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什么是继电器 接触器 镇流器 啊 作用是什么啊
继电器
一、继电器(relay)的工作原理和特性
当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时,使被控制的输出电路导通或断开的电器。可分为电气量(如电流、电压、频率、功率等)继电器及非电量(如温度、压力、速度等)继电器两大类。具有动作快、工作稳定、使用寿命长、体积小等优点。广泛应用于电力保护、自动化、运动、遥控、测量和通信等装置中。
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
1、电磁继电器的工作原理和特性
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
2、热敏干簧继电器的工作原理和特性
热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁,而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。
3、固态继电器(SSR)的工作原理和特性
固态继电器是一种两个接线端为输入端,另两个接线端为输出端的四端器件,中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。
固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型,以光电隔离型为最多。
二、继电器主要产品技术参数
1、额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同,可以是交流电压,也可以是直流电压。
2、直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过万能表测量。
3、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时,给定的电流必须略大于吸合电流,这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压,一般不要超过额定工作电压的1.5倍,否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
4、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时,继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。
5、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小,使用时不能超过此值,否则很容易损坏继电器的触点。
三、继电器测试
1、测触点电阻
用万能表的电阻档,测量常闭触点与动点电阻,其阻值应为0,(用更加精确方式可测得触点阻值在100毫欧以内);而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点,那个是常开触点。
2、测线圈电阻
可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值,从而判断该线圈是否存在着开路现象。
3、测量吸合电压和吸合电流
找来可调稳压电源和电流表,给继电器输入一组电压,且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压,听到继电器吸合声时,记下该吸合电压和吸合电流。为求准确,可以试多几次而求平均值。
4、测量释放电压和释放电流
也是像上述那样连接测试,当继电器发生吸合后,再逐渐降低供电电压,当听到继电器再次发生释放声音时,记下此时的电压和电流,亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下,继电器的释放电压约在吸合电压的10~50%,如果释放电压太小(小于1/10的吸合电压),则不能正常使用了,这样会对电路的稳定性造成威胁,工作不可靠。
四、继电器的电符号和触点形式
继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示,如果继电器有两个线圈,就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法:一种是把它们直接画在长方框一侧,这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要,把各个触点分别画到各自的控制电路中,通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号,并将触点组编上号码,以示区别。继电器的触点有三种基本形式:
1.动合型(H型)线圈不通电时两触点是断开的,通电后,两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。
2.动断型(D型)线圈不通电时两触点是闭合的,通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。
3.转换型(Z型)这是触点组型。这种触点组共有三个触点,即中间是动触点,上下各一个静触点。线圈不通电时,动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合,线圈通电后,动触点就移动,使原来断开的成闭合,原来闭合的成断开状态,达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。
五、继电器的选用
1.先了解必要的条件
①控制电路的电源电压,能提供的最大电流;
②被控制电路中的电压和电流;
③被控电路需要几组、什么形式的触点。选用继电器时,一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流,否则继电器吸合是不稳定的。
2.查阅有关资料确定使用条件后,可查找相关资料,找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器,可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。
3.注意器具的容积。若是用于一般用电器,除考虑机箱容积外,小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器,如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。
继电器技术的发展
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微电子技术、电子计算机技术、现代通讯技术、光电子技术以及空间技术的飞速发展,对继电器技术提出了新的要求,新工艺、新技术的发展无疑对继电器技术的发展起到促进作用。
微电子技术和超大规模IC的飞速发展对继电器也提出了新的要求。第一是小型化和片状化。如IC封装的军用TO-5(8.5×8.5×7.0mm)继电器,它具有很高的抗振性,可使设备更加可靠;第二是组合化和多功能化,能与IC兼容、可内置放大器,要求灵敏度提高到微瓦级;第三是全固体化。固体继电器灵敏度高,可防电磁干扰和射频干扰。
计算机技术的普及使得微机用继电器的需求量显著增加,带微处理器的继电器将迅速发展。80年代初,美国生产的数字式时间继电器就可用指令对继电器进行控制,继电器与微处理器的组合发展,可形成一个小巧完善的控制系统。由计算机控制的工业机器人目前以每年3.5%的速度增长,现在,计算机控制的生产体制已能在一条生产线上生产多种低成本的继电器,并可自动完成多种操作及测试工作。
通讯技术的发展对继电器的发展具有深远的意义。一方面是由于通讯技术的迅速发展使整个继电器的应用增加。另一方面,由于光纤将是未来信息社会传输的主动脉,在光纤通讯、光传感、光计算机、光信息处理技术的推动下将出现光纤继电器、舌簧管光纤开关等新型继电器。
光电子技术对于继电器技术将产生巨大的促进作用,为实现光计算机的可靠运行,目前已试制出双稳态继电器。
为了提高航空、航天继电器的可靠性,期望继电器失效率应由目前的0.1PPM降至0.01PPM;载人空间站则要求达到0.001PPM。耐温要达到200℃以上,耐振要求高于490m/s,同时应能承受2.32×10(4)C/Kg的α射线辐射。为满足空间要求,必须加强可靠性研究,并建立专门的高可靠生产线。
新型特殊结构材料、新分子材料、高性能复合材料、光电子材料,还有吸氧磁性材料、感温磁性材料、非晶体软磁材料的发展对研制新型磁保持继电器、温度继电器、电磁继电器都具有重要的意义,并必将出现新原理、新效应的继电器。
随着微型和片式化技术的提高。继电器将向二维、三维尺寸只有几毫米的微型和表面贴装化方向发展;现在国际上有些厂家生产的继电器,体积只有5~10年前的1/4~1/8。因为电子整机在减小体积时,需要高度不超过其它电子元件的更小的继电器。通讯设备厂家对密集型继电器的需求更加热切,日本Fujitsu Takamisawa 公司生产的一种BA系列超密集信号继电器的大小只有14.9(W)×7.4(D)×9.7(H)mm,主要用于传真机和调制解调器,能承受3kV的波动电压。该公司推出的AS系列表面安装继电器的体积仅为14(W)×9(D)×6.5(H)mm。
在功率继电器领域尤其需要安全可靠的继电器,如高绝缘性继电器。日本Fujitsu TaKamisawa推出的JV系列功率继电器内含五个放大器,采用高绝缘性小截面设计,尺寸为17.5(W)×10(D)×12.5(H)mm。由于机芯和外缘之间采用强化绝缘系统,其绝缘性能达到5kV。日本NEC 推出的MR82系列功率继电器的功耗只有200mW。
在继电器内部装入各种放大、延时、消触点抖动、灭弧、遥控、组合逻辑等电路可使其具有更多的功能。随着SOP技术(Small Outline Package)的突破,生产厂家有可能把越来越多的功能集成到一起。而继电器与微处理器的组合将具备更广泛的专门控制功能,从而实现高智能化。
新技术的成群崛起,将促进不同原理、不同性能、不同结构和用途的各类继电器竞相发展。在科技进步、需求牵引以及敏感、功能材料发展的推动下,特种继电器,如温度、射频、高压、高绝缘、低热电势以及非电量控制等继电器的性能将日臻完善。
电磁继电器(EMR)从最初使用电话继电器算起,至今已有150多年的历史了。伴随着电子工业的发展,特别是20世纪70年代初期光耦合技术的突破,使固态继电器(SSR,亦称电子继电器)异军突起。同传统继电器相比,它具有寿命长、结构简单、重量轻、性能可靠等优点。固态继电器没有机械开关,而且具有诸如与微处理器高度兼容、速度快、抗冲击、耐振、低漏电等重要特性。同时,由于这种产品没有机械接点,不产生电磁噪声,从而不需要附加诸如电阻和电容等元件来保持静音。而传统继电器则需要这些附加元件,因此,传统继电器往往笨重而复杂,且成本较高。
今后,小型密封继电器市场开发的重点是与IC兼容的TO-5继电器和1/2晶体罩继电器。军用继电器将加速向工业/商业化转移。美国军用继电器约占继电器总额的20%。通用继电器市场继续向小型、薄型和塑封方向发展。小型印制板用继电器仍将是通用继电器市场发展的主流产品,固体继电器将更趋广泛,价格将继续下降,并向高可靠、小体积、高抗浪涌电流冲击和抗干扰性靠拢。舌簧继电器市场将继续扩大。表面安装继电器的应用领域和需求量将呈上升之势
一、继电器的定义
继电器是一种当输入量(电、磁、声、光、热)达到一定值时,输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。
二、继电器的继电特性继电器的输入信号x从零连续增加达到衔铁开始吸合时的动作值xx,继电器的输出信号立刻从y=0跳跃到y=ym,即常开触点从断到通。一旦触点闭合,输入量x继续增大,输出信号y将不再起变化。当输入量x从某一大于xx值下降到xf,继电器开始释放,常开触点断开。我们把继电器的这种特性叫做继电特性,也叫继电器的输入-输出特性。
释放值xf与动作值xx的比值叫做反馈系数,即
Kf= xf /xx
触点上输出的控制功率Pc与线圈吸收的最小功率P0之比叫做继电器的控制系数,即Kc=PC/P0
■继电器的分类■
继电器的分类方法较多,可以按作用原理、外形尺寸、保护特征、触点负载、产品用途等分类。
一、按作用原理分
1.电磁继电器
在输入电路内电流的作用下,由机械部件的相对运动产生预定响应的一种继电器。
它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器,节能功率继电器。
(1)直流电磁继电器:输入电路中的控制电流为直流的电磁继电器。
(2)交流电磁继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器。
(3)磁保持继电器:将磁钢引入磁回路,继电器线圈断电后,继电器的衔铁仍能保持在线圈通电时的状态,具有两个稳定状态。
(4)极化继电器:状态改变取决于输入激励量极性的一种直流继电器。
(5)舌簧继电器:利用密封在管内,具有触点簧片和衔铁磁路双重作用的舌簧的动作来开、闭或转换线路的继电器。
(6)节能功率继电器:输入电路中的控制电流为交流的电磁继电器,但它的电流大(一般30-100A),体积小, 节电功能.
