荧光灯高效节电镇流器.pdf

本发明涉及一种新型镇流器，特别是一种使镇流器与标准系列荧光灯和标准线路配套使用，能够使节电率达50%指标，还可使无功功率效益达140乏到160乏的高效节电镇流器。
    一般荧光灯与气体放电灯都需要与之配套的镇流器。目前国内外通用镇流器为电感镇流器，其主要由外壳、铁芯、线圈、垫层、填充剂、引线组成并和灯管串联使用。为提高功率因数需在电网侧并联一只电容器。电感镇流器的有功功率耗电量占灯管额定容量的22.5%到75%，其灯管的额定容量愈小，镇流器的损耗率就愈大，它还需要消耗占灯管额定容量2倍的无功功率才能使荧光灯正常工作。这就造成电能浪费、电压水平降低、负荷率降低，同时光效受到没埋。因照明灯量大面广，每年有巨大损失。另外，镇流器的电压-电流特性曲线是非直线的，同时灯有效电阻随着电流以及等离子密度的变化而变动，其曲线又是负的，这种能引起波形畸变并以正弦电流工作的非直线特性，使灯电压大体上成为方形波，因此大多数使用交流的放电灯电路的电流波形均为非正弦波，输入电流中含有谐波的比例。由于波形畸变，使镇流器设计与计算变的复杂。设计需要在许多非线性变动的参数中进行，因而不能采用简单的等效电路等分析方法。这往往要用电子计算机计算，但电子计算机综合如此变动的参数能力是不够的。因此，设计工作一部分是属于理论性的，也有部分是经验性的。由于上述原因，实用的荧光灯镇流器产品发展至今天，较其它机电产品仍很单一。特别是其功耗偏大问题，很难降下来，否则将偏离标准，使荧光灯不能正常工作，而灯不能确保正常工作状态，所谓的节能就是虚值，反而得不偿失。本发明正是从技术上克服了这一矛盾，并且较通用镇流器具有诸多特别优越地工作性能。

    为了解决有功损耗大的问题，通常仅有的做法是选用优质铁芯，同时还将这种铁芯的形状进行改进，辅以改进绕组和工艺组装等改进措施。但这种方法效果不显著，故研制节能镇流器至今一直是世界攻关课题。研制电子镇流器是一个方向，例如美国、日本、南朝鲜、苏联等国家都有电子镇流器，多年来各国均做了巨大努力，但电子镇流器较通用标准电感镇流器远不成熟，尚不能普及，其原因除元件多、成本贵、可靠性差外，主要是其电流波形不好，有碍其它设施，不能推广使用。

    另一方面，为了解决无功损耗问题，通常做法是另加一只补偿电容器并联在电网侧。但由于灯电压为方波，电路谐波比例大，亦很难补偿正。

    本发明的目的是提供一种新型的高效节电镇流器，它能够确保高质量的稳流，使灯有满意的工作状态。它不但使镇流器铁芯缩小30%，重量减轻30%，温升降低20℃，寿命提高5倍，安全系数提高4倍，补偿容量降低20%和补偿功能提高2倍，稳定度提高2倍，并使荧光灯工作在恒电流、恒压降、恒功率理想工作状态，达到稳功率稳光输出，这是其它镇流器所没有的宝贵特性，对灯系统、供电系统均极为有利，对视力尤为有利。而且高效节电镇流器和灯系统由感性负载跃为容性负载，额外就地补偿线路80乏无功功率，总效益达140乏到160乏，从而大大降低线路损耗。推广应用后可显著提高电网供电质量和电压水平，节约线路器材变压器等。特别是在达到上述水平情况下，节电率达50%。

