金卤灯电感镇流器和电子镇流器综合比较[转] [复制链接]
欣喜地看到国内水草玩家突破原有观念，重视反光罩，打破荧光灯８６５一统天下的格局，金卤被广泛应用。 再此转一片很实用，很详细的文章，拿出来与大家分享。
引言
在金卤灯电子镇流器制造技术已有了明显进步的今天，如何来客观公正地正确评价欧标和美标电感镇流器及电子镇流器的综合性能和性价比是十分重要的。这种对比和评价必须建立在各种镇流器产品都全面地达到现行的国际和国内安全标准,性能标准，EMC标准的前提下才有意义。也只有对金卤灯电感镇流器和金卤灯电子镇流器进行了客观正确的评价后，才能在实际应用中扬长避短，根据使用场合和条件的不同正确选用对应的镇流器。本文从上述各类镇流器主要性能比较（共包括10项内容）和价格及运行成本二个方面进行了分析并且给出了结论。
一、主要性能比较
欧标、美标金卤灯电感镇流器和金卤灯电子镇流器的主要性能对比简述如表1,因为实际的对比情况较复杂,所以详细的对比分析内容如下：
A、电磁兼容
金卤灯电子镇流器由于它的内部电路特性,决定了它本身的电磁兼容特性不可能做得很完美，尽管电子镇流器电子电路及元件功能的进步使目前的金卤灯电子镇流器能达到欧洲、北美以及我国对应的产品标准,但也使电子镇流器在制造成本及自身功耗上付出了明显的代价。
(1)、目前合格的金卤灯电子镇流器谐波总量THDI大约在12％-25％。而欧标金卤灯电感镇流器THDI仅为10％-12％。美标金卤灯(超前顶峰式)镇流器谐波总量比较高，THDI约在25％-30％，略高于合格的电子镇流器。
(2)、在对外骚扰(EMI)方面，金卤灯电子镇流器通过共模和差模的复合滤波,基本能达到EN55015和FCC的标准要求,但由于所配的光源功率较大,所以在实际安装使用时如不注意灯具内各输入和输出的走线位置,还是很容易因为输入和输出线之间的寄生感应而造成EMI方面的超标现象,尤其是采用电子镇流器的250W,400W的金卤灯灯具,往往会因为其输出导线辐射功率较强而造成上述不合格现象。而欧标和美标电感镇流器几乎不存在EMI方面的问题。
(3)、在抗外部骚扰(EMS)方面,电子镇流器可能显得更脆弱,尽管通过努力,目前的金卤灯电子镇流器也能够基本满足IEC61547的要求,但除了付出较明显的成本外,收到的实际功效还不理想,主要表现在进行EMS方面的试验时,由于元件参数的不一致性往往会出现产品有一定比例的不合格现象,尤其是野外应用的金卤灯电子镇流器在抗雷电感应能力方面,由于我国的配电网络是极性电源,即中性线(零线)接地,当出现强雷电情况时,闪电发出的广谱电磁波被架空的电源线吸收,由于火线和零线对地泄放的阻抗不同而使两根供电线路间以及供电线和地线之间在瞬间存在较高的电压差(根据测量,这种电压差可达3000V-5000V)，这一电压差很容易使电子镇流器内部的元件发生击穿损坏,这也是安装在野外的HID电子镇流器常发生莫名其妙的损坏的主要原因。而欧标和美标的电感式镇流器几乎不存在抗外界骚扰和抗雷电感应电压方面的问题。
(4)、开机浪涌电流由于电子镇流器内电源滤波电容的存在,使得开机的瞬间浪涌电流很大,视电源内阻抗不同和相位不同可达15--30倍的正常工作电流值,而欧标电感镇流器开机时电流仅为正常工作电流得1.5倍左右,美标超前顶峰式镇流器仅为正常工作电流得1.3倍左右。虽然单个的电子镇流器开机时浪涌电流的绝对值并不大，并且作用在电网上的时间才数百毫秒，但由于金卤灯电子镇流器在使用时，往往是一个开关装置控制了很多个电子镇流器和灯的回路，这些接在同一开关回路里的电子镇流器在电源接通的瞬间会产生绝对值很大的浪涌电流。这种开机的浪涌电流完全可能使局部电网的过流装置动作，产生断电故障。