神話般的HID電子鎮(zhèn)流器
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上傳人：admin 上傳時間： 2007-02-08 瀏覽次數(shù)： 217 |
編者按：在照明領(lǐng)域里，“HID電子鎮(zhèn)流器” 一直是一個令人關(guān)注的話題。這是因為如果用它取代目前的電感鎮(zhèn)流器，將使大功率氣體放電燈的綜合節(jié)能潛力發(fā)掘出20%-30%以上，這無疑是極大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。
由此，它的商業(yè)價值引起了眾多企業(yè)和投資者的濃厚興趣。在上個世紀(jì)末，國內(nèi)外就開始了對HID電子鎮(zhèn)流器的研究和開發(fā)，特別在我國高壓氣體放電燈的誕生地—上海，一大批專家和科技人員對這個小小的HID電子鎮(zhèn)流器進(jìn)行了多年的研究與開發(fā)……。多少年過去了，HID電子鎮(zhèn)流器幾乎成為了一個最美麗的神話。
它讓許許多多的人能輕易的觸摸到她卻永遠(yuǎn)無法獲得她。她把一座金礦袒露在人們面前，可當(dāng)許許多多的人前去開采時卻紛紛陷入了一個無底的深淵，吞噬著那些投資者的財富，讓他們血本無歸。筆者見證過許多先驅(qū)，他們的急功近利和浮夸給地方政府官員、給投資者帶來過極大的振奮和期望。但最后還是壯志未酬身先死，留得罵名昭后世。那些地方政府為支持企業(yè)下達(dá)的地方性高科技節(jié)能推廣文件變成了鬧劇。
政府的權(quán)威和公信力被嘲弄了，而那些投資者的上千萬投資也變成了泡影。一些聰明的投資者立即從企業(yè)轉(zhuǎn)型中奮力掙脫出來，而那些執(zhí)迷者的結(jié)局相當(dāng)慘烈。曾有一名投資者至今還是驚魂未定的說：“HID電子鎮(zhèn)流器是個美麗的陷阱”，這話似乎有些危言聳聽，但也確實反映出HID電子鎮(zhèn)流器技術(shù)的科技含量很高，研制高可靠性的HID電子鎮(zhèn)流器并非容易。
綜合歸納HID電子鎮(zhèn)流器技術(shù)的關(guān)鍵問題主要有以下幾方面：
一、對設(shè)計人員的綜合素質(zhì)要求較高
HID電子鎮(zhèn)流器其復(fù)雜性和難度是非從事這方面的研發(fā)人員所能體會到的?？雌饋硭且粋€單純的電子產(chǎn)品，可它的原理中包含著電工學(xué)、電力學(xué)、電子學(xué)、電氣照明學(xué)、電磁學(xué)等方面的知識。其中有交流與直流，弱電與強(qiáng)電，低壓與高壓，低頻與高頻，線性與非線性、模擬電路與數(shù)字單片機(jī)技術(shù)等多領(lǐng)域多學(xué)科綜合知識。從HID電子鎮(zhèn)流器研發(fā)人員的自身素質(zhì)來看，還存在著以下差異：懂弱電的不一定懂得強(qiáng)電；精通強(qiáng)電的技術(shù)人員不一定了解數(shù)字電子技術(shù)；懂得數(shù)字電子技術(shù)的又對高強(qiáng)度氣體放電燈電氣照明知識知之甚少；做光源的專家往往又不了解數(shù)字電子技術(shù)。搞設(shè)計的又不了解其生產(chǎn)和工藝的特殊性。所以，要想開發(fā)出有實用價值的HID電子鎮(zhèn)流器，光靠幾個教授專家或者照書本抄來抄去是行不通的，靠仿造抄襲別人的產(chǎn)品更不行。一定要有專業(yè)的工程師在這個特定的項目里臥薪嘗膽，付出全部的精力去鉆研。除了具備廣泛的多學(xué)科綜合組織能力、理論知識和扎實的實踐經(jīng)驗外，更重要的是及時獲取最前沿的技術(shù)信息，要靠技術(shù)進(jìn)步來不斷的提升HID電子鎮(zhèn)流器開發(fā)研究的水平。
二、技術(shù)路線和設(shè)計方案的選擇是關(guān)鍵
在HID電子鎮(zhèn)流器的研發(fā)中有著各種不同的思路和特點，有用高頻的也有用低頻的；有用它激的也有堅持用自激的；有用IC的也有用PIC的。各國、各企業(yè)都有自己獨特的、風(fēng)格迥異的設(shè)計。從各設(shè)計方案中我們可以看出他走的是一條什么樣的路線，處于怎樣一種水準(zhǔn)，同時也可以知道它的發(fā)展趨勢和極限。所以，選擇何種方式、何條路徑和技術(shù)路線尤其重要。因為有可能你一開始就在重復(fù)別人的彎路，有可能你的選擇一開始就是個錯誤。
最有效的開發(fā)方式和技術(shù)路線是：采取自行研制與技術(shù)引進(jìn)相結(jié)合的方式。這是在對國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)和國外引進(jìn)技術(shù)充分消化、吸收的基礎(chǔ)上，與本企業(yè)的特點結(jié)合起來進(jìn)行科學(xué)研究。自行研制與技術(shù)引進(jìn)相結(jié)合新產(chǎn)品開發(fā)方式的優(yōu)勢在于：第一，花錢少見效快，產(chǎn)品又具有先進(jìn)性；第二，能促進(jìn)企業(yè)自己技術(shù)開發(fā)的發(fā)展，可以贏得時間盡快縮短競爭企業(yè)之間的技術(shù)差距。
