照明電子技術的現狀與發展

四川化工職業技術學院 秦 洪

科學技術的出現為社會進步發展提供了重要支持，其中，照明電子技術就是一種十分重要的科學技術形式，照明電子技術在人們生活中的應用深刻改變和影響力人們的日常生產。為此，文章結合電子技術的發展實際情況著重分析高強度氣體放電燈電子鎮流器、網絡照明、LED驅動照明等幾個先進照明電子技術的發展，旨在能夠為照明系統網絡技術的長遠發展提供重要支持。

照明技術的出現和發展提高了人們的生活質量，改變了人們的生活方式。在當今社會，照明是衡量一個城市和地區現代化文明水平的重要標志，在資源和能源日益緊缺的背景下現代照明設計和照明產品的選擇更加注重如何節省資源和能源，也就是說在滿足人們基本照明需要的情況下注重科學選擇照明電器的零部件，并在照明的過程中對電器的照明質量、運行維護管理、電網污染等問題進行分析。當前，我國綠色照明研究的基本方向是熒光燈電子鎮流器層面，對高強度氣體放電燈、電子鎮流器、網絡照明、LED驅動照明的研究比較少，為此，文章現就這幾個關鍵照明技術的應用問題進行分析和展望。

1 高強度氣體放電燈電子鎮流器

高強度氣體放電燈電子鎮流器在使用的時候具備壽命長、發光體積面積小、光效高、光能控制效果良好、光利用率高等方面的應用特點，是近現代照明的主要產品。隨著節能環保理念的深入發展和人們對照明技術要求的提升下，社會范圍內加大了對高強度氣體放電燈電子鎮流器的需要，但是受多方面的影響，小功率的高強度氣體放電燈電子鎮流器推廣存在比較大的難度，中功率、大功率的電子鎮流器推廣還沒有成型的產品出現，高強度氣體放電燈電子鎮流器的推廣應用存在一些技術性難題。

1.1 單功率級電子鎮流器

單功率級一般是指功率因數校正器和逆變器的一種結合鎮流器，這種鎮流器的結構十分簡單、操作成本低廉，但是在運作的時候存在功率器件應力變化大、等端波形系數差的問題，且在電網電壓變化范圍持續性擴大情況下整個電網的質量也會受到影響。從實際應用操作上來看，單功率因數校正電子鎮流器設計模式復雜，需要綜合考慮電壓范圍、輸入和輸出功率、電路成本等因素。在綜合考慮這些因素之后選擇單功率級電子鎮流器作為研究對象。

1.2 有源效率校正技術

在高強度氣體放電燈電子鎮流器設備使用中，功率因數的矯正能夠在一定程度上提升系統功率因數，通過對輸入電流波的抑制能夠提升整個系統功率因數，并為后級自留直流的運作提供重要保障支持。有源效率校正技術包含無源校正技術有源校正技術兩種類型，其中，有源功率矯正技術的性能更為理想。

當前，大功率應用、高低電壓輸入是有源功率矯正技術應用所需要思考和解決的技術形式。針對這幾個應用方向，相關研究人員對交錯并聯和有源嵌位技術的使用進行了更為深入的研究和思考，特別是對數字信號處理技術的使用能夠更好的控制數字PFC。

1.3 調光技術

調光技術是高壓氣體放電燈電子鎮流器的關鍵技術形式，在這個技術形式的應用作用下能夠更好的節省電能。在使用的時候由于HID燈本身的效率和光效較高，在HID基礎上通過和現代化調光技術的融合能夠更好的調節公共照明。

調光技術通過調節逆變器輸入直流電壓能夠更好的調節功率，由此來增強工作頻率的安全性和穩定性，并在比較寬泛的調光范圍內保持良好的逆變橋ZVS工作條件，但是這類技術在使用的時候對PFC級拓撲結構提出了更高的要求，加上常用的Boot型PFC變換器輸出范圍有限，在使用的時候往往只能夠滿足輕度調光的需要。調光功能所帶來的節能效益一般體現在城市照明方向，尤其是在移動通信技術和城市照明水平的提升下，在調光照明領域出現了智能操作系統，將智能操作系統和具備通信功能的數字電子鎮流器配套使用能夠實現對城市線路的理想化控制。

1.4 逆變技術

電子鎮流器的逆變技術結構包含全橋型、半橋型、雙型三種類型，當前，關于逆變技術的研究重點集中在逆變器新型拓撲結構層面。從實際運行管理情況來看，逆變技術的研究熱點集中在逆變器新型拓撲結構上。多數電子鎮流器在工作時候，基本工作頻率會被設定在固定的逆變電路諧振點上，也就是會被安排在感性區域。逆變器損耗一般是通態損耗和關斷損耗。為了能夠降低損耗需要采取措施來選擇適合的開關器件，提升開關速率和外加吸收電路。

隨著時代的進步發展，電子鎮流器開始朝著高功率、高頻率的方向發展，鎮流器的工作頻率提升到了2.6MHz的范圍。在未來，強化對高頻逆變技術驅動和控制芯片的開發管理能夠有效減少開關損耗和電磁干擾。

