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英文250W high pressure sodium lamp electronic ballast inductance ballasts and comparative analysis of performance and energy-savingHigh-pressure sodium lamp is a high intensity gas discharge lamp, and its development began in 1955. Now, high-pressure sodium lamp life of up to 10,000 hours, light efficiency is higher than 100 lm / W. High-pressure sodium lamp work issued gold white light, it has a high luminous efficiency, low power consumption, long life, transparent fog ability and so on. Is widely used in roads, highways, airports, terminals, stations, squares, industrial and mining enterprises, parks and other venues lighting. High-color high-pressure sodium lamp is mainly used in sports centers, exhibition halls, casinos, department stores and hotels and other places lighting, is widely used.The following pairs of commonly used high-pressure sodium lamp of 250W inductive and electronic ballasts for performance and energy efficiency were analyzed.First, performance comparison1.Their own power. 250W Ballast power consumption of about 22W,and with the output power increases. 250W electronic ballast power consumption of about 12W, and basically a constant value. Electronic Ballast own low power consumption, low temperature, the system efficiency.2. With the benchmark light with the light effect. Ballast with the benchmark light, its luminous efficiency is about the base and the base lights with light ballast efficiency 0.95% -0.98%. Of high frequency electronic ballasts because the current lighting, its photoelectric conversion rate is slightly higher than the inductive ballast. Another self-power small electronic ballast, making it the benchmark light after the light efficiency is about supporting the base and the base lamp ballast with 110% optical efficiency.3. Lamp life. Ballast is very difficult to start the feature is fully consistent with the lamp start-up requirements. When the input supply voltage variations and lamp aging, the lamp power fluctuations over large areas, greatly shorten the lamp life, increase the routine maintenance costs. Electronic ballasts can directly control the lamp current, in smaller start-up current, shortening the lamp start-up time. In a wide range of supply voltage variations and lamp aging, maintains constant lamp power, reducing the lamp light decline, thus greatly extending lamp life, reduce routine maintenance costs.4.Input power voltage range. On the inductance ballast, lamp power supply voltage fluctuations with the input change. When the supply voltage is high, the lamp of serious