚溴聯(lián)苯)。另外,又頒布了第2002/96/EC號《關(guān)于報廢電子電氣設(shè)備(weee)指令》,這一執(zhí)令已于2005年8月13日執(zhí)行。對照明電器在weee指令中附件1A中規(guī)定,報廢的照明電氣產(chǎn)品回收再利用率要達到每件器具平均重量的70%以上,對于氣體放電燈,組件、材料和物質(zhì)再循環(huán)利用率將達到燈重量的80%以上。
  我國目前是世界照明電器出口的第一大國,這二個指令的發(fā)布對我國出口歐盟的照明電器產(chǎn)品有非常大的影響。目前我國對應(yīng)歐盟二個指令的相對應(yīng)標準也即將出臺,這二個指令本身也將對電子和電感鎮(zhèn)流器今后的發(fā)展產(chǎn)生重大影響。
  就金鹵燈電子鎮(zhèn)流器和電感鎮(zhèn)流器而言,要滿足ROHS和Weee指令其難度是有很大差別的。電感鎮(zhèn)流器只要在其采用的材料中,例如塑料絕緣材料中的阻燃劑,不含PBB(多溴化聯(lián)苯)和PBDE(聚溴聯(lián)苯),黃銅材料中不含鉛、鎘,電鍍件中不含六價鉻就能輕易滿足ROHS指令的要求。對于電感鎮(zhèn)流器來說,其報廢的材料回收再循環(huán)利用率可輕易達到自身重量的85%以上,也完全能滿足Weee指令的要求。
  電子鎮(zhèn)流器要達到ROHS指令的要求,除了其塑料絕緣件和黃銅材料也需達到上述要求外,最困難的是采用的焊錫中鉛含量問題,眾所周知,當錫鉛比列達到65%/35%時焊錫特性最佳。我國目前的電子線路板上的焊錫普遍采用這一牌號的焊錫,但為了滿足ROHS指令,必須得放棄這種焊錫。目前采用的其它能滿足ROHS指令的焊料除了成本高以外,焊接的溫度也明顯提高,這使得在接過程中的工藝難度更大,也更易損壞電子元件。在達到Weee指令要求方面,電子鎮(zhèn)流器也面臨很大的困難,其電子元件及線路板的回收利用是個很困難的問題,雖說目前的技術(shù)已能使電子鎮(zhèn)流器的回收再利用達到Weee指令的要求,但是,回收處理所付出代價要比電感鎮(zhèn)流器大得多。
對外干擾,還會加重電子鎮(zhèn)流器的負載而可能使電子鎮(zhèn)流器壽命縮短。
二、金鹵燈電子鎮(zhèn)流器和電感鎮(zhèn)流器的性能/價格及運行成本(實例)對比

  對金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的性能價格及實際應(yīng)用成本對比,可通過小功率金鹵燈點燈系統(tǒng)和大功率金鹵燈點燈系統(tǒng)二個例子來對比。下述對比都是建立在每種鎮(zhèn)流器都全面達到標準的基礎(chǔ)上。

  A、小功率150W金鹵燈系統(tǒng)的運行比較

  150W小功率金鹵燈對美標和歐標的結(jié)構(gòu)和參數(shù)幾乎是一樣的。可從如下幾個因素來綜合評價電子鎮(zhèn)流器和電感鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng)三年的綜合運行成本。
  1. 對輸出功率較好的150W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器,自身功率損耗約為11W,由于金鹵燈照明大多用在公共場合,每天使用的時間以及每年使用的天數(shù)都較多,設(shè)每天用10小時,每年用340天,每千瓦時電費為0.7元。電子鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng)的總功率150W+11W=161W,三年的用電費為0.7元×(10H×340D×3Y×0.161KW)=1149.54元,150W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器平均價格140元,電子鎮(zhèn)流器平均使用壽命為三年,平均
早期失效率1﹪。折合成每個電子鎮(zhèn)流器單價約為141.4元。所以每個150W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器三年平均運行費用是1149.54元+141.4元=1290.94元。
  2. 對輸出功率同樣足夠的150W金鹵燈電感鎮(zhèn)流器,普通型電感鎮(zhèn)流器的自身功率損耗約為24W,節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器自身損耗為17W,按上述同一計算方式
       普通型三年的用電費為0.7元×(10H×340D×3Y×0.174KW)=1242.36元。
       節(jié)能型三年的用電費為0.7元×(10H×340D×3Y×0.167KW)=1192.38元。
  由于電感鎮(zhèn)流器工作時需要加觸發(fā)器,(平均價格為10元)為了使點燈系統(tǒng)功率因素達到0.9,所以加配18μF補償電容(平均價格為18元),對觸發(fā)器和電容,設(shè)其工作壽命為三年,早期失效率為1﹪,但電感鎮(zhèn)流器平均工作壽命為10年,所以消耗的三年價格折舊。
  對普通型電感鎮(zhèn)流器價格為65元,早期失效率為0.01﹪,三年折舊價65元×1.0001×0.3+(10元+18元)×1.01=47.78元。
  對節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器價格為80元,早期失效率幾乎為零,三年折舊價80元×0.3+(10元+18元)×1.01=52.28元。

