智拓精文最新高强度气体电子镇流器技术项目可行性研究报告Word文档格式.docx

1、而HID灯的功率往往达数百瓦，有的HPS灯达1000W，为了减小电子镇流器的体积，提高效率和减小成本，HID灯电子镇流器工作在高频状态下，这就对电子镇流器中的开关晶体管提出了非常高的要求；另外，HID灯具有非线性负载复杂的物理特性，很好的控制灯的输出使HID灯发挥最好的作用是HID灯电子镇流器的核心问题。 能够提供足够高的触发启动电压。HPS灯的触发启动电压往往达34kV，比荧光灯高35倍。产生3kV以上的高压并不困难，但是要求这一高压必须匹配HID灯的启动特性，使HID灯可靠的启动，并且要求在启动过程中不得对灯和电子镇流器中的器件造成损害。能消除“声共振”现象。HID灯工作在高频电源供电的情

2、况下，会出现放电电弧不稳定的现象，轻则使灯光抖动，重则烧毁灯管。电弧不稳往往引起息弧，随电压升高电流急剧增大。最终会导致电子镇流器和HID灯双双损坏。这种“声共振”现象在金卤灯（Mental Halide Lamp, MH）灯中表现最为明显，是MH灯电子镇流器的核心问题之一。在HPS灯中也有声共振现象，但是并不明显，采取适当的措施可以避免。在HID灯出现故障或烧毁时，电子镇流器不应损坏。像HPS灯常年用作室外照明，在露天的场合，冬天低至零下40度，夏天高至零上40度得情况屡见不鲜，HID灯往往要连续燃点10个小时左右。为此要求电子镇流器有完善的保护功能，同时还要求供电突然中断又立即恢复时能正常

3、工作。鉴于HID灯功率比较大，要求电子镇流器对输入电流谐波、射频干扰和电磁辐射具有完善的保护功能。以上几点概括了HID灯电子镇流器的关键技术问题。关键技术及创新点2.2项目产品的技术性能水平与国内外先进水平的比较与同类产品的技术性能比较型号电压范围工作电流 功率因数总谐波THD波峰比恒功率精度%流明系数重量调光控制环境温度哈工大MH/HPS250160V-265V1.16A0.9979%1.7 5%0.961.85KG有-35-+66SZ柏胜JLZ-WD170V-260V1.17A0.9810%0.951.87无-30-+50SH铵锐AR/EB-250W180V-1.2A0.991.75-20

4、-+40SH光阳DL-1.25A2.3 技术成熟性和可靠性论述2.3.1技术成熟性的论述大功率电子镇流器是哈工大科技人员经过近3年时间开发而成的绿色照明技术。开发人员通过对HID灯本身物理特性的深入了解，对HID灯启动过程和正常工作状态的系统认识，反复对电子镇流器匹配特性的研究和试验，合理的运用元器件特性和参数，优化设计，反复调试，着重解决了HID灯谐振问题，散热问题，能量局部集中问题，电子镇流器与不同厂家HID灯最佳匹配技术问题。同时解决了电子镇流器多年研发而未解的问题：采用了功率因数校正技术，解决了功率因数低，进线电流畸变严重，谐波含量高，抗干扰能力弱等问题，实现了高效节能，超宽温度环境可

5、靠工作，低温低压启动性能好。户外实际检验以及高温70度、低温零下40度等多种破坏性试验，各项技术与参数达到了设计要求和镇流器实际工作要求。在实际应用中进行了技术检测，分析了各项参数。实测功率因数大于0.99，实现了电网最佳传输电能。在输入电压160V260V范围内，灯能够可靠地起动,输出功率基本恒定（功率变化小于1.5%），启动电流小于0.45A，质量稳定，实际工作可靠性，安全性能达到了实际应用要求。本项目产品的技术检测、分析检验的情况样机检测报告（自检）样机名称高压气体放电灯电子镇流器产品型号规格HPS-400W测试样机编号1、2、3号检测项目爬电距离和电气间隙 介电强度异常状态 线路功率

6、电源电流 功率因数总谐波含量磁屏蔽 两阶段调光功能条件1、常温气候条件下2、8793F数字电参数测量仪3、CS2680型耐压测试仪4、卡尺设计值爬电距离和电气间隙：2.5mm介电强度: 1400V AC 1MIN异常状态:243V供电，输出开路、短路各1小时，无损坏线路功率：不得大于标称值的110%，标称值420W电源电流：电源电流不得超过标称值的10%；标称值1.9A功率因数：总谐波含量：10磁屏蔽：铁磁材料对镇流器无影响两阶段调光功能：第1阶段2.50.2小时；第2阶段2.2.6mm 20XXV AC 1MIN无击穿1# 418W，2# 425 W，3# 423W1# 1.87A，2# 1