super-power (when the input voltage to 250V,some inductance ballast output power up to 380W or so), ballasts and light fever severe, greatly reducing the lamp and the lamp life. The electronic ballast with constant power output. In a wide range of supply voltage changes, be able to maintain a constant lamp power, reducing the lamp light decline, thereby significantly extending the life of lamps and lighting.5.Strobe lights problem. Due to AC 50Hz (or 60Hz) power network voltage zero-crossing of the impact of inductance ballast to produce low-frequency strobe light and produce a clear exchange of noise, easily lead to the human eye fatigue, but also moving objects can not meet the high quality of lighting and photography requirements. The high-frequency electronic ballast using high frequency electric current output lamp, high power factor boost circuit, in the middle with large-capacity DC-link filter, no low-frequency flicker problem, there is no low-frequency noise.资料来源：360毕业设计网订做论文 6. Peripheral attachment. Ballast need to activate the device and the compensation capacitor is not easy to install, reduce overall system reliability. The electronic ballast does not require any attachments, easy installation.7.The installation of ballast and light source distance requirements. High Pressure Sodium Ballast generally use an external trigger pulse, the distance between the ballast and the lamp short, unable to meet the long-term driving requirement. The high-frequency electronic ballasts using sliding-frequency lighting, electronic ballasts and the distance between the lamp can be extended to 50 meters, to facilitate ballast installation and routine maintenance.8. Harmonic content and power factor. Ballast input current waveform for the square wave and the current lags behind the voltage, input current harmonic content, it is not added when the power factor compensation capacitor is only about 0.6. Even with compensation capacitors, power factor is also very difficult to achieve 0.95or more harmonic content remains high. This has resulted in Ballast serious pollution of the grid, increase network load and increase connection fees. The high-frequency electronic ballasts with power factor correction circuit inside, so that the input current harmonic content of less than 10%,power factor is higher than 0.95,the grid basically no pollution, can reduce grid load, lower initial installation fee to use can also be used on the original inductance ballast lighting system directly compatibilizer.9. Electromagnetic compatibility problems. In addition to the low input current harmonic content, the