   注:本文電感鎮(zhèn)流器的價格已經(jīng)把銅材漲價因素考慮在內(nèi),價格都按2006年5月價格計算。
     每一個點燈系統(tǒng)三年的平均運行價格:(采用三年運行電費加上三年折舊價)
     電子鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng):1149.54元+141.4元=1290.94元
     普通型電感鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng):1242.36元+47.78元=1290.14元
     節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng):1192.38元+52.28元=1244.66元
   從上面的實例對比可看出,對于普通的照明場合,節(jié)能型金鹵燈電感鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng)的三年運行成本最低,金鹵燈電子鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng)與普通金鹵燈電感鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng)三年的運行成本幾乎一樣。另外,在南方一些地區(qū),在一年中使用空調(diào)的時間長達6個月,那么電子鎮(zhèn)流器因其自身功耗小,造成的自身發(fā)熱小而使空調(diào)系統(tǒng)間接的產(chǎn)生節(jié)電,按上述計算原則三年內(nèi)累計間接節(jié)電費用與普通型電感鎮(zhèn)流器相比可算出,
   (24W-11W)×0.001×0.7元×10×(340×6/12)=15.47元,
   三年內(nèi)累計間接節(jié)電費用與節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器相比可算出,
 ?。?7W-11W)×0.001×0.7元×10×(340×6/12)=7.14元,在這些場合如果算上間接節(jié)電因素,150W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng)三年的運行費用電容低于普通型金鹵燈電感鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng),但仍明顯高于節(jié)能型金鹵燈電感鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng)。
  對于運動物體的照明例如乒乓球館、羽毛球館、網(wǎng)球場以及攝影、攝像場合,由于金鹵燈電子鎮(zhèn)流器獨特的無頻閃功能而使它能代替原有的低光效的鹵鎢燈,從而收到明顯的節(jié)能效果,在相同的照明條件,平均比充鹵素的鎢絲燈系統(tǒng)節(jié)電達60﹪。應(yīng)該講這也是金鹵燈電子鎮(zhèn)流器得以生存和發(fā)展的最主要方向。而電感式鎮(zhèn)流器由于頻閃效應(yīng)很難應(yīng)用于B. 大功率400W金鹵燈系統(tǒng)的運行比較
  1. 對于功能齊全的400W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器,自身功耗約28W,按上述計算公式,三年的運行電費為0.7元×(10H×340D×3Y×0.428KW)=3055.92元。
  400W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器平均價格為260元,400W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器早期失效率約為2﹪,折合到每個電子鎮(zhèn)流器平均價格為260×1.02=265.2元
  
400W金鹵燈電子鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng)三年中運行成本為3055.92元+265.2元=3321.12元。
  2. 節(jié)能型歐標400W金鹵燈電感鎮(zhèn)流器自身功耗約28W,也按同一計算公式三年的運行電費為0.7元×(10H×340D×3Y×0.428KW)=3055.92元,節(jié)能型歐標400W金鹵燈電感鎮(zhèn)流器平均價格為145元,早期失效率為0.01﹪,折合到每個400W歐標電感鎮(zhèn)流器平均價格為145×1.0001=145.02元。
  由于電感鎮(zhèn)流器具有10年以上的使用壽命,所以三年的運行折舊費為145.02元×0.3=43.50元。
  觸發(fā)器價格為16元,補償電容43μF,價格為40元,設(shè)此兩個零件平均壽命為三年,所以三年的運行費用共計為43.50元+16元+40元=99.50元。
  節(jié)能型歐標400W金鹵燈電感鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng)三年運行成本為3055.92元+99.50元=3155.42元。
  3. 對于品質(zhì)較好的美標400W金鹵燈電感鎮(zhèn)流器,由于其內(nèi)部存在局部磁路的磁飽和現(xiàn)象,所以自身功耗約58W,也按上述計算公式,三年的運行電費為0.7元×(10小時×340天×3年×0.458KW)=3270.12元。
  美標400W金鹵燈鎮(zhèn)流器的平均價格為220元,早期失效率為0.02﹪,折合到每個400W美標金鹵燈鎮(zhèn)流器平均價格為220元×1.0002=220.044元,對于10年使用壽命的電感鎮(zhèn)流器來說,三年折舊費用為220.044元×0.3=66.01元,串聯(lián)電容器36μF,價格為36元,
所以三年的運行費用共計為3270.12元+66.01元+36元=3372.13元。
  由于400W金鹵燈基本都用于室外,所以不存在自身發(fā)熱造成的空調(diào)附加費用。
  從上述的三年運行成本分析來看,對400W金鹵燈運行系統(tǒng),節(jié)能型歐標金鹵燈點燈系統(tǒng)運行成本已明顯低于金鹵燈電子鎮(zhèn)流器的運行成本,而美標金鹵燈運行系統(tǒng)的費用略高于電子鎮(zhèn)流器的運行系統(tǒng)。

