新型節(jié)能愈翼EPS應急電源在高壓鈉燈照明的應用

1、高壓鈉燈的特點和廣泛應用：

    高壓鈉燈使用時發(fā)出金白色光，它具有發(fā)光效率高、耗電少、壽命長、透霧能力強和不誘蟲等優(yōu)點。廣泛應用于道路、高速公路、機場、碼頭、船塢、車站、廣場、街道交匯處、工礦企業(yè)、公園、庭院照明及植物栽培。高顯色高壓鈉燈主要應用于體育館、展覽廳、娛樂場、百貨商店和賓館等場所照明。

      高壓鈉燈的工作原理是當燈泡啟動后，電弧管兩端電極之間產(chǎn)生電弧，由于電弧的高溫作用使管內(nèi)的鈉汞齊受熱蒸發(fā)成為汞蒸氣和鈉蒸氣，陰極發(fā)射的電在向陽極運動過程中，撞擊放電物質(zhì)有原子，使其獲得能量產(chǎn)生電離激發(fā)，然后由激發(fā)態(tài)回復到穩(wěn)定態(tài)；或由電離態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)，再回到基戊無限循環(huán)多余的能量以光輻射的形式釋放，便產(chǎn)生了光。高壓鈉燈啟動后，在初始階段是汞蒸氣和氙氣的低氣壓放電。這時候，燈泡工作電壓很低，電流很大；隨著放電過程的繼續(xù)進行，電弧溫度漸漸上升，汞、鈉蒸氣壓由放電管最冷端溫度所決定，當放電管冷端溫度達到穩(wěn)定，放電便趨向穩(wěn)定，燈泡的光通量、工作電壓、工作電流和功率也處于正常工作狀態(tài)。在正常工作條件下，整個啟動過程約需 10 分鐘左右。

2、一般解決方案：

介于高壓鈉燈在使用中因為電壓不穩(wěn)定或中斷而造成熄滅或重新啟動的工作特性，不間斷電源（UPS）在高壓鈉燈的應用中得到了廣泛的推廣。但是UPS電源一般采用雙變換工作模式，這樣雖然輸出可以得到高質(zhì)量的供電，但是經(jīng)過了兩極變換后效率已經(jīng)大大降低了，一般在80％～90％，即使是最新型的高效率UPS也只能達到95％。以100KVA的UPS為例，一般其效率在90％左右，那么光UPS自身的損耗就達到了10K，每小時將消耗10度電，一天是240度電，一年后光UPS自身的損耗就將達到驚人的87600度電。同時因為UPS的逆變器長時間的帶載，UPS本身的使用壽命也大大降低。因此使用UPS來給高壓鈉燈提供后備電源的使用成本是非常高的。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，能源已出現(xiàn)了緊缺；有的地方開始了拉閘限電和錯峰用電等措施來緩解電力供應緊張的問題，國家也發(fā)出了建立節(jié)約型社會的號召。為響應國家的號召，同時替廣大用戶大幅度降低使用成本，解決UPS轉(zhuǎn)換效率低下的問題就成了刻不容緩的事。柏克公司為此投入了大量的時間和資金研發(fā)出了新型的快速切換應急電源（EPS）。

3、EPS的針對性解決：

      應急電源（EPS）是一種消防燈具使用的后備電源，在主電正常時用主電直接供電，主電異常時轉(zhuǎn)為蓄電池逆變供電。這樣主電供電時就不需要經(jīng)過變換，直接給消防燈具供電，大大提高了使用效率。但是傳統(tǒng)的EPS電源的切換時間一般都很長，只能應用到普通的燈具。愈翼公司針對高壓鈉燈做過大量的切換試驗，試驗結(jié)果表明：高壓鈉燈的電源如果中斷時間超過3.8mS以上時就會出現(xiàn)熄滅的情況，燈具需要重新啟動，在此期間會中斷10分鐘左右的照明。針對高壓納燈的特殊供電要求，愈翼電力設(shè)備有限公司通過精密的設(shè)計，制造出了新型的超快速切換型EPS電源，除了高壓鈉燈外，還被廣泛的應用于金屬鹵化燈，汞燈等多種對電源切換時間要求高的照明燈具。超快速切換型EPS電源的工作原理如下：            