electronic ballast can fully meet EMI and EMS requirements, thereby enhancing the reliability of the entire lighting system.10. Self-protection issues. Ballast can not be achieved to protect themselves, when the tube emerged "Rectifier effect" and near the end of life, there will be bright lights frequently, eliminate, resulting in greater loss of ballast, temperature increase. Electronic ballasts can achieve full protection against lamp open, light-side short-circuit, heat lamp, rectifier effect and the light end of life phenomena such as the blockade of electronic ballast output.11. Size and weight. 250W Ballast weight of close to 5 kg, were heavy and bulky raw materials consumed by many pairs of lamps and installation of components requiring high strength. 250W electronic ballast weight of only 1 kg, small size and easy installation.From the above analysis we can see that was significantly higher than the performance of electronic ballast inductance ballasts, electronic ballasts canfully meet the "green light" requirements, are environmentally friendly, energy-saving products.Second, comparative analysis of energy-saving1. Magnetic Ballast with full power constant output electronic ballast.(1) Inductance Ballast: Rated input voltage 220V, input power 272W, output power of 250W.(2) The full power constant output electronic ballast: Input voltage 220V, input power 262W, the output power of 250W.Comparative analysis of energy-saving: The power output the same circumstances, the use of electronic ballasts can save 10W of input power, energy-saving rate was 3.7%. If the grid voltage is increased, energy-saving electronic ballasts will be greatly improved.For example: power voltage of 250V,at this time Ballast input power 350W, electronic ballast input power of 262W,would save 90W of power, energy-saving rate of 30%.2. Inductance Ballast and low-power constant output electronic ballast(1) Inductance Ballast: Rated input voltage 220V, input power 272W, output power of 250W.(2) low-power constant output electronic ballast: For energy conservation, to extend the lamp life, while ensuring that illumination, electronic ballasts can be reduced to 80% of the output of the power output. This is, electronic ballasts rated input voltage of 220V,input power 210W,the output power of 200W.Comparative analysis of energy conservation: the use of such electronic ballasts can save input power 62W,energy saving rate of 23%. If the grid voltage is increased, energy-saving electronic ballasts will be greatly improved.For example: power voltage 250V, power of difference for the 350W - 210W = 140W, energy-saving rate of 50%.3. Inductance Ballast and automatic timing Dimming Electronic Ballast(1) Inductance Ballast: Rated input voltage 220V, input power 272W, output power of 250W.