    发明是这样实现的：设计是以气体放电管中的自激放电现象为理论依据的，它仍采用铁芯扼流圈和电容器普通原有配件，但荧光灯与容抗和感抗均串于回路，电阻并联在容抗上，并使容抗感抗之比值为2到3的范围，镇流器和灯系统即呈电容性恒流负载，电感量亦减为一半，从而达到节电目的。气体放电管如荧光灯具有负阻特性，其一旦经高效节电镇流器高质量地稳流，灯电压降即恒定，恒流加恒压从而达到其它镇流所不具有的恒功率输出和稳光输出等诸多宝贵特性。本发明使荧光灯系统零件总数目几乎没有增加，其仍用标准线路，由于呈容性负载，不需在电网上再并联补偿电容器，因此安装、使用、连线也更加方便，结构更加紧凑、新颖、小巧和节约原材料。由于温升低、寿命长，安全系数高也省去诸多维修等费用和电工爬梯影响工作等麻烦。若普及推广每年可为国家和用户节电亿万度计。由于稳光输出，对家庭、学校、工厂、医院等荧光灯用户，特别是对学生的视力具有莫大好处。此外，本发明的方法及结构还可进一步推广至其它气体放电灯。当采用下面要详述的本发明结构时，即可达到以上所述节电等高指标。

    以下将结合附图对发明作进一步的详细描述。

    图1是本发明一种具体结构视图，a为正视图、b为付视图、C为左视图。

    图2是本发明的原理电路图。

    参照图1，高效节电镇流器铁芯〔4〕套有线圈〔5〕并留有中间微弹性垫层〔10〕组成铁芯扼流圈镇流部分，该部分装入左侧铁芯外壳〔6〕并灌注填充剂〔3〕用以防噪、防潮和固定铁芯线圈部分。引线〔1〕由铁芯壳〔6〕经左档板〔2〕引出，用以外部接通线路。电容器〔7〕装入右侧电容外壳〔8〕、电容引线〔17〕由电容外壳〔8〕的左边通出并经过右档板〔2〕进入铁芯壳〔6〕，电阻器〔11〕装入铁芯壳〔6〕内与电容器两条引线〔17〕并联用焊牢后，由内连线〔16〕连通镇流器内所有元件，再依照图2所示的原理电路图，全部照图将灯系统线路接通，通以电源，即可保证灯系统正常工作。电容外壳〔8〕将电容器〔7〕通过卡扣〔13〕扣合在底盘〔9〕的右侧部位。卡扣〔13〕与底盘〔9〕上的卡扣孔〔13〕吻合。铁芯外壳〔6〕上有档凸〔12〕用以档住左右档板〔2〕，同时形成了铁芯部分的壳腔。铁芯外壳〔6〕亦通过卡扣〔13〕和卡扣孔〔18〕将其扣合在底盘〔9〕的左侧部位。参照图2荧光灯〔15〕和启辉器〔14〕按标准线路连接在高效节电镇流器上。通入交流电源即可正常工作并实现高质量稳流和高效节电目的。图1中铁芯〔4〕为0.35毫米厚的冷轧硅钢片载面积为1.5到2.4平方厘米，用冲片时每付铁芯的重量为0.2到0.25公斤，用卷绕铁芯时可降低到0.15到0.2公斤。线圈〔5〕用线经为φ0.33到φ0.44漆包园铜线或用相应电阻率的漆包园铝线绕制，其套入铁芯〔4〕后的电感量为通用标准设计电感镇流器的40%到50%范围，铁芯〔4〕两边中部均垫有微弹性垫层，厚度为0.4到0.7毫米范围。电阻器〔11〕与电容器两条引线〔17〕并联或与两引线〔1〕的壳内部位并联，阻值在510千欧到2000千欧。电容器〔7〕用交流耐压等于或大于400伏的金属化电容器，或聚丙烯等电容器，其容抗感抗之比值为2到3范围即可。外壳形状为两壳一底盘结构构成，由档板〔2〕、铁芯外壳〔6〕、电容外壳〔8〕和底盘〔9〕构成，外壳下部有卡扣〔13〕、底盘〔9〕冲有卡扣孔〔18〕、铁芯外壳〔6〕上冲有档凸〔12〕，其扣合为一整体。