2008年10月24日 星期五

電子安定器參數解釋

T5spec_example
舉例以某廠家的T5日光燈安定器 Specification如上,同規格燈管,同燈管接數,同輸入電壓下,Input Power(輸入功率)、Input current(輸入電流) 越小越好,THD越小越好,Power Factor越接近1,越少虛功電流,Crest Factor越小越好(一般最好小於1.7),BEF越大越好(效率越佳)



安定器效率值(Ballast Efficacy Factor)(又稱光效因素)

這一數值可由光輸出比值(Ballast Factor)除以安定定輸入功率值(Input Power),在美國市場買方通常以這一數值,來衡量比較各家電子安定器效率的優劣,這一數值愈高,代表電子安定器的效率愈佳。

中華民國九十八年三月一日起開始實施的光效因素要求
經濟部能源局--螢光燈管用安定器光效因數基準

波高率(Crest Factor)

此一數值大小對燈管的壽命有直接並且攸關的衝擊,越小越好,絕大多數的燈管廠商建議此一數值最好小於1.7 (燈管廠商如Philips、Osram多以此做為燈管壽命的測試條件,宣告其燈管壽命,高於1.7幾乎不可能達其宣告壽命),過高的數值容易造成燈管黑化,降低燈管的使用壽命,而波高率的定義是指使用電子安定器對日光燈管點燈時,所產生的峰值電流除以平均電流(peak/r.m.s)而求得。

註:CNS亦規範電流波高率必須在1.7以下,買有CNS的就對了。

燈管壽命

燈管的壽命和電子安定器啟動方式有相當大的關聯,請參考電子安定器的啟動方式波高率,如果選擇質優的電子安定器不僅可以省電,亦可以達到延長燈管壽命50%以上,但是如果選用高輸出型的電子安定器的話,則只能維持燈管原有規定的使用期限。

T5 T8 T9 電子安定器概述


CutOff 技術

達到適當的電子放射溫度以有效地放射電子維持放電,在施加啟動電壓脈衝前,燈絲必須先加預熱電流。但在啟動成功後,若仍持續施加燈絲電流,除了會消耗燈絲電力外,燈絲也將因持續之高溫放射而加速耗損;電流不流經燈絲,燈絲溫度會比一般電子安定器點燈後,顯得更低,延長燈管壽命。燈管兩端不易黑化;換句話而言,無cut-off技術電子安定器,會嚴重影響高燈絲阻抗兼高管壓燈管的壽命。

Cut Off技術便是在電子安定器的電路上,設計一個斷路開關,連接到每一支燈管。 在燈管啟動後,便會自動切斷燈絲預熱線路。就算在不正常點燈情況下,如啟動不良或燈管本身不良時,也有安全斷路線路會自動將整個電子安定器電源切斷。如此一來,不但可延長燈管點燈壽命,還可節省消耗在燈管兩端燈絲的電力。

因此,擁有Cut Off技術的T5電子安定器比其他沒有Cut Off設計的一般電子安定器多出的優點有:

1. 可將周圍溫度較高的一般吸頂式或嵌入式照明燈具之直下輸出光束提高6-8%
2. 50%光束維持率之點燈壽命可由原先之16000小時提高到20000小時
3. 燈管耗電可節省約3W(整個系統耗電可節省5-7%)

cut_off
[圖片摘自Mobile 01 cut-off技術T5雙燈燈具開箱分享^^]

安定器損失值(Ballast Loss)


這一數值代表電子安定器本身將所消耗的能源轉換成熱能而非光能,此數值可由總輸出功率減去全部燈管所消耗的功率,一般而言,傳統40w2燈之安定器約消耗10~22W,而電子式安定器約2~7W。

光輸出比值(Ballast Factor)

這一數值可以看出使用電子安定器光輸出的相對效果,其值是由測得電子安定器的光輸出值,除以標準安定器點燈下的光輸出值,所求得百分比,一般而言, 此一數值愈高,代表光輸出效果愈佳,對電子安定器而言,不得小於0.9,但也有為專門強調高輸出值而設計的電子安定器,其光輸出比值可高達1.18至 1.28。