三、 結(jié)論

  經(jīng)過照明電器界廣大技術(shù)人員近20年的努力,以及部分元器件的集成化和專門化, 使得電子鎮(zhèn)流器的制造技術(shù)有了長足的進步,在低氣壓放電的熒光燈領(lǐng)域,小功率節(jié)能燈鎮(zhèn)流器(3W~18W),已經(jīng)幾乎完全由電子鎮(zhèn)流器取代了電感鎮(zhèn)流器,在較小功率熒光燈領(lǐng)域(18W~58W),電子鎮(zhèn)流器也正在不斷地擴大占有率而逐步地擠占著電感熒光燈鎮(zhèn)流器的市場。盡管歐盟的ROHS和Weee指令的實施以及這兩個指令在世界各國引起的響應(yīng)會使熒光燈電子鎮(zhèn)流器的制造工藝遇到不少困難,并且其制造成本也會有所增加,但因為熒光燈電子鎮(zhèn)流器自身重量輕,功耗小,光效高,可做到無頻閃等突出優(yōu)點,所以在低氣壓熒光燈領(lǐng)域內(nèi),電子鎮(zhèn)流器仍將會繼續(xù)擴大它的占有率。
  在高強度氣體放電燈領(lǐng)域,就總體運行成本來講,小功率的金鹵燈或高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器并不占有優(yōu)勢。但在一些特殊的具有運動物體的照明場合,例如乒乓球館、網(wǎng)球館、羽毛球館,以及攝影、攝像場合,電子鎮(zhèn)流器因為其具有連續(xù)調(diào)光并且可做到無頻閃,可以較好地替代充鹵素的鎢絲燈,所以具有較明顯的優(yōu)勢。
  在大功率高強度氣體放電燈(175W以上)領(lǐng)域,由于EMI、抗干擾、開機浪涌、聲共振,可靠性,滿足ROHS和Wee指令及綜合運行成本等多方面因素,電子鎮(zhèn)流器處于明顯的劣勢。即使在電網(wǎng)電壓很不穩(wěn)定的場合,例如一些地區(qū)的路燈系統(tǒng),電感鎮(zhèn)流器點燈系統(tǒng)也可通過一組點燈系統(tǒng)集中串聯(lián)電抗器的自動控制系統(tǒng),來實現(xiàn)可靠而經(jīng)濟的穩(wěn)定燈功率,后半夜減半運行等多項控制功能,而使系統(tǒng)可靠又最經(jīng)濟
地運行。在大功率高強度氣體放電燈(175W以上)領(lǐng)域,在比較長的時期內(nèi)仍將是以運行成本最佳的歐標節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器為主流的發(fā)展方向。除非電子鎮(zhèn)流器在元器件技術(shù)上以及集成化和專門化有重大突破。
  而美標175W以上的鎮(zhèn)流器,由于它在燈電流過零時能提供較高的瞬時開路電壓VSS而能有效地延長美標金鹵燈的使用壽命,也使得它在175W及以上領(lǐng)域內(nèi)(對配合美標金鹵燈來說)具有一席之地。

表1歐標、美標金屬鹵化燈用電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器主要性能比較

項目產(chǎn)品
電磁兼容
抗電壓變化能力
頻閃效應(yīng)
自身功耗
燈的功率
調(diào)光特性
鎮(zhèn)流器與燈的距離
壽命
自身重量
執(zhí)行ROHS和Weee指令
諧波THD
EMI
EMS和防雷電感應(yīng)
開機浪涌電流
金鹵燈電子鎮(zhèn)流器
合格
較大
約15-30倍
基本無
低,約是燈功率的10%
略低
可連續(xù)調(diào)光
≤3米
3年
較輕
較困難
歐標金鹵燈鎮(zhèn)流器
約1.5倍
一般大功率較低
較好
可分檔調(diào)光
≥20米
10年以上
較容易
美標金鹵燈鎮(zhèn)流器
較大
較小
約1.3倍
較好
較明顯
較高
略低
可分檔調(diào)光
≤20米
5年以上
較容易

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