节能灯的科技论文
节能减排是当前我国十分关注的问题。随着社会的发展和人们生活水平的提高，节能灯应用得越来越多了.小编为大家整理的节能灯的科技论文，希望你们喜欢。
节能灯的科技论文篇一
电子节能灯制造关键技术研究
摘要： 电子 节能灯是一种节能减排的新型照明设备。介绍了电子节能灯在制造过程中的几项关键技术，为相关工程技术人员提供 参考 。
关键词：电子节能灯;制造;关键技术
1 引言
节能减排是当前我国十分关注的问题。随着 社会的 发展 和人们生活水平的提高，照明用电量逐年增加，照明在能源消耗和 环境污染上的问题已引起人们的重视。在保证照明质量的前提下如何节约用电、减少污染、实现绿色照明已成为照明行业的发展主题。电子型自镇流荧光灯。即一体化电子节能灯，已越来越多地代替白炽灯泡而广泛用于家庭、商场、宾馆等各种室内照明场合。
2 电子节能灯的制造关键技术
2、1 节能灯元器件的选择
(1)毛管是电子节能灯的重要部件。技术指标主要有光电参数，其次有外形尺寸和外观以及 机械强度等，再次是低温启动性能和热态参数稳定特性等。光通量是否合格将直接关系到节能灯的能效等级能否达到标准的要求。光通维持率是产品 申请“能源之星”认证时必须要考核的指标，要求节能灯燃点至有效寿命40%时，其光通量不得小于额定值的80%。此外还有相关色温、显色性、色坐标和色容差等指标，也是应该重视的。尤其是色容差，色容差超标往往会给予不合格的判定。至于荧光粉品质的分选，可用验钞灯作对比检验。
(2)整流二极管。
选择整流二极管时，应注意以下参数。最大正向整流电流该参数与灯功率有关，所选二极管的额定电流值至少应是交流母线中峰值电流的3倍以上。对大功率灯而言。整流二极管不可直接并联使用，因为二极管的热电阻有差异，会使可靠性降低，最好用一组电流大的二极管。
峰值反向截止电压，因 工作温度高，一般要选用1200V的产品。滤波电解电容器，电解电容因会受到高频脉动电流的冲击和工作温度升高，选用高性价比的电解电容器就显得很重要。电容量及容差、额定电压、耐纹波电流、串联等效电阻(ESR)、允许温度等都是重要的技术指标，质量的好坏直接关系到使用寿命。电解电容的耐纹波电流值应越大越好。如果电解电容的耐纹波电流值达不到线路要求，则会严重影响其使用寿命，选用时应特别注意。纹波电流流经ESR，会产生热量引起电解内部温度升高，目前制造商对电容器在额定工作温度下工作的纹波电流的确定，一般均遵循5℃原则。电容量的选择与输入电流中的谐波含量和灯电流的波峰因数以及镇流器的效率有关。电解电容的标记温度，必须大于实际工作温度，并留出一定的差值。
(3)功率晶体管。
功率晶体管工作在开关状态，选择的原则是：开关速度要快，饱和压降要小，集电极电流要大，在不增加成本的条件下，功率和二次击穿耐量越大越好。集电极额定电流应依据阴极导人电流峰值并留存足够的安全余量。开关时间要小，应重点关注存贮时间ts，从理论上讲ts小则开关功率损耗也小，但更重要的是上、下两管ts值的对称。如果同一电路板上的两个管子的ts严重偏离，会使正负两个波形的面积严重不对称，导致管子过热损坏。
(4)振荡变压器。
振荡变压器通常是在环形铁氧体磁芯上绕线制成，实际上是一个电流互感器。对磁环的要求是：首先，磁导率应有负温度特性，转折温度在95'C左右;其次，磁滞回线左右要对称并且近似为矩形;再次，磁导率参数的离散性要小。要与供应商预约电感系数，并做到分档包装，否则，成灯功率的偏差不易把握。
(5)滤波电感。
灯功率在25w或以下时，通常在直流电路中插入L与C，组成简单的滤波回路。对于串模滤波电感，因其中流过直流电流，故要求磁芯应在不饱和状态下工作。又因灯内温度高，因此又要求电感量随温度变化要尽可能小。另外，电感量不能随频率的升高而下降。
灯功率大于25w时，一般要在交流电路中插入共模电感。共模电感是在同一磁芯上绕有两个相同匝数的线圈，往复的负载电流在磁芯内部产生的磁场相互抵消，因此磁芯不会饱和。灯功率大于45w时，产生的传导干扰会更大，当单纯使用共模滤波仍然不能解决问题时，还要加入差模电感。
2、2 EMC滤波电路调试
分析传导干扰噪声源，可以发现共模噪声与差模噪声是相互独立的。辐射干扰起源于传导干扰。抓住传导噪声的抑制，产品就容易符合EMC要求。为满足标准要求，必要时可对两个噪声分量单独设计合适的滤波器。
