節(jié)能燈生產(chǎn)中的問題與解決方法探討

1　我國節(jié)能燈生產(chǎn)主要存在的問題

我國節(jié)能燈生產(chǎn)發(fā)展迅猛,每年以30% ～40%的速度增長,目前其規(guī)模在世界上所占的比重已達(dá)80%左右。但遺憾的是,我國的節(jié)能燈生產(chǎn)仍然存在許多問題,我國只能算是節(jié)能燈生產(chǎn)大國,而不是強(qiáng)國。根據(jù)筆者在節(jié)能燈生產(chǎn)公司多年工作中的觀察,我國的節(jié)能燈生產(chǎn)主要存在以下幾個(gè)問題:

(1)我們沒有自己的能夠占領(lǐng)世界市場的知名品牌。國內(nèi)一些規(guī)模較大的企業(yè)和公司基本上是為國外的照明公司或銷售公司做貼牌生產(chǎn),作為他們的加工基地,以對方指定的品牌在國內(nèi)銷售或銷往國外,使他們既占有了國內(nèi)及國外的市場,又攫取了大量的利潤,而國內(nèi)公司只賺取少額的加工費(fèi)用。這無疑是為他人做嫁衣裳,實(shí)在是一個(gè)亟待解決的大問題。同時(shí),在國內(nèi)市場上,我們也沒有大眾耳熟能詳?shù)膰鴥?nèi)知名節(jié)能燈品牌,以致在選購節(jié)能燈時(shí),人們很難像選其他家電產(chǎn)品一樣,將一些熟知的節(jié)能燈品牌作為參考。

(2)目前節(jié)能燈的電路大多采用半橋逆變電路,使用磁環(huán)變壓器,而全面了解和掌握磁環(huán)的性能對一般工程技術(shù)人員來說是一件十分困難的事。如何正確選用磁環(huán)使之與逆變電路達(dá)到良好的匹配、減少電路中的損耗和發(fā)熱、提高燈的壽命,對許多從業(yè)者來講仍然是一個(gè)令人頭痛的問題。而且磁環(huán)的測試和加工工藝十分繁瑣,要占用很多人力和工時(shí),在我國勞動(dòng)力日趨緊缺、人工費(fèi)用上漲的情況下,使用磁環(huán)的生產(chǎn)成本較高。

(3)目前生產(chǎn)節(jié)能燈的公司缺少合適的技術(shù)人員補(bǔ)充?，F(xiàn)有的大學(xué)畢業(yè)生,或者在校所學(xué)的內(nèi)容與現(xiàn)有的生產(chǎn)要求脫節(jié)很大,在生產(chǎn)中起不到應(yīng)有的作用、發(fā)揮不出應(yīng)有的水平,而為公司所棄用;或者由于待遇問題、學(xué)不致用問題,自動(dòng)離職,另謀他就,公司很難留住合用的技術(shù)人才?，F(xiàn)有大多數(shù)中小企業(yè)的技術(shù)人員,整體水平不夠高。不少人是從維修行業(yè)轉(zhuǎn)行過來,憑過去的一些一知半解的電子知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),再加上工作中的摸爬滾打,累積了有關(guān)節(jié)能燈的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。有的人悟性較高,能夠解決仿制和生產(chǎn)中遇到的一些問題,但他們也只能依樣畫葫蘆,按已知的樣品模仿制造,要依靠他們來達(dá)到產(chǎn)品創(chuàng)新是十分困難的,也是不現(xiàn)實(shí)的。

(4)由于上述(2) 、(3)中所述的原因,目前節(jié)能燈產(chǎn)品的質(zhì)量水平良莠不齊。質(zhì)量差的節(jié)能燈的平均壽命很短,用不了幾個(gè)月就會(huì)損壞。這讓使用節(jié)能燈的居民失去了信心,給國家推行節(jié)能減排政策和推廣使用節(jié)能燈的工作造成了很大的阻力。

2　對上述問題解決方法的討論

為了解決以上問題,筆者提出了以下一些尚不成熟的看法。

2.1　由集成電路的生產(chǎn)廠家生產(chǎn)一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集成芯片。

這種芯片應(yīng)具有以下功能:

(1)具有RC自激振蕩,由它產(chǎn)生的方波去驅(qū)動(dòng)半橋逆變電路,讓半橋逆變電路僅有功率驅(qū)動(dòng)作用,而不再有自激振蕩作用,省去磁環(huán)。這樣,設(shè)計(jì)者就能很容易地通過改變RC參數(shù)來設(shè)置振蕩頻率,并且其工作頻率能在全輸入電壓范圍內(nèi)保持恒定,不像用磁環(huán)時(shí)頻率要受電壓變化的影響,電壓高時(shí)頻率降低,功率變大,發(fā)熱加重,造成電路整體不可靠。

(2)具有無功耗的燈絲預(yù)熱功能,通過IC內(nèi)部電路,使工作之初頻率按3段(或2段)變化,由高到低,到燈絲預(yù)熱溫度合適時(shí),再使頻率由高到低快速掃頻,來觸發(fā)和點(diǎn)亮燈管。這種方法對燈絲有很好的預(yù)熱和保護(hù)作用,又不消耗功率,很容易使燈的壽命提高1 倍, 如不加預(yù)熱的現(xiàn)有燈的壽命可以達(dá)到5 000h,而加上預(yù)熱功能將其壽命進(jìn)一步提高到10 000h是沒有困難的。目前的節(jié)能燈很少采用預(yù)熱措施,即使采用,也是采用有功耗的PTC電阻,既增加了發(fā)熱,又降低了光效,而且這種預(yù)熱方式與燈絲的冷阻有很大關(guān)系,往往達(dá)不到良好的預(yù)熱。而采用掃頻預(yù)熱法,可以消除以上這些缺點(diǎn),取得良好的預(yù)熱效果。

