在照明電路中應(yīng)用電子技術(shù)

王宇

（浙江師范大學(xué) 浙江省金華市 321004）

當(dāng)前我國電耗高問題客觀存在，是造成環(huán)境污染及電力企業(yè)效益降低主要因素，上世紀(jì)末全國二氧化硫總排放量中的33%由電廠產(chǎn)生，應(yīng)用電子技術(shù)解決電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題勢在必行。日光燈（民用熒光燈）20世紀(jì)后期投產(chǎn)同時(shí)存在一定質(zhì)量問題。在電子鎮(zhèn)流器開關(guān)器件不斷涌現(xiàn)背景下日光燈產(chǎn)品質(zhì)量問題得以解決，有效提高其穩(wěn)定性、可靠性，電感鎮(zhèn)流器逐漸被電子鎮(zhèn)流器取代，發(fā)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(yōu)勢。電子鎮(zhèn)流器推動照明產(chǎn)業(yè)朝著綠色環(huán)保方向發(fā)展，同時(shí)有關(guān)技術(shù)研究成為關(guān)注熱點(diǎn)?；诖?，為助推我國照明電路穩(wěn)健發(fā)展，探析電子技術(shù)應(yīng)用方略顯得尤為重要。

1 在照明電路中的常用電子鎮(zhèn)流器

電子鎮(zhèn)流器主要是指在電子技術(shù)加持下靈活運(yùn)用電光源，生產(chǎn)制造照明裝置的電子設(shè)備，是電子技術(shù)的集中體現(xiàn)。電子鎮(zhèn)流器跟隨電子技術(shù)發(fā)展而推陳出新，客觀上助推照明電路優(yōu)化升級。

（1）單級半橋諧振式電子鎮(zhèn)流器?；趩渭壈霕蛑C振式逆變電路具有一定穩(wěn)定性，可保障照明電路安全可靠，開關(guān)管耐壓性能并無過高要求，為此在照明電路中該電子技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，主要由啟動電路、濾波、串聯(lián)諧振高頻逆變電路、燈負(fù)載、保護(hù)電路幾部分構(gòu)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(fù)載被高頻電壓點(diǎn)亮，在電流變化時(shí)對諧振回路產(chǎn)生影響，諧振電壓隨之波動，達(dá)到保障燈負(fù)載電流穩(wěn)定目的?；谠陔娮蛹夹g(shù)加持下的電路元件少且成本低，該常用電子鎮(zhèn)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(gè)方面進(jìn)行分析：第一，缺乏燈絲預(yù)熱功效，容易發(fā)生燈絲電級濺射現(xiàn)象，嚴(yán)重有損點(diǎn)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(shù)降低，削弱電源供電能力，在此種鎮(zhèn)流器數(shù)量較多時(shí)三相四線供電電位會發(fā)生偏移，容易損壞用電設(shè)備；第三，在高頻開關(guān)逆變情況下電路高次諧波增加同時(shí)電磁輻射干擾率上漲，對設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)帶來負(fù)面影響；第四，在市電系統(tǒng)發(fā)生故障后因該照明電路缺乏保護(hù)容易損壞電路，徒增火災(zāi)事故發(fā)生幾率。

（2）雙級諧振式高頻交流電子鎮(zhèn)流器。為解決單級半橋諧振式照明電路中存在的問題，技術(shù)人員在總結(jié)電子技術(shù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)前提下得出雙級諧振式電路系統(tǒng)，在固有電子鎮(zhèn)流器上加入APFC 電路，針對輸入市電功率因數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)，有效限制諧波成分，降低電磁輻射異常干擾現(xiàn)象發(fā)生幾率，使輸入端功率因數(shù)變動更為科學(xué)穩(wěn)定，發(fā)揮APFC 電路作用，在增強(qiáng)鎮(zhèn)流器電性能同時(shí)可提升電路系統(tǒng)穩(wěn)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(fā)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(jù)電感電流工作原理可分為DCM（電流不連續(xù)）、CCM（電流連續(xù)）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(shù)。其中，基于APFC 的DCM 型電路開關(guān)管應(yīng)力相對較小、電路簡單，廣泛應(yīng)用到照明電路中。