共模干扰信号主要是通过灯内元器件和线路的分布电容构成回路传输的。可见。共模干扰信号基本上都是属于高频信号。共模电感参数的选择，取决于开关频率以及所要求的衰减量。选用不同的电感参数，对应衰减共模干扰信号的频率也不一样。在输入功率较大的电路中，仅用一个共模电感不能达到标准要求时就要用两个共模电感了，其中一个可用环形磁芯电感。
事实上共模电感的两个线圈的电感量不可能完全对称，从而形成差模电感，同时用来抑制电源线上存在的差模干扰信号。必要时再设专用的差模电感。差模干扰信号是通过电源输电线路进行传输的，并继发辐射干扰。对于差模电感和X2电容，从理论上讲电感量和电容量越大，其插入损耗也越大，但要更多的关注它们的频率谐振点。一般说来，L、c滤波器的谐振频率应小于或等于点灯频率。
对于串模电感的电感量，当前趋向是取小一些，C取大一些。这不但可使L的自身温升减低，还能改善滤波效果。这是因为c值大，使低频段噪声的插入损耗也大;L小，其分布电容也小，从而降低高频段噪声的传导量。
2、3 开关晶体管的设计
开关晶体管的驱动信号有一个最佳值。基极电流Ib最理想的数值是集电极电流Ic的1/10左右，不过该电流的最优化值也是随晶体管不同而不同的。采用电流互感器驱动时，Ib应始终保持为Ic的1/10左右，无论Ic大小如何，均保持这个关系，就不会出现Ic小时，驱动功率过大;而Ic大时，驱动功率不足的现象。按hfe合理设计驱动电流及其匝数比·使开关晶体管在导通时始终处于浅饱和状态。这样可以提高开关管的响应速度，并可最大限度地减少驱动功率的浪费和损耗。驱动信号不仅有幅度的要求，还有波形的要求，即晶体管的开关渡越时间要短。开关渡越时间既与开关晶体管的开关时间有关，又与磁滞回线的角形比有关，此外，还与电路参数的调试有关。取存贮时间ts相同的开关管制作镇流器，用半导体点温度计检测两开关管的表面温度，如果两管的温度差别较大，就可适当或加或减磁环的初级匝数，使之趋于平衡。开关晶体管的功率容限，即安全 工作区SOA。有时灯电路中会有同时出现大电流和高电压的情况，尤其是灯在热态做开关试验时。用SOA值高的管子就不容易损坏。在无条件直接测试管子的SOA值时，可选用BVceo高的晶体管，BVceo高的管子一般SOA也高。
3 结论
节能灯的制造技术贯通于产品的设计与检验过程，与生产 实践紧密相连。需要工程技术人员合理设计，编制出好的工艺文件，指导工人做好每个工序的生产，把握好每个工序的生产质量，这样才能为 社会和家庭提供光效高、寿命长的新一代照明工具。
参考 文献
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节能灯的科技论文篇二
节能灯照明系统谐波电流问题研究
摘要： 随着现代电力电子和建筑智能化的迅速发展和普及，电网谐波污染的问题越来越严重。由于谐波危害很大，而且谐波源分布广泛，因此对不同谐波源产生的谐波电流应逐个分析。本文针对商业建筑中大量使用节能灯作为照明灯具的情况，结合工程实际，对25W以下的具有代表性的节能灯进行实验数据采集和分析，并得到重要结论。
Abstract： With the rapid development and popularization of modern power electronics and intelligent building， the power grid harmonic pollution problems are becoming more and more serious. The harmonic wave has great harm， and harmonic sources are widely distributed， so the harmonic current caused by different harmonic sources should be analyzed one by one. Many energy-saving lamps are used in commercial buildings. Combined with the engineering practice， experiment data acquisition and analysis are carried out to the representative energy-saving lamps below 25W， and important conclusions are drawn.
