在照明电路中应用电子技术

王宇

（浙江师范大学 浙江省金华市 321004）

当前我国电耗高问题客观存在，是造成环境污染及电力企业效益降低主要因素，上世纪末全国二氧化硫总排放量中的33%由电厂产生，应用电子技术解决电力产业发展问题势在必行。日光灯（民用荧光灯）20世纪后期投产同时存在一定质量问题。在电子镇流器开关器件不断涌现背景下日光灯产品质量问题得以解决，有效提高其稳定性、可靠性，电感镇流器逐渐被电子镇流器取代，发挥电子器件无噪声、重量轻、功耗低、光效高、无频闪、寿命长等优势。电子镇流器推动照明产业朝着绿色环保方向发展，同时有关技术研究成为关注热点。基于此，为助推我国照明电路稳健发展，探析电子技术应用方略显得尤为重要。

1 在照明电路中的常用电子镇流器

电子镇流器主要是指在电子技术加持下灵活运用电光源，生产制造照明装置的电子设备，是电子技术的集中体现。电子镇流器跟随电子技术发展而推陈出新，客观上助推照明电路优化升级。

（1）单级半桥谐振式电子镇流器。基于单级半桥谐振式逆变电路具有一定稳定性，可保障照明电路安全可靠，开关管耐压性能并无过高要求，为此在照明电路中该电子技术应用较为广泛，主要由启动电路、滤波、串联谐振高频逆变电路、灯负载、保护电路几部分构成。作为自激振荡、典型、自启动高频交流电路，谐振由C4、C3、L 共同完成，在谐振作用下C4 灯负载被高频电压点亮，在电流变化时对谐振回路产生影响，谐振电压随之波动，达到保障灯负载电流稳定目的。基于在电子技术加持下的电路元件少且成本低，该常用电子镇流器照明电路在市场上较为普遍。单级半桥谐振式照明电路不足之处可从以下几个方面进行分析：第一，缺乏灯丝预热功效，容易发生灯丝电级溅射现象，严重有损点灯使用寿命，灯管一端会逐渐变黑；第二，在市电整流后为该电路供电，高次谐波干扰频率较大，输入端市电功率因数降低，削弱电源供电能力，在此种镇流器数量较多时三相四线供电电位会发生偏移，容易损坏用电设备；第三，在高频开关逆变情况下电路高次谐波增加同时电磁辐射干扰率上涨，对设备正常运转带来负面影响；第四，在市电系统发生故障后因该照明电路缺乏保护容易损坏电路，徒增火灾事故发生几率。

（2）双级谐振式高频交流电子镇流器。为解决单级半桥谐振式照明电路中存在的问题，技术人员在总结电子技术实践经验前提下得出双级谐振式电路系统，在固有电子镇流器上加入APFC 电路，针对输入市电功率因数进行校准，有效限制谐波成分，降低电磁辐射异常干扰现象发生几率，使输入端功率因数变动更为科学稳定，发挥APFC 电路作用，在增强镇流器电性能同时可提升电路系统稳定性，使照明电路更加安全。APFC 可分为反激式、升压式、降压式等形式，从市电输入电流角度出发可分为电压控制型、峰值电流型、滞后电流型、平均电流型等模式，根据电感电流工作原理可分为DCM（电流不连续）、CCM（电流连续）等类型。基于升压式校正电路THD 小、PF 值高、效率高，输入电压比输出电压要小，在75W-2KW 场合较为适用，在照明电路中是较为常见的电子技术。其中，基于APFC 的DCM 型电路开关管应力相对较小、电路简单，广泛应用到照明电路中。

（3）无源功率因数校正。在两极式有源功率因数中照明电路校准存在缺陷，技术人员期许通过无源功率因数校准技术优化电子镇流器综合性能，如二只电容器及三只二极管复合能量反馈、无源功率校准等手段，与其他电子技术相比，该技术缺乏实验论证，虽然理论上具有先进性，但在应用推广过程中仍存在难度，尽管如此该电子技术亦是照明电路发展重要方向[1]。