2.固态继电器
输入、输出功能由电子元件完成而无机械运动部件的一种继电器。
3.时间继电器
当加上或除去输入信号时,输出部分需延时或限时到规定的时间才闭合或断开其被控线路的继电器。
4.温度继电器
当外界温度达到规定值时而动作的继电器.
5.风速继电器
当风的速度达到一定值时,被控电路将接通或断开。
6.加速度继电器
当运动物体的加速度达到规定值时,被控电路将接通或断开。
7.其它类型的继电器
如光继电器、声继电器、热继电器等。
二、按外形尺寸分
见表1。
表1 继电器外形尺寸分类
名 称 定 义
微型继电器 最长边尺寸不大于10mm的继电器
超小型继电器 最长边尺寸大于10mm,但不大于25mm的继电器
小型继电器 最长边尺寸大于25mm,但不大于50mm的继电器
三、按触点负载分
见表2。
表2 继电器触点负载分类
名 称 定 义
微功率继电器 小于0.2A的继电器。
弱功率继电器 0.2~2A的继电器。
中功率继电器 2~10A的继电器。
大功率继电器 10A以上继电器。
节能功率继电器 20A-100A的继电器
四、按防护特征分
见表3。
表3 继电器防护特征分类
名 称 定 义
密封继电器 采用焊接或其它方法,将触点和线圈等密封在金属罩内,其泄漏率较低的继电器
塑封继电器 采用封胶的方法,将触点和线圈等密封在塑料罩内,其泄漏率较高的继电器
防尘罩继电器 用罩壳将触点和线圈等封闭加以防护的继电器
敞开继电器 不用防护罩来保护触点和线圈等的继电器
五、按用途分
见表4。
表4 继电器用途分类
名 称 定 义
通讯继电器 (包括高频继电器) 该类继电器触点负载范围从低电平到中等电流,环境使用条件要求不高。
机床继电器 机床中使用的继电器,触点负载功率大,寿命长。
家电用继电器 家用电器中使用的继电器,要求安全性能好。
汽车继电器 汽车中使用的继电器,该类继电器切换负载功率大,抗冲、抗振性高。
小型直流继电器参数
小型直流电磁继电器的主要参数有:
1一线圈直流电阻,指用万用表测出的线圈的电阻值。
2一额定工作电压或额定工作电流,这是指继电器正常工作时,线圈的电压或电流值。有时,手册中只给出额定工作电压或额定工作电流,这时就可以用欧姆定律算出没给出的额定电流或额定电压值:即/=U/R,U=IxR,R为继电器线圈的直流电阻。
3一吸合电压或电流,它是指继电器产生吸合时的最小电压或电流。如果只给继电器的线圈上加上吸合电压,这时的吸合是不牢靠的。一般吸合电压为额定工作电压的75%左右。
4一释放电压或电流,是指继电器两端的电压减小到一定数值时,继电器从吸合状态转到释放状态时的电压值。释放电压要比吸合电压小得多,一般释放电压是吸合电压的1/4左石。
5一触点负载,是指继电器的触点在切换时能承受的电压和电流值。
接触器
接触器是指工业电中利用线圈流过电流产生磁场,使触头闭合,以达到控制负载的电器。接触器由电磁系统(铁心,静铁心,电磁线圈)触头系统(常开触头和常闭触头)和灭弧装置组成。其原理是当接触器的电磁线圈通电后,会产生很强的磁场,使静铁心产生电磁吸力吸引衔铁,并带动触头动作:常闭触头断开;常开触头闭合,两者是联动的。当线圈断电时,电磁吸力消失,衔铁在释放弹簧的作用下释放,使触头复原:常闭触头闭合;常开触头断开
在工业电气中,接触器的型号很多,电流在5A-1000A的不等,其用处相当广泛。
因为可快速切断交流与直流主回路和可频繁地接通与大电流控制(某些型别可达800安培)电路的装置,所以经常运用于电动机做为控制对象,也可用作控制工厂设备、电热器、工作母机和各样电力机组等电力负载,并作为远距离控制装置。
功能说明
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交流接触器利用主接点来开闭电路,用辅助接点来导通控制回路。
主接点一般只有常开接点,而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点,小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。
交流接触器的接点,由银钨合金制成,具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。
交流接触器的动作动力来源於交流电磁铁,电磁铁由两个「山」字形的幼硅钢片叠成,其中一个固定,在上面套上线圈,工作电压有多种供选择。为了使磁力稳定,铁芯的吸合面,加上短路环。交流接触器在失电后,依靠弹簧复位。
另一半是活动铁芯,构造和固定铁芯一样,用以带动主接点和辅助接点的开关。
20安培以上的接触器加有灭弧罩,利用断开电路时产生的电磁力,快速拉断电弧,以保护接点。
接触器具有可高频率的做电源开启与切断控制,最高操作频率甚至可达每小时1200次也没问题。
而接触器的使用寿命很高,机械寿命通常为数百万次至一千万次,电寿命一般则为数十万次至数百万次。
空气式电磁接触器
电磁接触器(英文:Magnetic Contactor)主要由接点系统,电磁操动系统,支架,辅助接点和外壳(或底架)组成。
因为交流电磁接触器的线圈一般采用交流电源供电,在接触器激磁之后,通常会有一声高分贝的"咯"的噪音,这也成为电磁式接触器的特色。
虽然80年代后,各国有发展交流接触器电磁铁的无声和节电,基本的可行方案之一是将交流电源用变压器降压后,再经内部整流器转变成直流电源后供电,但此复杂控制方式并不多见。
真空接触器
真空接触器为接点系统采用真空消磁室的接触器。
半导体接触器
半导体接触器使用改变电路回路的导通状态和断路状态而完成电流操作的接触器。
分类
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·根据控制线圈的电压不同,可分为
直流接触器
交流接触器。
·按操作机构分为
电磁式接触器
液压式接触器
气动式接触器
·按动作方式分为
直动式接触器
转动式接触器
接触器与继电器的区别
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接触器原理与电压继电器相同,只是接触器控制的负载功率较大,故体积也较大。 交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路。
技术发展
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交流接触器制作为一个整体,外形和性能也在不断提高,但是功能始终不变。无论技术的发展到什麼程度,普通的交流接触器还是有其重要的地位。
镇流器
荧光灯调光电子镇流器:Dimmable electronic ballases for fluorescent lamps 。
荧光灯的调光控制方法是随着电子镇流器技术不断创新发展而提高的。近年来随着高频电子型镇流器的出现改变了镇流器的技术性能,逐步推出效率高、性能好、调光范围宽、智能化程度高的高频可调光电子式荧光灯镇流器,这种镇流器作为荧光灯ECG(电子控制装置)已成为当今荧光灯调光控制的主流产品。
