高压钠灯电子镇流器的.研究

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1、浙江工业大学硕士学位论文1．1课题研究背景和意义第l章绪论照明是人类文骧的永恒需求，随着科技进步和人们对生存环境和生活质量要求静不断提高，人们对照明质量的看法已经从以前的只关心照明电器工作的有效性和安全性转向追求照明质量、强调照明环境的舒适性。自这不仅意味着人们观念的转变，而且更意味着会有更高比例的电力被照明用电消耗掉。就我国而言，2002年照明用电已超过1500亿kwh，占总发邀量的lO％～12％溺。随着照鳃用电的不断增加，电力投资要大量的增加，不仅牵制着国民经济的发展，而且还会造成资源的浪费和环境的污染。因此照明节电具有重要的意义。特别是20世纪

2、70年代世界性的能源危机的爆发，键使一些科技发达的国家，先后制定了“绿色照明工程计划(研een“ghtsProiectPlan)"。1992年，美国环保局(EPA)在照咀领域首先发起实施“绿色照明(GreenLi曲ts)"，我国在1996年也正式决定实施“绿色照明工程’’【lJ，而高效电光源及镇流器技术被列为重点发展节能技术。自实施“绿色照明工程”以来，据测算，我国可在“十五’’和“十一五”期间实现照砺节电312亿kwh和720亿kwh【51。从1879年爱迪生发明白炽灯开始，电光源就以其稳定，方便，亮度高等优势取代了传统光源，成为人们生活中必不可少

3、的部分。从白炽灯发展到1938年问世的荧光灯(只光灯)，是照明电光源的一个飞跃。之后又出现了高压汞灯、高低压钠灯、金属卤化灯、无极感应灯等新型电光源。其中高压汞灯、金属卤化物(MetalHalide)灯和高压钠(Hi曲PressureSodi啪，磁’S)灯属于高强度气体放电甜i曲Intens蚵Dischan玛e，HID)灯，这类灯单灯输出光效高，寿命长，结构紧凑，体积小，因此被应用于大面积范围和室外照明，是目前得到广泛应用的照明光源【2】。其中具有光效高、寿命长的高压钠灯是HlD灯的典型代表，在这些电光源中，高压钠灯被广泛应用于广场、道路、码头、铁路

4、、矿山等室外照明系统。根据调研，2005年全圆HID灯生产企业58家，比200哇年增加6家，产销量合计12558．07万只，比2004年增长33．59％。依据2005年全国HID灯产销量12558．07万只，预测“十一五"期间，平均每年将增长12％左右，并留有较大的市场变化空间因素，预测到2010年，全国HID灯产销量可实现2亿只水平【3j。见表1—1l浙江工业大学硕士学位论文表1．1“十一五”期闻全豳}lID灯产釜预测预测产销鬟(万只)产品名称2005年2006年2007年2008年2009年2010年金卤灯23962800320◇3650420◇

5、5000高压钠灯304434003800425046005000高压汞灯71187600800086009200l0000合计125581380015000165001800020000丽由于气体放电灯的V艇工作特性的负阻性，要使气体放电灯稳定工作，往往需要专门的限流线路才能工作，也就是我们熟知的镇流器。自荧光灯问世后的40年间，人们一直采用电感式镇流器作为稳流附件。但自1978年飞利浦公司率先研制出电子整流器以来，电子镇流器的发展已经在理论和实践上取得了很大的进展。电子镇流器也以其体积小、重量轻、无频闲、低功耗、离功率因数等优点及可调光、智能控制等

6、电感式镇流器无法毙拟的强大功能逐渐得到人们的接受和认可。在荧光灯领域，电子镇流器基本上取代了电感式镇流器，但}{王D灯的电子镇流器仍处于研制阶段，未褥到广泛应用，因此电子镇流器具有广阔的市场前景。且研制适合于HID灯的高性能电子整流器可以促进HID灯的推广使用，促进我国“绿色照臻"事业的发展，对节能降耗具有重大现实意义。但电子镇流器涉及电路拓扑、高频电子变换、零电压开关(ZVS)和零电流开关(zCS)、LC串联或并联谐振、谐波滤波与功率因数校正(PFC)、电磁干扰抑制(EM班!Me)，信号传感与信号采集和处理、PWM控制或频率调制(FM)等电力电子技

7、术以及信号传感、采集和控制、电子元器件、电光源器件及声光学等方方面面。其各项技术指标严格，所以要制作出一个满足高性能、低价格、小体积、低电磁辐射干扰、使用安全可靠的高频交流电子镇流器并非易事的。2浙江工业大学硕士学能论文l。2常用电光源综述1．2．1电光源及镇流器的常用术语由于本论文是研究高强度气体放电(HID)灯中的高压钠(HPS)灯电子镇流器，因此首先介绍一些电光源及电子镇流器常用术语御口1，关于电子镇流器的内容将在下一节中详述。辐射通量(RadiationAmount)：发射和接受的电磁辐射总功率，以瓦为单位，它包括可见光辐射和不可见光辐射两部

8、分。光通量(LuminousF1tlx)：即可见光的输出。由于入眼对不同波长的光的视觉灵敏度是不同的，因此不