金卤灯电子镇流器的开机浪涌电流大的特点初看起来与现在的EMC方面的标准中IEC61000-3-3/GB17625.2（电器的接入电网造成的局部电网电压的波动和闪烁的限制要求）有关，但实际上对某个具体的金卤灯电子镇流器来讲，即使是通过了IEC61000-3-3/GB17625.2标准检测，在大量使用时，仍会因为开机的浪涌电流而造成局部电网电压的明显的波动甚至过流跳闸。目前较先进和有效的方法是在金卤灯电子镇流器的输入端加接过零导通式固态继电器，能使开机时的浪涌电流减小到正常工作时电流的5~6倍，但必经是增加了成本并且其效果还有点不尽人意。
二、金卤灯电子镇流器和电感镇流器的性能/价格及运行成本（实例）对比
对金卤灯电子镇流器的性能价格及实际应用成本对比，可通过小功率金卤灯点灯系统和大功率金卤灯点灯系统二个例子来对比。下述对比都是建立在每种镇流器都全面达到标准的基础上。
A、小功率150W金卤灯系统的运行比较
150W小功率金卤灯对美标和欧标的结构和参数几乎是一样的。可从如下几个因素来综合评价电子镇流器和电感镇流器点灯系统三年的综合运行成本。
1.对输出功率较好的150W金卤灯电子镇流器，自身功率损耗约为11W，由于金卤灯照明大多用在公共场合，每天使用的时间以及每年使用的天数都较多，设每天用10小时，每年用340天，每千瓦时电费为0.7元。电子镇流器点灯系统的总功率150W+11W=161W，三年的用电费为0.7元×（10H×340D×3Y×0.161KW）=1149.54元，150W金卤灯电子镇流器平均价格140元，电子镇流器平均使用寿命为三年，平均
早期失效率1﹪。折合成每个电子镇流器单价约为141.4元。所以每个150W金卤灯电子镇流器三年平均运行费用是1149.54元+141.4元=1290.94元。
2.对输出功率同样足够的150W金卤灯电感镇流器，普通型电感镇流器的自身功率损耗约为24W，节能型电感镇流器自身损耗为17W，按上述同一计算方式
普通型三年的用电费为0.7元×（10H×340D×3Y×0.174KW）=1242.36元。
节能型三年的用电费为0.7元×（10H×340D×3Y×0.167KW）=1192.38元。
由于电感镇流器工作时需要加触发器，（平均价格为10元）为了使点灯系统功率因素达到0.9，所以加配18μF补偿电容（平均价格为18元），对触发器和电容，设其工作寿命为三年，早期失效率为1﹪，但电感镇流器平均工作寿命为10年，所以消耗的三年价格折旧。
对普通型电感镇流器价格为65元，早期失效率为0.01﹪，三年折旧价65元×1.0001×0.3+（10元+18元）×1.01=47.78元。
对节能型电感镇流器价格为80元，早期失效率几乎为零，三年折旧价80元×0.3+（10元+18元）×1.01=52.28元。
注：本文电感镇流器的价格已经把铜材涨价因素考虑在内，价格都按2006年5月价格计算。
每一个点灯系统三年的平均运行价格：（采用三年运行电费加上三年折旧价）
电子镇流器点灯系统：1149.54元+141.4元=1290.94元
普通型电感镇流器点灯系统：1242.36元+47.78元=1290.14元
节能型电感镇流器点灯系统：1192.38元+52.28元=1244.66元
从上面的实例对比可看出，对于普通的照明场合，节能型金卤灯电感镇流器点灯系统的三年运行成本最低，金卤灯电子镇流器点灯系统与普通金卤灯电感镇流器点灯系统三年的运行成本几乎一样。另外，在南方一些地区，在一年中使用空调的时间长达6个月，那么电子镇流器因其自身功耗小，造成的自身发热小而使空调系统间接的产生节电，按上述计算原则三年内累计间接节电费用与普通型电感镇流器相比可算出，
（24W-11W）×0.001×0.7元×10×（340×6/12）=15.47元，
