電子鎮流器—應用于熒光燈的高頻電源適配器

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電子鎮流器—應用于熒光燈的高頻電源適配器

12V2A電源適配器電磁鎮流器
在綠色能源的時代，更高效的電子鎮流器（燈飾采用的高頻開關電源適配器）意味著開關電源適配器將有巨大的市場。從20世紀80年代中期以來，不同類型燈飾的銷售總量達到了每年300萬。在美國估計有超過30%的能源用于照明。
從1938年至20世紀70年代末期，燈飾都是直接由60Hz的工頻電源適配器，通過一個串連電感或一個60Hx的升壓變壓器／電感的組合來驅動的。這個電感或者變壓器／電感的組合就是常說的電磁鎮流器，如圖所示。

燈飾使用的電源適配器是60Hx的交流電，需要用鎮流器或限流元件來與燈串聯。必須采用限流元件是因為燈飾在其工作區具有負輸入阻抗特性。電磁鎮流器相當于一個電感或者是變壓器次級被增大的漏感。
在預熱型燈管中，開關迅速閉合預熱燈絲，點亮后則馬上斷開。電感上的電流產生一個尖鋒電壓點燃燈管。
快速啟動型燈管在啟動時和點亮后始終采用自加熱的燈絲。瞬時啟動的燈管在啟動時并沒有加熱燈絲，而是依賴場致發射提供電子云來啟動燈。這就節省了預熱的能量，但需要更高的啟動電壓，這將導致陰極材料的脫落和燈管壽命的縮短。
串聯的電感作為一個無損限流元件是必需的，因為燈飾表現出負輸入阻抗特性。其特性是表示當燈的輸入電流增加時，燈管兩端電壓卻是下降的。因此，如果用一個低輸出阻抗的電源適配器為燈飾供電，任何燈管輸入電流的瞬間增加都會導致燈上的電壓下降，從而使電流變得更大。這個過程將一直持續到燈管因電流過大而損壞，或是燈兩端電壓下降到低于較低維持電壓而熄滅為止。
從1938年到20世紀80年代中期，燈飾的銷售需要同等數量的便宜的電磁鎮流器，采用價格低廉電磁鎮流器主要的缺點是由于電感線圈和鐵心磁片的損耗導致低效率。同時由于在60Hz電源適配器波形的過零點，燈會反復熄滅而產生顯著的閃爍，這將會降低燈的平均亮度，這對于基于閘門效應的旋轉機器是危險的。其次，由于鐵心磁片的振動發出噪聲，這就需要把它們用柏油或清漆密封在罐子里面，這會引起火災和裝配上的問題。較后其典型重量就達到了4磅。雖然這在工業上是允許的，但仍然是一個很大的缺點。
這些缺點使我們把目光轉向采用高頻12V電源適配器來驅動燈飾，其好處是提高了燈的效率（每瓦特輸入功率下燈的輸出功率），體積更小，重量更輕。

早期的經驗表明，容性燈飾的效率會隨著頻率的提高而提高，在20kHz左右將會穩定在14%（圖），并且電容鎮流器更小更輕，不發出可以聽到的噪聲價格也比較低。同時在高頻下，燈不會閃爍，并且傳導和輻射電磁干擾也更容易抑制。

燈管在高頻下工作的這些顯著優點必須依賴于實用而廉價的高頻電源適配器電路的運用。可以考慮為每盞燈配備一個小型的SCR逆變器，在大工廠或大的辦公大樓里的燈群則可以考慮采用更大的SCR，甚至采用高頻旋轉交流發電機。隨著功率晶體管和鐵氧體磁心價格的迅速下降，局部DC／AC逆變器代替了大型的集中按摩健身器材電源適配器發生器。對一盞燈或每組兩到四盞燈直接以交流整流變換后的電源適配器來供電，已經成為了可能。
當采用電子鎮流器后，大多數的性能指標都可以得到實現，但是它的價格依然高于電磁鎮流器。但是當考慮到它會節約電費，延長了燈的壽命，這就促使高頻電子鎮流器在新的建筑安裝過程中不斷地替代電磁鎮流器。在重新安裝電子鎮流器來替換電磁鎮流器時不必連燈管也更換，因此這種替換在大型辦公大樓和大的工廠里具有很大的市場潛力。
根據估算，更換電子鎮流器所花的費用，只要大約一年時間就可以由替換后所節約的電費彌補。若所有工廠都使用新型的電子鎮流器，則在電能方面總共可以節省20%-25%的費用。低能耗的實現歸功于高頻工作消除了燈管的閃爍，提高了工作電流，使燈管工作在更為高效的區間，以及電容鎮流器的采用獲得了比電磁鎮流器更低的損耗。
結果，2008年很多政府開始立法在家用和工業照明領域用高效的電子鎮流器和節能燈（緊湊型燈飾）更換白熾燈。在空調使用的地方還有個附加的優點，由于高效率的照明減少了空調系統的需求。下一步很可能朝固態照明發展。
一家主要的鎮流器生產廠商估算了一棟擁有960盞8英尺燈飾的大樓在更換了電子鎮流器后，燈管在產生同樣的光通量時，每燈及鎮流器要的能量僅為87L，面不是原來的227瓦。以每年工作6000小時，并以每千瓦時0106美元的電貴計算，每年960好在節電上所節約的費用為86088美元即使考慮到電子鎮流器更高的價格以及人工更換用，也只年時間就可以把所有投人補回來。生產商同時還估算出由于空調系統負有的降低，將還節省額外的8814美元。

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| 發布時間：2019.03.15 來源：電源適配器廠家

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