(2) In order to extend the lamp life, and further energy efficiency, while meeting the general requirements of road lighting, electronic ballasts can be reduced to the maximum output power of 80% of rated power, while at night will further reduce the power output ballast .Dimming electronic ballast strategies can be formulated according to the user's requirements, a maximum of dimming can be achieved grade 8.[For example, dimming strategy]Electronic ballast to work 12hours every night, rated input voltage of 220V. The implementation of three-dimming electronic ballast Strategy: 18:00 to 22:00 at night and 80% power output, input power 210W, output power 200W; at 22:00 to 4:00 am the next day and 50% power output , input power 134W, output power 125W; the next day 4:00 am to 6:00 am at 80% power output, input power 210W, the output power of 200W.Comparative analysis of energy conservation: the use of such electronic ballast, an hour every night could save an average input power 100W,energy-saving rate was 36.6%. If the grid voltage is increased, energy-saving electronic ballasts will be greatly improved.From the above analysis, the use of such automatic timing dimmable electronic ballasts, average power of 172W, working 12 hours a day, saving more than 1.2 degrees Ballast. In accordance with electricity 0.8yuan / kWh, 0.96yuan per day to save electricity. Through energy conservation, about a year to be able to fully recover the cost of electronic ballasts.中文250W高压钠灯电感镇流器和电子镇流器性能分析高压钠灯属于高强度气体放电灯，其发展始于1955年。
科技成果——高强度气体放电灯用大功率电子镇流器新技术适用范围轻工行业适用于高压钠灯、金卤灯用电子镇流器取代电感镇流器，用于道路、交通、公共场所、农业、工业、航空、军事、城市建筑群、厂矿等方面的照明行业现状目前我国大部分公路照明及厂矿照明通常采用高压钠灯、金卤灯等高强度气体放电灯，并配套使用电感镇流器，功率因数约为67%，耗电量高，且不具备调光的性能。
应用该技术可实现节能量25万tce/a，减排约66万tCO2/a。
成果简介1、技术原理（1）通过对高频波段及高频电流的控制，将高频频率改变为所需的频率，30-40kHz为1000W，40-50kHz为750W，50-60kHz为600W。
（2）1000W调光型电子镇流器输入电压范围：120-240V。
主要是由交流120-240V的输入通过桥式整流滤波，再由直流稳压电源的IC控制保证直流电压不变，达到输入交流在规定的波动范围内波动而直流电压不变的目的。
2、关键技术（1）芯片和电子模块的优化设计；（2）变频调光；（3）高压钠灯和金卤灯电子镇流器的通用性；（4）宽电压（120-240V）输入。
3、工艺流程高强度气体放电灯用大功率电子镇流器技术主要技术指标1、电压范围：120-240V；2、电源频率50/60Hz；3、功率因数＞0.99；4、灯电流波峰比＜1.7；5、电流总谐波＜10%；6、环境温度-10到40℃；7、启动时间5min；8、输出灯功率变化＜2%；9、抗干扰的最大距离是0.6m；10、可使用灯：HPS（钠灯）/MH（金卤灯）11、可变频调光600W、750W、1000W。
技术水平该技术被湖北省科技厅认定为湖北省重大科学技术成果，并在部分省市的市政高压钠灯上实施应用，节能效果良好。
典型案例典型用户：荆州市城区建设规模：荆州市城区更换3000盏路灯照明。
主要技改内容：将荆州市城区东方大道、江津大道、北京路的路灯照明的电感镇流器更换为电子镇流器。
主要设备为电子镇流器，规格包括200台250W 高压钠灯、2500台400W高压钠灯、800台250W金卤灯、500台400W 金卤灯。