调光电子镇流器调光电子镇流器控制线数可分为,“二线制”和“四线制”两种。“四线制”调光电子镇流器是现在得到最为广泛应用的,其由调光控制器通过二条主电源线为镇流器提供功率支持,二条低电压控制线与调光电子镇流器调光控制接口配套使用实现开关、调光等各种功能性控制。
EASEIC“四线制”调光电子镇流器产品系列中,提供0/1-10V模拟量调光控制接口共有两个系列产品,分别是:
荧光灯适用标准型调光电子镇流器
荧光灯适用通用电压型调光电子镇流器
EASEIC在多年的努力下,在这一领域已处于领先地位。现已经向全球提供基于0/1-10V模拟量调光控制接口和DALI可寻址接口的数字式调光电子镇流器产品近百种规格,在会议室、展览馆、演播室、影剧院及室外夜景照明等多种重要场合大规模的应用。
荧光调光镇流器与控制器的组合
荧光调光镇流器专用调光器和光照(动静)传感器与调光镇流器配套使用,使小型会议室、教室、办公室等场合的光照补偿、动静探测与手动调光相结合在满足多元化的需要的同时更有效的节约了能源。
现在众多的舞台灯光控制系统和智能照明控制系统,如EIB,C-bus, A-bus, CAN-bus, DYnet 等均提供0/1-10V模拟量调光控制接口。此类控制系统可以让整幢大楼的照明集中控制,可以通过智能化完成定点回路的开关和调光控制,适用于需要大范围控制场合使用。
整流器详细资料大全
整流器(英文:rectifier)是把交流电转换成直流电的装置,可用于供电装置及侦测无线电信号等。整流器可以由真空管,引燃管,固态矽半导体二极体,汞弧等制成。相反,一套把直流电转换成交流电的装置,则称为“逆变器” (inverter)。
在备用UPS中只需要给蓄电池充电,不需要给负载供电,故只有充电机。在双变换UPS中,此装置既为逆变器供电,又给蓄电池充电,故称为整流器/充电机。
整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能:第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器;第二,给蓄电池提供充电电压。因此,它同时又起到一个充电器的作用。
基本介绍
中文名 :整流器 外文名 :rectifier 类别 :电流转换装置 功能 :供电装置及侦测无线电信号 组成 :真空管,引燃管,汞弧等 工作原理,作用,三极体参数,现状,基本要求,二极体整流器,晶闸管整流器,区别,倍压整流器,整流器套用,冷却方式, 工作原理 汽车发电机产生的交流电经过整流器整后变为直流电,但其波形仍然具有不规则的波动,直接影响了车辆点火的准确性;输出电压无法保持相对恒定,造成每次火花塞点火的能量差别,容易使车辆引擎抖动,出现换档顿挫、提速缓慢无力、怠速不稳以及车用空调效率低下等情形。从而大大降低了车载电器设备的性能和使用寿命;再加上高龄汽车的电路系统老化,电路阻阬变高的影响,对车辆的影响也就变得日益明显。电子整流器的作用是帮助车消除杂波干扰、稳定输出电压、提高电源系统的瞬间放电能力、增加扭力输出、加快油门反应、延长电池使用寿命、缩短汽车引擎启动时间、提高点火效率等,尤其是对小排量的车,效果比较明显。 整流器 半导体PN结在正向偏置时电流很大,反向偏置时电流很小。整流二极体就是利用PN结的这种单向导电特性将交流电流变为直流的一种PN结二极体。通常把电流容量在1安以下的器件称为整流二极体,1安以上的称为整流器。常用的半导体整流器有矽整流器和硒整流器,产品规格很多,电压从几十伏到几千伏,电流从几安到几千安。整流器广泛用于各种形式的整流电源中。大功率整流电源要求整流器的电流容量大、击穿电压高、散热性能好,但这种器件的结面积大、结电容大,因而工作频率很低,一般在几十千赫以下。矽材料的禁频宽度较大,导热性能良好,适于制作大功率整流器件。在耐高压的整流装置中常采用高压矽堆,它由多个整流器件的管芯串联组成,其反向耐压由管芯的耐压及串联管芯数决定,最高耐压可达几百千伏。如果高频整流电路用于很高频率下,当交流电压的周期与整流器通态到关态的恢复时间相当时,整流器对高频电压不再起整流作用。为适应高频工作的需要,通常在矽整流器中采用掺金的方法,以缩短注入少数载流子的寿命,从而达到减小恢复时间的目的。 整流器 为了减小器件因过压击穿造成损坏的可能性和提高整流装置的可靠性,可采用矽雪崩整流器。在这种器件中,当反向电压超过允许峰值时,在整个PN结上发生均匀的雪崩击穿,器件可工作在高压大电流下,故能承受相当大的反向浪涌功率。制作这种器件时要求材料缺陷少,电阻率均匀,结面平整,外露结区还应进行适当保护,避免发生表面击穿。硒整流器的抗过载容量大,承受反向浪涌功率的能力也较强。 在以大功率二极体或晶闸管为基础的两种基本类型的整流器中,电网的高压交流功率通过整流器变换为直流功率。提到未来(不久的或遥远的)的其它类型整流器:以不可控二极体前沿产品为基础的斩波器、斩波直流/直流变换器或电流源逆变型有源整流器。显然,这种最新型的整流器在技术上包含较多要开发的内容,但是它能显示出优点,例如它以非常小的谐波干扰和1的功率因数载入于电网。 作用 整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能:
第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器;
第二,给蓄电池提供充电电压。因此,它同时又起到一个充电器的作用。 三极体参数 三极体的hFE参数与贮存时间ts相关,一般hFE大的三极体ts也较大,过去人们对ts的认识以及ts的测量仪器均较为欠缺,人们更依赖hFE参数来选择三极体。 在开关状态下,hFE的选择通常有以下认识:第一、hFE应尽可能高,以便用最少的基极电流得到最大的工作电流,同时给出尽可能低的饱和电压,这样就可以同时在输出和驱动电路中降低损耗。 整流器 但是,如果考虑到开关速度和电流容限,则hFE的最大值就受到限制;第二、中国的厂家曾经倾向于选用hFE较小的器件,例如hFE为10到15,甚至8到10的三极体就一度很受欢迎(后来,由于基极回路流行采用电容触发线路,hFE的数值有所上升),hFE的数值小则饱和深度小,从而有利于降低电晶体的发热。 实际上,电晶体的饱和深度受到Ib、hFE两个因素的影响,因而通过磁环及绕组参数、基极电阻Rb的调整,也可以降低饱和深度。 现状 如今,业界推出的节能灯和电子镇流器专用三极体都十分注重对贮存时间的控制。因为贮存时间ts过长,电路的振荡频率将下降,整机的工作电流增大易导致三极体的损坏。虽然可以调整扼流圈电感及其他元器件参数来控制整机功率,但ts的离散性,将使产品的一致性差,可靠性下降。例如,在石英灯电子变压器线路中,贮存时间太大的电晶体可能引起电路在低于输出变压器工作极限的频率振荡,从而造成每个周期的末端磁芯饱和,这使得电晶体Ic在每个周期出现尖峰,最后导致器件过热损坏。 如果同一线路上的两个三极体贮存时间相差太大,整机工作电流的上下半波将严重不对称,负担重的那只三极体将容易损坏,线路也将产生更多的谐波和电磁干扰。 