摘要：文章介绍了新型节能EPS针对高压钠灯照明的特点及其工作原理，在高压钠灯照明中的具体应用方案。

1  高压钠灯的特点和应用
　　
高压钠灯使用时发出金白色光，具有发光效率高、耗电少、寿命长、透雾能力强和不诱虫等优点。广泛应用于高速公路、机场、码头、船坞、车站、广场、街道交汇处、工矿企业、公园、庭院照明及植物栽培。高显色高压钠灯主要应用于体育馆、展览厅、娱乐场、百货商店和宾馆等场所照明。

高压钠灯的工作原理是当灯泡启动后，电弧管两端电极之间产生电弧，由于电弧的高温作用使管内的钠汞受热蒸发成为汞蒸气和钠蒸气，阴极发射的电子在向阳极运动过程中，撞击放电物质的原子，使其获得能量产生电离激发，然后由激发态回复到稳定态;或由电离态变为激发态，多余的能量以光辐射的形式释放，便产生了光。高压钠灯启动后，在初始阶段是汞蒸气和氙气的低气压放电。这时候，灯泡工作电压很低，电流很大;随着放电过程的继续进行，电弧温度渐渐上升，汞、钠蒸气压由放电管最冷端温度所决定，当放电管冷端温度达到稳定，放电便趋向稳定，灯泡的光通量、工作电压、工作电流和功率也处于正常工作状态。在正常工作条件下，整个启动过程约需10min左右。

2  一般解决方案
　　
鉴于高压钠灯在使用中因为电压不稳定或中断而造成熄灭或重新启动的工作特性，UPS在高压钠灯的照明系统中得到了广泛的应用。UPS一般采用双变换工作模式，这样虽然输出可以得到高质量的供电，但是经过了两次变换后效率大大降低了，一般在80%~90%，即使是新型的高效率UPS也只能达到95%。以1OOkVA的UPS为例，一般效率在90%左右，那么仅UPS自身的损耗就达到了l0kVA，每小时将消耗接近10度电，一天就是240度电，一年后仅UPS自身的损耗就将达到惊人的87600度电。同时因为UPS的逆变器长时间带载，UPS本身的使用寿命也大大降低。因此使用UPS来给高压钠灯提供后备电源的使用成本是非常高的。随着我国经济的高速发展，能源出现紧缺;有的地方开始了拉闸限电和错峰用电等措施来缓解电力供应紧张的问题，国家也发出了建立节约型社会的号召。为响应国家的号召，同时替广大用广大幅度降低使用成本，解决UPS转换效率低下的问题就成了刻不容缓的事情。柏克公司为此投入了大量的时司和资金研发出了新型的快速切换应急电源(EPS)。

　3  柏克新型节能EPS的针对性解决方案

EPS(应急电源)是一种消防灯具使用的后备电源，在市电正常时用市电直接供电，市电异常时转为蓄电池逆变供电。这样市电供电时就不需要经过变换，直接给消防灯具供电，大大提高了使用效率。但是传统EPS的切换时间一般都很长，只能应用到普通的灯具。柏克公司针对高压钠灯做过大量的切换试验，试验结果表明:高压钠灯的电源如果中断时间超过3.8ms以上时就会出现熄灭的情况，灯具需要重新启动，在此期间会中断l0min左右的照明。针对高压纳灯的特殊供电要求，柏克电力设备有限公司通过精密的设计，制造出了新型的超快速切换型EPS，除了高压钠灯外，还被广泛地应用于金属卤化灯、汞灯等多种对电源切换时间要求较高的照明灯具。

柏克超快速切换型EPS的工作原理如图1所示:微处理器主要对输入、输出和电池进行侦测和高速运算处理;CPLD芯片则将所有的输入、输出和控制信号进行逻辑合成。市电输入正常时EPS切换至旁路静态开关输出，经输入滤波器，滤除输入的杂波供给输出;同时控制充电器给电池组充电，逆变器启动，空载待机;当输入异常时，微处理器控制中心高速切换到逆变静态开关输出，保证了输出不中断。市电故障应急转换时的波形如图2所示。

 

　　目前柏克YJ/YJS系列EPS的切换时间一般都控制在1.8ms以内，大大小于高压钠灯所需要的3.8ms的掉电时间要求。在如此短暂的供电中断时间内，可以保证高压钠灯安全可靠地连续工作。

另外，柏克公司除了在加快切换时间这一方面采用了新的设计和电路外，为了进一步提高整机效率，降低逆变器本身的功率消耗，柏克公司所有的UPS和EPS系列都采用德国EUPEC公司在国际上具有领先水平的第六代IGBT模块。比目前国内UPS行业内普遍使用的第三代IGBT模块，第六代IGBT模块具有内阻小、发热量低等特点，更加节能环保。比如使用第三代IGBT的三相UPS或EPS，因为IGBT的效率低下和发热量高一般都需要三个散热风道，因此不但整机的效率难以提高，而且因为散热风道多导致散热风扇的数量多，机箱体积庞大，噪音高。而柏克公司的各系列电源因为采用了国际上领先的绿色环保的第六代IGBT模块，整机发热量大大降低，与同功率等级的机器相比采用第三代IGBT模块的UPS或EPS整机效率普遍提高4%~5%以上。现在柏克公司生产的三相UPS或EPS基本上部只采用一个散热风道，因此除了整机效率提高外，机箱的体积比原来也缩小了，而且因为风扇的数目减少了2/3，机器的噪音也大大降低，对周围环境所造成的噪音污染也被减小到最低限度。

柏克电力设备有限公司一直致力于节能环保的新型电力和电源设备的研发。为了可以让EPS代替UPS成为高压钠灯安全运行的电源保障，降低广大用户的使用成本，响应国家建立节约型社会的号召，相克公司在降低切换时间和提高整机效率方面进行了长时间的技术研发。目前柏克最新型的快速切换应急电源(EPS)已经成功推向市场，相信该型应急电源必将在消防应用和节能环保两方面都能满足广大用户的需求。

市电恢复时转换波形如图3所示。

责任编辑：小柯