高压钠灯使用时发出金白色光，它具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点。
广泛应用于道路、高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。
高显色高压钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。
1.1 工作原理当灯泡启动后，电弧管两端电极之间产生电弧，由于电弧的高温作用使管内的钠汞齐受热蒸发成为汞蒸气和钠蒸气，阴极发射的电在向阳极运动过程中，撞击放电物质有原子，使其获得能量产生电离激发，然后由激发态回复到稳定态；或由电离态变为激发态，再回到基戊无限循环，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。
高压钠灯中放电物质蒸气压很高，也即钠原子密度高，电子与钠原子之间碰撞次数频繁，使共振辐射谱线加宽，出现其它可见光谱的辐射，因此高压钠灯的光色优于低压钠灯。
高压钠灯是一种高强度气体放电灯泡。
由于气体放电灯泡的负阻特性，如果把灯泡单独接到电网中去，其工作状态是不稳定的，随着放电过程继续，它必将导致电路中电流无限上升，最后直至灯光或电路中的零、部件被过流烧毁。
1.1.1 伏—安特性高压钠灯同其他气体放电灯泡一样，工作是弧光放电状态，伏—安特性曲线为负斜率，即灯泡电流上升，而灯泡电压却下降。
在恒定电源条件下，为了保证灯泡稳定地工作，电路中必须串联一具有正阻特性的电路无件来平衡这种负阻特性，稳定工作电流，该元件称为镇流器或限流器。
电阻器、电容器、电感受器等均肯有限流作用。
电阻性镇流器体积小，价格便宜，与高压钠灯配套使用会发生启动困难，工作时电阻产生很高的热量，需有较大的散热空间、消耗功率很大，将会使电路总照明效率下降。
它一般在直流电路中使用，百交流电路中使用灯光有明显所闪烁现象。
电容性镇流器虽然不象电阻性镇流器自身消耗功率很大，温升低，在电源频率较低时，电容器充电时，会产生脉冲峰值电流，对电极造成极大损害，灯光闪烁，影响灯泡使用寿命；在高频电路中工作，电压波动能达到理想状态，成为理想的镇流器。
高强度气体放电灯镇流器的优、缺点分析及改良应用上海时代之光照明电器检测有限公司李妹、董金宝一、 前言随着照明电器方面新技术的发展，各种新的照明电器产品不断地涌现，照明用LED技术迅速进步更是给传统的照明电器的使用带来了挑战。
综合审视现有技术下的各种照明电器，可以看出，在很多照明场合，采用高强度气体放电灯与镇流器配合的方式仍具有广阔的应用前景。
但随产品标准的更新及各使用场合要求的提高，应分析此类产品的优、缺点，对现有技术和使用方式进行必要的改良，以使这类产品在保证符合新标准和使用功能要求的前提下，保持良好的性能/价格比。
二、高强度气体放电灯电子镇流器优、缺点及应用HID（高强度气体放电灯）电子镇流器，尤其是配合CDM（陶瓷管芯金卤灯）的35W---150W规格，基本采用高频（40 KHz—100KHz）或者低频（200Hz—400Hz）的方波。
1、HID（高强度气体放电灯）电子镇流器明显的优点：⑴这一小功率段的电子镇流器与电感镇流器比，自身功耗小。
⑵无频闪，由于陶瓷管芯金卤灯的高光效（90—100lm/w）和高显色性（>80）,所以特别适用于运动场合和摄影、摄像场合的照明。
⑶大部分HID电子镇流器因为其输入电路都采用占空比可调式IC，这不仅解决了功率因数和谐波问题，而且可以调光。
但是普通的石英管芯金卤灯在功率调低时，由于电弧管内的压力下降，造成其光输出中UV 波段的成分明显增加并且极易发生UV成分的超标，所以一般不适宜调光。
⑷因为大多数高强度气体放电灯所需要的维持正常工作的电压都比较高，所以在100V—120V的电网中电感镇流器只能采用超前顶峰式（CWA），超前顶峰式电感镇流器的最明显缺点是自身的功耗特别大。
各种规格的HID（高强度气体放电灯）电子镇流器在此类场合代替超前顶峰式（CWA）有明显的节能优势。
2、HID（高强度气体放电灯）电子镇流器缺点：⑴与传统的HID电感镇流器相比，野外抗雷电感应干扰(EMS)的能力差，在比较强的雷电过后，容易发生损坏。
国际工程和先进技术（ijeat）2249–刊号：8958，volume-2，证实二月2013高强度气体放电灯电子镇流器基于AC-AC SEPIC变换器灯Neeraja纳拉亚南S.保罗sathiyan摘要：本项目的工作，提出了SEPIC变换器拓扑发展电子镇流器，提供高强度放电灯由脉宽调制交流–AC转换器，实现双向开关。
灯是直接从交流电源；因此，其弊端低频方波运行得到消除。
建议的解决方案的特点是效率高、功率因数高、成本低，与铝电解电容器的情况下。
本文我包括无源元件的设计。
关键词：交流–交流转换，声共振现象（AR），镇流器，电流控制，高强度放电（HID）灯，点火。
高强度气体放电灯照明系统广泛应用于汽车前照灯中的高强度光照水平应用，工业和街道照明。
这些灯寿命平均超过26长000小时，他们生产效率高于90流明/ W之前的光、磁性镇流器使用HID照明系统，但他们介绍Bulky电感来限制灯管电流并提供点火。
接下来提出电磁镇流器，镇流器的电磁优势成本较低但又有简单性和可靠性。
E是体积大、重量大的缺点，具有低功率调节和灵敏度电压骤降。
目前，高效电子高强度气体放电灯的电NIC镇流器也可以提高照明质量。
的电磁镇流器的成本也因为大电解电容器生产中增加l通过电子高强度气体放电灯镇流器是由提供的低频方波的应用（LFSW）电流以避免声共振现象（AR），。
这些电子镇流器主要由三功率：功率因数校正阶段，灯的功率控制由直流–直流变换器和逆变器提供舞台。
此外，这些阶段也使得工人烦恼同时也将增加的成本完整的系统。
古典式低频方波电子镇流器的原理框图如图。
这样几个正在努力为了整合显示在图1阶段。
然而，与整合n阶段结果共享电压或电流应力。
高压气体放电灯（金属卤化物灯、高压钠灯）镇流器匹配问题镇流器与灯泡是否匹配使用，主要有以下额定电源电压、额定工作电流、阻抗、频率等，400W以下电源电压一般为220V/50HZ，阻抗的大小直接影响输出电压的大小，而影响输出功率最大的一个参数是额定工作电流。
