電感鎮(zhèn)流器(inductance ballast)是一個(gè)鐵芯電感線圈,電感的性質(zhì)是當(dāng)線圈中的電流發(fā)生變化時(shí),則在線圈中將引起磁通的變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),其方向與電流的變化方向相反,因而阻礙著電流變化。 在日光燈中用到。
高壓鈉燈基本結(jié)構(gòu)是在抽真空的燈管內(nèi)安裝一根半透明的多晶氧化鋁陶瓷電弧管,電弧管應(yīng)選用純度較高的氧化鋁及適當(dāng)?shù)念w粒度,使得透過(guò)率達(dá)97%左右。在電弧管的兩端各裝入一個(gè)電極,在鎢電極螺旋中藏有包含氧化鋇和氧化鈣的化合物作為電子發(fā)射材料。高壓鈉燈的電弧管中充入約2.7kPa的氙氣或氬氣作為啟動(dòng)氣體。
在高壓鈉燈中,除了充鈉之外,還要充入一定量的汞,以提高燈電壓、光效和功率因數(shù),減少導(dǎo)熱率。由于高壓鈉燈的電弧管細(xì)而長(zhǎng),啟動(dòng)時(shí)需要一個(gè)至少千伏級(jí)的電壓觸發(fā)。高壓鈉燈在穩(wěn)態(tài)下具有負(fù)阻特性。 電感鎮(zhèn)流器的優(yōu)點(diǎn):電路簡(jiǎn)單、制作方便、成本低。
缺點(diǎn):工作效率低、功率因數(shù)差。且這些參數(shù)由于電路無(wú)反饋而不可控制,將隨著輸入電壓變化而變化,并且也會(huì)隨著燈的老化而惡化。電感鎮(zhèn)流器的這些缺點(diǎn)導(dǎo)致系統(tǒng)成本增加,例如降低燈壽命帶來(lái)的頻繁更換成本、對(duì)電網(wǎng)污染帶來(lái)的額外線路損耗以及電磁干擾帶來(lái)可能的系統(tǒng)故障維護(hù)成本等等。
電感鎮(zhèn)流器的工作原理:
電感鎮(zhèn)流器原理如上圖所示,當(dāng)電路接入交流市電220V電壓時(shí)(一般要大干180V才能保證有效啟動(dòng)),啟動(dòng)器IGN的B、N端短路,市電電壓幾乎全部被加在鎮(zhèn)流器L上以對(duì)其充電。
此后啟動(dòng)器IGN將B、N端斷開(kāi),并使B與LP端短路。由于高壓鈉燈尚未被點(diǎn)亮,處于關(guān)斷狀態(tài),無(wú)電流流過(guò),又因?yàn)殡姼猩系碾娏鞑荒芡蛔?,故電感上將產(chǎn)生至少上千伏的高壓。該電壓與市電一起被加在高壓鈉燈兩端,使鈉燈內(nèi)的氣體被擊穿,燈被點(diǎn)亮。一般該過(guò)程被稱為點(diǎn)火階段。
點(diǎn)亮后的燈等效電阻很小,燈壓很低,而此時(shí)與燈串聯(lián)的電感交流阻抗抑制了燈電流,防止電流過(guò)大對(duì)電路帶來(lái)?yè)p害。隨著時(shí)間的推移,鈉燈兩端的電壓開(kāi)始升高,燈的等效阻抗增大,電流慢慢的減小,最后達(dá)到其額定功率。由于電感的存在,有一部分的能量以電感繞線電阻發(fā)熱和鐵芯渦流損耗等方式被消耗掉,降低了整個(gè)電路的工作效率。
(1)。當(dāng)送出交流電時(shí),因熒光燈屬于冷燈,燈管電阻無(wú)窮大,大電流就流向阻抗比較小的啟動(dòng)器,因此氖燈會(huì)先亮一下子與電容形成崩潰,此時(shí)電流流過(guò)燈管兩端的鎢絲,鎢絲因此被加熱,這段時(shí)間為0至A的時(shí)間。
(2)。當(dāng)時(shí)間在A時(shí)即電源電壓為零伏,由于日光燈此時(shí)已為熱燈,使得燈管內(nèi)電阻相當(dāng)小,此時(shí)啟動(dòng)器部分停止崩潰,接著時(shí)間A至?xí)r間B熒光燈點(diǎn)燈成功,并且時(shí)間B以后螢光燈兩端的壓降大約只有122伏特左右(20W螢光燈),使啟動(dòng)器不再崩潰,從此之后日光燈正常工作維持一定亮度,直到電源關(guān)閉日光燈熄滅。
?。?)。在時(shí)間A至?xí)r間B,電感鎮(zhèn)流器(電感)兩端感應(yīng)電壓為220伏,再加上電源220伏,其螢光燈兩端總電壓降為440伏,所以螢光燈需要大電壓才能啟動(dòng)。
?。?)。在時(shí)間B之后,電感式鎮(zhèn)流器(電感)扮演著恒流的重要角色,所以日光燈一直維持著固定的亮度。