HID电子镇流器

一、项目简介

高强度气体放电（high intension discharge HID）灯具有光效高、显色性好、长寿命等优点，在泛光照明中得到了广泛的应用。HID灯是目前国际上广泛使用的新一代高效光源，去年仅我国生产的金属卤化物灯泡、高压钠灯多达1480万只，而且随着基础建设不断加大，HID灯的用量每年都会有较大的增长，驱动HID灯高效率电子镇流器的市场需求量也必将是庞大的。

HID电子镇流器，可广泛应用于照明领域，该技术的研发符合国家发改委发布的《节能中长期专项规划》中的“节能重点领域和重点工程”的要求，并与国家重点建设的“绿色照明工程”相配套。该镇流器具有高频率、高效率、高可靠性和等特点，采用高频技术有效克服了工频下的零点损耗，大幅度的减小了互感器等磁性元器件的体积和成本，并具有无频闪、无噪声、灯光舒适等特点；高效率主要体现在高功率因数、低谐波、节能、环保等特点上，其可靠性设计可保证灯具在电磁干扰等恶劣的环境下长寿命稳定可靠的运行。这种新型的电子镇流器，主要具有以下几点特性：

1. 采用APFC电源控制技术和先进的IC芯片，一方面使得电源的功率因数高达0.97以上；另一方面使得高频发生器始终以高频恒电压的方式点灯。当输入的电源电压在一定范围内波动时，提供给灯的功率保持不变，其发光亮度不变，灯的电光转换无脉动，在同等光照的条件下，提高了效率和舒适度，延长了灯管的寿命。使用APFC校正前后的波形见图1和图2。

2. 与传统电感式镇流器相比，节电30%以上；对电网输电损耗减少达80%；对供电系统的容量（VA）需求减轻60%以上；由于通过有源功率因数校正技术控制电流波形为纯正弦波，对电网的污染程度减至最低，进线总电压畸变度小于 3% 。

3. 电子镇流器可以提供稳定的光输出，灯的色温和亮度不随电压波动而变化，无频闪，保护了视力，保证了照明质量。

4. 采用模块化设计，新颖的模块间无缝接口技术，通过模块间的配置使同一电子镇流器可适用于不同规格的光源；

5. 具有开路、短路、过压、欠压、过流保护功能。

6. 宽电压使用范围：温升低，在-25℃—+85℃宽范围环境温度下能正常工作。

7. 可靠性高，无低频噪声，降低环境噪声污染。

 （图1 APFC校正前波形）　　　　　　　 （图2 APFC校正后波形）

8. 基础设施投资费用低，节约运行成本。

9. 安装使用方便，相比于电感式无需外加触发器和补偿电容。安装方式对比见图3和图4。

（图3 电子镇流器安装图）　　　　　 （图4 电感镇流器安装图）

本项目目前实现的技术指标如下：

（1）220V 交流输入，驱动的HID灯功率为0~1000W。

（2）功率因数（PF）不低于0.99。

（3）工作电压范围为170V～265V。

（4）电流总谐波失真（THD）≤3％～5％。

（5）满足QB/T 2878-2007标准——灯用附件放电灯（荧光灯除外）用直流或交流电子镇流器性能要求。

以250W电子镇流器与目前市场上广为采用的电感镇流器进行如下几方面指标的对比分析：

（1）两种产品的主要技术参数对比如下：

（2）对电网配置要求对比

1）启动

假设变压器10分钟允许过载150%。在额定电压(AC220V)下，同功率单台灯的对比：

按10000盏灯计算，用电感式镇流器，至少要配5.870MVA变压器，用电子式镇流器只耗0.77MVA。

2）正常工作

假设电网波动85%～110%，85%时灯能满足最低照度。单台同样满足要求的灯对比：

按10000盏灯计算，用电感式镇流器；最大耗电3.2MVA，用电子式镇流器只耗2.2MVA。

3）舒适度

4）小结

综上所述，与传统电感式镇流器相比，节电30%以上；对电网输电损耗减少达80%；对供电系统的容量（VA）需求减轻60%以上。由于通过有源功率因数校正技术控制电流波形为纯正弦波，对电网的污染程度减至最低，进线总电压畸变度小于 3 % 。

二、市场需求预测及效益分析

伴随着不断攀升的能源成本和越来越多的环境问题，各种类型的企事业单位对照明的能效要求也将会越来越高。因此，对使用高效光源的灯具需求将呈现稳步增长的趋势。 目前金属卤化物灯主要用在体育场馆、机场、车站、港口和城市亮化工程的泛光照明方面，随着金属卤化物灯生产的发展和市场的拓宽，今后金属卤化物灯产品将在城市道路、商业广场、超市和工矿照明中大量使用，有较大的市场发展空间。

HID灯是目前国际上广泛使用的新一代高效光源，去年仅我国生产的金属卤化物灯泡、高压钠灯多达1480万只，而且随着基础建设不断加大，HID灯的用量每年都会有较大的增长。 HID灯电子镇流器作为绿色照明工程的重要部分，具有广阔的市场应用空间。

本项目组目前研制成功的主要是是功率为400W、300w等的HID灯数字式电子镇流器，还可以进行其他型号（70~400w）的电子镇流器系列化研发和形成产业化产品。

三、项目团队介绍

本产品的承担单位中科院先进制造技术研究所智能自动化实验室配备了一整套当今国内先进的仪器、设备，并集聚了一批科研专家，可为本项目提供持续的技术支撑。

项目负责人：叶晓东， 1973年生，高级工程师，全国计算机信息系统集成高级项目经理，1995年毕业于东北大学工业电气自动化专业。先后从事电气传动装置和嵌入式产品的设计研发工作，主要研发成果有：山东招远尹格庄金矿1250千瓦机组等几项大型的全数字多水平矿井提升电控系统，矿井提升、电力远程抄表等相关的上位计算机管理系统软件，电力仪器仪表、移动手持终端等相关的多项嵌入式系统工业产品。先后被评为镇江市劳动模范，荣获镇江市润州区科技工作先进个人称号和镇江市润州区技术创新先进个人称号。

四、预期合作模式

本项目已由先进制造所独立完成样机开发，具有自主知识产权。拟进行项目融资来开展成熟产品的规模化生产和其他各种型号产品的研发工作。