電感式鎮(zhèn)流器在美國
(美)弗雷德.亞伯拉罕斯
  今天當討論到熒光燈鎮(zhèn)流器時,人們常常討論電子鎮(zhèn)流器,然而電感式鎮(zhèn)流器仍然是鎮(zhèn)流器市場的一個富有生命力和重要的組成部分.本文將比較它們的特點,并得出結(jié)論:電感式鎮(zhèn)流器也能做到同電子鎮(zhèn)流器一樣的高效率.政府不應硬性規(guī)定,與之相反,政府必須和產(chǎn)業(yè)部門一起工作,為了節(jié)能改進鎮(zhèn)流器產(chǎn)品的規(guī)范,以滿足市場的需求.
  美國的熒光燈鎮(zhèn)流器
  在美國最通用的電源是60Hz、120和277V.鎮(zhèn)流器通常由自耦變壓器接用于多只燈管.中國的電源是50Hz、220V,因而鎮(zhèn)流器是一個簡單扼流圈接用于熒光燈.這兩種型式的鎮(zhèn)流器都是銅或鋁質(zhì)線圈繞在疊層矽鋼片上制成.導線的規(guī)格和采用高牌號矽鋼片決定了鎮(zhèn)流器功率損耗.增大導線規(guī)格和采用高牌號矽鋼片可降低功耗.鎮(zhèn)流器與電容器串接在燈管回路可調(diào)整燈管電流和改善功率因數(shù).
  美國最流行的鎮(zhèn)流器是供雙管的快速啟動燈和雙管瞬時啟動燈用的,它可以接標準型和節(jié)能型兩種燈管.流明系數(shù)是商品鎮(zhèn)流器輸出光通量與同一支燈管在實驗室基準鎮(zhèn)流器操作產(chǎn)生100%輸出光通量之比.兩種燈的比較見下表.

        商品鎮(zhèn)流器輸出光通量
  流明系數(shù)=——————————————
       實驗室基準鎮(zhèn)流器輸出光通量
用同一只鎮(zhèn)流器的標準型燈與節(jié)能型燈的流明系數(shù)和燈流明的比較表
  雙管F40T12標準快速啟動式鎮(zhèn)流器
燈 型 鎮(zhèn)流器輸入(瓦) 流明系數(shù)(%) 燈管(流明)
標準型 96 95 6100
節(jié)能型 72 88 5100
  雙管F96T12標準瞬時啟動式鎮(zhèn)流器
燈 型 鎮(zhèn)流器輸入(瓦) 流明系數(shù)(%) 燈管(流明)
標準型 173 95 8550
節(jié)能型 138 88 9500
  節(jié)能電感鎮(zhèn)流器
  節(jié)能電感鎮(zhèn)流器比較標準鎮(zhèn)流器的銅線規(guī)格和矽鋼片牌號都要大些,其結(jié)果對雙管快速啟動鎮(zhèn)流器減少10W,對雙管瞬間啟動鎮(zhèn)流器減少15W.節(jié)能鎮(zhèn)流器不能用鋁線,因為這樣作鎮(zhèn)流器體積過大.為了使鋁的載流量相同于銅線,鋁線必須比銅大2-3號線規(guī).雙燈管用快速啟動式鎮(zhèn)流器的售價大約增加3美元.假設(shè)以每年用3000小時每度電費8美分計算,償還時間是一年零三個月.如果節(jié)能燈與節(jié)能快速啟動鎮(zhèn)流器組合,由標準型鎮(zhèn)流器和標準型燈管的總損耗共減少24W.由此,鎮(zhèn)流器瓦數(shù)減少25%(96~72W),流明只減少16%(6100~5100lm).
  陰陽阻斷式鎮(zhèn)流器(混合電路)
  電感鎮(zhèn)流器制造商已不斷地尋找方法,生產(chǎn)一種更加有效的快速啟動式電感鎮(zhèn)流器.快速啟動燈管的加熱燈絲電壓即使燈管已經(jīng)啟動,但仍不斷地在加熱,致使每一燈管產(chǎn)生約3W的損耗.鎮(zhèn)流器制造商采用一種電子開回路減少6W損耗.這種鎮(zhèn)流器標準燈管的輸入功率80W,相比之下同樣光輸出的節(jié)能電感鎮(zhèn)流器需要86W.這種鎮(zhèn)流器的價格比電子的低,比節(jié)能電感的高,見下表.
節(jié)能電感鎮(zhèn)流器、陰極阻斷式鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器的輸入瓦數(shù)和價格比較
F40T12鎮(zhèn)流器(雙燈) 輸入瓦數(shù)(標準燈) 流明系數(shù)% 近似價格比
節(jié)能型 86 95 X
陰極阻斷式 80 95 1.3X
電子快速型 72 88 2X
  電子鎮(zhèn)流器
  電子鎮(zhèn)流器使熒光燈在20KHZ或更高頻率下運行而不是電感鎮(zhèn)流器的50或60HZ,較高頻率使燈光效提高10%.電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計適用于快速和瞬間啟動.
  美國在80年代中期引進電子鎮(zhèn)流器,1988年電子鎮(zhèn)流器的銷售總量約100萬只,占全部鎮(zhèn)流器銷售量的35%.
  電子鎮(zhèn)流器改變了美國的鎮(zhèn)流器技術(shù),熒光燈T12的34及40W改進為T8的32W.1990年電子鎮(zhèn)流器100%用于T12燈,到1993年80%用于32W T18燈.這是由于部分的這種燈要用于能在高頻下瞬時啟動,而T12快速啟動式燈則不能.
