HID灯对电子镇流器的标准及工作中线路的挑选

HID灯是一种高气压放电灯，其充放电的“伏一安”特性呈负阻特点，因而在灯的工作中电源电路中需联接限流器件，即一般称之为电子镇流器。HID灯大部分工作中在沟通交流情况下，选用串联电抗器件做为电子镇流器。HID灯有不一样的类型，依据灯的类别以及使用的要求，可配备不一样方式的电子镇流器电源电路，以求取电子镇流器电源电路和灯的较佳配对。做为一般一般照明的常见HID灯有高压钠灯、金属卤化物灯和金属卤化物灯。高压钠灯是HID灯中发展较早的灯源，商品使用性能平稳，配套设施的电子镇流器电源电路较完善。金属卤化物灯和金属卤化物灯是近代化进步的高效率环保节能新灯源，规定电子镇流器能和灯有有效的配对，以获得更快的整体实际效果。

1 金属卤化物灯和电子镇流器
金属卤化物灯和高压钠灯在功能上各有不同，金属卤化物灯内不但有汞，还充有钠，在灯工作中期内，钠和汞以液钠汞气的方式储藏在气体放电管的冷端一部分。金属卤化物灯在使用寿命期内，灯输出功率伴随着灯工作电压的变动而产生变化。这和高压钠灯的具体情况各有不同，高压钠灯在输出功率产生变化时灯工作电压相对性地长期保持，由于高压钠灯工作中时灯内的汞蒸气压处在饱和下。金属卤化物灯的灯工作电压和灯输出功率的相互关系是根据在气体放电管内包括着过多的钠汞气而导致的。在灯工作中期内，仅有一部分的汞和钠产生蒸汽压，蒸汽压的多少也即体现在灯工作电压上，它在于气体放电管“冷端”处的溫度。冷端溫度的改变导致蒸汽压的转变，造成灯工作电压的转变，进而产生灯输出功率的转变。在一定的输出功率范畴内灯工作电压和灯输出功率的关联近似于线性相关。

1．1金属卤化物灯的性能曲线图
金属卤化物灯的灯输出功率和灯工作电压的线性相关曲线图称之为灯的性能曲线图，针对一个指定的灯的性能曲线图，可根据在一定区域内更改电源电压或电子镇流器的特性阻抗，进而更改灯的工作电压和输出功率获得，如图所示1所显示。当灯工作电压相当于设计方案工作电压时，灯输出功率将做到设计方案总体目标输出功率。对同样型号规格，同样输出功率的灯有类似平行面的性能曲线图，如图2所显示。针对这些有较高灯工作电压的灯，其特点曲线斜率的陡度会减少。

1．2金属卤化物灯电子镇流器的性能曲线图
当金属卤化物灯在稳定的键入电流下持续运行时，灯工作电压和灯输出功率的变动会遵循着电子镇流器的性能曲线图。如图所示3为二种典型性电子镇流器的性能曲线图。该曲线图可根据精确测量一批含有不一样特点曲线图灯的灯工作电压和灯输出功率获得，或对同一个灯根据外界方式，使气体放电管的冷端溫度上升来转变 灯工作电压和灯输出功率获得。当电源电压转变 时可获得一组电子镇流器特点曲线图。如图4为在额定值电源电压上升或减少时对电子镇流器特点曲线图的危害。

