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金属卤化物灯电感镇流器和电子镇流器综合比较
发布日期:2006-10-19 文章来源: 上海时代之光照明电器检测有限公司

  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。

表1欧标、美标金属卤化灯用电感镇流器和电子镇流器主要性能比较

项目产品
电磁兼容
抗电压变化能力
频闪效应
自身功耗
灯的功率
调光特性
镇流器与灯的距离
寿命
自身重量
执行ROHS和Weee指令
谐波THD
EMI
EMS和防雷电感应
开机浪涌电流
金卤灯电子镇流器
合格
较大
约15-30倍
基本无
低,约是灯功率的10%
略低
可连续调光
≤3米
3年
较轻
较困难
欧标金卤灯镇流器
约1.5倍
一般大功率较低
较好
可分档调光
≥20米
10年以上
较容易
美标金卤灯镇流器
较大
较小
约1.3倍
较好
较明显
较高
略低
可分档调光
≤20米
5年以上
较容易

 

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