1.5 高強度氣體放電燈建模

高強度氣體放電燈建模操作會集中在HID燈參數的控制上，通過打造HID燈開關控制模型能夠更好的指導電子鎮流器的設計，并將得到的數據模型進行仿真模擬分析，提升電燈模型的設計效率。高強度氣體放電燈模型的打造基本上分為三個類型。第一，原理類型。高強度氣體放電燈原理模型是將微觀粒子運動狀態和宏觀意義上的電阻、電壓、電流、溫度、頻率等參數結合在一起，并以氣體放電基本理論和等離子理論為基礎所打造出的高強度氣體放電燈模型。這個模型在打造完成之后適合應用在各個類型的高強度氣體放電燈上，但是從實際實施操作情況來看，改模型打造所涉及到的參數比較復雜，無法直觀反映出氣體放電燈的參數變化情況。第二，經驗模型。高強度氣體放電燈經驗模型是通過高強度氣體放電燈在工作中表現出來的電壓、電功率、頻率等參數量變化所打造出的燈電阻和各個參數的函數關系，通過對這些關系參數的分析能夠獲得一個完善的數學模型。第三， 曲線擬合模型。高強度氣體放電燈曲線擬合模型是應用一個有效的數學方法來對實驗波形進行擬合分析，打造出逼近曲線，與此同時獲得關于曲線的數學表達公式，打造出高強度氣體放電燈數學分析模型。

2 高強度氣體放電燈的電子鎮流器

2.1 紫外線燈電子鎮流器

紫外線滅菌燈是一種使用效率高且操作起來比較方便的消毒設備，被人們廣泛的應用到生物制藥、食品科學研究、衛生防疫等工作中。經過實驗研究證明紫外線光源的強度變化不僅和紫外線燈管質量存在關聯，而且還會燈管所應用環境的溫度、濕度以及鎮流器存在關聯。因而如何保證紫外線電子鎮流器處于最大工作頻度和如何達到理想的殺菌效果是相關人員需要思考和解決的問題。

當前，國外提升殺菌效果的方式是引入紫外線輻射反饋信號，借助單片機的數字控制器能夠對電子儀器設備進行反饋控制，確保所有輻射照度的可控性，并在此基礎上實現對輻射度的最優化控制，但是從實際操作上來看，這種控制方式的應用缺點是只能夠適應某一種固定型號的紫外線燈，和鎮流器的匹配負載是固定的。

2.2 低壓鈉燈電子鎮流器

低壓鈉燈是光效最高、光衰最小的一種光源，和太陽能光伏系統、風力發電系統結合之后會使得電子鎮流器達到更為理想的節能效果。結合國家節能環保的要求提出一種新型直流供電低壓鈉燈電子鎮流器解決方案。整個鎮流器采用了DC升壓控制電路，在使用的時候能夠克服變壓器的偏磁問題，后級單片機控制半逆變電路和對應的LCC負載電路匹配在一起能夠使得低壓鈉燈始終在額定的電壓和電流中工作。

3 照明網絡的深化發展

電子鎮流器節能照明、綠色照明的應用優勢體現在其本身控制的靈活性、光線可調節性方面，在城市公共照明事業的發展下，關于電子鎮流器調光技術、照明網絡技術的研究是一個重要發展方向。電子鎮流器的網絡照明系統會以中央控制器為基本核心，通過恰當的網絡通信方式和傳感器信號能夠實現對照明系統的遠程管控。

3.1 傳統自動照明控制方式的缺陷

在節能環保要求背景下在照明領域常用的節能措施包含光控開關系統、定時開關控制系統、光控聯合定時開關控制系統、穩壓控制系統、調光控制系統、聲控延時控制系統等。在以上照明光線調節控制系統的作用下，能夠在一定程度上解決照明問題，但是照明控制策略比較單線，照明系統的故障問題往往是無法在第一時間發現的。

3.2 網絡照明的未來發展趨勢

在先進技術形式發展和人們生活水平的提升下，社會范圍內的人對城市照明系統提出了更高的要求，在未來，照明系統將會朝著精細化、多場景控制模式、網絡化、節能化、快速化的方向發展，且在城市線路照明的過程中還能夠實現對照明系統的實施性監督控制。

4 LED照明技術

LED照明技術的發展會涉及到反光燈、集成白光LED封裝、白光系統、高流明封裝、基底研究等內容，研究對象涉及到LED燈具的照明結構、高度白光的獲得方式、提升單頻LED器件的總體效率、提升建模仿真工具有效性層面，這些器件會從多個方面影響到LED照明的推廣。當前關于該技術的研究集中體現在襯底、外延層、密封膠、粘結劑等材料的使用方面。

半導體器件的典型的結構是低電壓導流直流期間，驅動電路的典型結構是電網交流電壓轉換為直流電壓，電壓的前級線路能夠降壓供給LED工作的后級電路，后級為LED提供持續性的恒流遠程。

結束語：綜上所述，現代照明電子技術是一個新興行業，在我國處于一種初步發展和完善階段，雖然國家范圍內對現代照明電子技術予以了足夠的重視，但是關于現代照明電子技術的理論研究和生產管理仍然處于研究階段。在未來，需要相關人員將研究的重點放在新型拓撲結構和新型控制器層，旨在能夠更好的提升鎮流器的工作頻率和工作安全性、可靠性。