浅析HID调光灯技术 简单几点供你参考

　　随着社会的进步，节约能源，保护环境已是大势所趋，在照明领域中，采用新型节能光源、节能电器及高效灯具来达到节约电能的目的，已广泛被人们接受。但如何通过节能照明设计来达到节约能源的目的,才刚被人们所重视。 采用调光技术用于照明领域的节能是一种行之有效的方法。与其相应的新产品已不断地被开发出来。过去在体育场馆，城镇道路和隧道等场所大面积照明，采用 HID 调光设计,从实用上说是不大可能的。现在随着科技进步，电子技 术和电子元器件的不断发展，这种调光设计已变为可行。下面向大家简单介绍三种 HID 灯的调光技术及相关的产品。

　　1 电子镇流器调光

　　众所周知，HID 灯电子镇流器可以容易地设计成调光镇流器。调光原理：通过各种传感器，调节输入到电子镇流 器控制工作频率的直流电平，改变工作频率，调整输出到 HID 灯的功率，达到调光目的。HID 灯电子镇流器调光范围： 高压钠灯一般为输出功率 50%~100%(光通量约：30%~100%)。金属卤化物灯输出功率 60%~100%(光通量约：45%~100%)。 根据国外研究资料，调光 HID 灯电子镇流器，在灯启动 3~5 分钟内，必须满功率工作，否则会出现灯管早期发黑现 象，影响灯的使用寿命。我们初步对比试验也证明了这一点。所以调光 HID 灯电子镇流器在设计时应考虑此问题。在灯启动时，不论是什么状态，电子镇流器在 3~5 分钟内应自动工作在满功率输出。

　　2 变感抗式镇流器的调光

　　变感抗式镇流器的调光，顾名思义就是改变镇流器的感抗值，调整灯的输出功率来达到调光目的。工作原理见

　　图(1)：

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　　用感抗式镇流器中间抽头，变换开关 K，改变镇流器阻抗，使其输出到灯的功率不同来调光。这种调光方式关键要解决开关切换问题，用普通开关(如交流接触器)在切换时，因切换速度不够快，会产生熄灯现象。这在一些场 所是不允许的，即使允许，灯熄灭后降功率启动和多次启动对灯的寿命影响较大。所以必须采用电子开关或是电流过零技术的快速机械开关，保证灯切换功率时不熄灭。这种调光镇流器只可用于高压钠灯和脉冲启动型金卤灯。而 不适用于 JLZKN 系列钪钠金属卤化物灯的调光。高压钠灯可降功率 0～40%，金卤灯 0～20%或 30%(视金卤灯品种而 定)。功率下降幅度增大，在一些因素影响下(如电源波动、畸变等)就可能产生电弧不稳和熄灯现象，尤其是金 卤灯。从工作原理图可以看出变电抗式镇流器只能是定功率一级或二级调光，不能连续调光。图(2)是我公司生产 的 NGZ-H 型高压钠灯变感抗式镇流器和控制器 FD-1 型的工作原理图。镇流器 I 端为额定功率输出，II 端为 60%额定 功率输出。当接通电源时，继电器不动作，镇流器 I 端输出，灯在额定功率下运行，同时电源给出 50 次/S 的时基信 号，计时控制器开始计时，3 分钟后给出一个信号将 CD 电子触发器关闭(电子触发器灯亮时可以自动关闭，灯损坏 时 3 分钟关闭)，约 6 小时后(此时间可以根据用户要求设定)，计时控制器给继电器 J 信号，继电器吸合，由检 流计提供的信号可以保证-继电器吸合的时间在灯电流过零点左右，这可以保证灯泡不会熄灭，同时也延长继电器触点寿命。继电器吸合后，镇流器 II 端输出给灯 60%的额定功率，完成定时定额调光工作。