三年内累计间接节电费用与节能型电感镇流器相比可算出，
（17W-11W）×0.001×0.7元×10×（340×6/12）=7.14元，在这些场合如果算上间接节电因素，150W金卤灯电子镇流器点灯系统三年的运行费用电容低于普通型金卤灯电感镇流器点灯系统，但仍明显高于节能型金卤灯电感镇流器点灯系统。
对于运动物体的照明例如乒乓球馆、羽毛球馆、网球场以及摄影、摄像场合，由于金卤灯电子镇流器独特的无频闪功能而使它能代替原有的低光效的卤钨灯，从而收到明显的节能效果，在相同的照明条件，平均比充卤素的钨丝灯系统节电达60﹪。应该讲这也是金卤灯电子镇流器得以生存和发展的最主要方向。而电感式镇流器由于频闪效应很难应用于这些具有运动物体的照明场合。 E、灯的效率
这一问题初看起来，好象是由灯自身的质量好坏所决定的，但实际上对于同一个灯来说，输入的灯电流的波形及频率的不同都会明显影响灯的电→光转换效率。就本文涉及的三种镇流器而言，设计良好的欧标金卤灯镇流器，其输出到灯的电流近似于正弦波，并且过零处的电流中断时间（OT）很小。与金卤灯配合后电→光转换效率最高。美标金卤灯镇流器由于采用超前顶峰式结构，灯电流过零处中断时间（OT）较大，所以在输入到灯相同功率的条件下，电→光转换效率约比欧标金卤灯镇流器低0.5%~2%。
电子镇流器输出到金卤灯的电流频率约在40KHz~50Hz，应该说其灯电流过零时的中断时间（OT）几乎可忽略，但实验却证明高强度气体放电灯在相同的电功率输入时，比工频相同电功率输入到同一灯时的光效要低，尤其是在250W及以上时，这一现象就比较明显，其电→光转换效率约低1.5%~3%。这一现象产生的原理目前尚不清楚，但这一现象说明了对低气压放电的荧光灯，在高频下其发光的效率会有约5%~8%的提高，但在高强度气体放电领域，用高频点灯不仅没有使灯的光效有所提高，在大功率时，灯的效率反而有所下降。
F、调光特性
为了适应各种场合不同的要求，对金卤灯进行适当调光是有必要的，在这一方面无疑是电子镇流器的功能最好，它能基本实现无级的调光，而电感式镇流器就目前比较经济的方法，一般只能采用分级调光形式。但是金卤灯的调光是受到其自身特性限制的，当金卤灯处于较小的输出功率时，由于其电弧管内的压力低而使灯的发光效率明显的减小。对于石英电弧管的金卤灯来讲，灯功率的明显调低，（约50%及以下的输出时）其发出光的谐线中，紫外光的比例将会明显的超标，这一现象一方面使灯发出可见光的效率进一步下降，另一方面必须对灯具上的透光玻璃采取更进一步的措施才能防止正常照明时紫外线成份不超标。所以对金卤灯而言，虽然电子镇流器可做到在100%~20%的调光，但实际应用时一般只适合用于陶瓷电弧管的金卤灯，并且考虑到其效率，调光范围一般只可取100%~40%。
[ 本帖最后由 xoanon 于 2008-2-20 12:20 编辑 ] 本帖子中包含更多资源
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沙发
发表于 2008-2-20 08:34:49 |只看该作者 G、镇流器与灯的距离
在实际的使用中，因为很多原因往往需要把镇流器安装在离灯较远的地方，在这一方面电感镇流器只要导线截面积足够，导线电阻约占镇流器等效阻抗的0.5%以下时，几乎不会影响灯的正常工作，这一距离一般可达50米左右。而电子镇流器由于其输出的是高频，所以输出导线的高频感抗较大，当灯和镇流器的距离达5米时，因导线高频阻抗原因已会使灯的输出功率明显下降约3%~8%，并且电子镇流器输出导线的增长还会使对外干扰（EMI）明显上升并超过标准限值。更重要的是，对于采用钢杆的路灯，如果电子镇流器安装在路灯钢杆的基座内，其输出到灯的导线相互之间，以及导线与接地的钢杆之间将产生明显的容性泄漏电流，这一容性泄漏不仅会产生对外干扰，还会加重电子镇流器的负载而可能使电子镇流器寿命缩短。