功率因素(Power Factor)

這一數值可以表示電子安定器將外界輸入電壓和電流轉換成可供使用功率的效率值,功率因素值數值愈高,對供應電力系統之公司(指電力公司)十分有利,一般電力公司為鼓勵消費者使用高功率因素的電子安定器,皆採取補貼政策,但是一般消費者以為PF值愈高愈省電,這是一種錯誤的觀念,其實省電的多寡和PF值沒有直接關聯。只有省下虛功電流在線路上損耗的微小線損
I平方(虛功電流)*R(銅線阻抗)

總諧波(Total Harmonic Distortion)

供電系統頻率週期(50/60Hz)3之倍數(3,6,9.12 )容易對交流電之正弦波造成扭曲,導致引起不當的大電流,對電器設備有所傷害。對電子安定器而言,各國安規皆有明確規定總諧波(Total Harmonic Distortion,THD)值必須小於一特定值,歐洲IEC、美國ANSI、台灣CNS、日本JIS規定THD值必須小於33%,但是在美國市場上將電子安定器分成二種等級,THD小於20%一個等級,以及THD小於10%一個等級。一般而言,在大量使用電腦場所或者使用精密電子儀器或設備的場所,應該使用較嚴謹或較低的THD值。

並聯式串聯式迴路(Parallel vs. Series Circuit)

當一顆電子安定器可以同時啟動點亮2枝燈管,此時會牽涉到並聯式或者串聯式迴路,如果其中一枝燈管發生故障,另外一枝燈管馬上跟著熄滅,其設計上屬於串聯式設計,如果另外一枝燈管還繼續亮著,則其設計上屬於並聯式設計。一般而言,並聯式需要2組單獨迴路,成本上比串聯式1組迴路來的高,但是設計並聯式迴路並不簡單,主要是必須考慮當其中一枝燈管故障時,必須加以適當處理,避免功率或者頻率轉移至另外一枝燈管,如果迴路未處理妥當,會造成另外一枝燈管負載增加,而加速其故障的機會。

噪音(Audible Noise)

所有國家的電器安全規範皆有規定電子安定器的噪音標準,一般而言電子安定器所產生的噪音比傳統安定器低75%。CNS規定電子安定器的噪音必須小於33db.。

The table below outlines the recommended ballast sound range to be used.

Application Average ambient noise Ballast sound recommended
圖書館或教堂
20-24 dB A
一般辦公室
25-30 dB B
吵雜辦公室

31-36 dB C
工廠
戶外 37-42 dB D


主動功因/被動功因(Active/Passive Power)

電子安定器設計於改善功率因素可採用主動功因迴路或者被動功因迴路,兩者之間的差異在於電壓變動時,功率會不會受到變化影響,進而導致光輸出發生變化造成閃爍現象,如果採用被動功因迴路,功率因素無法提高至0.99以上,同時電壓發生變動,功率也會隨著改變,甚至有時候燈管會出現閃爍之現象,如果設計上採用主動功因迴路,則可以避免上述各項問題。換句話而言,電壓不穩地區宜採用主動功因機種。

高輸出(High Output)

設計電子安定器可以朝二個方向進行,一是走節約能源的路線,一是走提高光輸出的路線,如果朝高輸出方向設計電子安定器,其配合的燈管必須要特別注意,不能選用一般傳統燈管,必須選用專門開發給電子安定器使用的燈管,方可以設計高輸出型的電子安定器,其特點係燈管本身的管壓特別來的高,並且使用較粗的燈絲,例如, 日本市場的HF高頻燈管,歐美的T8-32w高頻燈管均屬於這一類燈管,打開其燈絲結構,就可發現高頻燈管的燈絲採用較粗厚的線徑(Stick Coil),可以承受較高的電流。

電磁干擾/電磁相容(EMI/EMC/EMS)