7、.91A，3# 1.90A1# 0.996，2# 0.993，3# 0.9941# 7.6，2# 6.8，3# 7.0无影响调光：第1阶段2.35小时，第2阶段2.03小时结果分析经实测：1、2、3号样机都分别满足所检项目的设计要求。测试者： 日期： 审核：电源电压范围 工作温度3、调压器4、恒温箱电源电压范围 ：160V250V 功率420W10W工作温度：-40 60 功率420W电源电压范围:输入功率与电网电压关系序号160V180V200V220V240V1#4174194244234252#4204214183#426427温度范围输入功率与温度关系-40-10-0204060422

8、国家电光源质量监督检验中心检测结果由上表可知,电子镇流器恒功率效果优良,功率误差小于5W，说明设计的恒功率取样方式及控制方式合理；电流总谐波含量5，对电网污染极小，属于绿色照明产品；镇流器效率可达94，（250W镇流器自身只消耗14W），属节能高效产品；照明优良，流明系数接近于1；工作电压范围宽：160V260V；使用温度范围宽：-4060。上述检测指标表明，该项技术先进，其创新点满足了高性能电子镇流器的技术要求。3.项目、产品市场调查和需求预测3.1国内外市场调查和预测3.1.1根据本项目产品的主要用途，进行市场分析，并预测本企业产品所占市场份额市场分析行业背景高压气体放电灯电子镇流器是取代

9、传统的铁心式电感镇流器新产品，而与HID高压气体放电灯（主要是高压钠灯及金属卤化物灯）配用的新型镇流器，是照明行业施行环保，节能的一个重要产品，在节约资源、节约能源、环保的基础上，使市政照明有 了远程控制功能，可以按照明时间调整照明亮度，使得市政照明可以达到基本的数字城市的功能一个重要的环节。20XX年我国照明用电约占总发电量的15%左右，建设部已正式批准城市绿色照明示范工程，明确提出到20XX年实现照明节电15%的目标。高压气体放电灯电子镇流器的推广应用将可以使照明用电节约20%以上，所以在照明行业推广应用这一节能产品就更显得非常重要。在我国和世界各国的“绿色照明”工程中高性能电子镇流器都备

10、受关注。为推动全社会节能，缓解能源约束的矛盾和环境压力，经国务院同意，国家发改委发布了节能中长期专项规划，规划提出，到20XX年，我国每万元 GDP能耗由20XX年的2.68吨标准煤下降到1.54吨标准煤，平均节能率为2.2%，形成节能能力4亿吨标准煤；为确保节能中长期专项规划顺利完成，国家将采取以下节能优先为重点的十项保障措施。节能要体现在制度发展战略、发展规划、产业政策、投资管理，以及财政、税收、金融、价格等政策当中。国家发改委正在制定节能设备（产品）目录，对于生产或使用目录中产品的企事业单位，国家将给予减免税等政策上的优惠，同时，节能产品被纳入政府的采购目录。建设部、国家发展和改革委员会

11、要求20XX年我国将建成节能、环保型城市照明体系，20XX年底前，所有城市要完成节能灯具的改造任务，尽快实现节能型照明体系。在欧、美发达地区，低效电感镇流器在20XX年以开始全面禁销，XG地区亦准备出台相关的法规政策全面推行节能型电感镇流器及节能的电子镇流器。由于电子镇流器既是高科技含量的产品又是相对劳动密集型产品，所以该产品的出口前景非常看好。由此可见，高性能环保节能电子镇流器有广阔的国内外市场。市场要求：在新增应用领域方面，高强度气体放电灯的应用不断向新的领域拓展，特别是小功率金属卤化灯热灯再起灯问题，并将36W金属卤化物灯应用于奔驰、林肯等高档汽车的大前灯上，光强度较以前提高了3倍以上。