实际使用表明,严格控制贮存时间ts并恰当调整整机电路,就可以降低对hFE参数的依赖程度。还值得一提的是,在晶片面积一定的情况下,三极体特性、电流特性与耐压参数是矛盾的,中国市场曾经用BUT11A来做220V40W电子镇流器,其出发点是BVceo、BVcbo数值高,但是绝大部分电子镇流器线路中,已经没有必要过高选择三极体的电压参数。 基本要求 1.输入电流总谐波失真(THD)(总谐波失真THD:交流电流的谐波电流有效值占基波分量有效值的百分比) 6脉冲整流器的输入电流的THD在6脉冲整流器的满载输入电流时应小于33%;采用输入滤波器可将输入电流失真减小到10%。 12脉冲整流器的输入电流的THD在12脉冲整流器的满载时应小于10%,采用输入滤波器可将输入电流总谐波失真减小到5%。 2.交流输入电流限制 整流器/充电机应有交流输入电流限制电路,一般将交流输入电流限制到满载输入电流的115%。在发电机组供电时(此时整流器会接收到一个外部低电压信号,据此判断为是发电机组供电),应将交流输入电流限制到满载输入电流的100%。 3.蓄电池充电电流限制 整流器/充电机应有蓄电池充电电流限流电路,将蓄电池充电电流限制到UPS额定输出容量(KW)的15%。在发电机组供电时(当接收到一个外部低电压信号时),应将蓄电池充电电流限制到零。 4.蓄电池充电电压温度补偿 当采用远端温度检测器时,整流器/充电机应自动调节蓄电池浮充电压(一般按−5mv/只/℃)。通常蓄电池的浮充电压为2.25V/只,终止电压为1.67V/只,因此DC母线电压在浮充和终止电压时分别为N×2.25V,N×1.67V(N为蓄电池的只数)。 5.输入功率的逐步增加 整流器/充电机应具有将初始功率要求限制到额定负载的20%,并在10秒的时间间隔内逐渐将输入功率增加到100%额定容量。在冗余UPS系统中,各整流器/充电机的输入功率的加入时间应延迟5至300秒,以减少对发电机组的影响。 6.输入隔离开关 整流器/充电机应有输入隔离开关并有保护。隔离开关应能同时提供满足负载的电流和蓄电池的再充电电流,并能承受较大的短路电流。 7.DC滤波器 整流器/充电机应有输出滤波器以将加在蓄电池的纹波电压减少到最小。整流器的DC输出电压的AC纹波电压应小于浮充电压(RMS)的1%。滤波器应充分保证整流器/充电机的DC输出电压在蓄电池未连线的情况下满足逆变器的要求。 8.蓄电池的再充电 除了为负载供电外,整流器/充电机应能在10倍于放电时间的时间内,将蓄电池的放电功率恢复到95%。蓄电池再充电后,整流器/充电机应使蓄电池保持在满充电状态,直到下一次放电。 二极体整流器 所有整流器类别中最简单的是二极体整流器。在最简单的型式中,二极体整流器不提供任何一种控制输出电流和电压数值的手段。为了适用于工业过程,输出值必须在一定范围内可以控制。通过套用机械的所谓有载抽头变换器可以完成这种控制。作为典型情况,有载抽头变换器在整流变压器的原边控制输入的交流电压,因此也就能够在一定范围内控制输出的直流值。通常有载抽头变换器与串联在整流器输出电路中的饱和电抗器结合使用。通过在电抗器中引入直流电流,使线路中产生一个可变的阻抗。因此,通过控制电抗器两端的电压降,输出值可以在比较窄的范围内控制。 晶闸管整流器 在设计上非常接近二极体整流器的是晶闸管整流器。因为晶闸管整流器的电参数是可控的,所以不需要有载抽头变换器和饱和电抗器。 因为晶闸管整流器不包含运动部件,所以晶闸管整流器系统的维修减少了。注意到的一个优点是晶闸管整流器的调节速度较二极体整流器快。在过程特性的阶跃期间,晶闸管整流器常常调节很快,以致能够避免过电流。其结果是晶闸管系统的过载能力能够设计得比二极体系统小。 区别 镇流器和整流器的区别 把交流电变成直流电的设备就称为整流器。 按照所采用的整流器件,可分为机械式、电子管式和半导体式几类。电感镇流器是一个铁芯电感线圈,电感的性质是当线圈中的电流发生变化时,则线上圈中将引起磁通的变化,从而产生感应电动势,其方向与电流的方向相反,因而阻碍著电流变化。 倍压整流器 最简单的倍压整流(二倍)方式是利用两组简单的半波整流,以指向相反的二极体分别生成两个正负不同的电源输出,并分别加以滤波。连线正负两端可得到交流输入电压两倍的输出电压。此种电路称为德隆电路(德文:Delon-Schaltung)。 如需要的话,此电路也可以提供中间电压,或当作正负双电压的电源来使用。 上述德隆电路可以衍生出另一种变体:在桥式整流的输出端使用两个相串联的电容器作为滤波电容,在滤波电容的中点与与交流输入的一端间联接一个开关。当开关切离时,这个电路会像一个正常的桥式整流;当开关接通时,就会成为前述的德隆电路,产生倍压整流的作用。 举例来说,当交流输入为 100~120V 时,可让开关为通路;当交流输入为 220~240V 时,可让开关为断路;这样便使它很容易在世界上任何电源间切换,产生大约 320V (±15%左右) 的直流电压,以送入一个相对简单的开关模式电源。 格赖纳赫倍压电路可以继续添加二极体和电容器的级联,而形成多倍电压的电压倍增器,称为考克饶夫-沃尔顿产生器电路(英文: Cockcroft–Walton generator),当时是用于粒子加速器。 这样的倍压电路虽可以提供几倍于输入交流峰值的电压,但电流输出和电压稳定度则受到限制。 此类电压倍增器电路常用来提供高电压予旧式电视机的阴极射线管(CRT)、光电倍增管、或电蚊拍。 整流器套用 整流器的主要套用是把交流电源转为直流电源。 由于所有的电子设备都需要使用直流,但电力公司的供电是交流,因此除非使用电池,否则所有电子设备的电源供应器内部都少不了整流器。 至于把直流电源的电压进行转换则复杂得多。 直流-直流转换的一种方法是首先将电源转换为交流(使用一种称为反用换流器的设备),然后使用变压器改变该交流电压,最后再整流回直流电源。 整流器还用在调幅(AM)无线电信号的检波。 信号在检波前可能会先经增幅(把信号的振幅放大),如果未经增幅,则必须使用非常低电压降的二极体。 使用整流器作解调时必须小心地搭配电容器和负载电阻。 电容太小则高频成分传出过多,太大则将抑制讯号。 整流装置也用于提供电焊时所需固定极性的电压。 这种电路的输出电流有时需要控制,此时会以可控矽(一种晶闸管)替换桥式整流中的二极体,并以相位控制触发的方式调整其电压输出。 晶闸管也用于各级铁路机车系统中,以实现牵引马达的微调。 可关断晶闸管(GTO)则可用于从直流电源产生交流,例如在 Eurostar 列车上使用此方式提供三相牵引马达所需的电源。 冷却方式 整流器常用的冷却方式有自然冷却、纯风扇冷却、自然冷却和风扇冷却相结合三种。自然冷却具有无机械故障,可靠性高;无空气流动,灰尘少,有利于散热;无噪音等特点。纯风扇冷却具有设备重量轻,成本低。风扇和自然冷却相结合的技术具有有效减小设备体积和重量,风扇的使用寿命高,风扇故障自适应能力强等特点。
镇流器的选用
直管荧光灯镇流器的选用
1、 不应选用普通电感镇流器
国标GB50034-2004规定,“直管荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器”。这两种镇流器的能效优于普通电感镇流器。欧盟也已禁止与此相当的C级产品,我国国标也明确规定不应选用。