（3）無源功率因數(shù)校正。在兩極式有源功率因數(shù)中照明電路校準(zhǔn)存在缺陷，技術(shù)人員期許通過無源功率因數(shù)校準(zhǔn)技術(shù)優(yōu)化電子鎮(zhèn)流器綜合性能，如二只電容器及三只二極管復(fù)合能量反饋、無源功率校準(zhǔn)等手段，與其他電子技術(shù)相比，該技術(shù)缺乏實(shí)驗(yàn)論證，雖然理論上具有先進(jìn)性，但在應(yīng)用推廣過程中仍存在難度，盡管如此該電子技術(shù)亦是照明電路發(fā)展重要方向[1]。

（4）常用高頻交流電子鎮(zhèn)流器光控技術(shù)。高頻交流電子鎮(zhèn)流器低耗高效，節(jié)能效果較優(yōu)，在無需鎮(zhèn)流器滿功率運(yùn)行情況下其光控能力較為突出。光控用戶運(yùn)用電子技術(shù)從輸入端調(diào)節(jié)燈功率、燈電壓及燈電流，借助反饋電路設(shè)定照明燈光亮度，達(dá)到根據(jù)用戶個(gè)性化需求管理照明系統(tǒng)，靈活運(yùn)用電子技術(shù)目的。基于電子技術(shù)的常用光控手段主要有調(diào)節(jié)逆變器法、調(diào)頻調(diào)光法、脈沖調(diào)相等方法。以脈沖調(diào)相法為例，以逆變器為依托，通過調(diào)節(jié)兩只開關(guān)管輸出功率，保障導(dǎo)通相位合理，繼而有效調(diào)節(jié)燈光，提高照明電路運(yùn)行綜合質(zhì)量，此方法具有可根據(jù)設(shè)定值任意調(diào)光、可用在多燈同用場合、光線性良好等優(yōu)勢。

（5）CPPFC 電子鎮(zhèn)流器。作為針對功率因數(shù)校準(zhǔn)加以改進(jìn)的電子技術(shù)該電子設(shè)備具有如下特點(diǎn)：第一，電感單一，運(yùn)用一個(gè)電容，在電路上電容處理效果要優(yōu)于電感；第二，增強(qiáng)功率因數(shù)校準(zhǔn)有效性；第三，運(yùn)用電荷泵電路、工作原理及技術(shù)手段改進(jìn)照明電路[2]。

2 在照明電路中電子技術(shù)應(yīng)用價(jià)值

（1）助推照明電路朝著智能化方向發(fā)展。電子技術(shù)靈活簡便，可根據(jù)客觀環(huán)境做出調(diào)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(tǒng)智能性。用戶根據(jù)照明需求調(diào)整各區(qū)域燈光，受電子技術(shù)驅(qū)動的照明電路系統(tǒng)按照既定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及移動探測功能調(diào)整燈光明暗，自動關(guān)閉無人區(qū)照明系統(tǒng)，同時(shí)適度優(yōu)化用戶活動區(qū)域燈光亮度，同時(shí)用戶可運(yùn)用編程技術(shù)改變各區(qū)域燈光色調(diào)、明暗，滿足不同場合照明需求。例如，在自然光源充足空間內(nèi)照明電路系統(tǒng)會適度調(diào)暗燈光，根據(jù)自然光源水平加以調(diào)節(jié)，達(dá)到節(jié)約能耗目的，營建舒適、穩(wěn)定、綠色的照明氛圍，凸顯照明電路中電子技術(shù)應(yīng)用價(jià)值[3]。

（2）改善照明電路運(yùn)行系統(tǒng)。受傳統(tǒng)鎮(zhèn)流器驅(qū)動的照明設(shè)備頻率閃動為100Hz，此閃動會讓人感覺視力疲勞、頭腦發(fā)脹，明顯降低照明空間舒適度。運(yùn)用電子技術(shù)的照明電路在種類繁多的電子鎮(zhèn)流器加持下可解決頻閃問題，在40--70kHz 頻率環(huán)境下能保障照明設(shè)備亮度穩(wěn)定，有效保護(hù)人們的視力，在舒適的燈光環(huán)境下生活、工作狀態(tài)更好，滿足人們對照明環(huán)境的切實(shí)需求。