关键词： 谐波;节能灯;谐波电流系数
Key words： harmonic wave;energy-saving lamps;harmonic current coefficient
中图分类号：TM923.3 文献标识码：A 文章编号：1006-4311(2015)12-0104-03
0 引言
随着我国经济的进一步发展和我国电力市场的发展，各行各业对电能的需求日益增长，同时对供电可靠性，安全性和电能质量也提出了更高的要求。
谐波是影响电能质量的最主要因素之一，存在于配电系统已经很多年了，随着电力电子技术及建筑智能化技术的发展，谐波问题日趋严重。变压器、电力电容器，各种电力电子装置、各类节能灯等伏安特性为非线性的设备均能产生谐波。同时更多的精密设备和各类电子装置对电能质量也很敏感。在建筑电路中如果谐波含有率长时间偏高，会使电缆电线载流量大，温度升高，留下火灾隐患;若谐波电压太高，会引起电子设备无法正常工作，或电气保护设备误动作，或对通信设备和电网产生干扰，或引起电能计量装置计量不准确等等。
而想要进行准确的配电设计，精确的谐波电流值是非常重要的。但目前设计标准或手册都只是基波电流的计算，对于谐波都是以电流限制的形式来进行要求。因此，对于不同谐波源产生的谐波电流值需要逐个分析研究。
本研究的目的主要是针对当前建筑电气照明系统中由于节能灯的大量应用而带来的严重问题和后果。根据本研究的数据和结论，不但可以为建筑电气照明系统的改造，故障的解决提供理论支持，还可以为电气设计师在建筑电气配电设计上提供有效的参考。
1 节能灯谐波的产生和国标中的谐波标准
1.1 节能灯谐波概况 节能灯，又称为省电灯泡、电子灯泡、紧凑型荧光灯及一体式荧光灯，是指将荧光灯与镇流器组合成一个整体的照明设备。节能灯的尺寸与白炽灯相近，与灯座的接口也和白炽灯相同，所以可以直接替换白炽灯。节能灯的正式名称是稀土三基色紧凑型荧光灯，20世纪70年代诞生于荷兰的飞利浦公司，并且被国家纳入到了863推广计划中。这种光源在达到同样光能输出的前提下，只需耗费普通白炽灯用电量的1/5至1/4，从而可以节约大量的照明电能和费用，因此被称为节能灯。
实际上，节能灯就是一种紧凑型的日光灯。由于其自带电子镇流器，正是谐波产生的根源所在。在供电系统的负载端，谐波主要产生与具有非线性特性的设备，而节能灯自带的电子镇流器是由滤波电路、触发电路、高频振荡电路和LC串联输出电路组成。这些元件都是非线性的，从而导致了不同程度的波形畸变。
1.2 照明设备谐波标准 在国家标准GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》的规定中，公共连接点的全部用户向该点注入的谐波电流分量(方均根植)不应超过表1中的规定允许值。
在2003年颁布的GB17625.1-2003《电磁兼容限制谐波电流发射限制(设备每相输入电流≤16A)》中，按照谐波电流限制，将设备分为四类，其中有功功率大于25W的照明设备被定义为C类，并做了较详细的规定。节能灯虽然属于标准中有功输入功率小于等于25W的放电灯，但大量使用的节能灯串，应归为C类。其谐波电流应至少符合以下两个要求中的一个：
①谐波不超过表2中D类设备每瓦允许的最大谐波电流限制;②3次谐波电流畸变率不超过86%，5次谐波不超过61%。
通过此标准的规定可以看出，此标准只是针对功率大小来划分谐波限制，并未将按照光源分类给出谐波限制，而且谐波限值是比较大的。
2 节能灯谐波电流的测量
商业建筑中是节能灯大量使用的典型场所，因其对照明的主要要求体现在三个方面：一是节能，由于营业时间长、灯具数量多;二是显色性好;三是灯具小巧美观。因此，自带电子镇流器的稀土三基色紧凑型荧光灯是最合适的选择。因此，从实际工程应用角度来考虑，在实验室搭建了一个模拟实际工程情况的试验平台，这样通过试验不仅能推导出大量使用节能灯后的谐波特性，还能够使试验结果与实际工程紧密结合。 实验电路如图1所示，设计最大25个灯是因为在JGJ-16-2008《民用建筑电气设计规范》中规定：照明系统中的每一单相回路的电流不宜超过16A，光源数量不宜超过25个。