12、这些新的应用领域为高强度气体放电灯电子镇流器的发展提供了更为广阔的空间。目前，高压气体放电灯光源的本身技术日趋成熟。由于其具有高光通量、高光效、长寿命和光源体积小而显示出很强的生命力。其中，高压钠灯以其高光效和透雾性强的特性得到普及应用，而金属卤化物灯除高光效外，还以其高显色性，在体育馆、展厅、商场、广场以及要求高显色性的环境内被广泛采用。按照有关部门统计，20XX年，国内市场中功率为250W-400W的高压气体放电灯的销售量已达6500万只，与之配套的的镇流器的销售额约为80.5亿元。今后几年我国高强度气体放电灯的需求将以15%的年增长率高速增长。所以与高压气体放电灯配套的镇流器，尤其是环保

13、节能型电子镇流器在关键功率器件及专用芯片技术日趋成熟的基础上，将不断取代传统的电感镇流器，加之政府倡导和政策支持，为其推广应用提供了良好契机。从我国目前情况看，小功率的荧光灯和紧凑型荧光灯使用的电子镇流器取代老试的电感镇流器已经被接受并普及应用。大功率高压气体放电灯配套使用的高可靠性、长寿命、环保节能型的电子镇流器是一种发展的必然趋势。随着我国城市化进程的加快，电子镇流器将逐步扩大市场占有量，直到最终完全替换传统电感镇流器，因此电子镇流器的市场前景将更加广阔。对未来几年的市场需求预测20XX-20XX年市场预测年份20XX年2009年高压气放电灯国内镇流器销售总量650074758596988

14、51136813073高压气体放电灯电子镇流器所占比例5.008.0011.0014.0017.0020.00高压气体放电灯电子镇流器国内市场总量325598945138319322614预测依据：（1）20XX年的高压气体放电灯国内销售量由国家电光源研究所根据实际数据供。（2）从20XX年起，5年内高压气体放电灯的国内销售量以每年15%速度增长数据由国家电光源研究所根据历史数据及相关研究报告提供。（3）20XX年高压气体放电灯电子镇流器所占所有高压气体放电灯镇流器的比例的5%由国家电光源研究所根据20XX年实际数据提供。按照国家电光源研究所的预测，未来5年内电子镇流器和电感镇流器将分庭抗争，

15、出于稳健考虑，从20XX年起，所占比例每年递增3%。3.1.2从项目产品质量、技术、性能、价格等方面，分析本项目产品的国内外市场竞争能力国内外目前HID高压气体放电灯电子镇流器的生产状况基于节约能源与环境保护的世界潮流，新光源产品与现有光源的改良不断地推陈出新，尤其是包括荧光灯、金属卤化物灯及高压钠灯等高强度放电灯类（HID），在发光效率及照明品质均有长足的进步。而配合发光所需的镇流器，则由以线圈及矽钢片所构成之电感镇流器，改由以电力电子技术所研发的光源用电子镇流器，不但显著地降低照明系统功率消耗而且提高发光效率，更改善了低频率引起的光源闪烁而提高照明品质。尤其在美国能源法案的实施与预计20X

16、X年以后室内全面使用电子镇流器激励，电子镇流器已然是21世纪照明科技的新主流。依20XX年美国照明展评估，荧光灯及高压气体放电灯将是未来20年内之主力光源，故相关电子镇流器或电感镇流器将朝高标准、节能化及性能稳定要求发展。其中电子镇流器将主导室内用光源发光效率提高的成败关键，而基于耐气候条件考验，电子镇流器将需有稳定的品质要求以达到环保及节能的目标。目前，室外用HID高压气体放电光源，即使欧美日仍以用电感镇流器为主，因此需由高品质低耗能矽钢片的开发与磁路设计，并强制要求及检测高功率因数，以保护照明配电线路的安全。这也就使得配套于HID高压气体放电灯的电子镇流器在国内的生产厂家都没有形成专业生产

17、及规模生产。造成这一现象另一层原因为：由于目前生产HID高压气体放电灯电子镇流器的企业较少，一方面：产品技术、生产工艺不够完善，产品的可靠性较低，加之低品质产品充斥市场，使得市场认可度较低，另一方面：现有多数生产电感镇流器的企业对该产品的价格竞争，甚至上排斥，使得少数生产HID电子镇流器的企业惨淡经营，难以形成规模生产、开创市场新局面的症结所在。由于高强度气体放电灯的特性参数较多，在设计方面，由于设计不完善及考虑成本的因素，使得产品的稳定性较差，返修率处在大约5%的水平，限制了其规模生产及出口配套。国内同行业厂家情况：目前，国内生产同类产品的厂家，大概有16家，其中以青岛新同人电子公司，SZ柏

