大功率荧光灯概述

大功率荧光灯概述

杨长根

（上海市浦东新区环林西路579弄11号602室，上海

200123）

OverviewonHigh-PowerFluorescentLamps

YangChanggen

（Room602No.11Lane579HuanlinRd（W）PudongNewArea，Shanghai

200123）

前言

单灯功率为45～450W的大功率荧光灯由于具有较好的节能效果和性价比，近年来在工业、商业等公共照明领域得到一定的发展。但是，由于这些灯功率较大，大多为非标产品，各企业的产品差异较大，所有参数都能合格的产品较少，而且有关该类产品的标准尚不够完善，使得大功率荧光灯的生产在一定程度上处于无序状态，影响了其性能的进一步提高及产品的规范化。

230V、240本文对常见的标称220V（含200V、

V）供电（120V电压系列产品大体类同，只是效率低一点）的大功率荧光灯产品的相关情况做简单介绍。1

灯功率及灯管规格

65W、85W、105W、135典型标称功率有：45W、

W、160W、180W、200W、270W、360W、450W等。管形主要有：主柱形紧凑多U形、螺旋形、平板多U形、平面多U形、莲花形、宝塔形等，管径以Ф17mm为主，如图1所示。其中莲花形和宝塔形灯由于透光空间大，光效比其它几种高10%～15%。2

配套电子镇流器

大功率荧光灯的工作环境较差，自身功率大，发热量高，为尽量减少维护量，电子镇流器要采用高等级的元器件，耐压和功率富余量要大，印刷电路板宜用双面金属化孔的，并灌注电子沥青等填充料。对于可靠性要求高的产品，电子镇流器高频输出部分要为双备份。

图1

典型的100W级荧光灯管外形

100W左右或以下的一体化灯的配套电子镇流器，一般采用NPF电路、逐流电路（电容－二极管滤波）、高泵电路（NPF加高频反馈）、双泵电路（逐流电路加高频反馈）、复泵电路（双泵电路再加一级高频反馈，如图2所示）。其中，复泵电路可以做到输入、输出、电磁干扰等都合格的水平，且效率（灯功率/输入功率）较高，但不具备电网电压波动时灯功率恒定的功能。少数一体化电子灯采用有源滤波电路供电，其输入、输出电参数较好，但对空间有限的一体化灯，这种电路使用部件较多、成本较高、绝对发热量大、灯管不能重复更换，故在多数情况下不宜采用。2.1

复泵式电子镇流器

45～110W的分体式复泵电子镇流器，适用于180～250V电源电压；－15～45℃环境温度；其输入5、7、9、11～39次分量分别电流畸变总量THD的3、

10%、7%、5%、3%；传导和辐射电磁能够≤30λ%、

干扰在9kHz～30MHz和30～300MHz两个频段内都比较容易合格。由于这类电路常用磁环驱动配双

杨长根：大功率荧光灯概述21

极型晶体管，适用于26～30kHz输出，灯电流波峰比可≤1.7，可用组合PTC或继电器作预热启动。当电源电压波动±10%时，相应的输出灯功率波动在±12%左右。镇流器效率一般在0.87～0.92范围内。这类电子镇流器具有抗电源瞬态干扰和灯管寿终保

护功能。一般设计寿命为3年或更长，可换用3根或更多灯管，好一点的产品年损坏率在1%以下。图2为100W级复泵式电子镇流器的代表电路，图3为典型产品电参数测试报告，图4为两个频段的EMI测试报告。

图2100W级复泵式电子镇流器代表电路

图3100W级复泵式电子镇流器代表型电参数测试报告

2.2有源滤波大功率电子镇流器

采用有源滤波的大功率电子镇流器，适用于170

这类镇流器可以设置多种保护，有预热启动、点亮后灯丝短路、局部异常保护等功能。开关次数大于10万次，在－40℃时也可启动。它还可加接通讯处理接口，实现单灯或群灯的遥测、遥控、调光、调色等功能。当电网电压波动时，使用该类电子镇流器的灯功率几乎不变，电能效一般在0.86～0.93之间；设计寿命一可换用的灯般为3～5年（大于5年的要追加措施），