实验中选择了两种不同品牌的节能灯(A和B)进行实验，A选择品牌为飞利浦品牌的三基色自镇流荧光灯;B选择了佛山出品的一种杂牌自镇流荧光灯。
根据工程的实际情况，实验共需采集两类数据：①每5个灯一组，共采集5盏、10盏、15盏、20盏、25盏五组数据进行分析。②三是根据三相平衡原则，同时接通三相A、B、C回路，采集三相四线制条件下N线的谐波数据。
实验中节能灯谐波值和标准规定限制如表3。
实验数据如表4-表7。
3 谐波电流系数f的提出
在建筑照明设计时，一般会根据灯具的规格和数量来计算回路中电流，但这样计算是按照正常基波状态，并没有考虑谐波电流的影响。从实验结果可明显看出，节能灯回路中谐波电流值非常大，不考虑谐波电流的影响的设计是有问题。
式中：I为实际电流(A);f为节能灯谐波校正系数;I1为基波电流(A);Un为额定电压(kV);Pe为设备额定功率(kW)。
在工程上应用，必须要保证在使用谐波校正系数f后计算电流不大于实际正常负荷电流。通过上述实验，分析、综合考虑后，确定谐波校正系数应取实验数据中最大值，才能确保工程安全。
此处，功率因数可取0.9。
利用实验数据通过上式计算可得实验中使用的节能灯，由个数1增加至25时，对于的校正系数f。
从数据中看出，节能灯f值的变化规律虽然随着数量的增加而变大，但变化的范围较大是杂牌的产品。因此，考虑到市场上节能灯品牌众多，质量良莠不齐，必须将谐波校正系数的取值偏大考虑。所以，笔者认为f取值为1.7，比较合适。
4 结论
①基本上两种节能灯的各次谐波都不能完全负荷国家标准，一般3、5、7、9次谐波都比较接近标准值，但是11次以上的高次谐波值高出标准值较多。
②实验中所用到的25W以下的节能灯，电流总谐波含量THDI非常高，最高接近100%;单个节能灯造成的问题并不严重，但大量使用节能灯将对电网造成的非常严重污染。
③从节能灯同品牌不同数量的实验中可以得出，节能灯产生的电流总谐波含量随着灯的数量增加而增加，但不是线性叠加。
④工程设计中，计算电流比实际电流小很多，尤其是三相四线制供电系统的N线电流增加较大，若没有滤波措施，很容易使得N线超负荷，不仅可能损坏设备，甚至有造成火灾的隐患。
⑤提出节能灯谐波系数f概念，可用于校正计算电流数值，使得设计师在计算电流时能更加准确。
5 改进措施
节能灯回路的谐波抑制，可从控制谐波源和加装滤波器两方面考虑。
①从实验数据和结论中可知，3、5、7、9次谐波都比较接近标准值，节能灯生产厂家应完善节能灯中滤波电容的设计，使之具有针对11次以上谐波滤波的能力。
②两种节能灯比较而言，名牌节能灯的各次谐波值要小于杂牌节能灯，说明厂家在灯具制造和滤波方面还是有一定标准要求的。建议大规模使用节能灯的场所，购买知名厂家的产品。
③目前节能灯线路中，加装滤波器方面建议使用高通滤波器，主要可消除某些高次谐波和某次谐波以上的所有谐波，配合节能灯中滤波电容的低次谐波的滤波效果，可较好的滤除节能灯照明回路中的大部分谐波。
④节能灯谐波校正系数f主要用于节能灯线路设计中电流的计算，可较精确的计算出节能灯回路中计算电流值(包含基波电流和谐波电流)，可以此为依据较为地准确选择开关、导线等电气设备，并考虑是否需要设计滤波装置。
6 结语
本文从大规模使用节能灯的电气照明回路的谐波电流入手。通过实验分析，有针对性地说明了使用节能灯照明回路的谐波现状，并提出了改进措施。通过再次实验验证，在使用了滤波装置的节能灯回路中，各次谐波值基本都符合国家标准GB/T 14549-1993《电能质量 公用电网谐波》的要求。
参考文献：
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