H、镇流器的使用寿命
电子镇流器的生产企业，对生产过程质量控制以及工艺控制要比做电感镇流器生产过程质量控制以及工艺控制严格得多，仅管这样，因为电子镇流器内的元件很多，并且其中任一元件出故障都将造成电子镇流器的失效。即使是电子镇流器内部的元器件没有失效，但在露天且在雷电感应和高压脉冲“袭击”的场合仍会使不少电子镇流器早期失效。目前电子镇流器由于受到元器件寿命及外界电磁感应脉冲干扰的影响，平均寿命基本在3年左右。
电感镇流器由于其结构简单，只要绕组未发生自身的匝间和层间短路以及对外表的击穿。一般寿命都大于10年，在耐高温及恶劣环境条件方面，电感镇流器的使用寿命也明显优于电子镇流器。
I、自身重量
在自身重量方面，电感镇流器由于其结构原因并且要保持其良好的工作特性，自身重量是很大的，一般 为同类电子镇流器重量的3倍~5倍。 J、执行ROHS和Weee指令
欧盟议会和欧盟理事会第2002/95/EC号《关于限制某些有害物质在电子电气设备中使用（ROHS）指令》规定，从2006年7月1日起各成员国在电子电气产品中禁用（除少数限用外）镉、铅、汞、PBB（多溴化联苯）和PBDE（聚溴联苯）。另外，又颁布了第2002/96/EC号《关于报废电子电气设备（weee）指令》，这一执令已于2005年8月13日执行。对照明电器在weee指令中附件1A中规定，报废的照明电气产品回收再利用率要达到每件器具平均重量的70%以上，对于气体放电灯，组件、材料和物质再循环利用率将达到灯重量的80%以上。
我国目前是世界照明电器出口的第一大国，这二个指令的发布对我国出口欧盟的照明电器产品有非常大的影响。目前我国对应欧盟二个指令的相对应标准也即将出台，这二个指令本身也将对电子和电感镇流器今后的发展产生重大影响。
就金卤灯电子镇流器和电感镇流器而言，要满足ROHS和Weee指令其难度是有很大差别的。电感镇流器只要在其采用的材料中，例如塑料绝缘材料中的阻燃剂，不含PBB（多溴化联苯）和PBDE（聚溴联苯），黄铜材料中不含铅、镉,电镀件中不含六价铬就能轻易满足ROHS指令的要求。对于电感镇流器来说，其报废的材料回收再循环利用率可轻易达到自身重量的85%以上，也完全能满足Weee指令的要求。
电子镇流器要达到ROHS指令的要求，除了其塑料绝缘件和黄铜材料也需达到上述要求外，最困难的是采用的焊锡中铅含量问题，众所周知，当锡铅比列达到65%/35%时焊锡特性最佳。我国目前的电子线路板上的焊锡普遍采用这一牌号的焊锡，但为了满足ROHS指令，必须得放弃这种焊锡。目前采用的其它能满足ROHS指令的焊料除了成本高以外，焊接的温度也明显提高，这使得在接过程中的工艺难度更大，也更易损坏电子元件。在达到Weee指令要求方面，电子镇流器也面临很大的困难，其电子元件及线路板的回收利用是个很困难的问题，虽说目前的技术已能使电子镇流器的回收再利用达到Weee指令的要求，但是，回收处理所付出代价要比电感镇流器大得多。
二、金卤灯电子镇流器和电感镇流器的性能/价格及运行成本（实例）对比
对金卤灯电子镇流器的性能价格及实际应用成本对比，可通过小功率金卤灯点灯系统和大功率金卤灯点灯系统二个例子来对比。下述对比都是建立在每种镇流器都全面达到标准的基础上。
A、小功率150W金卤灯系统的运行比较
150W小功率金卤灯对美标和欧标的结构和参数几乎是一样的。可从如下几个因素来综合评价电子镇流器和电感镇流器点灯系统三年的综合运行成本。
