国家电光源质量监督检验中心 俞安琪

我国节能型电感镇流器的研制已有10多年的历史。在这10多年的时间里，节能型电感镇流器的设计、工艺等从不成熟走向成熟，照明电器的专业人员以及广大的用户对节能型照明电器产品的认识，也由过去单纯认为电子节能灯、电子镇流器是节能照明电器产品而逐渐全面认识到包括节能型电感镇流器在内很多节能照明电器在节能及综合评定方面具有独特的优势。

在我国，节能型电感镇流器已具有一定的生产能力，并且具有一定的市场，在一些重点工程（例如上海浦东国际机场，广州地铁，北京东方广场等）得到应用，并且取得了良好的效果。该产品的出口已形成批量，并且受到经济发达国家和地区的欢迎。目前，国内节能型电感镇流器的产量约占镇流器总产量的2%～3%，究其原因除了受到节能电感镇流器价格较普通电感镇流器高等因素外，主要是因为广大工程设计人员、企业管理者、政府有关部门的决策者对节能电感镇流器与普通电感镇流器以及电子镇流器的综合性能价格对比的优势不甚了解。因此，目前特别需要对此问题在客观科学的基础上进行综合评定，以使我国的照明电器在向节能环保方面发展的道路上能更理智、更全面和少走弯路。

节能型电感镇流器的最大特点就是镇流器自身功耗比传统的电感镇流器明显减小，因此自身发热情况也明显优于传统电感镇流器。

节能型电感镇流器 可分为以下几类：

(1) 减小磁通密度和绕组直流电阻型(亦称传统改进型)，常见结构如图1所示。该种节能型电感镇流器结构与传统镇流器无本质区别。对一定功率的镇流器其工作时铁芯磁通量和电流是一定的，只要增大硅钢片的截面积就可以达到减少磁通密度的目的，同理只要增大绕组的导线直径就可以减少绕组的直流电阻从而降低镇流器铜耗。

（2）硅钢片卷绕节能型：

A．环形镇流器：其结构见图2，整个镇流器铁芯由硅钢带卷绕成环型，再通过退火、浸漆、切割磁隙，上绝缘漆层，穿绕线圈等工序成为成品。环形镇流器由于磁路短，自身功耗指标在相同条件下是最好的，但由于其绕线过程是穿绕的，因此功效很低，仅为普通镇流器功效的1/10~1/20。另外，由于穿绕过程对漆包线表面漆膜有一定的损伤和对细线有一定的拉伸现象，当绕组线径较细（线径≤0.4mm）时，容易产生匝间层间短路现象。

B?C形镇流器：其结构见图3。整个镇流器铁芯由硅钢带卷绕成椭圆形，再通过退火、浸漆、切割成两个C形，其绕线过程与传统的镇流器相同。C形结构的镇流器在相同用料时自身功耗指标略差于环形镇流器，但可以通过适当加料来补充这一点，该种结构的最大特点是可以像传统镇流器那样高效地在批量生产，以生产工时的下降来弥补略多的用料，从而达到与环形镇流器相同的节能效果。值得注意的是该种结构容易在磁隙处产生噪音，因此在插硅钢片的过程中应在磁隙处加入高温凝固型树脂漆以便通过高温烘箱后利用高温树脂的凝固来抑制磁磁隙处的噪音。

C．D形镇流器：其结构见图4。前面两种卷绕型镇流器的铁芯截面都是矩形，即使截面成正方型，在同样周长的情况下，铁芯截面也小于圆形，按数学极值理论可知，在相同截面积情况下圆形周长最短，也是说在达到相同电感参数时绕组料最省，同样镇流器的直流电阻所造成的铜耗也最小。O形镇流器就是按这一原理设计的，它利用大型的数控或电脑控制开料机把硅钢片按奇、偶互补法开成起始窄、并逐渐加宽，在中心长度时达到最宽，然后再逐渐变窄的带料，把这种带料卷成设计圆状就可得到铁芯截面为圆形的O形铁芯。通过退火、浸漆、切割磁隙成为镇流器专芯的长边上，组成一个工字形的两个端面边缘成齿轮状的绕线骨架。绕线时用专用橡胶轮带动齿轮状的骨架边缘，使骨架在O形铁芯长边上转动达绕线的目的。绕线记数由骨架端面靠外圆的小孔与光敏计数器配合来完成。这样O形镇流器不仅具有良好的节能特性，功耗指标接近环形镇流器，而且能大批量高效地组织生产。O形镇流器尽管有很多优点，但产品上马时前期设备的投入很大，需有较强的经济实力才能顺利投产。