（4）常用高频交流电子镇流器光控技术。高频交流电子镇流器低耗高效，节能效果较优，在无需镇流器满功率运行情况下其光控能力较为突出。光控用户运用电子技术从输入端调节灯功率、灯电压及灯电流，借助反馈电路设定照明灯光亮度，达到根据用户个性化需求管理照明系统，灵活运用电子技术目的。基于电子技术的常用光控手段主要有调节逆变器法、调频调光法、脉冲调相等方法。以脉冲调相法为例，以逆变器为依托，通过调节两只开关管输出功率，保障导通相位合理，继而有效调节灯光，提高照明电路运行综合质量，此方法具有可根据设定值任意调光、可用在多灯同用场合、光线性良好等优势。

（5）CPPFC 电子镇流器。作为针对功率因数校准加以改进的电子技术该电子设备具有如下特点：第一，电感单一，运用一个电容，在电路上电容处理效果要优于电感；第二，增强功率因数校准有效性；第三，运用电荷泵电路、工作原理及技术手段改进照明电路[2]。

2 在照明电路中电子技术应用价值

（1）助推照明电路朝着智能化方向发展。电子技术灵活简便，可根据客观环境做出调整，自动识别白天、夜晚对照明灯光的需求，赋予照明电路系统智能性。用户根据照明需求调整各区域灯光，受电子技术驱动的照明电路系统按照既定设计标准及移动探测功能调整灯光明暗，自动关闭无人区照明系统，同时适度优化用户活动区域灯光亮度，同时用户可运用编程技术改变各区域灯光色调、明暗，满足不同场合照明需求。例如，在自然光源充足空间内照明电路系统会适度调暗灯光，根据自然光源水平加以调节，达到节约能耗目的，营建舒适、稳定、绿色的照明氛围，凸显照明电路中电子技术应用价值[3]。

（2）改善照明电路运行系统。受传统镇流器驱动的照明设备频率闪动为100Hz，此闪动会让人感觉视力疲劳、头脑发胀，明显降低照明空间舒适度。运用电子技术的照明电路在种类繁多的电子镇流器加持下可解决频闪问题，在40--70kHz 频率环境下能保障照明设备亮度稳定，有效保护人们的视力，在舒适的灯光环境下生活、工作状态更好，满足人们对照明环境的切实需求。

（3）降低照明电路能耗。通过运用电子技术日光灯、白炽灯、水银灯、霓虹灯、钠灯等照明装置均具有智能调光功能，可根据环境光亮程度调节照明的亮度，室内光亮在恒定值范畴，达到有效利用自然光并节约电能目的。在先进电子技术手段加持下通过分析照明设备能耗用户可自动调整其工作状态，保障照明电路管理更加人性化，为人们采取有效措施控制照明能耗提供依据及技术支持[4]。

（4）提高照明电路系统管理质量。与传统照明电路中的技术手段来讲，电子技术是数字电路、直流电源、集成运算放大器、三级管放大电路、半导体器件、组合逻辑电路等理论及技术的集成，在照明电路中运用电子技术可用先进仪器设备取代人力并科学管理该系统，在此前提下规避人为因素对照明电路管理带来的负面影响。尤其对照明设备较多的单位来讲，电子技术的应用可助力工作人员及时发现电路故障，加大无人监管及运维力度。例如，在照明电路中配置传感器，根据该电路安全稳定、节能低耗运行需求规设传感器运行参数，根据该参数针对照明电路加以剖析，及时搜集该电路运行数据信息，作为预判电路风险及制定养护方案提供依据。在照明电路中设备出现故障后远程监控现场会亮起指示灯，用以告知工作人员故障区域，为其及时排查并解决故障问题提供便利条件，根据故障紧急程度灯的颜色会发生变化，如故障解除亮起绿灯，故障等级较低亮黄灯，等级较高则亮起红灯，根据等的颜色采取配套措施，继而提高照明电路运行安全稳定性，降低电路火灾事故发生几率，体现电子技术应用必要性。