      

       微處理器控制中心主要對輸入、電池和輸出進行偵測和高速運算處理；CPLD芯片則將所有的輸入、輸出和控制信號進行邏輯合成。主電輸入正常時EPS切換至旁路靜態(tài)開關(guān)輸出，經(jīng)輸入濾波器，濾除輸入的雜波供給輸出；同時控制充電器給電池組充電，逆變器啟動，空載待機；當輸入異常時，微處理器控制中心高速切換到逆變靜態(tài)開關(guān)輸出，保證了輸出不中斷。

目前愈翼YJ/YJS系列EPS的切換時間一般都控制在1.8mS以內(nèi)，大大小于高壓鈉燈所需要的3.8mS的掉電時間要求。在如此短暫的供電中斷時間內(nèi)，可以保證高壓鈉燈安全可靠地連續(xù)工作。

另外愈翼公司除了在加快切換時間這一方面采用了新的設(shè)計和電路外，為了進一步提高整機效率，降低逆變器本身的功率消耗，愈翼公司所有的UPS和EPS系列都采用德國EUPEC公司在國際上具有領(lǐng)先地位的第六代IGBT模塊。相對于目前國內(nèi)UPS行業(yè)內(nèi)普遍使用的第三代IGBT模塊，第六代IGBT模塊具有內(nèi)阻小、發(fā)熱量低等特點，更加節(jié)能環(huán)保。比如使用第三代IGBT的三相UPS或EPS電源，因為IGBT的效率低下和發(fā)熱量高一般都需要三個散熱風道，因此不但整機的效率難以提高，而且因為散熱風道多導致散熱風扇的數(shù)量多，機箱體積龐大，噪音高。而愈翼公司的系列電源因為采用了國際上領(lǐng)先的更綠色環(huán)保的第六代IGBT模塊，整機發(fā)熱量大大降低，同功率等級的機器相比其他采用第三代IGBT模塊的UPS或EPS整機效率普遍提高4％～5％以上。現(xiàn)在愈翼公司生產(chǎn)的三相UPS或EPS基本上都只采用一個散熱風道，因此除了整機效率提高外，機箱的體積比原來也縮小了，而且因為風扇的數(shù)目減少了2/3，機器的噪音也大大降低，對周圍環(huán)境所造成的噪音污染也被減小到最低限度。

    愈翼 電氣有限公司一直致力于節(jié)能環(huán)保的新型電力和電源設(shè)備的研發(fā)，生產(chǎn)綠色環(huán)保型電源是我們一貫的宗旨，為了可以讓EPS代替UPS成為高壓鈉燈安全運行的電源保障，降低廣大用戶的使用成本，響應國家建立節(jié)約型社會的號召，我們在降低切換時間和提高整機效率方面進行了長時間的技術(shù)研發(fā)。目前愈翼最新型的快速切換應急電源（EPS）已經(jīng)成功推向市場，我們相信愈翼公司新型的快速切換應急電源（EPS）必將在消防應用和節(jié)能環(huán)保兩方面都能滿足廣大用戶的需求。

 l主電故障轉(zhuǎn)換應急時波形圖如下：

    上圖為示波器測試的實際波形圖：圖中第2通道為主電輸入波形圖，第1通道為輸出波形，如圖中在主電電壓為237Vac,應急輸出電壓為220Vac,切換時間為1.8mS。

 l 主電恢復時轉(zhuǎn)換波形圖如下：

 

    上圖為示波器測試的實際波形圖：圖中第1通道為EPS輸出波形圖，第２通道為主電輸入波形

，如圖在中主電電壓為237Vac, 應急輸出電壓為220Vac,切換時間為0.8mS．