这种镇流器是利用电感电容谐振或半谐振形式，使镇流器与灯配套工作时功率因提高到0.85 ~ 0.95,从而使流过镇流器主绕组的电流大大下降，因此有效地减少了镇流器的自身功耗。　目前这类镇流器均使用在荧光灯电路中，该种镇流器的结构见图5。

各种镇流器的性能比较应该是全面的、综合性的比较，这样才能得出目前各类镇流器中哪一类具有最佳的性能价格比。镇流器的主要参数对比见下表1。

表1 电感镇流器与电子镇流器的比较

（1）自身功耗。这是节能的最重要指标，以管形荧光灯最常用的36/40W规格为例，普通电感镇流器功耗约为9W，而节能型电感镇流器约为４～5.5W.

（2）光效比。对普通电感镇流器来说，与基准灯配合光效约为基准镇流器与基准灯配合组件的0.95～0.98倍；节能型电感镇流器光效比约为1.02 ～1.05倍；电子镇流器的综合光效约为1.10倍。

（3）开机时的浪涌电流。这一指标的检测与电源内阻抗有关。当电源容量在50kVA（电源内阻抗约为1W时在0.1s时间内，电感镇流器的开机瞬时浪涌电流约为正常进线电流的1.5倍，国产标准型电子镇流器约为10～15倍，进口高档电子镇流器约为8～10倍，而国产低档H型电子镇流器约为15～20倍。

（4）电磁兼容EMI。目前国产标准型和进口电子镇流器能把自身对外干扰抑制在规定范围内，而国内大量的H级电子镇流器普遍达不到要求。当这类镇流器大量使用时，对外电磁干扰很严重，甚至发生过开灯时造成电视及空调红外遥控失灵的现象，而电感镇流器只要伏安特性设计得较好就没有这方面的问题 。

（5）电源电流谐波。电感镇流器在设计时只要注意使铁芯工作在准线性段，就能有效地使谐波总量≤10%。国产标准型电子镇流器目前的谐波含量一般控制在10%～13%，进口电子镇流器谐波总量约为8%～12%，而目前国产大量的H级电子镇流器谐波总量约为25%～34%，这类镇流器已不能达到IEC61000-3-2的标准（在我国对应的国标为GB17625-1998）要求。

（6） 耐电源中的瞬时过电压。电网线上由于受到雷电感应，高压触发脉冲，电感负载切断时的自感电动势等自然和人为的瞬时过电压影响，存在着脉宽为ns级ms级的高压脉冲，其幅值约为0.8～3kV。当这类脉冲作用在电子镇流器上时，差的电子镇流器将会立刻因晶体管的击穿而损坏,国产标准型电子镇流器和进口电子镇流器虽能抵抗这一冲击，但成本也将略有上升,电感镇流器则完全不存在这方面的问题。

（7）灯光的频闪问题。传统的电感镇流器由于受电网交流电过零的影响，对50Hz电网来讲会使灯产生每秒100次的频闪,可以通过对一半照明灯用串联电容的方法使这一半灯电流移相近90°来弥补这一缺点。国产标准型电子镇流器和进口电子镇流器由于整流滤波后的直流纹波较小(小于10%)，因此基本上使光输出无频闪。但目前大量的H级电子镇流器由于整流后的直流纹波很大，使输出的高频电流受100Hz的纹波调制，调制度约为30%～60%，因此依然存在频闪现象。

（8）灯电流的波峰比。荧光灯的灯电流峰值与有效值之比是直接关系到灯使用寿命的重要指标。电感镇流器输出给灯的电流波峰比一般在1.58～1.62之间，国产标准型电子镇流器灯电流波峰比约为1.40～1.60，进口电子镇流器灯电流波峰比约为1.40～1.50，略优于电感镇流器。目前国内大量使用的电子镇流器灯电流波峰比普遍在1.9～2.1之间，不能达到≤1.7的标准要求。

