高效无频闪荧光灯镇流器

　　日常生活中，我发现荧光灯灯头常出现过早发黑、发光度下降以及发光频闪的问题，于是研制了一种与T5-28W荧光灯相匹配的电子镇流器，延长了荧光灯的使用寿命，避免了频闪伤害人们的眼睛。

　　一、项目意义

　　避免灯头过早发黑而出现光衰，影响人们生产、生活或视力健康；延长寿命减少废弃灯管造成的汞污染，功耗低，低碳环保；避免频闪等问题，降低青少年近视率。

　　二、电路设计

　　1.原理图

　　2.性能参数

　　①功率

　　输入功率31.19W，输出功率28.5W，效率91.37%，功率因子0.99。

　　按照标准，高效电子镇流器A1效率在95%以上。要提高效率，有两种方式：一是减小自身损耗，二是在自身损耗不变的情况下提高输入功率。

　　电子镇流器自身损耗不会随输入、输出功率的增大而等比例增加，本方案自身损耗为1.9W，相对较低。如果将镇流器整体功率做大，如做1对2的镇流器，输入功率可达60W，输出功率则为58.1W，效率为96.8%，大于A1等级。

　　②电流电压

　　灯丝电流0.068A，灯管电流0.177A，灯管电压163.3V，灯电流波峰比1.44，电流输出的工作频率45.72KHz。

　　③寿命与光效

　　122518次点灯灯头不发黑；光通量2200.3lm，光效75.52lm/w。

　　④灯光波动深度1.12%。

　　三、研制过程

　　1.如何解决灯头过早发黑？

　　我设计了独立的感应线圈、两个独立的谐振电路，结合变频技术的应用，实现灯管启动时大电流、小电压，有效解决了传统镇流器启动电流、电压大，造成灯丝阴极材料物质溅射而出现灯头过早发黑的问题。

　　另外，通过对谐振电路的合理搭配，使谐振电路中的电感、电容在灯管工作时分别以感抗和容抗的方式限制副线圈电流的流通，实现灯管工作时灯丝电流小，有效解决了传统镇流器在灯管工作时灯丝电流大，使钨丝升华造成灯头发黑的问题。

　　2.如何提升无频闪的效果？

　　通过改进APFC电路，采用升压式的方法，用大的电解电容滤波，为逆变电路提供一个稳定的电流源，使本作品无频闪效果好，避免伤害人们的眼睛。

　　四、创新点

　　1.本作品设计了灯丝预热电路，在灯启动阶段给灯丝提供大电流，灯管电压小，能有效减小因启动时的高压对灯丝阴极发射物质的溅射，预防灯管两头灯丝周围的管壁出现早期黑化现象。工作时，灯丝电流小，温度相对较低，防止灯头过早发黑，延长灯管寿命。

　　2.无频闪效果优于其他产品4.5倍

　　①设计电路PFC功因电路的修正与半桥逆变电路，灯管电压波形、电流波形平稳，电流波峰比小，只有1.44，基本接近于1.414（正弦波）的理想比值，远小于国标（≤1.7）要求。

　　②在输出端的谐振电容的设计合理搭配，使输出电流的波形波动性小。电流频率45.72KHz，电流包迹峰值与谷值之比为1.025，优于国标（≤1.15）。

　　③委托国家光电产品质量检验机构检验，灯光波动深度1.12%，优于委托教育部查新工作站查新到的国内最小光波动深度5%，无频闪效果优于其他产品约4.5倍！

　　④用高分辨率手机拍照观看灯管发光，使用本作品看不到频闪，而使用其他镇流器能看到频闪。

　　3.本作品将灯管工作频率提高了1000倍，工作频率由50Hz提高到45.72KHz，光效75.52lm/w。功率效率高，功耗低。

　　本作品具有良好的应用前景，减轻了频闪对视力造成的伤害，解决了人们频繁更换灯管的问题，节约了成本，并能减少废弃灯管造成的汞污染，与传统镇流器相比性价比高。

　　虽然LED灯是照明的发展趋势之一，但它普遍用于夜景工程和道路照明，而荧光灯目前在学校教室、医院、工厂生产车间等场所被广泛应用，需求量大，这是LED灯所替代不了的。

　　现在，厦门一家公司给我发了合作意向函，想找我将其产业化，所以我相信高效无频闪荧光灯镇流器将会有很大的市场前景和推广意义。

　　（指导老师：康良溪 王博）

　　文 福建省同安第一中学许彦恒

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