在照明電路中應用電子技術

王宇

（浙江師范大學 浙江省金華市 321004）

當前我國電耗高問題客觀存在，是造成環境污染及電力企業效益降低主要因素，上世紀末全國二氧化硫總排放量中的33%由電廠產生，應用電子技術解決電力產業發展問題勢在必行。日光燈（民用熒光燈）20世紀后期投產同時存在一定質量問題。在電子鎮流器開關器件不斷涌現背景下日光燈產品質量問題得以解決，有效提高其穩定性、可靠性，電感鎮流器逐漸被電子鎮流器取代，發揮電子器件無噪聲、重量輕、功耗低、光效高、無頻閃、壽命長等優勢。電子鎮流器推動照明產業朝著綠色環保方向發展，同時有關技術研究成為關注熱點。基于此，為助推我國照明電路穩健發展，探析電子技術應用方略顯得尤為重要。

1 在照明電路中的常用電子鎮流器

電子鎮流器主要是指在電子技術加持下靈活運用電光源，生產制造照明裝置的電子設備，是電子技術的集中體現。電子鎮流器跟隨電子技術發展而推陳出新，客觀上助推照明電路優化升級。

（1）單級半橋諧振式電子鎮流器。基于單級半橋諧振式逆變電路具有一定穩定性，可保障照明電路安全可靠，開關管耐壓性能并無過高要求，為此在照明電路中該電子技術應用較為廣泛，主要由啟動電路、濾波、串聯諧振高頻逆變電路、燈負載、保護電路幾部分構成。作為自激振蕩、典型、自啟動高頻交流電路，諧振由C4、C3、L 共同完成，在諧振作用下C4 燈負載被高頻電壓點亮，在電流變化時對諧振回路產生影響，諧振電壓隨之波動，達到保障燈負載電流穩定目的。基于在電子技術加持下的電路元件少且成本低，該常用電子鎮流器照明電路在市場上較為普遍。單級半橋諧振式照明電路不足之處可從以下幾個方面進行分析：第一，缺乏燈絲預熱功效，容易發生燈絲電級濺射現象，嚴重有損點燈使用壽命，燈管一端會逐漸變黑；第二，在市電整流后為該電路供電，高次諧波干擾頻率較大，輸入端市電功率因數降低，削弱電源供電能力，在此種鎮流器數量較多時三相四線供電電位會發生偏移，容易損壞用電設備；第三，在高頻開關逆變情況下電路高次諧波增加同時電磁輻射干擾率上漲，對設備正常運轉帶來負面影響；第四，在市電系統發生故障后因該照明電路缺乏保護容易損壞電路，徒增火災事故發生幾率。

（2）雙級諧振式高頻交流電子鎮流器。為解決單級半橋諧振式照明電路中存在的問題，技術人員在總結電子技術實踐經驗前提下得出雙級諧振式電路系統，在固有電子鎮流器上加入APFC 電路，針對輸入市電功率因數進行校準，有效限制諧波成分，降低電磁輻射異常干擾現象發生幾率，使輸入端功率因數變動更為科學穩定，發揮APFC 電路作用，在增強鎮流器電性能同時可提升電路系統穩定性，使照明電路更加安全。APFC 可分為反激式、升壓式、降壓式等形式，從市電輸入電流角度出發可分為電壓控制型、峰值電流型、滯后電流型、平均電流型等模式，根據電感電流工作原理可分為DCM（電流不連續）、CCM（電流連續）等類型。基于升壓式校正電路THD 小、PF 值高、效率高，輸入電壓比輸出電壓要小，在75W-2KW 場合較為適用，在照明電路中是較為常見的電子技術。其中，基于APFC 的DCM 型電路開關管應力相對較小、電路簡單，廣泛應用到照明電路中。

（3）無源功率因數校正。在兩極式有源功率因數中照明電路校準存在缺陷，技術人員期許通過無源功率因數校準技術優化電子鎮流器綜合性能，如二只電容器及三只二極管復合能量反饋、無源功率校準等手段，與其他電子技術相比，該技術缺乏實驗論證，雖然理論上具有先進性，但在應用推廣過程中仍存在難度，盡管如此該電子技術亦是照明電路發展重要方向[1]。