  電子鎮(zhèn)流器比電感鎮(zhèn)流器采用更多的元器件,最初有些電子鎮(zhèn)流器用了100多個元件,使它比電感鎮(zhèn)流器貴3~4倍.由于使用大量元器件,出現(xiàn)了不少可靠性問題.早先的電子行業(yè)中,一家較大的美國公司曾經(jīng)歷過大量鎮(zhèn)流器故障的教訓,不得不用節(jié)能電感鎮(zhèn)流器換下電子鎮(zhèn)流器.由于不論是元器件故障,還是不好的設(shè)計、不合理的制造或很差的質(zhì)量管理,造成了人們對電子鎮(zhèn)流器故障的煩惱.鎮(zhèn)流器的更換以及人力物力的費用均由制造廠承擔,許多電子公司只好以停業(yè)來替代更換鎮(zhèn)流器.今天,一些較大的電子鎮(zhèn)流器公司的產(chǎn)品質(zhì)量是極好的,但并不是所有公司銷售的電子鎮(zhèn)流器都是如此.
  熒光燈電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器運行中的問題
  每一處燈光的設(shè)置,在確定采用哪一種類型的鎮(zhèn)流器效果最好時,必須將系統(tǒng)兼容性問題考慮進去.主要有以下幾方面.
  波峰系數(shù)
  高波峰系數(shù)造成燈管電極材料沖蝕,縮短燈管壽命.美國標準規(guī)定熒光燈鎮(zhèn)流器波峰系數(shù)不得超過1.7,電感鎮(zhèn)流器工作時低于1.7,多數(shù)電子鎮(zhèn)流器都能做到.
  沖擊電流
  電感鎮(zhèn)流器的沖擊電流比電子鎮(zhèn)流器低.
  諧波
  筆者所知電感鎮(zhèn)流器還沒有因諧波出過問題,而電子鎮(zhèn)流器在不應有問題,但緊湊型燈的電子鎮(zhèn)流器大大超過33%,因而使用它時,可能發(fā)生問題.
  瞬變過程
  電子鎮(zhèn)流器使用固體電子元件,它比電感鎮(zhèn)流器對高壓的電涌更敏感,它可導致電子鎮(zhèn)流器過早失敗,而電感鎮(zhèn)流器則不然.
  燈光閃爍
  電感鎮(zhèn)流器在50或60HZ頻率下運行的熒光燈,燈光電壓每秒通過零點100次或120次,這可能造成大約25%~30%的閃爍,但這個閃爍一般是不容易看見的.而電子鎮(zhèn)流器在20HZ以上頻率運行的熒光燈,它將燈光閃爍將到難以察覺的水平.
  鎮(zhèn)流器的遠距離安裝
  電子鎮(zhèn)流器安裝受到遠距離的限制,而電感鎮(zhèn)流器與燈的距離僅僅受到引入電線的電阻的限制,而不受安裝距離的限制.
  電磁場的干擾(EMI)或無線電頻率干擾(RFI)
  電子鎮(zhèn)流器因為它們在高頻下工作可能對電力系統(tǒng)產(chǎn)生電磁場干擾(EMI)或無線電頻率干擾(RFI).電感鎮(zhèn)流器則沒有EMI 或RFI的問題.
  鎮(zhèn)流器壽命
  過熱對鎮(zhèn)流器壽影響最大.電感鎮(zhèn)流器外殼溫度90℃,日平均工作16小時,則其壽命可達10年~12年.根據(jù)經(jīng)驗,外殼溫度從90℃每減10℃,其壽命可延長一倍,同樣每增加10℃,則壽命將縮短一半;而電子鎮(zhèn)流器的壽命仍然有待確定.
  鎮(zhèn)流器的重量
  在美國電子鎮(zhèn)流器比電感鎮(zhèn)流器輕得多,這一點在中國不一定正確,因為在中國電感鎮(zhèn)流器僅僅是用一個簡單的扼流圈.但一般來說,電子鎮(zhèn)流器還是比電感鎮(zhèn)流器輕.
  美國加州鎮(zhèn)流器效率立法
  加利福尼亞州在美國是要求使用節(jié)能鎮(zhèn)流器的第一個州,它沒有規(guī)定非要用哪一類鎮(zhèn)流器,如用電子式或電感式,而是訂立一個標準,要求大家遵守,該標準被稱為鎮(zhèn)流器能效因數(shù)(B.E.F).其定義為:
           流明系數(shù)(%輸出的光)
  鎮(zhèn)流器能效因數(shù)=—————————————
            鎮(zhèn)流器輸入功率
  鎮(zhèn)流器必須小于規(guī)定的能效因數(shù).美國的公共法律也與加州鎮(zhèn)流器的規(guī)定基本相同.
結(jié) 論
  在熒光燈鎮(zhèn)流器市場中電感式鎮(zhèn)流器扮演著一個富有生命力的角色.美國政府無權(quán)宣布它們的應用為非法.在那些電子鎮(zhèn)流器與基本的電子設(shè)備互相沖突的應用場合,必須使用電感式鎮(zhèn)流器.低瓦數(shù)的電感式鎮(zhèn)流器可以制造出在節(jié)能和壽命周期成本上與電子鎮(zhèn)流器相當?shù)漠a(chǎn)品,最后,重要的是制訂出規(guī)定現(xiàn)實效率水平的鎮(zhèn)流器標準,那么,市場自身能夠決定可以利用的鎮(zhèn)流器適當型式(電感式或電子式).
  用于中國的熒光燈和鎮(zhèn)流器與用于美國的不同,但是,希望本文論述的美國經(jīng)驗對中國尋找照明的節(jié)能途徑有所幫助.