高强度气体放电(HID)灯电子镇流器技术
高新技术项目可行性研究报告
总论
项目名称: 高强度气体放电(HID)灯电子镇流器技术
项目的主要内容,目前的进展情况.
项目的主要内容:
随着国家城市建设的蓬勃发展,城市市政的智能性要求越来越高,在目前的市政照明管理中,由于采取的是传统的电感镇流器,导致无法实现智能控制功能,使整个市政照明管理的发展相对落后.同时,国家能源紧缺已成为制约经济发展的瓶颈,最近几年以煤,电紧缺为主要表现的能源匮乏已经在很大程度上威胁到了经济的正常运转.2004年的数据显示,我国照明用电占国家发电量的13%,其中,作为城市照明大量主要使用的光源---高压气体放电(HID)灯的用电量占到了整个照明用电的50%.与高压气体放电灯配套的镇流器的功耗是光源的15%左右,且功率越大,耗能的比例越高.城市的实际照明需求不需要照明亮度在整个晚上都保持一致,过高的照明亮度反而会影响居民夜间的休息,如何采取合理的措施,一方面降低照明的能耗,另一方面通过控制,调整照明的亮度,起到既节能又方便居民生活的作用是目前市政照明中急需解决的问题.
城市建设的发展越来越强调环保,强调减少对资源的使用量.传统的镇流器使用大量的铜等金属,对资源的使用量大,能源的开采将对环境产生非常大的负面影响,目前发达国家中已经采取强制措施,禁止销售和使用耗能高,占用资源大的传统电感式镇流器,我国也面临这一严峻的问题,目前国内虽然已经有了高强度气体放电灯的电子镇流器,但由于技术,工艺,价格等因素的制约,到目前为止这个问题还没有好的解决.
在"九五"期间国家相关部委共同组织实施的一项旨在节约电能,保护环境,改善照明质量的重点节能示范工程--中国绿色照明工程. 绿色照明工程的实施取得了明显的社会和经济效益.到2010年照明用电节能要达到15%.
目前,作为绿色照明工程实施重要组成部分之一的电子镇流器,已成功取代传统的电感镇流器,在荧光灯照明系统中得到了广泛地应用
在欧,美发达地区,低效电感镇流器在2004年已开始全面禁销,香港地区亦准备出台相关的法规政策全面推行节能型电感镇流器及节能的电子镇流器.2000年,美国能源部(DOE)颁布了新的镇流器标准,并要求自2006年4月1日起,所有新建的商业固定设备都必须使用高效的电子镇流器,2010年7月1日以后,大多数可替换设备必须使用电子镇流器.由此可见,高强度气体放电灯电子镇流器的研制对提高我国能源利用率具有重大现实意义,其产品具有广阔的国内外市场.
目前的进展情况:
根据我国绿色照明计划和国内外电子镇流器的市场需求,哈尔滨工业大学相关课题组用近3年的时间自主研制开发成功了节能型,环保型,高性能的70W,150W,250W和400W电子镇流器. 前级采用有源功率因数校正技术,后级采用逆变器半桥结构,控制电路采用恒功率闭环控制策略.当输入电压在160 V-260V范围内波动时,能获得稳定的直流电压,功率维持恒定,无声共振现象,具有热灯启动和灯开路短路保护等功能.
在国内首创了电子镇流器几项关键技术,如有源功率因数校正技术,HID灯的高压启动技术,无源网络匹配技术,声共振消除技术,恒功率闭环,控制技术,热灯启动与故障保护技术及电磁兼容技术.
经过3年多时间的研发,特别是对高压钠灯特有的物理性了解,对高压钠灯启动过程和正常工作状态的参数测定,反复对电子镇流器匹配特性的研究与试验.研发人员合理的运用元器件特征和参数,优化设计,反复调试,在超宽温度环境下,进行了两年的实验检验,各项技术与参数达到了设计要求和电子镇流器实际工作环境的要求.经国家电光源检测中心检测及实际应用表明,该产品技术指标达到了国外产品相同的技术水平,国内居领先地位.
项目技术可行性分析
关键技术及创新点的论述
⑴ HID灯是一个物理特性的负载,它的很多复杂的物理特性跟灯芯的材料,尺寸等有非线性的关系,因而HID灯是一个非线性的负载.虽然HID灯电子镇流器的思想源于荧光灯电子镇流器,但是用普通荧光灯电子镇流器去燃点同样功率的HID灯电子镇流器并不合适.根据HID灯的特点,对电子镇流器技术提出以下几项具体要求:
A.能够有效的控制灯功率的输出.目前国产荧光灯交流电子镇流器大多数在40W以下,最大的输出功率不过80W(40W双管).而HID灯的功率往往达数百瓦,有的HPS灯达1000W,为了减小电子镇流器的体积,提高效率和减小成本,HID灯电子镇流器工作在高频状态下,这就对电子镇流器中的开关晶体管提出了非常高的要求;另外,HID灯具有非线性负载复杂的物理特性,很好的控制灯的输出使HID灯发挥最好的作用是HID灯电子镇流器的核心问题.

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