1．3金属卤化物灯电子镇流器的四边形图
在金属卤化物灯的应用系统软件中普遍存在着多种要素的转变，如：电源电压的转变 、灯特性随時间的转变 、照明灯具内波导管高效率的转变 、应用条件的改变这些，如何使电子镇流器的性能曲线图融入这种信息的转变 ?金属卤化物灯的国家标准中以界限图的方式，规定电子镇流器能保证灯在使用寿命期内及一切变化规律的情况下，其电气设备技术参数转变 限定在一定的范畴内。如图所示5所显示，金属卤化物灯为电子镇流器特点曲线图要求了一个四边形图。
四边形图的上端意味着着金属卤化物灯至大功率的極限。至大功率的極限在于气体放电管较大可容许的操作温度。至大功率线一般 安装在超出电灯泡允差输出功率的20—30％上下。
四边形图的下边意味着着金属卤化物灯最少输出功率的極限。设定最少输出功率线以保证能达到电灯泡的提温特点、电灯泡工作中的可靠性、可接收的光的输入输出高效率，及其灯色特性等。最少输出功率线一般 安装在小于灯标称输出功率的20—30％周边。
四边形图左侧的最少灯工作电压线为灯可接收的最少灯工作电压的灯特点曲线图。针对每一种规格型号的金属卤化物灯所认可的最少灯工作电压早已要求在灯的技术参数表格中。
四边形图右侧的较大灯工作电压线表明为灯可容许的最大灯工作电压时的灯特点曲线图，该曲线图考虑到了灯中将会产生的较大灯工作电压、灯使用寿命期内灯工作电压的升高、密闭式照明灯具内灯工作电压的升高，及其别的转变 要素。假如灯工作电压超过较大灯工作电压曲线图以外，这时候电子镇流器将无法保证灯能平稳地或不断地工作中。
因而，以上四边形图可做为金属卤化物灯工作中体系的一个标准，它涵盖了灯和电子镇流器二者的规定，也充分考虑了其它要素的危害。四边形图抽象性地规范了电子镇流器设计方案的标准，如：
a)电子镇流器的性能曲线图应与两根灯工作电压线交叉，并在灯的使用寿命期内维持在灯输出功率的極限线中间。
b)电子镇流器的制定应使灯不但在额定值电源电压下，并且在可容许的最少或最大的电源电压下，一直运行在四边形图的范围内。
c)最好的电子镇流器特点曲线图要能使灯在较大工作电压线以前做到至大功率，随后在该点外灯输出功率伴随着灯工作电压的增加而减少。针对一个挨近灯设计方案输出功率线的相对来说较为平整的电子镇流器特点曲线图比相对性险峻升高和下滑的性能曲线图更可用。
d)为防止减少灯的使用寿命，或工作中的多变性，电子镇流器理应能使灯避开四边形图右侧较大灯工作电压特点外工作中。
在金属卤化物灯的国家标准中，不一样规格型号灯对电子镇流器要求了不一样的四边形图的规定。如图所示6。
金属卤化物灯电子镇流器的生产制造并不繁杂，但常常因为在设计方案、加工工艺及采用材质上的差别，同一规格型号不一样厂家生产的电子镇流器适用金属卤化物灯时，展现出不一样样式的电子镇流器特点曲线图，如图所示7所显示。质量差的电子镇流器会导致电灯泡应用期内超负荷运作，或工作中的多变性。

2 金属卤化物灯和电子镇流器
金属卤化物灯的气体放电管因其充人不一样的金属材料卤化而产生各种各样不一样种类的金属卤化物灯，这种不一样种类的金属卤化物灯不但在灯的光学技术参数上具有突出的区别，并且在灯的运作和保护中对配套设施家用电器的需求也各有不同。因而，挑选适宜的电子镇流器和相应的工作中电源电路，以充分运用金属卤化物灯的特性优点是非常重要的。