电流越大，输出功率就越大，如果镇流器的电流大于灯泡额定工作电流直接影响灯泡的使用寿命。
下面摘取GB/13259-91高压钠灯和GB/T18661-2008金属卤化物灯中对基准镇流器的要求，从两个标准对比可以看到，150W（含）以下同功率钠灯和金属卤化物灯镇流器额定工作电流基本一样，所以150W（含）以下同功率钠灯和金属卤化物灯的镇流器可以共用，而250W以上同功率钠灯和金属卤化物灯的镇流器工作电流相差比较大，所以250W以上同功率钠灯和金属卤化物灯的镇流器不能共用。
另外从欧司朗为我们公司提供的灯泡技术参数可看到，150W钠灯和金属卤化物灯的电流是一样的，所以可以共用同一镇流器的。
而400W 钠灯和金属卤化物灯的电流相差了1.1A，所以不能共用，如果400W钠灯镇流器上装400W 的金属卤化物灯泡，由于电流过大，会使灯泡长期处于过载使用的状态，故缩短了灯泡的使用寿命，如果400W金属卤化物灯镇流器上装400W的钠灯灯泡，由于电流小，镇流器的输出功率不够，灯泡处于欠压使用状态，虽然不会影响灯泡的使用寿命，但灯泡的发光效率会降低很多，电源电压波动的情况下容易出现自熄。
所以灯泡使用匹配的镇流器是非常有必要的，特别是在防爆区域，在过压使用的情况下，灯泡的温度会升高，灯具的温度等级随之降低，影响防爆性能。
当然，随着技术的进步，现在250W以上同功率钠灯和金属卤化物灯的镇流器也有共用的（如我司的NTC9210灯具），市面上也有很多这样的镇流器。
但基本原则是不变的，就是镇流器的输出电流和电压要和使用的灯泡相匹配。
防爆灯具如果要更改不同的镇流器，原则来说是要重新进行认证的。
高强度气体放电灯电子镇流器孙多春王涟李璜一、引言高强度气体放电灯以其高光通量、高光效(100～120lm/W)、长寿命和放电管小而显示出很强的生命力。
其中高压钠灯以其特高光效和透雾性强在道路、港口照明方面得到普及；而金属卤化物灯除高光效外，还以高显色性备受青睐，在体育馆、展厅、商场、广场及要求高显色性的工厂、车间被广泛采用，成为流行的泛光照明中的一枝独秀的主要光源。
高强度气体放电灯工作时须采用镇流器补偿自身的负阻特性。
高强度气体放电灯启点时必须加以数千伏的高压触发脉冲使灯启动，启点初期电弧电流很大，正常工作时灯又运转在高气压电弧放电状态。
从启点到灯稳定工作期间灯阻抗变化很大。
高强度气体放电灯的上述特点要求镇流器不仅要提供启动所需高电压，而且要与灯的不同阶段的不同负载特性相匹配，并能承受更高的瞬态电压和更大的短暂电流的冲击。
电感镇流器绕组线径粗，体积较大，材料消耗多，加以自身消耗的功率较大(达到灯功率的15%或更高)，温升高，功率因数低(0.3～0.4)和三次谐波高等固有缺点，远不符合绿色照明的要求。
以电子镇流器代替电感镇流器已经成为绿色照明工程中一项紧迫任务。
表1 电子镇流器和电感镇流器比较每只镇流器本身耗电(W) 每只年节电(kWh)电感镇流器电子镇流器2500h/年荧光灯(40W) 约8 1 17.5 金属卤化物灯(250W) 38 8 75高压钠灯(400W) 58 11 117.5目前高强度气体放电灯本身技术日趋成熟，而且电子镇流器关键功率器件及专用芯片技术成熟，加上政府倡导和政策扶持，为电子镇流器的推广应用提供了良好契机。
从我国目前情况看，人们已经从荧光灯和紧凑型荧光灯配用电子镇流器带来的舒适和节电的显著效果，逐步对高强度气体放电灯配用电子镇流器持认可和接受态度。
二、国内外技术动态1.国外研究进展国外学者对金属卤化物灯配用电子镇流器的寿命研究指出，通过设定金属卤化物灯的流明系数，可以阻止灯管早期发白和灯管膨胀，大大降低寿命过程中灯压的升高，使灯管寿命比在电感镇流器下延长1.5～2倍。
２．２声谐振问题及其解决方法随着电子镇流器在低压气体放电灯如荧光灯领域的成功推广，人们将电子镇流器推广至ＵＨＩＤ灯领域，但由此产生了一个新的问题，这就是声谐振问题。
声谐振是指ＨＩＤ灯高频工作时出现电弧不稳定的现象。
发生声谐振时，ＨＩＤ灯光输出发生波动并伴以电流电压起伏，实验研究表明，此时灯电压电流有效值会出现一个低频（５～２０Ｈｚ）的波动，这种能为人肉眼所察觉的低频波动导致灯光闪烁，严重影响了照明效果。
声谐振时灯电弧会发生扭曲和抖动，严重时电弧会熄灭，甚至导致电弧管炸裂．图２．６和图２．７ａ）、ｂ）分别是稳定工作下和发生声谐振时的灯电弧。
ａ）电感式镇流器图２－６稳定时的灯电弧”电子镇流器图２．７声谐振时的灯电弧产生声谐振的因素有很多，如放电管的形状、尺寸、管中气体压力、温度、灯的使用寿命等等【６】，而且对于不同厂家，不同批号的灯，甚至是同一批号的，每一支灯的声谐振频率范围也不相同，更重要的是，随着灯的使用寿命的延长，声谐振点会有所改变，因此解决声谐振问题有很大的难度，因此解决声谐振问题导通，ｃｌ电压全部加在变压器的原边，在变压器副边感应出几千伏的脉冲电压，经过Ｌｃ谐振，在电容Ｃ（Ｃ，《ｃ．）上产生高压，从而击穿ＨＩＤ灯。
击穿后灯阻抗较小，Ｋ经工，、ｅ给ＨＩＤ灯提供一个稳定的交变电流源。
图３．５是镇流器启动时高压触发二极管上的电压，可见峰值电压在３００Ｖ以上，这个电压加在脉冲变压器的原边，若变压器有效匝比为１：１０，贝｝ｊ会在副边产生３ｋＶ以上的高压，从而击穿ＨＩＤ灯，这种触发方式比单纯的ＬＣ谐振触发更可靠。
图３．５启动时高压触发二极管上的电压３．１．４控制电路设计控制电路是电子镇流器极为关键的部分，本设计中利用ＳＧ３５２５芯片产生逆变所需的驱动信号，并通过周围辅助电路实现相应的控制和保护功能。
逆变驱动和频率调制电路如图３－６所示。
整流１图３－６逆变控制电路图３·１４１５０Ｗ高压钠灯电子镇流器实物用杭州远方仪器有限公司的镇流器专用测试仪ＨＢ一３Ａ对电子镇流器进行了测试，其中２５０Ｗ高压钠灯电子镇流器测试结果如图３．１５、３．１６、３．１７、３．１８所示。
hid灯镇流器原理概述及解释说明1. 引言1.1 概述在现代照明领域中，高强度放电灯（High-Intensity Discharge Lamp，简称HID灯）被广泛应用于路灯、车头灯、体育场馆照明等场所。
而为了保证HID 灯的正常工作和延长寿命，需要使用到HID灯镇流器作为稳定供电的关键设备。