任何高頻電子產品均會產生雜訊(Noise),電子雜訊干擾可分為傳導干擾和幅射干擾兩方面來談,一般而言,傳導干擾會透過電源線去干擾影響其他電子或電器產品正常運作,而幅射干擾則是透過空氣去干擾影響其他設備,對於電器用品的使用,一般國家的電氣器安規皆有制定防止電磁干擾之規範,例如歐洲IEC ( EN55015 )、美國FCC PART 18、日本JIS等等皆有規定商業用及住家用防止電磁干擾之標準,其中以歐洲在這方面的規定最為嚴峻,而日前台灣標準檢驗局尚未將EMI/EMC的防範標準納入CNS的規範,係配合兩階段實施,有關照明室內燈具的EMI/EMC的管制標準將於民國90年7月正式實施。一般而言,公司行號的電腦資料處理中心、使用精密電子儀器或測試設備的場所、醫院、以及播音室等等,深怕電磁干擾之場所,應特別要求使用符合EMI/EMC規定的電子安定器。

閃爍(Flicker)

一般傳統安定器點燈,其點燈頻率和供電系統頻率一樣,每秒鍾50或者60次週期 (50/60Hz),在這種情況點燈閃爍程度約為33%,而電子安定器因為高頻點燈,其頻率高達20k至50k,其閃爍程度低於5%,如果使用主動功因,其閃爍程度可低於2%,此一數值愈低,對眼睛而言是愈舒適,愈不會產生疲勞現象。

保護迴路

基本而言電子安定器結構係屬於相當的精密,一顆電子安定器上多則上百顆,少則60多顆電子零件,其除了提供燈管穩定運作的電流之外,必須防止各種突發的現象來破壞電子安定器,因此設計良好的電子安定器,其保護迴路設計必須相當的周到,含蓋下列各種特殊狀況,才能提供長期使用保證的品質。

開路/短路保護迴路(Open/Short Circuit Protection)
雷擊/突波保護(Inrush Current Protection)
過高壓保護(Over High Voltage Protection)
過低壓保護(Over Low Voltage Protection)
燈管末期保護(End of Lamp Life Protection)
燈管漏氣保護(Lamp Leakage Protection)
靜電高壓保護(Static Prevention)
自動回復點燈(Auto Reset)

溫度適用範圍

通常溫度的變化對電子零的功能或壽命有相當大的影響,因此使用電子安定器必須在其指定溫度範圍下使用,由於各地區域之氣溫有當大的差距,例如寒帶和熱帶地區國家對適用溫度的範圍的要求也不一樣,以台灣地區而言,一般考慮適用溫度高至50~60℃。



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相關文章:
環保非T5日光燈不可!?(站內)

For Lamp Ballasts—Definitions—for Fluorescent Lamps and Ballasts ANSI C82.13-2002 --美國國家標準日光燈和安定器名詞定義
Provides definitions of terms used in ANSI C78 and C82 series standards for fluorescent lamps and ballasts. Individual standards may also include additional definitions specific to that standard.

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Reference
照明光學數位化影音教材--第四章--授課教師:黃燕昌 教授
http://140.127.128.1/edu/t615/ch4-1.pdf

http://www.chinaelectric.com.tw/ballast_03.htm

http://www.homescape.com.tw/info/e-ballast/eballast-3.htm

http://www.standardpro.com/product/categories/ballastmagneticguide.aspx?id=0#

5 則留言:

阿倫 提到...

請問台灣的哪個廠家有cut off的安定器呢?

日月神教-任我行 提到...

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Lee 提到...

你好

以下這段

;電流不流經燈絲,燈絲溫度會比一般電子安定器點燈後,顯得更低,

是否是指有cut-off技術的電子安定器電流

因為看來有點語意不清

謝謝

文章 提到...

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陸嘉誠 提到...

毛大您好,請問舊式的T8安定器穩定時輸出電壓為何,而新式的電子式的安定器輸出電壓又是多少伏特。