2、 电子镇流器的应用
电子镇流器对提高照明系统能效和质量有明显优势,是新国际推荐应用的产品,也是未来发展的趋势。
选用建议:
(1)在连续紧张的视觉作业场所和视觉条件要求高的场所(如设计、绘图、打字等),在要求特别安静的场所(病房、诊室等)及青少年视看场所(教室、阅览室等)应优先采用。
(2)在需要调光的场所,可以用三基色荧光灯配可调光数字式镇流器,取代白炽灯或卤素灯,能大大提高能效。
(3)应选用高品质、低谐波的产品,不应单纯追求价廉,应满足使用的技术要求,考虑运行维护效果,并作综合比较。
(4)选用小于25W荧光灯时,如前所述,GB17625.1-2003标准规定的谐波限值很宽,如在一个建筑物内大量应用,将导致多种不良后果。设计中应采取有效措施进行限制。
(5)选用的产品不仅要考察其总输入功率,还应了解其输出光通量。按规定,使用镇流器的流明系数(μ)不应低于0.95。欧盟规定了镇流器的能效等级,也相应规定了流明系数μ≥0.96。
3 节能型电感镇流器的应用
节能型电感镇流器的主要优势是可靠性高,使用寿命长,谐波含量小,价格较便宜,除对视觉有特别要求外,可以广泛应用,也是我国标准所推荐选用的产品。
选用建议:
(1)节能型和普通型电感镇流器的功耗没有明确界限,有的生产厂标榜自己的产品是节能型,但不给出功耗值或给出的数据不实。由于缺乏考核,难以查实。前述欧盟的能效分级很明确,这些厂家标明是B1级或B2级产品,并经过国家检测中心检测就名副其实了。
(2)有的产品提供了总输入功率,但未测试输出光通量,使用者往往不注意或难以测试。应重视对流明系数大于0.95的要求。我们追求的是节省电,但决不能节省光。
(3)应考虑功率因数补偿,包括单灯补偿或线路集中补偿等方式。
4、直管荧光灯镇流器
直管荧光灯镇流器对实施“照明功率密度(LPD)”限值的影响
GB50034-2004第6章规定了“照明功率密度(LPD)”最高限值指标,并作为强制性条文发布。这项规定对于实施我国节能方针无疑是十分积极而有效的。
要实施这项指标,必须全面地采取各项措施,包括合理确定照度水平,开展科学的照明工程设计等,但合理选用照明器材,包括光源、灯具及镇流器,是十分重要的因素。其中,光源是第一要素。以应用最广泛的直管荧光灯为例。如果选用高效的T8三基色荧光灯(36W)和T8卤粉荧光灯相比,同为冷色温时,前者可提高光效30%;相同照度时,前者的安装功率降低23%(当然,如果T8三基色荧光灯管和过去的T12卤粉灯管相比,可降低约32%)。
那么,镇流器对LPD值有多大影响呢?还以T8荧光灯(36W)为例。如果使用能效最高的高品质、低损耗电子镇流器(相当欧标的A2级),和普通的电感镇流器(相当于欧标的C级)相比,系统输入功率降低20%,即照明安装功率可降低20%,实际LPD值可下降20%。使用超低损耗电感镇流器(相当欧标B1级),和使用普通电感镇流器相比,照明安装功率可降低8.9%,即实际LPD值可下降8.9%。
合理选择镇流器
镇流器是气体放电灯不可少的附件,但自身功耗比较大,降低了照明系统能效。镇流器之优劣对照明质量和照明能效都有很大影响。其选择要求叙述如下。
(1) 镇流器选型
按《建筑照明设计标准》规定,直管荧光灯应配用电子镇流器或节能型电感镇流器;高压钠灯、金卤灯应配节能型电感镇流器。总之,不能再采用传统的功耗大的普通电感镇流器。
(2) 镇流器的能效因数(BEF)
BEF值是衡量其能效优劣的参数,但是BEF值很不直观,要经过换算,才能看出其能效之高低。BEF值表达见式(2):
(2)
式中:μ—— 镇流器的流明系数;
Ρ—— 线路输入功率,等于光源额定功率和镇流器功耗之和,W。
我国制订了3种气体放电灯的镇流器的能效标准,是采用BEF值评价。
(3) 镇流器能效比较
直管荧光灯电子镇流器(以下简称EB)和节能型电感镇流器(以下简称SLB)的能效比较:由于EB是用几十千赫的高频电流供给灯管,使灯管的光效比工频时提高约10%,加之其自身功耗更小,所以配EB比SLB具有更高的系统能效。
电子镇流器的好处
镇流器的作用主要是自感产生高压,现在很多灯具上面都会安装镇流器,其主要就是利用了它的本身作用,然后是灯具发生变化,然后起到照明的作用。
镇流器的作用就是将220V交流电转换为适合灯管工作的电压,类似于电源适配器。
镇流器是日光灯上起限流作用和产生瞬间高压的设备,它是在硅钢制作的铁芯上缠漆包线制作而成,这样的带铁芯的线圈,在瞬间开/关上电时,就会自感产生高压,加在日光灯管的两端的电极(灯丝)上。
谁有电子镇流器的资料?
电子镇流器知识简介:
使用半导体电子元件,将直流或低频交流电压转换成高频交流电压,驱动低压气体放电灯(杀菌灯)、卤钨灯等光源工作的电子控制装置。应用最广的是荧光灯电子镇流器。
电子镇流器分:荧光灯电子镇流器、高压钠灯电子镇流器、金属卤化物灯电子镇流器。由于采用现代软开关逆变技术和先进的有源功率因数矫正技术及电子滤波措施,具有很好的电磁兼容性, 降低了镇流器的自身损耗。
辨别电子镇流器好坏
把起辉器拆下,断开电源,测试镇流器两端即可。如果镇流器那种比较老的电感式的,电感式的才可以用这种方法测试线圈是否烧坏。这种老式的镇流器坏了,一般就是线圈烧断,导致灯管两端没有电压,不会引起灯管烧坏。对于电子镇流器就会有很多情况。
可以按上述所说的方法分别测量三个镇流器的阻值,看看有没有较大区别,以此判断镇流器是否损坏。还可以换起辉器,看看那个会烧的起辉器是否不可以断开,一直处于通路状态。总之用替换法。
详细资料:
电子镇流器知识(一)
一、 电子镇流器知识
1、 概述:
20世纪70年代出现了世界性的能源危机,节约能源的紧迫感使许多公司致力于节能光源和荧光灯电子镇流器的研究,随着半导体技术飞速发展,各种高反压功率开关器件不断涌现,为电子镇流器的开发提供了条件,70年代末,国外厂家率先推出了第一代电子镇流器,是照明发展史上一项重大的创新。由于它具有节能等许多优点,引起了全世界的极大关注和兴趣,认为是取代电感镇流器的理想产品,随后一些著名的企业都投入了相当的人力、物力来进行更高一级的研究与开发。由于微电子技术突飞猛进,促进了电子镇流器向高性能高可靠性方向发展,许多半导体公司推出了专用功率开关器件和控制集成电路的系列产品,1984年,西门子公司开发出了TPA4812等有源功率因数校正电器IC,功率因数达到0.99。随后一些公司相继推出集成电子镇流器,89年芬兰赫尔瓦利公司又成功推出可调光单片集成电路电子镇流器,电子镇流器目前在全世界特别是发达国家已全国推广应用。
我国对电子镇流器的研究开发起步较晚,技术起点低,早期对这一产品的难度和复杂性认识不足,专用半导体器件开发未跟上,产品质量过不了关,而且市场极不规范,大量的低价劣质品被抛向市场,使消费者蒙受损失,严重损害了电子镇流器的形象。90年代后期,由于生产水平有了迅速发展和提高,从电路设计到了电子器件的配套都进入了较成熟阶段,优质产品进入建筑工程,随着我国绿色照明工程的实施,为电子镇流器推广应用铺平了道路,国产电子镇流器必将迅速赶上国际先进水平,在竞争的国际市场中占有一席之地。