（4）常用高頻交流電子鎮流器光控技術。高頻交流電子鎮流器低耗高效，節能效果較優，在無需鎮流器滿功率運行情況下其光控能力較為突出。光控用戶運用電子技術從輸入端調節燈功率、燈電壓及燈電流，借助反饋電路設定照明燈光亮度，達到根據用戶個性化需求管理照明系統，靈活運用電子技術目的。基于電子技術的常用光控手段主要有調節逆變器法、調頻調光法、脈沖調相等方法。以脈沖調相法為例，以逆變器為依托，通過調節兩只開關管輸出功率，保障導通相位合理，繼而有效調節燈光，提高照明電路運行綜合質量，此方法具有可根據設定值任意調光、可用在多燈同用場合、光線性良好等優勢。

（5）CPPFC 電子鎮流器。作為針對功率因數校準加以改進的電子技術該電子設備具有如下特點：第一，電感單一，運用一個電容，在電路上電容處理效果要優于電感；第二，增強功率因數校準有效性；第三，運用電荷泵電路、工作原理及技術手段改進照明電路[2]。

2 在照明電路中電子技術應用價值

（1）助推照明電路朝著智能化方向發展。電子技術靈活簡便，可根據客觀環境做出調整，自動識別白天、夜晚對照明燈光的需求，賦予照明電路系統智能性。用戶根據照明需求調整各區域燈光，受電子技術驅動的照明電路系統按照既定設計標準及移動探測功能調整燈光明暗，自動關閉無人區照明系統，同時適度優化用戶活動區域燈光亮度，同時用戶可運用編程技術改變各區域燈光色調、明暗，滿足不同場合照明需求。例如，在自然光源充足空間內照明電路系統會適度調暗燈光，根據自然光源水平加以調節，達到節約能耗目的，營建舒適、穩定、綠色的照明氛圍，凸顯照明電路中電子技術應用價值[3]。

（2）改善照明電路運行系統。受傳統鎮流器驅動的照明設備頻率閃動為100Hz，此閃動會讓人感覺視力疲勞、頭腦發脹，明顯降低照明空間舒適度。運用電子技術的照明電路在種類繁多的電子鎮流器加持下可解決頻閃問題，在40--70kHz 頻率環境下能保障照明設備亮度穩定，有效保護人們的視力，在舒適的燈光環境下生活、工作狀態更好，滿足人們對照明環境的切實需求。

（3）降低照明電路能耗。通過運用電子技術日光燈、白熾燈、水銀燈、霓虹燈、鈉燈等照明裝置均具有智能調光功能，可根據環境光亮程度調節照明的亮度，室內光亮在恒定值范疇，達到有效利用自然光并節約電能目的。在先進電子技術手段加持下通過分析照明設備能耗用戶可自動調整其工作狀態，保障照明電路管理更加人性化，為人們采取有效措施控制照明能耗提供依據及技術支持[4]。

（4）提高照明電路系統管理質量。與傳統照明電路中的技術手段來講，電子技術是數字電路、直流電源、集成運算放大器、三級管放大電路、半導體器件、組合邏輯電路等理論及技術的集成，在照明電路中運用電子技術可用先進儀器設備取代人力并科學管理該系統，在此前提下規避人為因素對照明電路管理帶來的負面影響。尤其對照明設備較多的單位來講，電子技術的應用可助力工作人員及時發現電路故障，加大無人監管及運維力度。例如，在照明電路中配置傳感器，根據該電路安全穩定、節能低耗運行需求規設傳感器運行參數，根據該參數針對照明電路加以剖析，及時搜集該電路運行數據信息，作為預判電路風險及制定養護方案提供依據。在照明電路中設備出現故障后遠程監控現場會亮起指示燈，用以告知工作人員故障區域，為其及時排查并解決故障問題提供便利條件，根據故障緊急程度燈的顏色會發生變化，如故障解除亮起綠燈，故障等級較低亮黃燈，等級較高則亮起紅燈，根據等的顏色采取配套措施，繼而提高照明電路運行安全穩定性，降低電路火災事故發生幾率，體現電子技術應用必要性。

