照明电子技术的现状与发展

四川化工职业技术学院 秦 洪

科学技术的出现为社会进步发展提供了重要支持，其中，照明电子技术就是一种十分重要的科学技术形式，照明电子技术在人们生活中的应用深刻改变和影响力人们的日常生产。为此，文章结合电子技术的发展实际情况着重分析高强度气体放电灯电子镇流器、网络照明、LED驱动照明等几个先进照明电子技术的发展，旨在能够为照明系统网络技术的长远发展提供重要支持。

照明技术的出现和发展提高了人们的生活质量，改变了人们的生活方式。在当今社会，照明是衡量一个城市和地区现代化文明水平的重要标志，在资源和能源日益紧缺的背景下现代照明设计和照明产品的选择更加注重如何节省资源和能源，也就是说在满足人们基本照明需要的情况下注重科学选择照明电器的零部件，并在照明的过程中对电器的照明质量、运行维护管理、电网污染等问题进行分析。当前，我国绿色照明研究的基本方向是荧光灯电子镇流器层面，对高强度气体放电灯、电子镇流器、网络照明、LED驱动照明的研究比较少，为此，文章现就这几个关键照明技术的应用问题进行分析和展望。

1 高强度气体放电灯电子镇流器

高强度气体放电灯电子镇流器在使用的时候具备寿命长、发光体积面积小、光效高、光能控制效果良好、光利用率高等方面的应用特点，是近现代照明的主要产品。随着节能环保理念的深入发展和人们对照明技术要求的提升下，社会范围内加大了对高强度气体放电灯电子镇流器的需要，但是受多方面的影响，小功率的高强度气体放电灯电子镇流器推广存在比较大的难度，中功率、大功率的电子镇流器推广还没有成型的产品出现，高强度气体放电灯电子镇流器的推广应用存在一些技术性难题。

1.1 单功率级电子镇流器

单功率级一般是指功率因数校正器和逆变器的一种结合镇流器，这种镇流器的结构十分简单、操作成本低廉，但是在运作的时候存在功率器件应力变化大、等端波形系数差的问题，且在电网电压变化范围持续性扩大情况下整个电网的质量也会受到影响。从实际应用操作上来看，单功率因数校正电子镇流器设计模式复杂，需要综合考虑电压范围、输入和输出功率、电路成本等因素。在综合考虑这些因素之后选择单功率级电子镇流器作为研究对象。

1.2 有源效率校正技术

在高强度气体放电灯电子镇流器设备使用中，功率因数的矫正能够在一定程度上提升系统功率因数，通过对输入电流波的抑制能够提升整个系统功率因数，并为后级自留直流的运作提供重要保障支持。有源效率校正技术包含无源校正技术有源校正技术两种类型，其中，有源功率矫正技术的性能更为理想。

当前，大功率应用、高低电压输入是有源功率矫正技术应用所需要思考和解决的技术形式。针对这几个应用方向，相关研究人员对交错并联和有源嵌位技术的使用进行了更为深入的研究和思考，特别是对数字信号处理技术的使用能够更好的控制数字PFC。

1.3 调光技术

调光技术是高压气体放电灯电子镇流器的关键技术形式，在这个技术形式的应用作用下能够更好的节省电能。在使用的时候由于HID灯本身的效率和光效较高，在HID基础上通过和现代化调光技术的融合能够更好的调节公共照明。

调光技术通过调节逆变器输入直流电压能够更好的调节功率，由此来增强工作频率的安全性和稳定性，并在比较宽泛的调光范围内保持良好的逆变桥ZVS工作条件，但是这类技术在使用的时候对PFC级拓扑结构提出了更高的要求，加上常用的Boot型PFC变换器输出范围有限，在使用的时候往往只能够满足轻度调光的需要。调光功能所带来的节能效益一般体现在城市照明方向，尤其是在移动通信技术和城市照明水平的提升下，在调光照明领域出现了智能操作系统，将智能操作系统和具备通信功能的数字电子镇流器配套使用能够实现对城市线路的理想化控制。

1.4 逆变技术

电子镇流器的逆变技术结构包含全桥型、半桥型、双型三种类型，当前，关于逆变技术的研究重点集中在逆变器新型拓扑结构层面。从实际运行管理情况来看，逆变技术的研究热点集中在逆变器新型拓扑结构上。多数电子镇流器在工作时候，基本工作频率会被设定在固定的逆变电路谐振点上，也就是会被安排在感性区域。逆变器损耗一般是通态损耗和关断损耗。为了能够降低损耗需要采取措施来选择适合的开关器件，提升开关速率和外加吸收电路。

随着时代的进步发展，电子镇流器开始朝着高功率、高频率的方向发展，镇流器的工作频率提升到了2.6MHz的范围。在未来，强化对高频逆变技术驱动和控制芯片的开发管理能够有效减少开关损耗和电磁干扰。