1.对输出功率较好的150W金卤灯电子镇流器，自身功率损耗约为11W，由于金卤灯照明大多用在公共场合，每天使用的时间以及每年使用的天数都较多，设每天用10小时，每年用340天，每千瓦时电费为0.7元。电子镇流器点灯系统的总功率150W+11W=161W，三年的用电费为0.7元×（10H×340D×3Y×0.161KW）=1149.54元，150W金卤灯电子镇流器平均价格140元，电子镇流器平均使用寿命为三年，平均
早期失效率1﹪。折合成每个电子镇流器单价约为141.4元。所以每个150W金卤灯电子镇流器三年平均运行费用是1149.54元+141.4元=1290.94元。
2.对输出功率同样足够的150W金卤灯电感镇流器，普通型电感镇流器的自身功率损耗约为24W，节能型电感镇流器自身损耗为17W，按上述同一计算方式
普通型三年的用电费为0.7元×（10H×340D×3Y×0.174KW）=1242.36元。
节能型三年的用电费为0.7元×（10H×340D×3Y×0.167KW）=1192.38元。
由于电感镇流器工作时需要加触发器，（平均价格为10元）为了使点灯系统功率因素达到0.9，所以加配18μF补偿电容（平均价格为18元），对触发器和电容，设其工作寿命为三年，早期失效率为1﹪，但电感镇流器平均工作寿命为10年，所以消耗的三年价格折旧。
对普通型电感镇流器价格为65元，早期失效率为0.01﹪，三年折旧价65元×1.0001×0.3+（10元+18元）×1.01=47.78元。
对节能型电感镇流器价格为80元，早期失效率几乎为零，三年折旧价80元×0.3+（10元+18元）×1.01=52.28元。
注：本文电感镇流器的价格已经把铜材涨价因素考虑在内，价格都按2006年5月价格计算。
每一个点灯系统三年的平均运行价格：（采用三年运行电费加上三年折旧价）
电子镇流器点灯系统：1149.54元+141.4元=1290.94元
普通型电感镇流器点灯系统：1242.36元+47.78元=1290.14元
节能型电感镇流器点灯系统：1192.38元+52.28元=1244.66元
从上面的实例对比可看出，对于普通的照明场合，节能型金卤灯电感镇流器点灯系统的三年运行成本最低，金卤灯电子镇流器点灯系统与普通金卤灯电感镇流器点灯系统三年的运行成本几乎一样。另外，在南方一些地区，在一年中使用空调的时间长达6个月，那么电子镇流器因其自身功耗小，造成的自身发热小而使空调系统间接的产生节电，按上述计算原则三年内累计间接节电费用与普通型电感镇流器相比可算出，
（24W-11W）×0.001×0.7元×10×（340×6/12）=15.47元，
三年内累计间接节电费用与节能型电感镇流器相比可算出，
（17W-11W）×0.001×0.7元×10×（340×6/12）=7.14元，在这些场合如果算上间接节电因素，150W金卤灯电子镇流器点灯系统三年的运行费用电容低于普通型金卤灯电感镇流器点灯系统，但仍明显高于节能型金卤灯电感镇流器点灯系统。
对于运动物体的照明例如乒乓球馆、羽毛球馆、网球场以及摄影、摄像场合，由于金卤灯电子镇流器独特的无频闪功能而使它能代替原有的低光效的卤钨灯，从而收到明显的节能效果，在相同的照明条件，平均比充卤素的钨丝灯系统节电达60﹪。应该讲这也是金卤灯电子镇流器得以生存和发展的最主要方向。而电感式镇流器由于频闪效应很难应用于这些具有运动物体的照明场合。 B． 大功率400W金卤灯系统的运行比较
1.对于功能齐全的400W金卤灯电子镇流器，自身功耗约28W，按上述计算公式，三年的运行电费为0.7元×（10H×340D×3Y×0.428KW）=3055.92元。
400W金卤灯电子镇流器平均价格为260元，400W金卤灯电子镇流器早期失效率约为2﹪，折合到每个电子镇流器平均价格为260×1.02=265.2元
400W金卤灯电子镇流器点灯系统三年中运行成本为3055.92元+265.2元=3321.12元。