3 在照明电路中电子技术应用关键

（1）明确照明回路负载。在若干照明回路中的设备需类型相同，旨在科学配置调光模块，保障有关模块选择合理，同时各回路设备控制属性应一致，如均为应急照明设备或普通照明设备等。保障照明电路负载功率上限与调光器、传感器等在照明电路中予以配置的设备额定负载容量相互协调，还需针对照明电路做好分化设计，旨在选择更加匹配的电子技术及照明情境，保障各路灯光通过优化整合能打造优美、舒适、稳定、安全的照明环境[5]。

（2）科学选择调光器。根据照明电路属性及主要部件特点针对照明设备类型、应用需求选择具有可适性的调光器，例如针对充气型照明设备、霓虹灯等冷阴极灯来讲应选择具备电压变压调控能力的调光器，气体放电灯则应选择电压调光器，保障照明电路稳定高效，继而通过科学选择调光器发挥电子技术应用优势。

（3）合理选择光源。为保障电子技术可得到有效利用，技术人员需科学选择光源，为突出其节能环保价值奠定基础。光纤照明主要是指通过纤维导体将光源传至任何区域的高新照明技术手段，可以应用到建筑文物照明、泳池照明、水景照明、室内照明、易燃易爆照明等各个领域，其核心材料为SiO2，高折射率是提高光传输效率的途径。光纤照明特点可从以下几个方面进行分析：第一，光源单一，拥有若干发光特性一致发光点，在较广区域内可以配置与应用；第二，易于维修，光源易换；第三，发光点重量轻、小型化、便于安装；第四，可自动变色。为满足新时代照明电路发展需求，在电子技术加持下可提升光纤照明应用水平，针对该光源编制系统设备及其运行参数，选择附件及集成模式，继而使照明电路中电子技术的应用效果更优[6]。

4 在照明电路中电子技术应用方略

（1）在应用电子技术同时推动其朝着集成化技术方向发展。集成化技术主要是指将先进技术手段整合在一起，如计算机技术、物联网技术、区块链技术、大数据等技术，这些技术除具有先进性外，与电子技术的集成，还能助推该技术朝着智慧化、自动化、信息化方向发展，与新时代照明电路中电子技术应用追求相符。其中，在照明电路中设置传感器，就是将自动化技术手段与电子技术融合在一起的新型照明电路集成模式之一。在实现远程实时监管照明电路规避故障问题及潜藏风险同时技术人员还可运用大数据技术，立足数据库针对照明电路系统内各设备运行数据信息加以分析，为技术人员调整设备参数，保障设备状态稳定安全并延长其使用寿命提供依据，继而实现电子技术集成化应用目标。

（2）应用总线技术针对照明电路进行灵活控制。总线技术主要是指将照明电路中各设备与计算机系统关联在一起，而后分时段、分区域并根据需求控制照明电路，在点控、群控、组控等技术模式加持下赋予该电路管控灵活性、便捷性。这就需要根据照明实况规设配套管理规范，保障总线技术的应用具有规范性、标准性、秩序性，避免照明电路管控过于盲目且影响人们的日常活动，使电子技术应用质量得以提高。

（3）做好电子镇流器研究与创新实践工作。通过对电子镇流器在照明电路中的应用实况进行分析可知，不同的镇流器其优势各异，可满足照明电路运行需求，这就需要技术人员做好专项研究工作，借鉴国外电子镇流器研究与应用经验，同时助推该元器件朝着电路集成化、功能模块化、控制智能化方向发展，使之功能更加多元，根据工业、科研、建筑、景观等领域照明电路敷设需求配置电子镇流器，发挥其使用寿命长、功耗低、运维简单等优势，使我国照明电路中的电子技术得以稳健发展[7]。

5 结束语

综上所述，为满足新时代我国照明电路可持续发展需求，电子技术的应用需朝着绿色环保、低碳高效、安全稳定、成本可控方向发展，这就需要明确照明回路负载，科学选择调光器，合理选择光源，在应用电子技术同时推动其朝着集成化技术方向发展，应用总线技术针对照明电路进行灵活控制，做好电子镇流器研究与创新实践工作，使照明电路系统更为完善，在满足用户需求同时能发挥环保作用，继而推动我国绿色照明事业与时俱进。