2．1常见的金属卤化物灯电子镇流器及工作中电源电路
1)阻抗角型电子镇流器(Choke)
这也是常见的通用型电子镇流器，其开路电压即是电源电压，必须凭借触发器原理来运行灯工作中，工作中线路的工作电压峰值因数和电流量峰值因数较低，对维护气体放电管的电级有益，这类电子镇流器的费用较低，但在电源电压起伏过大的情形下，操纵灯输出功率的起伏和平稳灯特性的功能较弱。
2)高特性阻抗自耦变压式电子镇流器(HX Auto)
这类电子镇流器应用在低电源电压(如：100V／120V)的场所，或为获得高的开路电压进而灯能立即运行的场所。工作中线路的最高值工作电压和电流量峰值因数较高，操纵灯陛能可靠性的工作能力也较弱，一般 这类电子镇流器较少选用。
3)恒输出功率自耦变压式电子镇流器(CWA)
这类电子镇流器由自耦漏磁变压器串连电容器组 成，称之为恒效率电子镇流器，也称之为超前的顶峰式电子镇流器。该 电子镇流器可得到较高的开路电压，路线功率因素可以达到90％。在电源电压波动很大状况下，对平稳灯的输出功率，维护保养好灯的功能具有不错的缓冲作用。乃至在电源电压坠落30-40％时还能使灯再次工作中。但路线的电流量峰值因数较高，电子镇流器的费用也相应较高。
4)恒输出功率变压式电子镇流器(CWl)
这类电子镇流器由漏磁变压器串连电力电容器构成，也是一种恒效率电子镇流器，它比以上CWA电子镇流器有更强的平稳灯输出功率及性能指标的缓冲作用。
5)调节式迟后型电子镇流器(Regulated Lag)
这类电子镇流器事实上是一个稳压管式家用电器，保证金属卤化物灯一直在平稳的电源电压下工作中，可让灯得到最长的寿命和最好的灯技术参数的维护保养。这类电子镇流器的费用较高，但对金属卤化物灯照明灯具的长时间运作成本费而言则是低的。
图8是以上电子镇流器的工作中原理图，表1为关键性能指标的较为。

2．2金属卤化物灯对电子镇流器工作中线路的挑选
现阶段在中国用以一般一般照明的金属卤化物灯关键有Na-T1-In型、Sc-Na型，及稀土氧化物(Dy，Ho，Tm．．．)型等不一样种类，他们各自有着不一样的使用性能特性，并规定适用适合的电子镇流器。

1)Na-TI-In型金属卤化物灯及电子镇流器
Na-T1-In型金属卤化物灯来自于欧洲地区的生产技术，其灯的起动特性优质，适用一般的阻抗角型镇流工作中电源电路，只须要在电源电压下(220V)，再加上较低最高值工作电压(≤750V)的触发器原理就能运行灯工作中。灯的光学技术参数平稳，具备寿命长(人均寿命20000h)，高光通维持率的特性。历经特性改善的Na-Tl-In型金属卤化物灯，可适用同一输出功率种类的高压钠灯电子镇流器或金属卤化物灯电子镇流器工作中，而金属卤化物灯的人均寿命仍可超过要求的20000h以内。那样，这类金属卤化物灯在沒有拆换原来照明灯具设备内家电的情形下可便于地更换原来的高压钠灯或金属卤化物灯，它比前面一种提升了特效并改进了灯色，也比后面一种大大的地缓解了显色指数能。基本参数的转变 参照表2。

2)Sc-Na型金属卤化物灯及电子镇流器
Sc-Na型金属卤化物灯来自于英国的生产技术，气体放电管的构造类似于高压钠灯，灯工作中不选用触发器原理而凭借电子镇流器的高开路电压及灯的运行电级的功效，使灯运行工作中。针对这类金属卤化物灯(175-1500W)，国际标准和在我国国家行业标准上都强烈推荐选用CWA电子镇流器工作中电源电路，那样可提升灯运行的可靠性，保证灯的寿命长及较好的光通维持率。假如Sc-Na型金属卤化物灯选用以上Na-T1-h金属卤化物灯的工作中电源电路，不但会使灯的初期无效提升(触发器原理易毁坏灯的运行电级)，减少灯的人均寿命，并且提升灯的光损。如图所示9为选用“阻抗角电子镇流器 触发器原理”工作中线路的不一样金属卤化物灯的光损曲线图。
在Sc-Na型金属卤化物灯的CWA型工作中电源电路中，自耦漏磁变压型电子镇流器的性能指标对灯工作中特性的稳定起着关键功效。规定在灯工作中期内，电子镇流器给予给灯并保持灯能持续作业的最少保持工作电压Vss能做到下述值：
Vss=C1 C2(OT)-C3(di／dt) (175-1000W)
Vss=Cl C2(OT)-C3[exp(-0.4di／dt)] (1500W)
Vss 电子镇流器对灯的最少保持工作电压 (V)
OT 在灯工作电压为零时的断流時间 (ms)
di／dt 在灯工作电压为零时的电流量弹性系数 (A／ms)
Cl，C2，C3为参量，在于灯的规格型号，见表3。
最少保持Vss也可在美国标准或国家标准的资料中查出来。