2.节能型欧标400W金卤灯电感镇流器自身功耗约28W，也按同一计算公式三年的运行电费为0.7元×（10H×340D×3Y×0.428KW）=3055.92元，节能型欧标400W金卤灯电感镇流器平均价格为145元，早期失效率为0.01﹪，折合到每个400W欧标电感镇流器平均价格为145×1.0001=145.02元。
由于电感镇流器具有10年以上的使用寿命，所以三年的运行折旧费为145.02元×0.3=43.50元。
触发器价格为16元，补偿电容43μF，价格为40元，设此两个零件平均寿命为三年，所以三年的运行费用共计为43.50元+16元+40元=99.50元。
节能型欧标400W金卤灯电感镇流器点灯系统三年运行成本为3055.92元+99.50元=3155.42元。
3.对于品质较好的美标400W金卤灯电感镇流器，由于其内部存在局部磁路的磁饱和现象，所以自身功耗约58W，也按上述计算公式，三年的运行电费为0.7元×（10小时×340天×3年×0.458KW）=3270.12元。
美标400W金卤灯镇流器的平均价格为220元，早期失效率为0.02﹪，折合到每个400W美标金卤灯镇流器平均价格为220元×1.0002=220.044元，对于10年使用寿命的电感镇流器来说，三年折旧费用为220.044元×0.3=66.01元，串联电容器36μF，价格为36元，所以三年的运行费用共计为3270.12元+66.01元+36元=3372.13元。
由于400W金卤灯基本都用于室外，所以不存在自身发热造成的空调附加费用。
从上述的三年运行成本分析来看，对400W金卤灯运行系统，节能型欧标金卤灯点灯系统运行成本已明显低于金卤灯电子镇流器的运行成本，而美标金卤灯运行系统的费用略高于电子镇流器的运行系统。
三、结论
经过照明电器界广大技术人员近20年的努力，以及部分元器件的集成化和专门化，
使得电子镇流器的制造技术有了长足的进步，在低气压放电的荧光灯领域，小功率节能灯镇流器（3W～18W），已经几乎完全由电子镇流器取代了电感镇流器，在较小功率荧光灯领域（18W～58W），电子镇流器也正在不断地扩大占有率而逐步地挤占着电感荧光灯镇流器的市场。尽管欧盟的ROHS和Weee指令的实施以及这两个指令在世界各国引起的响应会使荧光灯电子镇流器的制造工艺遇到不少困难，并且其制造成本也会有所增加，但因为荧光灯电子镇流器自身重量轻,功耗小,光效高，可做到无频闪等突出优点，所以在低气压荧光灯领域内，电子镇流器仍将会继续扩大它的占有率。
在高强度气体放电灯领域，就总体运行成本来讲，小功率的金卤灯或高压钠灯电子镇流器并不占有优势。但在一些特殊的具有运动物体的照明场合，例如乒乓球馆、网球馆、羽毛球馆，以及摄影、摄像场合，电子镇流器因为其具有连续调光并且可做到无频闪，可以较好地替代充卤素的钨丝灯，所以具有较明显的优势。
在大功率高强度气体放电灯（175W以上）领域，由于EMI、抗干扰、开机浪涌、声共振,可靠性,满足ROHS和Wee指令及综合运行成本等多方面因素，电子镇流器处于明显的劣势。即使在电网电压很不稳定的场合，例如一些地区的路灯系统，电感镇流器点灯系统也可通过一组点灯系统集中串联电抗器的自动控制系统，来实现可靠而经济的稳定灯功率，后半夜减半运行等多项控制功能，而使系统可靠又最经济
地运行。在大功率高强度气体放电灯（175W以上）领域，在比较长的时期内仍将是以运行成本最佳的欧标节能型电感镇流器为主流的发展方向。除非电子镇流器在元器件技术上以及集成化和专门化有重大突破。
而美标175W以上的镇流器，由于它在灯电流过零时能提供较高的瞬时开路电压VSS而能有效地延长美标金卤灯的使用寿命，也使得它在175W及以上领域内（对配合美标金卤灯来说）具有一席之地。