2、电感镇流器和电子镇流器的工作原理:
为了使荧光灯、杀菌灯正常工作,必须满足三个条件:
a、 灯丝的预热电流或灯丝电流
b、 高电压启动
c、 限制工作电流
电子镇流器知识(二)
当开关闭合电路中施加220V 50HZ的交流电源时,电流流过镇流器,灯管灯丝启辉器给灯丝加热(启辉器开始时是断开的,由于施压了一个大于190V以上的交流电压,使得启辉器内的跳泡内的气体弧光放电,使得双金属片加热变形,两个电极靠在一起,形成通路给灯丝加热),当启动器的两个电极靠在一起,由于没有弧光放电,双金属片冷却,两极分开,由于电感镇流器呈感性,当电路突然中断时,在灯两端会产生持续时间约1ms的600V-1500V的脉冲电压,其确切的电压值取决于灯的类型,在放电的情况下,灯的两端电压立即下降,此时镇流器一方面对灯电流进行限制作用,另一方面使电源电压和灯的工作电流之间产生55。-65。的相位差,从而维持灯的二次启动电压,使灯能更稳定的工作。
电感镇流由于结构简单,寿命长,作为第一种荧光灯配合工作的镇流器,它的市场占有率还比较大,但是,由于它的功率因数低,低电压启动性能差,耗能笨重,频闪等诸多缺点,它的市场慢慢地被电子镇流器所取代,电感镇流器能量损耗:40W(灯管功率)+10W(电感镇流器自身发热损耗)等于整套灯具总耗电为50W。
② 、电子镇流器的工作原理:
电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器,其基本工作原理是:
工频电源经过射频干扰(RFI)滤波器,全波整流和无源(或有源)功率因数校正器(PPFC或APFC)后,变为直流电源。通过DC/AC变换器,输出20K-100KHZ的高频交流电源,加到与灯连接的LC串联谐振电路加热灯丝,同时在电容器上产生谐振高压,加在灯管两端,但使灯管"放电"变成"导通"状态,再进入发光状态,此时高频电感起限制电流增大的作用,保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流,为了提高可靠性,常增设各种保护电路,如异常保护,浪涌电压和电流保护,温度保护等等。
电子镇流器知识(三)
③ 、电感镇流器与电子镇流器的比较:
电子镇流器知识(四)
3、电子镇流器的分类:
A、 按安装模式可分为:a、独立式 b、内装式 c、整体式
B、 按性能特点可分为:a、普通型 b、高功率因数型 c、高性能型 d、 高性价比型 e、可调光型五大类
序号 类型 性能 特点
功率因数 谐波含量 三次谐波 灯电流波峰比
1.普通型 0.6 ≥120% 90% 1.4~1.6 高频化使之小型 、轻、有节电功能
2.高功率因数型H级 ≥0.9 ≤30% ≤18%1.7~2.1采用无源滤波和异常保护
3.高性能电子镇流器L级 ≥0.95 ≤20% ≤10% 1.4~1.7 有完善的异常保护功能,电磁兼容
4.高性价比电子镇流器L级 ≥0.97 ≤10% ≤5% 1.4~1.7 采用集成技术和恒功率电路设计,电压波动影响照度小
5.可调光电子镇流器 ≥0.96 ≤10% ≤5% ≤1.7 采用集成技术和有源可变频率谐振技术
4、电子镇流器的优点:
1) 节能:电子镇流器自身的功率损耗仅为电感镇流器的40%左右,而且荧光灯在30KHZ左右的高频下,光效将提高20%,工作电流仅为电感的40%左右,并且能够在低温、低压下启动和工作。
2) 无频闪:灯管在30KHZ左右工作时,发光稳定,人眼感觉不出"频闪"有利于保护视力。
3) 无噪声:有利于在安静的环境中工作和学习。
4) 灯管寿命延长:无需启辉器,不被反复冲击,闪烁,不会使灯管过早发黑,一次启动,减少维修和更换启辉器和灯管的工作量。
5) 功率因数高,减少了无功损耗,提高了供电设备容量的有效利用率,减少线路的损耗。
二、 电子镇流器产品介绍
电子镇流器可分为4大系列15个品种:
1、 一拖一,普通型与灯箱型专用电子镇流器分为20W、30W、40W共6个品种
2、 一拖二,普通型与灯箱型专用电子镇流器分为2 X 20W、2 X 30W、2 X 40W共6个品种
3、 环形灯用电子镇流器分为22W、32W共2个品种
4、 石英杀菌灯镇流器适用于35-60W共1个品种
注:20W、40W是针对T10、T12管来说的,18W、36W是针对T8灯管来说的。所以有时我们讲20W,也可以理解为18W,同时T8管的36W我们也可以理解为T10、T12的40W,因为它们的镇流器是通用的。
三、电子镇流器的性能及工艺
1、 高功率因数,功率因数0.9
2、 流明系数95%
3、 工作温度 -15℃-+50℃
4、 最高温升15℃
5、 工作电压范围 160VAC-240VAC
6、 产品设计与加工程序严格按ISO9002的质量保证体系来运作,原材料层层把关,筛选,成品最终要全部检验、老炼,合格方可入仓。
四、 电子镇流器的实用场合
1、一拖一、一拖二灯箱专用电子镇流器是专门为户外灯箱,、广告牌而设计的。优势有以下几个方面:
1)使用安全绝缘性能高,防水防潮性能好,镇流器温升低,不会影响灯箱布或灯箱片因受热而变黄。
2)方便:
a、可直接插到光管脚上,无须接驳安装接线柱;
b、镇流器底部附有海绵贴,可粘贴固定镇流器;
c、配备金属扣,无须灯管支架也可固定灯管;
d、省去频繁更换启辉器的麻烦。
2、一拖一、一拖二普通型电子镇流器适用于各种普通照明场合灯具的安装与更换;
3、 环形灯电子镇流器是专门为环形灯而设计,它适用于安装在吸顶灯具内,如家庭阳台照明、走道照明、楼梯通道照明及其它公共场所照明。
4、 石英杀菌灯镇流器是专门为35W-60W的低压石英杀菌灯而设计的,用它配用的下射灯寿命长(是白炽灯的4倍)亮度高、色温恒定、体积小,可用于商店、展示橱窗、展览馆、珠宝店、酒吧、博物馆、专卖店等处的一般照明或特殊区的重点照明。
HID电子与HID电感的优缺点:
1、确保灯管寿命:传统铜铁式镇流器老化或劣化时,其所提供电流有可能过大,容易伤害灯管,造成寿命缩短,CDM灯管售价相当的高,如果使用电子镇流器比较容易确保灯管寿命。因此只要在5,000内有更换灯管的记录,对业者而言,使用电子式会比传统式划算。 2、防变色:如果使用传统铜铁式安定器,使用2,000小时之后,金卤灯的色温会开始产生偏移,甚至高达30%以上变色,对卖场商品产生严重影响,使用电子镇流器,至灯管寿命终了前,色温改变局限5%以内。 3、省电:和传统铜铁式镇流器比较,电子式可以节省10%~20%电力成本。 4、重量轻:和传统铜铁式镇流器比较,电子式重量约为传统式的1/3左右。尤其特别适合35w及20w小瓦特数的金卤灯或者轨道式灯具的设计。二、HID电子镇流器和荧光灯电子镇流器设计不同之处荧光灯电子镇流器金卤灯电子镇流器点灯工作频率:20K Hz以上250 Hz 工作回路定电流回路定功率回路驱动方式半p谐振全p谐振三、电子镇流器和传统电感镇流器的比较6点1、省电:电子镇流器可以节省10%~20%电力。2、承受电压变动:电子镇流器因为采取主动功因路路,可以承受大范围电压变动,而传统镇流器只能承受10%范围以内。3、重量轻:电子镇流器的重量约为传统镇流器的1/3。4、频闪:电子镇流器无灯管闪烁的问题。5、启辉器:电子镇流器不需要启辉器。6、补偿电容器:电子镇流器不需要补偿电容器。