1.5 高强度气体放电灯建模

高强度气体放电灯建模操作会集中在HID灯参数的控制上，通过打造HID灯开关控制模型能够更好的指导电子镇流器的设计，并将得到的数据模型进行仿真模拟分析，提升电灯模型的设计效率。高强度气体放电灯模型的打造基本上分为三个类型。第一，原理类型。高强度气体放电灯原理模型是将微观粒子运动状态和宏观意义上的电阻、电压、电流、温度、频率等参数结合在一起，并以气体放电基本理论和等离子理论为基础所打造出的高强度气体放电灯模型。这个模型在打造完成之后适合应用在各个类型的高强度气体放电灯上，但是从实际实施操作情况来看，改模型打造所涉及到的参数比较复杂，无法直观反映出气体放电灯的参数变化情况。第二，经验模型。高强度气体放电灯经验模型是通过高强度气体放电灯在工作中表现出来的电压、电功率、频率等参数量变化所打造出的灯电阻和各个参数的函数关系，通过对这些关系参数的分析能够获得一个完善的数学模型。第三， 曲线拟合模型。高强度气体放电灯曲线拟合模型是应用一个有效的数学方法来对实验波形进行拟合分析，打造出逼近曲线，与此同时获得关于曲线的数学表达公式，打造出高强度气体放电灯数学分析模型。

2 高强度气体放电灯的电子镇流器

2.1 紫外线灯电子镇流器

紫外线灭菌灯是一种使用效率高且操作起来比较方便的消毒设备，被人们广泛的应用到生物制药、食品科学研究、卫生防疫等工作中。经过实验研究证明紫外线光源的强度变化不仅和紫外线灯管质量存在关联，而且还会灯管所应用环境的温度、湿度以及镇流器存在关联。因而如何保证紫外线电子镇流器处于最大工作频度和如何达到理想的杀菌效果是相关人员需要思考和解决的问题。

当前，国外提升杀菌效果的方式是引入紫外线辐射反馈信号，借助单片机的数字控制器能够对电子仪器设备进行反馈控制，确保所有辐射照度的可控性，并在此基础上实现对辐射度的最优化控制，但是从实际操作上来看，这种控制方式的应用缺点是只能够适应某一种固定型号的紫外线灯，和镇流器的匹配负载是固定的。

2.2 低压钠灯电子镇流器

低压钠灯是光效最高、光衰最小的一种光源，和太阳能光伏系统、风力发电系统结合之后会使得电子镇流器达到更为理想的节能效果。结合国家节能环保的要求提出一种新型直流供电低压钠灯电子镇流器解决方案。整个镇流器采用了DC升压控制电路，在使用的时候能够克服变压器的偏磁问题，后级单片机控制半逆变电路和对应的LCC负载电路匹配在一起能够使得低压钠灯始终在额定的电压和电流中工作。

3 照明网络的深化发展

电子镇流器节能照明、绿色照明的应用优势体现在其本身控制的灵活性、光线可调节性方面，在城市公共照明事业的发展下，关于电子镇流器调光技术、照明网络技术的研究是一个重要发展方向。电子镇流器的网络照明系统会以中央控制器为基本核心，通过恰当的网络通信方式和传感器信号能够实现对照明系统的远程管控。

3.1 传统自动照明控制方式的缺陷

在节能环保要求背景下在照明领域常用的节能措施包含光控开关系统、定时开关控制系统、光控联合定时开关控制系统、稳压控制系统、调光控制系统、声控延时控制系统等。在以上照明光线调节控制系统的作用下，能够在一定程度上解决照明问题，但是照明控制策略比较单线，照明系统的故障问题往往是无法在第一时间发现的。

3.2 网络照明的未来发展趋势

在先进技术形式发展和人们生活水平的提升下，社会范围内的人对城市照明系统提出了更高的要求，在未来，照明系统将会朝着精细化、多场景控制模式、网络化、节能化、快速化的方向发展，且在城市线路照明的过程中还能够实现对照明系统的实施性监督控制。

4 LED照明技术

LED照明技术的发展会涉及到反光灯、集成白光LED封装、白光系统、高流明封装、基底研究等内容，研究对象涉及到LED灯具的照明结构、高度白光的获得方式、提升单频LED器件的总体效率、提升建模仿真工具有效性层面，这些器件会从多个方面影响到LED照明的推广。当前关于该技术的研究集中体现在衬底、外延层、密封胶、粘结剂等材料的使用方面。

半导体器件的典型的结构是低电压导流直流期间，驱动电路的典型结构是电网交流电压转换为直流电压，电压的前级线路能够降压供给LED工作的后级电路，后级为LED提供持续性的恒流远程。

结束语：综上所述，现代照明电子技术是一个新兴行业，在我国处于一种初步发展和完善阶段，虽然国家范围内对现代照明电子技术予以了足够的重视，但是关于现代照明电子技术的理论研究和生产管理仍然处于研究阶段。在未来，需要相关人员将研究的重点放在新型拓扑结构和新型控制器层，旨在能够更好的提升镇流器的工作频率和工作安全性、可靠性。