（9）镇流器与光源安装距离要求。电感镇流器在连接线≤30米时几乎没有什么影响，但对于电子镇流器来讲这一距离是受多方面限制的。较长的距离使高频对外辐射明显增大，连接线的感抗又使灯的功率随距离的增长明显减小，因此电子镇流器与灯配套时一般只能安装在灯的附近。

（10）使用寿命。普通电感镇流器一般具有连续10年的工作寿命，节能型电感镇流器由于自身功耗的下降使本身的发热大大低于普通电感镇流器，使用寿命一般可达12～20年。电子镇流器由于受其内部的电解电容等寿命相对较短的元件的影响，总体使用寿命远低于电感镇流器，国产标准型电子镇流器连续使用寿命约为2～4年，进口高档电子镇流器约为3～5年，而目前我国大量使用的H型低档电子镇流器仅为1～3年。

（11）电感、电子镇流器的综合对比结论。

从上述各项对比中可知，电子镇流器除在自身功效、光效比方面占有明显优势外，其余方面大多不如节能型电感镇流器。以平均每天工作6小时计，节能型电感镇流器约两年多就会以节约的电费来收回初次安装比普通电感镇流器多付出的成本，而电子镇流器大部分无法在其有效的使用寿命期内收回初次安装所付出的成本（一些功能不全，低档的根本不合格的电子镇流器不具有可比性）。就目前而言，在一体化节能灯、单端小功率荧光灯领域（≤25W），由于对它们的谐波要求、异常保护功能以及预热要求均较低，电子镇流器占有较明显的优势，因而得到广泛发展和应用。25W以上到65W管形荧光灯领域内，是电感镇流器和电子镇流器并存的领域，但综合评定仍是节能型电感镇流器具有较优异的性能价格比，并且功率越大这一优势越明显，就目前而言，节能型电感镇流器所占的主导地位，电子镇流器还无法动摇它。这一经过国内外照明专业人员多年的研究和归纳在科学务实的基础上所得出的结论，给有意在照明电器行业的投资者以提醒，防止盲目投错方向；给工程技术人员在照明电器设计时以提示，使其设计方案能全面综合的利用各类节能照明电器的特点，取得最佳性能价格比；给政府有关部门决策人员以参考，以便更科学更理智地为我国照明行业的可持续发展作出更切合实际的决策。

据统计，中国荧光灯用镇流器产量从1994年的电感镇流器4750万只、电子镇流器1730万只 ，到1998年增长为电感镇流器10320万只、电子镇流器3000万只。然而，在生产规模日益壮大的过程中，我们也听到了从镇流器市场上传来的不和谐音符——广大镇流器用户对产品的质量颇多微词。以电子镇流器为例，质量好的价格很高，价格低的质量又很差，用户很难选择，再加上假冒伪劣产品的冲击以及不断出现的事故，用户对电子镇流器总体质量的印象不佳。

为配合《中华人民共和国节约能源法》的实施，规范我国镇流器市场，提高荧光灯镇流器的能源利用效率和市场竞争力，由国家经贸委资源节约与综合利用司和国家质量技术监督局标准化司提出、全国能源基础与管理标准化技术委员会归口、中国标准研究中心组织制定了《管形荧光灯镇流器能效限定值及节能评价值》国家标准（简称能效国家标准）。该项标准已经于1999年11月1日由国家质量技术监督局批准发布，于2000年6月1日已经正式实施。标准号为GB17896-1999，是强制性国家标准。该项标准中规定了评定镇流器和灯的组合体能效水平的参数，即能效因数，重点规定了镇流器的能效限定值和节能评价值。能效限定值是强制标准，所有厂家的产品必须达到；节能评价值是志愿性认证标准，是节能产品认证的重要技术依据，达到标准的产品可使用中国节能产品标志。同时标准中对于镇流器的安全、性能和电磁兼容等指标作了具体规定。

经国家质量技术监督局和中国节能产品认证管理委员会批准，第一批镇流器节能认证的范围为220V、50HZ交流电源供电、标称功率在18W~40W的管型荧光灯所用独立式电感镇流器和电子镇流器。另外，高压钠灯镇流器、普通照明用管型荧光灯和自镇流荧光灯能效标准或节能认证技术要求的制定工作正在进行之中，这些照明电器产品的节能认证工作也在陆续开展。