电子镇流器发展的三个步骤:模拟式——混合式——数字式
数字式电子镇流器是针对于模拟式的电子镇流器而言,镇流器在出现了电子镇流器后,是先从模拟式开始,初期的电路,一般而言,模拟式回路的电子镇流器,结构比较简单,功能比较单一,要实现标准的要求如3C的要求,则回路的构建比较复杂,且不易实现预热启动、Cut-off及其它的保护功能;如果能实现这些功能的模拟式电子,则在产品的一致性、可靠性上则面临较大的难题,不易解决。但普通模拟式电子具有成本的优势,在电子镇流器替代电感镇流器的市场化进程中,起到十分重要的作用,至今仍是市场走量最大的品种。
伴随市场的发展,用户的要求愈来愈高,普通模拟式电子镇流器镇流器也在逐步向数字式转变,于是混合有数字和模拟电路的电子镇流器出现在市场上,电路上前段模拟,后段数字,或者前段数字,后段模拟,这些混合型电路较大提升了普通模拟电路品质要求,可以简单的部分实现标准性能要求及可靠性要求,也是一种不错的过渡性选择,可以满足部分要求相对高一点市场需求,但成本高于模拟式电子。
真正可以满足安全要求、性能要求、EMI及EMC的要求,并同时实现产品高可靠性要求,则一定要走数字式电子镇流器的路。数字电路以特有的高稳定性、高可靠性、高逻辑性,可以方便实现标准所规定的各种要求,如:宽电压甚至全电压启动(120-277V)、程序式预热启动、异常状态诊断及保护等,数字式电子镇流器可以真正实现国家标准要求,方便的应用于各种场合。
虽然目前就单个造价而言,数字式高于模拟式和混合式电子镇流器,但以TOC(客户总成本)的观点来看,即总成本=采购成本+使用成本+维护成本,数字式电子镇流器的采购成本是高的,但它的使用成本和维护成本却大大降低,最终其总成本(TOC)还是远远低于模拟式电子及混合式电子镇流器;数字式电子镇流器有高达5年的品质保证(或大于20,000小时),同时极大的发挥灯管的效能及使用寿命,是一款真正给客户创造价值、符合国家节能环保产业政策的产品。
当今数字化在国家生活中已成滚滚潮流,不可阻挡,没有人再持砖头一样的大哥大手机(模拟机)了,尽管当年它风头出尽;小巧的MP3、MP4也早以取代磁带机(模拟机)挂在腰间;曾经不可一世的柯达公司,也不得不推出数码相机,尽管它非常希望用户买它的胶卷(模拟式)。国内电子镇流器的数字化之路也是由市场和客观决定,它不会因我们简单的认同就全面到来,也不会因我们简单的拒绝就离开,但就欧、美、日等先进国家节能环保的经验和照明产业来看,数字式电子镇流器早已如火如荼的展开,在世界一体、绿色产品当道的今天,相信国内电子镇流器的数字化之路也很快会到来。
HID灯对镇流器的要求及工作电路的选择
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HID灯是一种高气压放电灯,其放电的“伏一安”性能呈负阻特性,因此在灯的工作电路中需连接限流器件,即通常称为镇流器。HID灯多数工作在交流状态下,采用电抗器件作为镇流器。HID灯有不同的种类,根据灯的类型及其应用的需求,可配置不同形式的镇流器电路,以求得镇流器电路和灯的最佳匹配。作为一般照明用的常用HID灯有高压汞灯、高压钠灯和金卤灯。高压汞灯是HID灯中发展最早的光源,产品性能稳定,配套的镇流器电路较成熟。高压钠灯和金卤灯是近代发展的高效节能新光源,要求镇流器能和灯有很好的匹配,以取得更好的综合效果。
1 高压钠灯和镇流器
高压钠灯和高压汞灯在性能上有所不同,高压钠灯内不仅有汞,还充有钠,在灯工作期间,钠和汞以液钠汞气的形式贮藏在放电管的冷端部分。高压钠灯在寿命期间,灯功率随着灯电压的变化而发生变化。这和高压汞灯的情况有所不同,高压汞灯在功率发生变化时灯电压相对地保持稳定,因为高压汞灯工作时灯内的汞蒸气压处于饱和状态下。高压钠灯的灯电压和灯功率的关系是基于在放电管内包含着过量的钠汞气而造成的。在灯工作期间,只有部分的汞和钠形成蒸气压,蒸气压的高低也即反映在灯电压上,它取决于放电管“冷端”处的温度。冷端温度的变化造成蒸气压的变化,产生灯电压的变化,从而发生灯功率的变化。在一定的功率范围内灯电压和灯功率的关系近似于线性关系。
1.1高压钠灯的特性曲线
高压钠灯的灯功率和灯电压的线性关系曲线称为灯的特性曲线,对于一个特定的灯的特性曲线,可通过在一定范围内改变电源电压或镇流器的阻抗,从而改变灯的电压和功率得到,如图1所示。当灯电压等于设计电压时,灯功率将达到设计目标功率。对相同型号,相同功率的灯有近似平行的特性曲线,如图2所示。对于那些有较高灯电压的灯,其特性曲线斜率的陡度会减小。
1.2高压钠灯镇流器的特性曲线
当高压钠灯在恒定的输入电压下连续工作时,灯电压和灯功率的变化会遵循着镇流器的特性曲线。如图3为两种典型镇流器的特性曲线。该曲线可通过测量一批带有不同特性曲线灯的灯电压和灯功率得到,或对同一个灯通过外部方法,使放电管的冷端温度升高来变化灯电压和灯功率得到。当电源电压变化时可得到一组镇流器特性曲线。如图4为在额定电源电压升高或降低时对镇流器特性曲线的影响。
1.3高压钠灯镇流器的四边形图
在高压钠灯的使用系统中存在着各种因素的变化,如:电源电压的变化、灯性能随时间的变化、灯具内反射器效率的变化、使用环境的变化等等,如何使镇流器的特性曲线适应这些动态的变化?高压钠灯的国际标准中以边界图的形式,要求镇流器能确保灯在寿命期间及任何动态变化的状况下,其电气性能参数变化限制在一定的范围内。如图5所示,高压钠灯为镇流器特性曲线规定了一个四边形图。
四边形图的上部代表着高压钠灯最大功率的极限。最大功率的极限取决于放电管最大可允许的工作温度。最大功率线通常设置在超过灯泡标称功率的20—30%左右。
四边形图的下部代表着高压钠灯最小功率的极限。设置最小功率线以确保能满足灯泡的升温特性、灯泡工作的稳定性、可接受的光的输出效率,以及光色性能等。最小功率线通常设置在低于灯标称功率的20—30%附近。
四边形图左边的最小灯电压线为灯可接受的最小灯电压的灯特性曲线。对于每种规格的高压钠灯所认同的最小灯电压都已规定在灯的性能参数表中。
四边形图右边的最大灯电压线表示为灯可允许的最高灯电压时的灯特性曲线,该曲线考虑了灯中可能出现的最大灯电压、灯寿命期间灯电压的上升、密封式灯具内灯电压的上升,以及其他变化因素。如果灯电压超出最大灯电压曲线之外,这时镇流器将不能确保灯能稳定地或持续地工作。
因此,上述四边形图可作为高压钠灯工作系统的一个规范,它包含了灯和镇流器两者的要求,也考虑了其他因素的影响。四边形图概括性地规定了镇流器设计的条件,如:
a)镇流器的特性曲线应与两条灯电压线相交,并在灯的寿命期间保持在灯功率的极限线之间。
b)镇流器的设计应使灯不仅在额定电源电压下,而且在可允许的最低或最高的电源电压下,总是工作在四边形图的区域内。