（3）降低照明電路能耗。通過運(yùn)用電子技術(shù)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(diào)光功能，可根據(jù)環(huán)境光亮程度調(diào)節(jié)照明的亮度，室內(nèi)光亮在恒定值范疇，達(dá)到有效利用自然光并節(jié)約電能目的。在先進(jìn)電子技術(shù)手段加持下通過分析照明設(shè)備能耗用戶可自動調(diào)整其工作狀態(tài)，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(jù)及技術(shù)支持[4]。

（4）提高照明電路系統(tǒng)管理質(zhì)量。與傳統(tǒng)照明電路中的技術(shù)手段來講，電子技術(shù)是數(shù)字電路、直流電源、集成運(yùn)算放大器、三級管放大電路、半導(dǎo)體器件、組合邏輯電路等理論及技術(shù)的集成，在照明電路中運(yùn)用電子技術(shù)可用先進(jìn)儀器設(shè)備取代人力并科學(xué)管理該系統(tǒng)，在此前提下規(guī)避人為因素對照明電路管理帶來的負(fù)面影響。尤其對照明設(shè)備較多的單位來講，電子技術(shù)的應(yīng)用可助力工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)電路故障，加大無人監(jiān)管及運(yùn)維力度。例如，在照明電路中配置傳感器，根據(jù)該電路安全穩(wěn)定、節(jié)能低耗運(yùn)行需求規(guī)設(shè)傳感器運(yùn)行參數(shù)，根據(jù)該參數(shù)針對照明電路加以剖析，及時(shí)搜集該電路運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，作為預(yù)判電路風(fēng)險(xiǎn)及制定養(yǎng)護(hù)方案提供依據(jù)。在照明電路中設(shè)備出現(xiàn)故障后遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場會亮起指示燈，用以告知工作人員故障區(qū)域，為其及時(shí)排查并解決故障問題提供便利條件，根據(jù)故障緊急程度燈的顏色會發(fā)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(jù)等的顏色采取配套措施，繼而提高照明電路運(yùn)行安全穩(wěn)定性，降低電路火災(zāi)事故發(fā)生幾率，體現(xiàn)電子技術(shù)應(yīng)用必要性。

3 在照明電路中電子技術(shù)應(yīng)用關(guān)鍵

（1）明確照明回路負(fù)載。在若干照明回路中的設(shè)備需類型相同，旨在科學(xué)配置調(diào)光模塊，保障有關(guān)模塊選擇合理，同時(shí)各回路設(shè)備控制屬性應(yīng)一致，如均為應(yīng)急照明設(shè)備或普通照明設(shè)備等。保障照明電路負(fù)載功率上限與調(diào)光器、傳感器等在照明電路中予以配置的設(shè)備額定負(fù)載容量相互協(xié)調(diào)，還需針對照明電路做好分化設(shè)計(jì)，旨在選擇更加匹配的電子技術(shù)及照明情境，保障各路燈光通過優(yōu)化整合能打造優(yōu)美、舒適、穩(wěn)定、安全的照明環(huán)境[5]。

（2）科學(xué)選擇調(diào)光器。根據(jù)照明電路屬性及主要部件特點(diǎn)針對照明設(shè)備類型、應(yīng)用需求選擇具有可適性的調(diào)光器，例如針對充氣型照明設(shè)備、霓虹燈等冷陰極燈來講應(yīng)選擇具備電壓變壓調(diào)控能力的調(diào)光器，氣體放電燈則應(yīng)選擇電壓調(diào)光器，保障照明電路穩(wěn)定高效，繼而通過科學(xué)選擇調(diào)光器發(fā)揮電子技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢。

（3）合理選擇光源。為保障電子技術(shù)可得到有效利用，技術(shù)人員需科學(xué)選擇光源，為突出其節(jié)能環(huán)保價(jià)值奠定基礎(chǔ)。光纖照明主要是指通過纖維導(dǎo)體將光源傳至任何區(qū)域的高新照明技術(shù)手段，可以應(yīng)用到建筑文物照明、泳池照明、水景照明、室內(nèi)照明、易燃易爆照明等各個(gè)領(lǐng)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(diǎn)可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行分析：第一，光源單一，擁有若干發(fā)光特性一致發(fā)光點(diǎn)，在較廣區(qū)域內(nèi)可以配置與應(yīng)用；第二，易于維修，光源易換；第三，發(fā)光點(diǎn)重量輕、小型化、便于安裝；第四，可自動變色。為滿足新時(shí)代照明電路發(fā)展需求，在電子技術(shù)加持下可提升光纖照明應(yīng)用水平，針對該光源編制系統(tǒng)設(shè)備及其運(yùn)行參數(shù)，選擇附件及集成模式，繼而使照明電路中電子技術(shù)的應(yīng)用效果更優(yōu)[6]。

