引言

　　當(dāng)前國家電力的大額缺口，整個世界范圍能源的緊張，以及自然環(huán)境的不斷惡化，使我們不得不更多地從高效、有效節(jié)能、綠色環(huán)保等多方面考慮電氣產(chǎn)品的設(shè)計，同樣，在尋找可靠的輔助能源的同時，更要注意其"綠色"的意義。本太陽能高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器正是以此為出發(fā)點。高壓放電(HID--High Indensity Discharge)燈通常指汞燈(Mercury Vapor)、高壓鈉燈(High Pressure Sodium Lamp)、金屬鹵化物燈(Metal Halide)等。它們的發(fā)光效率遠比白熾燈高，按光電轉(zhuǎn)換率上限的值排序，白熾燈、汞燈、金屬鹵化物燈、高壓鈉燈分別為25lm/W、60lm/W、120lm/W、140lm/W。汞燈因其光色中的蘭光較重，已逐漸被光色質(zhì)量好，發(fā)光效率更高的高壓鈉燈和金屬鹵化物燈取代，因此，HID燈亦即高壓鈉燈和金屬鹵化物燈的泛稱。高壓鈉燈是繼白熾燈、高壓汞燈之后的第三代代表性節(jié)能新光源，可廣泛用于道路、碼頭、鐵路、機場、礦山、廠房、車庫、廣場、體育館等大面積室外的照明。

　　然而，傳統(tǒng)的電感式高壓鈉燈鎮(zhèn)流器存在許多缺陷：

　　1)體積大、笨重、消耗大量銅材和硅鋼片;

　　2)功率因數(shù)偏低、電能利用率低;

　　3)存在工頻閃爍,發(fā)光效率低，燈光通量隨電網(wǎng)電壓波動而變化。

　　現(xiàn)今，電子式的高壓鈉燈高頻鎮(zhèn)流器通常由市電供電，電路設(shè)計的結(jié)構(gòu)一般是EMI濾波→整流→APFC→逆變→啟動→燈，雖然，它具有體積小、節(jié)能、高光效、無頻閃、長壽命的卓越性能，而越來越受到人們青睞，但是，卻要消耗電網(wǎng)的電能，增加電網(wǎng)的負(fù)荷。而采用太陽能獨立供電的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的的結(jié)構(gòu)，卻是太陽電池(蓄電池)→逆變→升壓→啟動→燈，電子鎮(zhèn)流器體積將進一步減小，成本也會降低，將給其錦上添花，達到真正意義上的"綠色設(shè)計"，其白天將太陽能儲存在蓄電池中，晚上可以定時工作，施工安裝方便，基本無須維護。

　　1 太陽能高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的特點和技術(shù)要求

　　由于高壓鈉燈的結(jié)構(gòu)及其原理與熒光燈并不完全相同，用普通熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器即使去點燃同樣的功率的高壓鈉燈也不適合，所以，高壓鈉燈對鎮(zhèn)流器的要求是很高的，要制作高品質(zhì)的高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器還是比較困難的。眾所周知，高壓鈉燈是在高頻電流下點燃的氣體放電燈，會產(chǎn)生放電管聲共振現(xiàn)象，這是由燈管內(nèi)壓力波的脈動從管內(nèi)壁反射回來，若與燈高頻電流的脈動成分相位相同，形成駐波，即產(chǎn)生聲共振[2]，其表現(xiàn)為：

　　1)電弧管體內(nèi)有音頻噪聲;

　　2)電弧管內(nèi)電弧發(fā)生閃爍、扭曲、翻滾等現(xiàn)象，同時燈電壓不穩(wěn)定，嚴(yán)重時將會發(fā)生熄弧或使燈損壞。

　　因高壓鈉燈的電弧管細長呈圓柱形，電弧易穩(wěn)定，試驗表明在8～150kHz率之外基本上可以避免聲共振和電弧的不穩(wěn)定現(xiàn)象。低頻方波點燈將會降低燈的光效，頻率太高會有射(高)頻干擾，并且對燈的引線長度有限制(限制在2m內(nèi))，所以，可以在適當(dāng)?shù)母哳l下，采用可變頻率技術(shù)，來消除聲共振。

　　根據(jù)對高強度氣體放電燈高頻變換器技術(shù)的研究，結(jié)合高壓鈉燈的工作特性，歸納高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的主要技術(shù)要求如下：

　　1)能提供3～5kV電壓(比熒光燈高3～5倍)，且脈沖寬度≤2μs，具有足夠能量的高頻高壓來觸發(fā)啟動，完成湯姆遜放電(離子放電)→過渡放電→輝光放電→弧光放電的啟動過程;

　　2)具有較強的非線性負(fù)載適應(yīng)性，特別是觸發(fā)啟動瞬間，高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器相當(dāng)于輸出短路狀態(tài)，具備恒功率或恒電流控制能力，保證電弧管體內(nèi)放電電弧穩(wěn)定，避免光通量閃爍;

　　3)能消除聲共振，避免放電電弧出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，而使燈光抖動或燒毀;

　　4)高頻逆變電路具有較強的抗電磁干擾能力，其功率因數(shù)高、功率高、可靠性高、成本低、可實現(xiàn)短路、開路、過壓、過流、過熱的保護，能在戶外長期工作，且使用壽命長。