c)最佳的镇流器特性曲线要能使灯在最大电压线之前达到最大功率,然后在该点外灯功率随着灯电压的增大而减小。对于一个靠近灯设计功率线的相对比较平坦的镇流器特性曲线比相对陡峭上升和下降的特性曲线更可取。
d)为避免缩短灯的寿命,或工作的不稳定性,镇流器应能使灯远离四边形图右边最大灯电压特性外工作。
在高压钠灯的国际标准中,不同规格灯对镇流器规定了不同的四边形图的要求。如图6。
高压钠灯镇流器的制造并不复杂,但往往由于在设计、工艺及选用材料上的差异,同一规格不同厂家生产的镇流器配用高压钠灯时,呈现出不同形状的镇流器特性曲线,如图7所示。品质差的镇流器会造成灯泡使用期间超负载运行,或工作的不稳定性。
2 金卤灯和镇流器
金卤灯的放电管中因充人不同的金属卤化物而形成各种不同类型的金卤灯,这些不同类型的金卤灯不仅在灯的光电性能参数上有着明显的差别,而且在灯的运行和维护中对配套电器的要求也不尽相同。因此,选择合适的镇流器和相关的工作电路,以充分发挥金卤灯的性能优势是至关重要的。
2.1常用的金卤灯镇流器及工作电路
1)感抗型镇流器(Choke)
这是常用的普通型镇流器,其开路电压即为电源电压,需要借助于触发器来启动灯工作,工作电路的电压峰值因数和电流峰值因数较低,对保护放电管的电极有利,这种镇流器的成本较低,但在电源电压波动较大的情况下,控制灯功率的波动和稳定灯性能的能力较差。
2)高阻抗自耦升压式镇流器(HX Auto)
这种镇流器使用在低电源电压(如:100V/120V)的场合,或为取得高的开路电压而使灯能直接启动的场合。工作电路的峰值电压和电流峰值因数较高,控制灯陛能稳定性的能力也较差,通常这种镇流器较少采用。
3)恒功率自耦升压式镇流器(CWA)
这种镇流器由自耦漏磁升压变压器串联电容器组 成,称为恒功率镇流器,也称为超前顶峰式镇流器。该 镇流器可获得较高的开路电压,线路功率因数可达90%。在电源电压起伏较大情况下,对稳定灯的功率,维护好灯的性能起到较好的调节作用。甚至在电源电压跌落30-40%时还能使灯继续工作。但线路的电流峰值因数较高,镇流器的成本也相对较高。
4)恒功率升压式镇流器(CWl)
这种镇流器由漏磁升压变压器串联电容器组成,也是一种恒功率镇流器,它比上述CWA镇流器有更好的稳定灯功率及性能的调节作用。
5)调整式迟后型镇流器(Regulated Lag)
这种镇流器实际上是一个稳压式电器,确保金卤灯一直在稳定的电源电压下工作,可使灯获得最长的寿命和最佳的灯性能参数的维护。这种镇流器的成本较高,但对金卤灯照明的长期运行成本来说却是低的。
图8是上述镇流器的工作电路图,表1为主要性能参数的比较。
2.2金卤灯对镇流器工作电路的选择
目前在国内用于一般照明用的金卤灯主要有Na-T1-In型、Sc-Na型,及稀土金属(Dy,Ho,Tm...)型等不同类型,它们分别具有不同的性能特点,并要求配用合适的镇流器。
1)Na-TI-In型金卤灯及镇流器
Na-T1-In型金卤灯来自于欧洲的制造技术,其灯的启动性能优良,配用一般的感抗型镇流工作电路,只需要在电源电压下(220V),加上较低峰值电压(≤750V)的触发器就能启动灯工作。灯的光电性能参数稳定,具有长寿命(平均寿命20000h),高光通维持率的特点。经过性能改进的Na-Tl-In型金卤灯,可配用同一功率类型的高压汞灯镇流器或高压钠灯镇流器工作,而金卤灯的平均寿命仍可达到规定的20000h之内。这样,这种金卤灯在没有更换原有照明装置内电器的情况下可方便地替换原有的高压汞灯或高压钠灯,它比前者提高了光效并改善了光色,也比后者大大地改善了显色性能。主要参数的变化参见表2。
2)Sc-Na型金卤灯及镇流器
Sc-Na型金卤灯来自于美国的制造技术,放电管的结构相似于高压汞灯,灯工作不采用触发器而借助于镇流器的高开路电压及灯的启动电极的作用,使灯启动工作。对于这类金卤灯(175-1500W),美国标准和我国国家标准中都推荐采用CWA镇流器工作电路,这样可提高灯工作的稳定性,确保灯的长寿命及良好的光通维持率。如果Sc-Na型金卤灯采用上述Na-T1-h金卤灯的工作电路,不仅会使灯的早期失效增加(触发器易损坏灯的启动电极),缩短灯的平均寿命,而且增加灯的光衰。如图9为采用“感抗镇流器+触发器”工作电路的不同金卤灯的光衰曲线。
在Sc-Na型金卤灯的CWA型工作电路中,自耦漏磁升压型镇流器的性能对灯工作性能的稳定性起着重要作用。要求在灯工作期间,镇流器提供给灯并维持灯能连续工作的最低维持电压Vss能达到以下值:
Vss=C1+C2(OT)-C3(di/dt) (175-1000W)
Vss=Cl+C2(OT)-C3[exp(-0.4di/dt)] (1500W)
Vss 镇流器对灯的最低维持电压 (V)
OT 在灯电压为零时的断流时间 (ms)
di/dt 在灯电压为零时的电流变化率 (A/ms)
Cl,C2,C3为常数,取决于灯的规格,见表3。
最低维持Vss也可在美标或国标的文件中查得。
3)脉冲启动-Pulse start型(Sc—Na)金卤灯及镇流器
对于传统的Sc-Na型金卤灯采用CWA电路时有600V峰值开路电压加到放电管的启动极上,并引起较高的峰值电流,这样会影响灯的性能。脉冲启动型金卤灯是从灯和镇流器两方面进行改进,使灯与镇流器工作电路达到最佳的组合,以取得最佳的综合效果。
一方面改进放电管的结构,取消了启动电极,如图10b,并改进化学配方及制造工艺,改善灯的启动性能,从而全面地改进了灯的性能。另一方面改进镇流器的工作电路,采用触发器来启动灯工作,从而可降低镇流器的开路电压,也即降低了峰值电压及峰值电流。镇流器的工作温度也相应降低,增加了镇流器的寿命,减少维护成本。灯和镇流器工作电路改进的综合效果,使脉冲启动型金卤灯与启动极型金卤灯相比,灯的光输出提高25-50%光通维持率改善了15-25%,灯的平均寿命也提高50%以上。
表4为两种类型Sc-Na金卤灯及镇流器的主要性能参数的比较。
脉冲启动型金卤(Sc-Na)灯也可以采用性能更好的CWI和Regulated Lag的脉冲启动型工作电路,如图12。
4)小功率金卤灯及镇流器
小功率金卤灯中主要有Sc-Na型和稀土金属型(Dy,Ho,Tm...)两种类型,前者具有较高的光效和较长的寿命,后者有较好的显色性能,根据它们的特点,可选择使用在不同场合。这两种类型灯都采用简单的 “感抗镇流器+触发器”的工作电路, 电源输入端并接补偿电容器以改善系统的功率因数。
小功率金卤灯也可以配用电子镇流器,这些镇流器的工作频率多数为低频(200Hz),这样可防止放电管内产生声共振及光的闪耀。一般电子镇流器提供给灯的电流峰值因数1.5,系统的功率因数90%,总谐波分量(THD)15%。小功率金卤灯配用电子镇流器后,能提高灯工作的稳定性,减少光衰,增加寿命。但这种低频的电子镇流器成本很高,因而还不能大量推广应用。
5)金卤灯镇流器的近期进展
近来,国内外都在致力于中功率金卤灯电子镇流器的开发。国外已开发成功中功率高频金卤灯电子镇流器,其工作频率100kHz,可防止产生放电管内的声共振。该镇流器还可以实现一定范围的调光。金卤灯使用这种电子镇流器后可增加灯的光输出,极大地降低光衰,提高灯的寿命,并具有节能好的综合效果。
摘自百度