电子镇流器及其效率提升要点

摘 要电子镇流器的应用极大地提升了各种照明设备的功效，促进了我国电力行业的健康可持续发展。因此，我国各个领域的照明工程中大都应用了电子镇流器。在本文中，将首先介绍电子镇流器的相关内容，而后从两个方面对电子镇流器提升效率这一课题进行了深入探讨。相信通过本文，对未来电子镇流器效率的提升有一定的积极意义。

【关键词】电子镇流器 效率 变压器设计

1 电子镇流器概述

作为镇流器的一种，电子镇流器是指通过电子技术驱动电光源，利用电能做功，使其产生可见光的一种电子设备。它能够将高频的交流电转换为直流电，而后再通过逆变器将直流电转换为高频的交流电，并以此来驱动灯管发挥作用。就目前来说，我国大部分的日光灯多使用电子镇流器。电子镇流器工作原理如下：电子镇流器首先将50/60Hz的工频市电电源转换为直流电，并通常利用桥式全波整流滤波电路来实现AC-DC变换器。电子镇流器的核心是DC-AC变换器，其作用是产生频率大多为25-45KHz的高频交流电（也许是更高频率）。从性价比方面考量，目前采用较多的是半桥逆变配置的拓扑结构。由此可见，电子镇流器对于灯的正常启动和稳态工作起着至关重要的作用。

首先，电子镇流器的使用，不但可以稳定电源，还能有效地降低自身的功耗，更有效的节能。电子式镇流器不仅比电感式镇流器功耗小，而且可有效促使在高频下工作的荧光灯提高光能效达到10%。对于目前大多数设计的电子式镇流器均采用功率因素校正（PFC）措施，使功率因素（PF）高达0.99.其次，电子镇流器的重量较轻，使用过程中不会产生频闪和工频噪声。它采用体积较小的铁氧体磁心来组成电感，线路空间较小，因此应用起来十分方便。再次，电子镇流器能够在照明灯出现异常状态时发挥其保护作用，自动停止运行，防止设备的损害，进一步延长其使用寿命。在启动时，电子镇流器不会发生闪烁现象，具有相应的预热启动功能，也有效地防止了照明灯被烧坏的情况。除此之外，电子镇流器还能实现智能控制，进行光亮大小的调节。总之，电子镇流器的应用能够有效地提高供电系统的利用率，对于提高电能质量、节约电能资源具有十分重要的意义。

2 电子镇流器设计细节要点

目前市场方面和各国家方面对能效的要求越来越严格，对于提高电子镇流器的工作效率，就形成了一个新的研究课题。诸多相关工作人员正充分调动相关的积极因素，设计优化产品来提升电子镇流器的能效。下面，将从变压器的设计以及电容器的选择两个方面对电子镇流器效率提升的影响进行深入探讨。

2.1 变压器设计对效率提升的影响

作为电子镇流器的重要原件之一，变压器的设计对整个镇流器的效率也影响很大。在变压器设计时，需要关注变压器的涡流损，涡流损是因为铁芯中交变磁通Φ不仅能在线圈里感应出电压，同时在铁芯中也会感应出电压，铁芯由于也是导体，在感应电压下形成了电流，这个电流称为涡流。涡流遇铁芯阻力就会形成电路中的功率损失。所以选择铁芯上也要注意如下几个因素：（1）饱和磁通密度高即Bs――由于磁通Φ=磁通密度B*截面积A，要得到一定的磁通Φ，饱和磁通密度高Bs大可使铁芯体积小，使变压器更小型化。（2）导磁系数u大，导磁系数u越大，铁芯束缚磁力线的能力越强，相对来说漏磁通会小一些。（3）铁损小，铁损如果大会有温升问题，对变压器的工作特性会有影响。对于选定骨架尺寸的变压器，就要找到铜线损耗和铁芯损耗的平衡点。选材时选用的铜线短而粗，相对应的铜线损耗较低，相反铜线损耗将增加。与此同时选材时选用的铁芯越大，铁芯损耗越大。这两个因素相互制约，在电子镇流器正常工作时，设计使变压器的工作温度在磁芯温度曲钱中由负温度系数向下行走至上升前的一段。这样的设计是为了保障随着磁芯损耗变低，变压器的温度不会升高。即铜线损耗和铁芯损耗的平衡点，抓住这一个参考平衡点对效率的设计是很有利的。

2.2 电容器对效率提升的影响

除了变压器之外，电容器在电子镇流器所需元件中占较大比例，在电子镇流器的电容器中，比较关健的是滤波用的铝电解电容器和LC串联谐振电路中的灯启动用电容器。目前主流选择低损耗和长寿命的铝电解电容器作为储能电容，因为铝电解电容器具有体积小、储电量大、成本低的优势，不仅大小电流充放电速度快，而且高低温特性好，同时具有节能、能量转换率高的特点。而这颗储能铝电解电容器对电子镇流器的寿命影响非常大。整体而言，对于电子镇流器上所选用的电容器重点也要放在内阻小这一重要因素，内阻小温度低就会使电容器自身的损耗降到最小。就各项参数而言，电容器的内阻是通过纹波电流ripple current体现的，纹波电流越大，内阻相对越小。由此，对电路中选择合适参数的电容器对降低电子镇流器功耗，提高效率也做出了相应的贡献。

3 总结

随着我国照明工程的深入发展，电子镇流器应用已经被广泛应用于各个领域，包括在家庭照明，工厂照明，公路照明，商业厨柜照明等。但是，电子镇流器在高温环境中的散热问题，还有待于进一步优化。因此，我们设计电子镇流器的同时必须从所需照明设备的实际情况出发，设计出不同的电子镇流器使电子镇流器在不同的工作环境下可以稳态工作。对电子镇流器中各电子元件（包括变压器以及电容器等）的型号选择，使其正常工作时进一步提高电子镇流器的工作效率。努力通过提高电子镇流器的良好性能，使电子镇流器为我们当前的照明工程事业做出最大的贡献。同时更为有效地节约能源，为人民的日常生活提供更多的便利，也为全国乃至全世界的节能减排保护环境贡献力量。

参考文献

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[3]陈传虞.电子节能灯与电子镇流器的原理与制造[M].北京：人民邮电出版社，2004.

作者单位

飞宏电子（苏州）有限公司上海分公司 上海市 201103