4 在照明電路中電子技術(shù)應(yīng)用方略

（1）在應(yīng)用電子技術(shù)同時(shí)推動其朝著集成化技術(shù)方向發(fā)展。集成化技術(shù)主要是指將先進(jìn)技術(shù)手段整合在一起，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，這些技術(shù)除具有先進(jìn)性外，與電子技術(shù)的集成，還能助推該技術(shù)朝著智慧化、自動化、信息化方向發(fā)展，與新時(shí)代照明電路中電子技術(shù)應(yīng)用追求相符。其中，在照明電路中設(shè)置傳感器，就是將自動化技術(shù)手段與電子技術(shù)融合在一起的新型照明電路集成模式之一。在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)管照明電路規(guī)避故障問題及潛藏風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)技術(shù)人員還可運(yùn)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，立足數(shù)據(jù)庫針對照明電路系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)信息加以分析，為技術(shù)人員調(diào)整設(shè)備參數(shù)，保障設(shè)備狀態(tài)穩(wěn)定安全并延長其使用壽命提供依據(jù)，繼而實(shí)現(xiàn)電子技術(shù)集成化應(yīng)用目標(biāo)。

（2）應(yīng)用總線技術(shù)針對照明電路進(jìn)行靈活控制?？偩€技術(shù)主要是指將照明電路中各設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)在一起，而后分時(shí)段、分區(qū)域并根據(jù)需求控制照明電路，在點(diǎn)控、群控、組控等技術(shù)模式加持下賦予該電路管控靈活性、便捷性。這就需要根據(jù)照明實(shí)況規(guī)設(shè)配套管理規(guī)范，保障總線技術(shù)的應(yīng)用具有規(guī)范性、標(biāo)準(zhǔn)性、秩序性，避免照明電路管控過于盲目且影響人們的日?；顒樱闺娮蛹夹g(shù)應(yīng)用質(zhì)量得以提高。

（3）做好電子鎮(zhèn)流器研究與創(chuàng)新實(shí)踐工作。通過對電子鎮(zhèn)流器在照明電路中的應(yīng)用實(shí)況進(jìn)行分析可知，不同的鎮(zhèn)流器其優(yōu)勢各異，可滿足照明電路運(yùn)行需求，這就需要技術(shù)人員做好專項(xiàng)研究工作，借鑒國外電子鎮(zhèn)流器研究與應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)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(fā)展，使之功能更加多元，根據(jù)工業(yè)、科研、建筑、景觀等領(lǐng)域照明電路敷設(shè)需求配置電子鎮(zhèn)流器，發(fā)揮其使用壽命長、功耗低、運(yùn)維簡單等優(yōu)勢，使我國照明電路中的電子技術(shù)得以穩(wěn)健發(fā)展[7]。

5 結(jié)束語

綜上所述，為滿足新時(shí)代我國照明電路可持續(xù)發(fā)展需求，電子技術(shù)的應(yīng)用需朝著綠色環(huán)保、低碳高效、安全穩(wěn)定、成本可控方向發(fā)展，這就需要明確照明回路負(fù)載，科學(xué)選擇調(diào)光器，合理選擇光源，在應(yīng)用電子技術(shù)同時(shí)推動其朝著集成化技術(shù)方向發(fā)展，應(yīng)用總線技術(shù)針對照明電路進(jìn)行靈活控制，做好電子鎮(zhèn)流器研究與創(chuàng)新實(shí)踐工作，使照明電路系統(tǒng)更為完善，在滿足用戶需求同時(shí)能發(fā)揮環(huán)保作用，繼而推動我國綠色照明事業(yè)與時(shí)俱進(jìn)。