管可达5根以上，较优良的该类产品的3年损坏率已控制在千分之几范围内。需注意的是，大功率荧光灯

～265V输入电压和45～450W功率；THD的各次分量较复泵电路要小；电磁干扰在9～30kHz频段较好控制，在30～300MHz频段进一步增加措施也可通1个过。这类电路可采用1片IC（APFC校正）、VDMOS管加磁环驱动2个双极型晶体管或2个VDMOS管；也可用2片IC驱动3个VDMOS管的方案，后者的综合功能以及电能效、一致性较前者为好。

期

图4100W级复泵电子镇流器EMI测试报告

图5200W级双IC有源滤波电子镇流器代表电路

采用1片同时有APFC校正和高频输出驱动功能芯片时，如印板铜膜布置不当，前后电路之间易引起自激，要小心调试。

要进一步指出的是，由于采用有源滤波方案灯电流波峰比可≤1.4，预热启动的波形、电压、能量可合理设置，能输出较高的频率（40～48kHz）以延长灯管寿命且提高光效。同样灯管，使用有源式电路可比复泵式电路寿命增加10%～15%，光效提高0.8%～1.5%。图5为200W级双IC有源滤波电子镇流器的代表电路，图6为其电参数测试报告，图7为其配套荧光灯的测试报告。3

灯管设计

国产大功率荧光灯管使用液汞或固汞，一般寿命

为5000～10000h。100W左右及以下的一体化灯多采用液汞；100W以上，特别是在封闭灯具内使用的灯管宜用固汞。液汞灯管在高温时灯管电压会减小，“缩水”，功率会同时光效也下降；固汞灯管的设计与灯具的温度相关，采用的汞丸成分和灯管热端的距离都要精心设计和修正才能发挥最佳光效。目前国内10000h较好的固汞灯管光效已达到92lm/W以上，光衰已控制在20%左右，整灯光效可大于85lm/W。采用3基色荧光粉的灯管，显色指数Ra可大于88。采用复合灯丝、辅助阳极圈、纳米阴极材料等措施，有望使灯管寿命延长至20000h以上。4

性价比

目前，一体化的45～110W大功率荧光灯产品价

杨长根：大功率荧光灯概述23

图6200W级双IC有源滤波电子镇流器电参数测试报告

投资。平均使用寿命（以每天使用12h计）：一体化灯为2年左右；分体式灯的镇流器为3～5年或更长一些，灯管为2～3年。如大功率荧光灯灯管的光效能达到100lm/W以上，寿命达到24000h以上，则可LED甚至高压钠灯相媲美，与金卤灯、无极灯、而其价格仅为上述光源的几分之一，大功率荧光灯性价比的优势将显现。5

结束语

目前我国在大功率荧光灯研究方面的工作还相当欠缺，还有许多关键技术未攻克。进一步对大功率荧光灯的灯管及配套电子镇流器深入研究，使之高效化、规范化，对于推进产业发展具有极大的意义。此

图7

200W级双IC有源滤波式荧光灯电光参数测试报告

间，必会出现许多新的知识产权，产生具有中国特色的新型节能产品，在电光源节能产品中开辟出一条新路。

本文中灯管照片及测试报告由浙江省平阳县应用光学研究所提供。

格为25～110元，即0.5～1元/W；分体式的65～450W产品价格为45～420元，即0.7～0.93元/W（上述均不含灯具）。一般使用半年至1年可回收初

（上接第19页）

该说目前节能灯还是处于鼎盛时期，其技术发展空间尤其是微汞技术的发展空间并不小，其未来的发展前景掌握在研发、生产和使用者自己的手里。

参考文献

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［3］姜燕.废弃的节能灯由谁来回收［N］.新民晚报，2010－12－02.［4］王海鸥，.中国长三角照李广安.减少节能灯汞含量的研究［C］

2010－11－25：92～95.明科技论坛论文集，

［5］周卫忠.光源化学［M］.轻工业出版社，北京：1984.

［6］关福民.“推广节能灯会增加汞污染”.浙江照明完全是误解［J］

2011（1）.电器信息，