電力電子技術(shù)在綠色照明電路中的應(yīng)用

閆軍

摘 要：電力電子技術(shù)應(yīng)用十分廣泛，現(xiàn)在已經(jīng)滲透到工業(yè)乃至民生的每一個(gè)角落。隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，各種電力電子新技術(shù)應(yīng)用于照明領(lǐng)域。該文主要對(duì)電力電子技術(shù)在照明領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)其發(fā)展的前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：電力電子技術(shù) 照明 應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）06（c）-0040-01

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展使得人們的物質(zhì)生活得到了很大的改善，照明用電在電力消費(fèi)中的比例也逐漸增加。因此提倡綠色照明，節(jié)約照明電能，提高照明效率，注重照明質(zhì)量，就成為了一個(gè)很重要的問(wèn)題。目前，電力電子技術(shù)廣泛用于人們生活中的各個(gè)方面，我國(guó)也把電力電子技術(shù)的發(fā)展列為國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的一大重要戰(zhàn)略。照明行業(yè)是電力電子技術(shù)大顯身手的一個(gè)陣地，本文將簡(jiǎn)略介紹電力電子技術(shù)在照明領(lǐng)域的一些應(yīng)用。

1 照明節(jié)能

1.1 推廣使用各種節(jié)能燈

隨著環(huán)保節(jié)能要求的提出，傳統(tǒng)的白熾燈逐步被新型的節(jié)能燈及各種氣體放電燈取代。由于氣體放電燈的負(fù)阻放電特性，它必須與鎮(zhèn)流器配套使用才能使燈管正常工作。過(guò)去我們使用的普通高耗能電感鎮(zhèn)流器，存在散熱困難，效率低，頻閃等問(wèn)題，現(xiàn)在采用電子鎮(zhèn)流器可以很好的解決。高頻電子鎮(zhèn)流器主要由高頻變流電路和負(fù)載諧振電路組成，整流電路將工頻交流電變?yōu)槊}動(dòng)直流電，再通過(guò)高頻逆變電路將直流電逆變?yōu)楦哳l交流電，然后通過(guò)負(fù)載諧振電路向電燈供電。電子鎮(zhèn)流器具有能耗低，發(fā)光效率高等優(yōu)點(diǎn)，可以有效的節(jié)省電能，在我國(guó)照明電路中廣泛使用。

1.2 使用太陽(yáng)能照明

太陽(yáng)能作為一種清結(jié)能源，其儲(chǔ)量無(wú)限，它在照明領(lǐng)域存在巨的大應(yīng)用潛力。太陽(yáng)能在照明中主要有兩大方面應(yīng)用，一是將太陽(yáng)能組件與建筑結(jié)構(gòu)融為一體，將屋頂，墻面等大面積建筑表面鋪設(shè)太陽(yáng)能電池采光板，從而對(duì)建筑內(nèi)部包括照明進(jìn)行供電。二是簡(jiǎn)單的太陽(yáng)能供電照明系統(tǒng)，像一些太陽(yáng)能路燈，庭院燈等。其基本原理是白天將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，同時(shí)將這電能貯存到蓄電池，到照明系統(tǒng)需要工作時(shí)，再通過(guò)工作電路將蓄電池的直流電變換為交流電來(lái)為電燈供電。目前我國(guó)太陽(yáng)能光伏電池生產(chǎn)成本已大幅下降，這對(duì)太陽(yáng)能在照明中的應(yīng)用提供了有利條件。

1.3 開(kāi)發(fā)功率LED光源

發(fā)光二極管自20世紀(jì)60年代誕生以來(lái)，就深受各方青睞，其應(yīng)用涉及很多領(lǐng)域，但由于其發(fā)光效率低，亮度低，發(fā)光顏色品種少，那時(shí)未能應(yīng)用于照明。隨著LED技術(shù)的研制取得重大突破，上述問(wèn)題得到了很大的改善，并且其有著使用壽命長(zhǎng)，能耗低等優(yōu)點(diǎn)，因此LED發(fā)光產(chǎn)品的應(yīng)用正吸引著世人的目光，LED作為一種新型的綠色光源產(chǎn)品，必然是未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。然而要想使LED光源能夠可靠，安全，長(zhǎng)壽命運(yùn)行，與之匹配的高質(zhì)量的驅(qū)動(dòng)電源必不可少，這就需要各種電力電子技術(shù)的綜合應(yīng)用。隨著國(guó)內(nèi)廠家技術(shù)和生產(chǎn)成本的降低，LED照明叫好而不叫座的局面行將改變。