3)单脉冲运行-Pulse start型(Sc—Na)金属卤化物灯及电子镇流器
针对传统式的Sc-Na型金属卤化物灯选用CWA电源电路时有600V最高值开路电压加到气体放电管的运行极上，并造成较高的顶值电流量，那样会影响到灯的特性。单脉冲运行型金属卤化物灯是以灯和电子镇流器两领域开展改善，使灯与电子镇流器工作中电源电路达到最佳的组成，以获得最好的整体实际效果。
一方面改善气体放电管的构造，取消了运行电级，如图所示10b，并改善有机化学秘方及生产加工工艺，改进灯的起动特性，进而全方位地改善了灯的特性。另一方面改善电子镇流器的工作中电源电路，选用触发器原理来运行灯工作中，进而可减少电子镇流器的开路电压，也即减少了最高值工作电压及最高值电流量。电子镇流器的操作温度也相对减少，提升了电子镇流器的使用寿命，降低维护保养成本费。灯和电子镇流器工作中电源电路改善的整体实际效果，使单脉冲运行型金属卤化物灯与运行极型金属卤化物灯对比，灯的光輸出提升25-50％光通维持率改进了15-25％，灯的使用寿命也提升50％之上。
表4为2种种类Sc-Na金属卤化物灯及电子镇流器的具体性能指标的较为。
单脉冲运行型金卤(Sc-Na)灯还可以选用功能更强的CWI和Regulated Lag的单脉冲运行型工作中电源电路，如图所示12。

4)小输出功率金属卤化物灯及电子镇流器
小输出功率金属卤化物灯中关键有Sc-Na型和稀土氧化物型(Dy，Ho，Tm．．．)二种种类，前面一种具备较高的特效和较长的使用寿命，后面一种有不错的显色指数能，依据他们的特性，可挑选应用在差异场所。这2种种类灯都使用简洁的 “阻抗角电子镇流器 触发器原理”的工作中电源电路， 开关电源键入端并接补偿电容器以提升体系的功率因素。
小输出功率金属卤化物灯还可以适用电子器件镇流器，这种电子镇流器的输出功率大部分为低頻(<200Hz)，那样可避免 气体放电管内造成声共振及光的闪亮。一般电子镇流器给予给灯的电流量峰值因数<1．5，系统软件的功率因素>90％，总谐波电流份量（THD）<15％。小输出功率金属卤化物灯适用电子镇流器后，能提升灯运行的可靠性，降低光损，提升使用寿命。但这类低頻的电子镇流器成本费很高，因此还无法很多应用推广。

5)金属卤化物灯电子镇流器的近日进度
近期，世界各国都是在专注于中输出功率金属卤化物灯电子镇流器的开发设计。海外已开发设计取得成功中输出功率高频率金属卤化物灯电子镇流器，其输出功率>100kHz，可预防造成气体放电管内的声共振。该电子镇流器还能够完成一定范畴的变光。金属卤化物灯应用这类电子镇流器后可提升灯的光輸出，巨大地减少光损，提升灯的使用寿命，并具备环保节能好的整体实际效果。灯和电子镇流器的具体技术参数较为见表5及图13。

论文参考文献
1 IEC 60662-1997 High pressure sodium vapour lamps.
2 ANSI C78.387-1987 American NaTIonal Standard for ElectricLamps-Metal Halide Lamps-Metal of Measuring CharacterisTIcs.

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