3 在照明電路中電子技術應用關鍵

（1）明確照明回路負載。在若干照明回路中的設備需類型相同，旨在科學配置調光模塊，保障有關模塊選擇合理，同時各回路設備控制屬性應一致，如均為應急照明設備或普通照明設備等。保障照明電路負載功率上限與調光器、傳感器等在照明電路中予以配置的設備額定負載容量相互協調，還需針對照明電路做好分化設計，旨在選擇更加匹配的電子技術及照明情境，保障各路燈光通過優化整合能打造優美、舒適、穩定、安全的照明環境[5]。

（2）科學選擇調光器。根據照明電路屬性及主要部件特點針對照明設備類型、應用需求選擇具有可適性的調光器，例如針對充氣型照明設備、霓虹燈等冷陰極燈來講應選擇具備電壓變壓調控能力的調光器，氣體放電燈則應選擇電壓調光器，保障照明電路穩定高效，繼而通過科學選擇調光器發揮電子技術應用優勢。

（3）合理選擇光源。為保障電子技術可得到有效利用，技術人員需科學選擇光源，為突出其節能環保價值奠定基礎。光纖照明主要是指通過纖維導體將光源傳至任何區域的高新照明技術手段，可以應用到建筑文物照明、泳池照明、水景照明、室內照明、易燃易爆照明等各個領域，其核心材料為SiO2，高折射率是提高光傳輸效率的途徑。光纖照明特點可從以下幾個方面進行分析：第一，光源單一，擁有若干發光特性一致發光點，在較廣區域內可以配置與應用；第二，易于維修，光源易換；第三，發光點重量輕、小型化、便于安裝；第四，可自動變色。為滿足新時代照明電路發展需求，在電子技術加持下可提升光纖照明應用水平，針對該光源編制系統設備及其運行參數，選擇附件及集成模式，繼而使照明電路中電子技術的應用效果更優[6]。

4 在照明電路中電子技術應用方略

（1）在應用電子技術同時推動其朝著集成化技術方向發展。集成化技術主要是指將先進技術手段整合在一起，如計算機技術、物聯網技術、區塊鏈技術、大數據等技術，這些技術除具有先進性外，與電子技術的集成，還能助推該技術朝著智慧化、自動化、信息化方向發展，與新時代照明電路中電子技術應用追求相符。其中，在照明電路中設置傳感器，就是將自動化技術手段與電子技術融合在一起的新型照明電路集成模式之一。在實現遠程實時監管照明電路規避故障問題及潛藏風險同時技術人員還可運用大數據技術，立足數據庫針對照明電路系統內各設備運行數據信息加以分析，為技術人員調整設備參數，保障設備狀態穩定安全并延長其使用壽命提供依據，繼而實現電子技術集成化應用目標。

（2）應用總線技術針對照明電路進行靈活控制。總線技術主要是指將照明電路中各設備與計算機系統關聯在一起，而后分時段、分區域并根據需求控制照明電路，在點控、群控、組控等技術模式加持下賦予該電路管控靈活性、便捷性。這就需要根據照明實況規設配套管理規范，保障總線技術的應用具有規范性、標準性、秩序性，避免照明電路管控過于盲目且影響人們的日常活動，使電子技術應用質量得以提高。

（3）做好電子鎮流器研究與創新實踐工作。通過對電子鎮流器在照明電路中的應用實況進行分析可知，不同的鎮流器其優勢各異，可滿足照明電路運行需求，這就需要技術人員做好專項研究工作，借鑒國外電子鎮流器研究與應用經驗，同時助推該元器件朝著電路集成化、功能模塊化、控制智能化方向發展，使之功能更加多元，根據工業、科研、建筑、景觀等領域照明電路敷設需求配置電子鎮流器，發揮其使用壽命長、功耗低、運維簡單等優勢，使我國照明電路中的電子技術得以穩健發展[7]。

5 結束語

綜上所述，為滿足新時代我國照明電路可持續發展需求，電子技術的應用需朝著綠色環保、低碳高效、安全穩定、成本可控方向發展，這就需要明確照明回路負載，科學選擇調光器，合理選擇光源，在應用電子技術同時推動其朝著集成化技術方向發展，應用總線技術針對照明電路進行靈活控制，做好電子鎮流器研究與創新實踐工作，使照明電路系統更為完善，在滿足用戶需求同時能發揮環保作用，繼而推動我國綠色照明事業與時俱進。