因此，理解HID灯镇流器原理及其功能与作用，对于相关领域的工程师和研究人员具有重要意义。
1.2 文章结构本文将分为五个部分进行阐述。
首先，在引言部分，我们将概述本文所涉及到的内容，并介绍文章的结构安排。
然后，在第二部分中，我们将详细介绍HID灯及其特点，并探讨HID灯镇流器的功能与作用以及常见类型。
接下来，在第三部分中，我们将解析HID灯镇流器的工作原理，并着重讨论其引入电路设计、高压启动电路工作原理以及实现稳定输出电流的方式。
在第四部分中，我们将详细说明如何排查和修复常见的HID灯镇流器故障，并提供建议和注意事项。
最后，在结论部分，我们将对全文进行总结，并展望HID灯镇流器的未来发展及提出进一步研究方向的建议。
1.3 目的本文旨在全面、详细地介绍HID灯镇流器的原理及其工作方式，并探讨常见的故障排查和修复方法。
通过深入理解HID灯镇流器，读者将能够更好地应用和维护这一关键设备，确保HID灯的正常运行。
同时，本文也为今后进一步研究和探索此领域提供了参考和启示。
2. HID灯镇流器原理2.1 HID灯简介HID（高强度气体放电）灯是一种在高压作用下工作的光源装置。
它由一个玻璃管、两个电极和一种稀有气体混合物组成，当两个电极之间加上足够高的电压时，稀有气体会发生放电并产生强烈的光辐射。
2.2 镇流器功能与作用HID灯镇流器是用来控制HID灯的工作状态和输出的电流。
它的主要功能包括限制起动过程中产生的高电压和高频率，并为HID灯提供稳定的工作电流。
镇流器还可以延长HID灯泡的寿命并提高能效。
2.3 常见的HID灯镇流器类型常见的HID灯镇流器类型包括：- 电子式镇流器：采用电子元件进行功率变换和调节，具有体积小、重量轻、效率高等优点。
高强度气体放电灯镇流器的优、缺点分析及改良应用上海时代之光照明电器检测有限公司李妹、董金宝一、 前言随着照明电器方面新技术的发展，各种新的照明电器产品不断地涌现，照明用LED技术迅速进步更是给传统的照明电器的使用带来了挑战。
综合审视现有技术下的各种照明电器，可以看出，在很多照明场合，采用高强度气体放电灯与镇流器配合的方式仍具有广阔的应用前景。
但随产品标准的更新及各使用场合要求的提高，应分析此类产品的优、缺点，对现有技术和使用方式进行必要的改良，以使这类产品在保证符合新标准和使用功能要求的前提下，保持良好的性能/价格比。
二、高强度气体放电灯电子镇流器优、缺点及应用HID（高强度气体放电灯）电子镇流器，尤其是配合CDM（陶瓷管芯金卤灯）的35W---150W规格，基本采用高频（40 KHz—100KHz）或者低频（200Hz—400Hz）的方波。
1、HID（高强度气体放电灯）电子镇流器明显的优点：⑴这一小功率段的电子镇流器与电感镇流器比，自身功耗小。
⑵无频闪，由于陶瓷管芯金卤灯的高光效（90—100lm/w）和高显色性（>80）,所以特别适用于运动场合和摄影、摄像场合的照明。
⑶大部分HID电子镇流器因为其输入电路都采用占空比可调式IC，这不仅解决了功率因数和谐波问题，而且可以调光。
但是普通的石英管芯金卤灯在功率调低时，由于电弧管内的压力下降，造成其光输出中UV 波段的成分明显增加并且极易发生UV成分的超标，所以一般不适宜调光。
⑷因为大多数高强度气体放电灯所需要的维持正常工作的电压都比较高，所以在100V—120V的电网中电感镇流器只能采用超前顶峰式（CWA），超前顶峰式电感镇流器的最明显缺点是自身的功耗特别大。
各种规格的HID（高强度气体放电灯）电子镇流器在此类场合代替超前顶峰式（CWA）有明显的节能优势。
2、HID（高强度气体放电灯）电子镇流器缺点：⑴与传统的HID电感镇流器相比，野外抗雷电感应干扰(EMS)的能力差，在比较强的雷电过后，容易发生损坏。
⑵镇流器功率大时由于内部的元器件工作于接近极限状态，所以比较容易损坏，寿命略短，性能价格比不高。
⑶由于电感镇流器随着功率的增大，其自身功耗占系统总功耗的比例会明显减小，所以电子镇流器功率大时，其自身功耗小的优点不明显,在400W以上时，这一优点明显消失。
另外，分别用高频和工频点同一个HID灯，用高精度仪表测量两个状态的灯功率，当两个状态的灯功率相同时，采用高频点灯的光输出要比采用工频点灯的光输出低2%-4%,虽然目前对这一现象的机理尚不很清楚,但是已经证明对大于400W的HID电子镇流器,整体的能效水平低于同功率的电感镇流器,这也是大于400W的HID电子镇流器基本通不过节能认证的主要原因。
三、高强度气体放电灯电感镇流器优、缺点及应用目前电网改造后，电源电压低于额定值的现象已很少，大多是在用电低谷时电压太高，而目前的采用HID的照明电器尤其是道路照明，由于内部电感镇流器的（磁饱和）非线形特性，对配置比较好的电感镇流器的灯具，当电压上升到1.1Un时，灯具系统功率上升到1.33倍，当电压上升到1.15Un时，灯具系统功率将上升到1.45～1.55倍。
因为电压的上升使镇流器磁心趋向饱和，镇流器的功耗以大于电压增长倍数的平方率的速度上升。
这些功耗都转化成了对灯具安全形成威胁的热能，而非我们所希望的光能。
同时磁心趋向饱和使镇流器限流特性下降，输出到灯的功率骤增，灯处于内部超气压超功率的状态，高压钠灯、金卤灯一般超功率极限是1.3倍，超功率严重时高压钠灯内芯陶瓷管将破裂、损坏。
石英灯芯的金卤灯因内芯温度太高气压太大，内芯被“吹大”，外壳被“烤”变形。
另外灯具内过高的温度往往使补偿电容过热，寿命缩短（漏油等），灯具密封圈老化，发生严重漏水，产生安全性事故。
根据上述分析。
目前对HID照明系统节电的主要方法有：（a）降压法（兼有自动稳压功能）对于上述电网电压上升引起的危害，人们自然会想到采用降压的方法来达到合理照明的目的，当电压降到合适的程度，既可以保证合理的照明，也可以保证电器的合理寿命（灯和电器寿命的延长也是节能）。
但是从电感镇流器点灯的电源电压Ui、灯电压U l、灯电流I l三者波形图1可以看出：在50Hz的交流电网中，灯电流每秒有100次过零，过零时灯都有一个再启动电压（又称重复着火电压）的需求（图1中灯电压尖峰），如电网电压低不能满足这一要求时，灯将发生熄弧。