2 智能照明

隨著人們物質(zhì)文化和精神生活水平迅速的提高，智能化已經(jīng)成為當(dāng)今發(fā)展的主流技術(shù)，由于各種原因，大多數(shù)仍然沿用傳統(tǒng)的控制方式，部分智能大廈采用樓宇自控系統(tǒng)來(lái)監(jiān)控，但也只能實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的區(qū)域照明和定時(shí)開(kāi)關(guān)功能。與傳統(tǒng)照明相比，智能照明可達(dá)到安全、節(jié)能、舒適、高效的目的，因此智能照明有著較好的發(fā)展前景。智能照明控制系統(tǒng)使用了先進(jìn)的電力電子技術(shù)，能對(duì)大多數(shù)燈具進(jìn)行智能調(diào)光。除此之外，智能照明的管理系統(tǒng)采用設(shè)置照明工作狀態(tài)等方式，通過(guò)智能化管理實(shí)現(xiàn)節(jié)能。目前，中國(guó)智能照明市場(chǎng)并未成熟，智能照明的應(yīng)用領(lǐng)域還主要集中在商務(wù)領(lǐng)域和公共設(shè)施領(lǐng)域，隨著國(guó)內(nèi)智能照明研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展和產(chǎn)品推廣力度的加大，智能照明一定會(huì)在將來(lái)的照明領(lǐng)域中大放光彩。

3 提高質(zhì)量

用來(lái)照明的交流電一般都是50 Hz，工作頻率較低，這也就容易導(dǎo)致電燈在使用的過(guò)程中出現(xiàn)周期性的閃爍，長(zhǎng)時(shí)間在這樣環(huán)境下進(jìn)行辦公，會(huì)對(duì)人們的眼睛帶來(lái)一定程度的傷害。隨著技術(shù)的發(fā)展，主要是通過(guò)電力電子元件來(lái)組成變頻器，把工頻交流電變頻到高頻交流電，這樣頻閃現(xiàn)象會(huì)消除，從而提高照明的質(zhì)量。

4 電子電子技術(shù)在照明電路中存在的問(wèn)題

4.1 諧波問(wèn)題

目前應(yīng)用在照明領(lǐng)域的電力電子技術(shù)主要就是電子鎮(zhèn)流器，其最大的問(wèn)題就是其自身含有的諧波成分相對(duì)較大，這對(duì)電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響與污染。如果大量的電子鎮(zhèn)流器同時(shí)進(jìn)行工作，就會(huì)出現(xiàn)短路或者是跳閘的現(xiàn)象，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致電子鎮(zhèn)流器發(fā)生損害，甚至?xí)l(fā)電網(wǎng)火災(zāi)，因此必須嚴(yán)格控制諧波含量。解決方法一般有二種：一種是設(shè)計(jì)合適的校正補(bǔ)償裝置，使諧波成分下降，將功率因數(shù)提高；另一種是開(kāi)發(fā)有源電力濾波器，該濾波器采用PWM技術(shù)，能夠有效地降低諧波成分。前者成本較低，比較實(shí)用；后者濾波效果非常明顯，已被廣泛應(yīng)用于高度發(fā)達(dá)的國(guó)家中，不過(guò)其具有成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的缺點(diǎn)，我國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展水平，難以對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行有效的利用與推廣。

4.2 高頻損耗問(wèn)題

電子鎮(zhèn)流器和電子變壓器采用高頻設(shè)計(jì)，逆變電路中的開(kāi)關(guān)頻率達(dá)到50 kHz 左右。這就要考慮到開(kāi)關(guān)過(guò)程中的損耗以及電磁干擾問(wèn)題，這正是軟開(kāi)關(guān)技術(shù)的用武之地。軟開(kāi)關(guān)技術(shù)是電力電子技術(shù)中新發(fā)展的技術(shù)。通過(guò)開(kāi)關(guān)開(kāi)通前電壓先降為零，或閉合前電流先降為零，可以解決開(kāi)關(guān)過(guò)程中電壓、電流的重疊問(wèn)題，減低其變化率。從而減小開(kāi)關(guān)損耗以及開(kāi)關(guān)噪聲。而且軟開(kāi)關(guān)技術(shù)可以控制開(kāi)關(guān)運(yùn)行軌跡，從而降低電磁干擾，提升電路功率轉(zhuǎn)換的效率。

5 展望

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，各種各樣的技術(shù)綜合用于照明領(lǐng)域方面，未來(lái)的照明正向著節(jié)能，智能，高效，環(huán)保，舒適，安全的方向發(fā)展。太陽(yáng)能與建筑照明一體化，大功率LED光源，以及通過(guò)采用電力電子技術(shù)，控制技術(shù)，通信技術(shù)等各種技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)在照明領(lǐng)域的智能等等都是未來(lái)發(fā)展熱點(diǎn)。

6 結(jié)語(yǔ)

綠色照明事業(yè)是我們共同的事業(yè)，保護(hù)地球環(huán)境是我們每個(gè)人的義務(wù)，愿我們共同為促進(jìn)我國(guó)綠色照明事業(yè)的發(fā)展做出努力。

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