基于逐流高频反馈技术的电子节能灯研究

温建华　广州城市职业学院设备处　510405



基于逐流高频反馈技术的电子节能灯研究

温建华广州城市职业学院设备处510405

【文章摘要】

随着我国经济发展水平的不断提高，人们节能环保理念日趋深入，节能型的家用电器开始受到人们欢迎，普通电子节能灯使用不可控整电流，但却使输入的电流变得扭曲，含有较多的谐波，致使节能灯的功率大大降低。面对这种情况，人们开始使用逐流高频反馈技术对电子节能灯进行设计优化。实践证明，电子节能灯中应用高频反馈技术能够将节能灯输入功率提高，将输入电流总谐波扭曲率降低，设计方案性价比高，广被大众接受、认同。

【关键词】

逐流高频；反馈技术；电子节能灯

节能灯是新一代电光源，具有重量低、照明持久、无频闪、功率高等优点，在设计上更加方便、易行。在2011年，国家发改委联合商务部、海关部以及工商总局印发了《逐步禁止进口与销售普通照明白炽灯通知》，白炽灯路线图基本被淘汰，这是我国实施节能减排战略的一项重要举措。

1　电子节能灯概述

电子节能灯分为荧光灯管与高效电子镇流器两部分。节能荧光灯使用荧光粉制造而成，具有非常高的发光效率，是普通白炽灯的3～5倍，更是普通日光灯的30%。高效化电子镇流器使用开关电源技术与谐振技术，能够将工作效率大大提升，提升的频率范围为20～50Hz，其使用效率也在不断提高。节能灯中使用电子镇流器不仅能将普通日光灯频闪消除，还能降低噪音，将功率因数提升至0.8以上，比一般日光灯提高70%的功率。由此，荧光灯越来越常见，使用次数也在不断增加。但是，电子节能灯与普通白炽灯或者电感式荧光灯存在构造上以及性能上的差异，有更加复杂的工作原理，对生产技术有着更高要求。普通型电子镇流器性价比高，但谐波较多，超出既定标准，市场上有较多改进过的新型节能灯，即使各项指标过关，但价格较高。

2　普通型节能灯电路

普通节能灯多使用二极管整流桥，将其作为电网与用电设备接口，但是二极管导通角小，电网中仅在每一个工频周期时间内负载能量。其中，大电容的CI主要功能是将低频纹波过滤掉，进而得到一个直流电压。整流的二极管与非线性、滤波电容具备存储能量的功能，能够在短时间内、高峰值周期内存储峰尖电流，这些电流中具有非常多样的高次谐波。具体见下图一所示：

对上图一中的电路节能灯负载的两端进行测量，能够测得电压波形与电流波形，通过观察波形能够发现，输入电流高次谐波将出现最高峰值，此时，众多高压脉冲在电网中由不同电器高次谐波交叉叠加在一起，电容耐压性也有了更高要求。从波形图中还能看出电流波与电压波相位差。通过分析电路图能够发现电路输入侧使用不同方法对整流进行控制，功率因数低，输出的电流与电压将存在相位差，输入电流中不仅有基波，还有高次谐波，高次谐波非常丰富，因为电子镇流器整流电路没有布设电网，隔离做的不够充分，大量高次谐波源源不断流入到电网中将产生非常严重光污染。

图一　普通节能灯电路图

3　改进以后的节能灯电路

逐流技术下的荧光灯电子镇流器基于PFC技术提出，基本原理与思路是使用两个串联电容当成滤波电容，可配置二级管，充电时使用电容串联方式，而放电则使用并联方法，这样能够增加二极管的导通角，对输入侧功率因数进行改善，直流母线电压是输入电压最大值与最小值的一半，脉动就产生在其中。

3.1逐流高频反馈节能灯电路

设计的逐流高频反馈节能灯电路如下图二所示。对逐流高频反馈节能灯电路设计过程中需严格遵循设计规范与要求。对带有逐流电路的节能灯电路使用高频能量反馈法无源滤波技术。具体方法就是将反馈从灯丝与C8处引出来，需经过二极管的反馈引入到C1中正极，电子镇流器能输入信号，经过二极管充电电容，全波整流输出电压比C2上的电压高。当交流电值低于UDc时，C2就能通过电子镇流器的功率网络，顺利完成放电。比起直接输出端的滤波电容器，镇流器将不再输入交流电脉冲，而是与跟踪交流电压轨迹保持连续，由此，高次谐波被抑制，极大提高了系统功率因数。

图二　逐流高频反馈节能灯电路图

在上图中，状态保护电路是虚线框内部各种组成元件，扼流圈L3的次级绕组W3感应电压表示为VD10、R9以及C10整流滤波，在C10上电压低于稳压二极管通道，到VD12 与V3处停止。如果电路存在异常情况，W2处的变电动势就会产生，造成C10电压迅速提升，如果C10电压达到稳压值，VD12控制极就会流过导体，开关晶体将达到饱和状态，致使开关管V2处停止，致使停止震荡电路也不会使高频电压产生。如果将这种异常消除才能恢复震荡。

3.2电路测试

对节能灯负载两端进行测量，电压波与电流波形出现，普通电子节能灯输入电压或者输入电流，波形相位差为=75°，逐流高频反馈节能灯输入电压与电流相位差则为=15°，《，电路功率因数增大。此外，还能发现，改进后的电流基波分量也在提高，降低的则是高次谐波峰值。

4　数值分析

虚拟示波器功能有数字存储示波器、频谱分析等，频谱能对时域段进行分析，提供时域观测不到的信息或者数据。使用频谱分析仪也能对频率、频率响应以及谐波纯度参数等进行分析。一种是普通节能灯电路输入谐波分析，一种是逐流高频反馈节能灯输入电流谐波分析。谐波次数有1、3、5、7、9、11、13，常用普通节能灯谐波含量（%）分别为100、20.35、31.256、12.054、11.245、8.256、13.012, ;而逐流高频反馈节能灯谐波含量（%）分别为100、13.25、4.25、5.24、11.25、8.25、4.26。对数值进行分析比较，发现普通节能灯总谐波畸变为40.25%，而逐流高频反馈节能灯总谐畸变为21.04%，功率因数大大提高，解决了电流谐波含量过高的问题。

5　结束语

在节能环保、可持续发展理念下，人们应用节能灯的比重越来越高，通过上述分析表明，使用逐流高频反馈技术能获得更高的输入功率因数，将谐波分量降低，使电路构造更加简单、易行、可靠，能降低研发与生产费用。

【参考文献】

[1]胡新福.基于逐流高频反馈技术的电子节能灯[J].四川理工学院学报（自然科学版）,2014,27（2）:43-46.

[2]陈园博,王筠华,刘祖平等.小波分析方法在合肥光源逐束团测量系统中的应用[J].强激光与粒子束,2012,24（5）:1155-1159.

[3]刘恒,张树生,左建生等.威布尔分布的环保型电子节能灯寿命的极大似然估计[J].中国计量学院学报,2010,20（4）:338-341.

[4]赵微微,王成方.生产电子节能灯企业发展现状分析--以浙江阳光照明电器集团股份有限公司为例[J].商场现代化,2014（27）:119-120.

[5]艾立华,殷宝华.电子节能灯、镇流器用中高压铝电解电容器的试验方法与失效模式的探讨[C].//2010全国节能灯用原材料、元器件及设备技术研讨会论文集.2010:176-180.

[6]俞安琪,李自力.关注产品：普通照明用自镇流荧光灯（节能灯）[J].标准生活,2011（7）:78-79.