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　　3 变容抗式 CWA 型镇流器调光

　　CWA 型镇流器也称为 LC 顶峰超前式镇流器，调光原理见图(3)。通过改变镇流器工作电容的容抗，降低镇流器 的输出功率来调光。这种调光电路可用于高压钠灯和脉冲启动型金卤灯的调光，也可用于 JLZKN 钪钠系列金卤灯的 调光(不用电子触发器)。调光范围与变感抗式镇流器相同，同样调光时要采用电容电压过零分断技术，保护继电器触点因大电流冲击损坏。另外灯启动时应处于满功率状态，否则会因镇流器提供给灯的从新着火电压值 VSS 太低， 使灯在启动过程熄灭，无法正常工作。

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　　图(4)是一种变容抗式三级定功率金卤灯调光电原理图。采用的是手动控制调光方式。通过 K1、K2 开关组合， 可获得三种调光功率，Z 为检流计，A1、A2 为过零电压控制器，调光时保证继电器 J1、J2 触点在电容 C3 电压为零 时分断。该控制电路简单可靠，比较适用体育场馆调光照明。

　　图(5)是我公司生产的 JLZL-C 型变容抗式调光镇流器和 FD-2 型定时控制器工作原理图。主要用于城镇道路照 明定时金卤灯调光。FD-2 型定时控制器工作原理与 FD-1 型相同，只是减少了电子触发器部分。该产品可直接装入路 灯具内使用。

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　　4 调光控制方式

　　常用的调光控制方式有：延时控制、载波控制、手动控制、光电控制和远红外感应控制等，组成方框图见图(6)：

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　　手动控制工作原理：用人工通过调节电位器或开关将控制信号直接传送给调光电器。载波控制：将控制信号由载波发射器经电源线传输到载波接收器转变为相应的信号。延时控制：当灯接通电源时，计时器开始计时到某一设 定时间输出一定值信号，改变灯功率。光感应控制：按白天和夜晚亮度变化，输出一定值信号。远红外感应控制：根据检测到的人体远红外变化输出一定值信号。据上述几种方式调光的控制原理可以得出：手动和载波控制方式可 以用于连续调光，而定时、光控及远红外控制一般只能用于定功率调光(单级调光)。

　　五种调光方式适用于不同照明场所：体育场馆调光照明采用手动和载波控制，可以按需要连续调光。手动控制 方式经济、稳定、可靠，用于新建场馆和线路架设容易的老场馆改造。载波控制方式可用于线路架设不容易的老场馆改造。城镇道路调光照明，用延时控制方式比较合适，开灯后满功率运行 6~7 小时(可设定)后，自动降为 60% 额定功率运行。隧道调光照明，可用时控(时间程序控制)和光控二种方式，在白天满功率运行，夜晚降功率运行。其它某些特殊场所调光照明可用远红外控制方式，如频繁进出仑库，当人进入时灯满功率运行，离开后降功率运行。

　　5 HID 灯调光工作灯寿命问题

　　HID 灯在调光状态下工作，我们最关心的一个问题是对灯的寿命影响，这要从两方面讨论：一是对灯本身的影响; 据国外有关资料介绍，不论在高频还是在工频下降功率点灯，不会损伤 HID 灯，即不延长也不会缩短灯的寿命。此结论待验证。二是调光系统对灯的影响;在灯的寿命后期，调光电器在满功率时可以正常点灯，在降功率时，灯不 能正常工作，出现熄弧，这无形就缩短了灯的寿命。初步试验证明电子镇流器调光方式在这方面对灯影响小。可在灯正常寿命 80%~90%的时间内工作(与 HID 灯品种和调光量大小有关)。而变感抗式和变容抗式调光只能是正常灯寿 命的 60%~70%，特别是金卤灯，对高压钠灯的影响相对较小。这主要原因是电子镇流器不论在什么状态下工作都能提 供给灯很小的断流时间 0T 和较高的重新着火电压 VSS。而变感抗和变容抗式镇流器在调光状态下工作时，这两项参 数就很难做得好，即使这样，我们认为这二种调光方式仍具实用价值，因其节电效益远大于灯的寿命损失。

　　HID 灯大面积照明应用调光技术才刚开始起步，有待进一步提高和完善。我们相信，随着科技的进步，在不远的 将来，HID 灯调光技术作为节能照明的重要方法将被广泛推广使用，对我国的绿色照明作出贡献。