我國的HID電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計也一直有著一個“流行趨勢”。這當(dāng)然也反映出技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展趨勢，同時也表現(xiàn)出我國HID電子鎮(zhèn)流器設(shè)計人員思路的敏銳和活躍。但這也誤導(dǎo)了許多盲目跟風(fēng)者。我們希望設(shè)計人員能結(jié)合自己的特點和優(yōu)勢理性的去分析和借鑒。
由于篇幅的限制，以下僅以目前國內(nèi)外燈頻率為類別的設(shè)計作一比較：
| 低頻（400hz以下） | 高頻（50khz左右） | 高頻（150khz左右) | |
| 解決聲頻共振方案 | 無需考慮 | 需考慮 | 需考慮 |
| 電磁兼容性解決難度 | 低 | 較難 | 更難 |
| 自身功耗 | 高 | 低 | 更低 |
| 自身溫度 | 高 | 中 | 低 |
| 輸出方式 | 全橋輸出 | 半橋輸出 | 半橋輸出 |
當(dāng)人們被聲頻共振和電磁兼容搞得焦頭爛額時，發(fā)現(xiàn)采用低頻方式是條出路，于是，做低頻成了“流行趨勢”。孰不知，在低頻的情況下，自身耗能與散熱又帶來了另一個難題。因此，要在各種矛盾中找到平衡，在各種方案中進(jìn)行合理的取舍。以上僅以燈頻率為類別的比較，設(shè)計師還應(yīng)該從更多的類比中看出端倪，找到自己所需要的合理方案。
三、沒解決聲頻共振現(xiàn)象是有設(shè)計缺陷的產(chǎn)品
聲頻共振是因燈管的放電電弧驅(qū)動氣體所產(chǎn)生的振蕩壓力與管壁反射的壓力同向時所產(chǎn)生的共振現(xiàn)象，其共振的頻率在音頻范圍之內(nèi)，所以稱為聲頻共振，簡稱聲共振。據(jù)文獻(xiàn)記載，當(dāng)高強(qiáng)度氣體放電燈電流驅(qū)動頻率在8kHz-280kHz之間就將出現(xiàn)產(chǎn)生聲頻共振的可能性。雖然在實際應(yīng)用中發(fā)生聲頻共振的情況很少，可是，一旦出現(xiàn)聲頻共振現(xiàn)象，輕則閃爍，重則燈管爆裂。所以，沒有解決聲頻共振問題的產(chǎn)品是有技術(shù)缺陷的產(chǎn)品。正由于高強(qiáng)度氣體放電燈在高頻工作方式下存在聲共振的問題，因此，許多處在此頻率范圍又沒有解決聲頻共振方案的HID電子鎮(zhèn)流器是很不安全的。
解決聲頻共振目前最多采用的方案是：①采用頻率調(diào)制方式；②采用高頻疊加在低頻的方式；③采用方波輸出能有效克服聲共振；④采用低頻或超高頻輸出，繞過聲共振頻率區(qū)。以上四種方式各有其利弊所在。我們在選擇時還必須充分顧及和考慮到其它的各種因素。
四、電磁兼容(EMC)須引起足夠的重視
關(guān)于國際和國內(nèi)對電子產(chǎn)品的電磁兼容性要求并不是這里要重復(fù)的內(nèi)容。HID電子鎮(zhèn)流器作為綠色環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品，無論是出口外銷還是國內(nèi)推廣，其EMC不合格當(dāng)然會是一個很大的受阻原因。這里要提醒我們設(shè)計人員的是：由于HID電子鎮(zhèn)流器是個高頻率大功率的電子產(chǎn)品，其電磁能量的轉(zhuǎn)換大、密度高，構(gòu)成了極其復(fù)雜的電磁環(huán)境。傳導(dǎo)性電磁干擾與輻射性電磁干擾都相當(dāng)嚴(yán)重。先不說其對外部的影響，就其大功率射頻干擾和變壓器漏磁通干擾在其內(nèi)部器件之間就會惹出的許多不可思議的麻煩和許多奇怪的現(xiàn)象。就這些足以耗費(fèi)你的大量的實驗時間。你往往會發(fā)現(xiàn)做出的樣品與原先線路設(shè)計的預(yù)期效果差之千里。有時你得到了一個非常好、非常成熟的線路設(shè)計方案，別人都做得很好，你也在模擬板上實驗了。可當(dāng) 你畫好了印刷線路板準(zhǔn)備把它拼湊成樣品時卻問題一大堆，直呼奇哉怪也。 其實，你這時已經(jīng)陷入了一個看不見、摸不著、道不明的線路電磁干擾的魔地之中。現(xiàn)在很多人可以公開線路，公開設(shè)計方案，卻把制造工藝視為核心技術(shù)，讓仿制者吃盡苦頭。
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