18、胜电子公司，GD里奥电子公司、SH光阳能源科技发展有限公司、新乡中原电子等厂家可提供成型产品。这些厂家的产品都存在技术和质量的问题，其原因是该类生产厂家从设计上均采用分离元件，从根本上不能保证产品的稳定性，也没有网络控制功能。通过对以上厂家的产品进行测试，发现由于技术和设计上的问题，都存在可靠性不强、性价比不高的问题 ，而哈工大的产品无论在技术、设计、可靠性、成本等方面都存在明显的优势。该产品与同类产品相比具有的技术优势由于该产品采用单片机控制技术，这一控制方式目前未见国内外其他同类产品使用。该控制方式简化了控制电路，提高了产品的可靠性，又相对降低了生产成本。启动方式该产品启动过程由单片机进行

19、控制，能够适应光源启动电压不同的需要。控制启动电压由低逐渐向高变化，当电压达到光源启辉电压时，光源点燃。由此可避免在光源启动时出现过的电压现象而引起灯电极溅射，提高了光源的使用寿命。其他同类产品多数采用单个高压脉冲点燃方式，在光源启动时会出现过电压现象，引起灯电极溅射，影响光源的使用寿命。恒功率控制该产品改变了传统恒功率取样方式，将光源功率取样方式转换成取PFC输出直流功率，减少了控制系统干扰，简化取样电路的结构，真实实现了光源恒功率控制，在电网电压160260变化时，光源功率变化小于5W（250W镇流器）。同类产品未见到真正实现恒功率控制的产品，大多数产品采取控制输出电流（即光源电流）方式来

20、实现恒功率控制，此种控制方式对于光源电压变化而引起的功率变化无能为力，也不能克服由于光源电压分散性带来的功率分散性，特别是对于光源处于老化阶段对其功率不能进行有效的控制。调光控制由于该产品采用单片机控制技术，采用单片机这一控制方式目前未见国内外其他同类产品使用这种控制方式。该产品的这一特性使得该产品成为数字城市的一部分，在节约资源、节约能源的基础上，使市政照明有了远程控制功能，可以按照时间调整照明的亮度，使得市政照明可以达到基本的数字城市的功能可靠性设计该产品采用单片机集成控制，减少了外围电路元件数量。取样控制，保护状态判断，输出功率控制全由单片机完成。同类产品基本全为分立元件和相关集成电路构

21、成，产品所用电子元器件数量较多。电子镇流器失效50%以上的原因是由于电解电容失效造成的，所以解决好电解电容使用寿命问题是解决电子镇流器可靠性的关键问题。通过合理布局，使电解电容有效良好的散热条件，保证温升35度，提高了产品的使用寿命。低成本设计由于采用单片机控制及相应的控制策略，较现有同类产品电路简化，具体表现在：无单独高压脉冲启动电路；无单独短路开路故障状态检测电路；无单独供电电源，元器件减少，产品可靠性也会相应提高削除声共振技术高强度气体放电灯声共振现象是固有特性，电子镇流器必须有效克服声共振现象。该产品采用高频加低频调制技术来消除声共振，这种方式能保证电子镇流器功率开关器件工作在谐振状态

22、，提高镇流器效率，抑制声振效果良好，由于采用单片机进行控制，高频低频调制极容易实现。现有同类产品中有采用此种技术的，但单独设计低频调制信号电路，使整个电路结构复杂，采用低频方波技术方式或极高频驱动方式来消除声共振，此种工作方式会增加功率开关器件损耗，使镇流器效率降低。产品效率提高由于采用简化电路设计相应的控制策略（高频加低频 ）使得整机效率得到较大提高。由于采用PEC控制和恒功率控制技术，使电网电压在160260之间变化时，镇流器输出功率变化小于5W，在国内同类产品处于领先水平。高功率因数功率因数0.99，与国内同类先进产品相同。适应环境能力提高。该产品设计为室外应用，应用环境-40+60 。产品进一步拓展的空间进一步开发较大功率，如600W至20XXW的电子镇流器（该部分产品主要应用于体育场及室外照明），将更具有价格竞争优势。以现有已开发的主要产品250W和400W（该部分产品主要应用于市政道路交通照明、厂房厂矿照明及室外照明），为基础，形成35W、50W、70W、100W、150W、175、250W、400W、575W、