而采用降压法从图中可以看到，降压过程电源电压就是由U i1向U i2方向调整，如果Ui调得过低，在灯电流过零时，电网电压稍有波动就会出现，不能满足灯重复着火的电压U l（图1中尖峰电压）的需求，此时灯会熄弧。
如灯熄弧，触发器将开始工作，但由于灯内气压高（太热），所需触发电压≥5万伏，一般的触发器得空触发5～15分钟，等灯凉后才能再次启动。
如果长期如此，则承受高触发压的灯头、灯座和镇流器将加速损坏。
可见采用降压法来保证道路照明的镇流器和光源不出现超功率运行还勉强可行，但对于一个地区供电起始端和末端差较大的场合已不能正常采用，对于要求后半夜能实现灯功率减半的要求，降压法是根本不能实现的。
图1 电源电压Ui 、灯电压Ul 、灯电流Il 三者波形图（b ） 限流法用限流法（可以是专门设计集中串入电抗器）可以提供较高的灯电流过零后的再启动电压，更能保证灯的正常工作，尤其是在灯使用寿命后期，灯电压上升，灯电流过零后再启动电压需求也上升时，此方法的优点更多，采用集中串感抗的方法（可用多级串感抗自动衡流法）可使每组灯的平均有效值电压达到设计值，但灯电流过零后再启动的瞬时电压将提高，更有利于灯的稳定工作。
尤其在后半夜照明功率减半的场合，采用集中多级串感抗的方法能在不更改原来的灯具以及配电线路的情况下能实现照明功率减半，并且能稳定地工作。
近年来，已研制出其阻抗可无级变化的串入电抗器，这一产品采用控制串入电抗器的局部磁饱和程度来实现其阻抗的无级变化，且可实现编程序的自动化控制，它能做到HID 灯及镇流器回路在通电启动的短时间内，限制过大的启动电流对电网的冲击，当灯处于稳定工作后，可按 U i1U i2I lU l设定的程序进行调功率的控制，其最大的灯功率调整率可达100%～30%，在这一范围内灯都能保持稳定的工作。
相比多级串入电抗器的方式，这一方法具有更多的灵活性和更好的节电性。
通过检测还发现，串入的无级调阻抗的调整器自身具有一定的功耗，但由于它的串入使流过原镇流器的电流也相应减小，所以使原镇流器的功耗也随之有所下降，在整个调节范围内串入的调整器产生的附加功耗始终小于原镇流器减少的功耗，所以从系统效率来讲，也是较好的。
采用自动的控制技术能做到配电以及控制室的无人值守，这无疑减少了劳动力成本。
但是仅仅采用自动定时的控制技术，在目前看来是落后的，因为天气的复杂性（例如大雾、沙尘暴等）以及人们的庆典活动（例如大年三十、国家首脑来访等）都将影响开灯时间、调功率程度、关灯的时间等，所以采用遥控技术无疑是减少了劳动力成本，减少劳动强度以及实现调控及时性的最佳方案。
上述两种方案采用现在的通讯技术，都可以实现人性化的按需调功率，从而达到既能保证安全运行，又能最大化地实现节电的目的。
四、整流效应的异常保护要求GB7000.1-2007标准的一个重大变化是，根据IEC60325放电灯（荧光灯除外）安全要求标准中，提到的高压钠灯（除1000W外）寿终时也会发生整流效应，所以在设计整流效应异常保护要求时，应包括采用高压钠灯和大部分金卤灯灯具。
GB7000.1-2007版已经在2009年1月1日正式实施，这意味着灯具3C证书的换证。
其中高压钠灯（除1000W以外）和大部分金卤灯都属于寿终时易产生整流效应的，所以都要进行整流异态的试验。
可能一些试验人员认为，只要镇流器内加上可恢复式热保护器就能解决这一问题。
对于二端式触发器这种方法是可行的，但是对于三端串联式触发器的电路，这种方法基本是无效的。
目前改良后的使用三端串联式触发器的电路如图2，这种电路是在最近几年内发展起来的。
这一电路的触发器有三个端子，这种电路的最大特点是触发器的高压线圈是串联在镇流器与灯的回路中的，由于镇流器与触发器的连接点的电位与电源电压属于同一数量级，而触发器内的高压绕组L2输出高压脉冲电压的端子只和灯连接，从图2中可以看出触发器产生高压脉冲时，这一脉冲电压只施加在灯上，而不会施加到镇流器上，从而保证了镇流器在灯发生热启动或灯损坏时不会承受长时间的高压脉冲的重复冲击，尤其在触发器输出脉冲较高（10000V以上时）和脉冲能量较大的场合，这一电路能明显减小对镇流器的抗电强度的要求。
但是，事物总是一分为二的，这一类电路在给照明电器使用者带来上述优点的同时，也同时产生了明显的、甚至是致命的缺点。
从图2电路中不难看到，当灯被触发启动后，灯的工作电流一直流过此类触发器的高压线圈，所以高压线圈的绕组线径应取得比较大，这样才能在灯功率比较大且连续工作时，保持触发器的温升不至于超过tc值，这对体积相对较小的触发器在制造工艺中增加了一定的困难。
这一电路隐含着另一个重大缺陷，从图2中可看出，在灯工作时，触发器的高压绕组L2始终有镇流器输出给灯的电流流过，当高强度气体放电灯寿终发生“整流效应”时，由于流过灯的电流正负半周发生明显的不对称，使灯电流中含有直流分量，这一直流分量使镇流器内磁通发生饱和，镇流器阻抗急剧下降，导致回路电流猛增。
在目前的国家灯具标准和国际IEC灯具标准中针对这一现象规定用2--3倍的电流来检验系统在整流效应状态时的安全性，高压钠灯和部分金卤灯整流效应检测线路见图3。
针对这一情况，目前最常用的方法是在镇流器内串联一只可恢复的热保护器，当2--3倍的电流流过镇流器时，镇流器绕组温度上升，当绕组温度上升到接近限定值时，镇流器内的热保护器动作，切断电路，从而保护了镇流器。
这一方法对保护镇流器是很有效的，但是由于触发器受体积和制造成本影响，其热承受能力和热惯性远小于镇流器，所以在发生整流效应异常状态时，在镇流器内温度尚未达到可恢复的热保护器的动作温度前，触发器往往先发生冒烟、着火的现象，这不仅导致灯具产品异常状态耐久性试验的不合格，还会引起火警。
注意：GB7000.1-2007的12.5中说明, 光源产生整流效应时, 灯具产品中试验的部件包括镇流器、变压器或者启动装置，（见GB7000.1-2007的12.5.1 e）。
对于三端串联式触发器内的高压变压器的绕组，在异常状态时应该符合表12.3中按IEC60085系统A、E、B、F或H的分级的对应限温要求。
对于三端串联式触发器在异常状态时更不能发生冒烟、着火现象（见0.3章）。
在三端串联式触发器两个上引出端子内的任何一端加装可恢复的热保护器能可靠通过整流异态的试验，但是，这是专利技术（专利号：ZL 2007 2 0067205.7）。