(3)具有自動(dòng)的零電壓開關(guān)( ZVS)功能,即在半橋下管電壓為0時(shí)讓驅(qū)動(dòng)信號(hào)加到下管,才有電流出現(xiàn),以減少損耗。否則,在下管電壓沒有下降為0時(shí)如有電流出現(xiàn),三極管集電極電壓和電流的乘積很大,功耗會(huì)很大,管子將因過熱而損壞?，F(xiàn)有的電路之所以不可靠,主要的原因就在于采用磁環(huán)時(shí),很難通過調(diào)節(jié)元件參數(shù)做到零電壓開關(guān)(何況有的人可能根本沒有意識(shí)到這個(gè)問題) 。而采用IC電路,通過檢測半橋中點(diǎn)電壓,可以很容易檢測到非零電壓開關(guān)狀態(tài),并由IC電路內(nèi)部電路通過調(diào)節(jié)兩管導(dǎo)通之間的死區(qū)時(shí)間而自動(dòng)地予以消除,這樣就會(huì)大大提高燈的品質(zhì)。

通過預(yù)熱和零電壓開關(guān)2項(xiàng)措施,能夠大幅度提高燈的品質(zhì)和壽命。

(4)具有半橋逆變電路所需要的2個(gè)開關(guān)管,不用在外電路上另接2個(gè)開關(guān)三極管,在電路的組裝上可以大大簡化,所占的面積大大減少,有利于節(jié)能燈的小型化。低瓦數(shù)的燈的電路板甚至可以放在E27的燈頭里,做蠟燭燈很方便。緊湊型熒光燈的電路如圖1所示,可以看出,此電路是十分簡單的,除電解電容C1、電感L外,全部可以用貼片元件,采用并不十分復(fù)雜的貼片機(jī)和回流焊機(jī),可以組成產(chǎn)量很高的組裝線,用的人工很少,并且能夠生產(chǎn)出質(zhì)量可靠而性能又十分一致的節(jié)能燈。

使用IC芯片,無疑會(huì)把現(xiàn)有節(jié)能燈的質(zhì)量檔次大大提高一步。

圖1　緊湊型熒光燈電路

目前我國節(jié)能燈的年產(chǎn)量大約有40億只,如果能有1 /3的燈采用這種芯片,那么這種芯片的年需求量約在10～15億只左右。以這樣的產(chǎn)量,將其成本降低到節(jié)能燈生產(chǎn)公司及消費(fèi)者可以接受的水平,應(yīng)該是沒有問題的。目前國外Philip s公司、仙童公司、IR 公司已有這類芯片, 如UBA2024、FAN7710、IR2520D等,但價(jià)格較貴,基本在國內(nèi)市場上都沒有得到大規(guī)模的推廣。我國作為節(jié)能燈生產(chǎn)的大國,研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的這類芯片,技術(shù)上應(yīng)該沒有問題;只要價(jià)格合適,再加上產(chǎn)品壽命的提高,推廣起來也應(yīng)該沒有問題。為了降低成本,筆者建議將這種芯片做成3 檔, 按功率劃分可以分為5 ～11W、13 ～18W、20～25W,這樣就涵蓋了所有低功率因數(shù)的燈,供生產(chǎn)者根據(jù)需要選用。有15億只或更高的產(chǎn)量做基礎(chǔ),價(jià)格降下來應(yīng)該是沒有問題的。

2.2　以這種芯片為依托,生產(chǎn)我國自己的品牌產(chǎn)品。

這樣,產(chǎn)品質(zhì)量和數(shù)量都可以大幅提高,使中國制造和中國品牌合二為一,徹底扭轉(zhuǎn)國內(nèi)公司為國外公司貼牌生產(chǎn)的不利局面。

2.3　國家應(yīng)加大節(jié)能燈能效標(biāo)準(zhǔn)的推行力度,出臺(tái)一些有效政策,把一些不節(jié)能的、壽命短的垃圾產(chǎn)品盡快趕出節(jié)能燈市場,讓人們都能買到令人放心的節(jié)能燈產(chǎn)品。國家還應(yīng)該出臺(tái)一些政策,采用組合、并購的辦法,盡快讓節(jié)能燈的生產(chǎn)達(dá)到規(guī)?；?、集約化,讓一些有能力的公司做強(qiáng)做大,并像其他的家電產(chǎn)品一樣,培育出一批知名品牌,供消費(fèi)者選用。這個(gè)問題政策性很強(qiáng),但我認(rèn)為只要有關(guān)部門去抓,總會(huì)找到一些切實(shí)可行的解決辦法。

2.4　在現(xiàn)有的大學(xué)、?？啤⒏叩嚷殬I(yè)學(xué)校和技校中設(shè)置有關(guān)照明產(chǎn)業(yè)的專業(yè),培養(yǎng)各個(gè)梯次的照明產(chǎn)業(yè)的技術(shù)人才,特別是在高等職業(yè)技術(shù)教育中培養(yǎng)出讓節(jié)能燈生產(chǎn)廠家感到合用的人才。筆者多年來一直在南京無線電學(xué)校(現(xiàn)改制為南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院)從事中等專業(yè)技術(shù)教育,這是一所既重視基礎(chǔ)理論知識(shí)教育又十分重視實(shí)踐的學(xué)校,她的畢業(yè)生一直深受用人單位的歡迎。我認(rèn)為在高等職業(yè)技術(shù)教育所設(shè)置的照明專業(yè)中,應(yīng)該強(qiáng)化電子線路(包括模擬和數(shù)字電路)課程的內(nèi)容,為熟悉電子鎮(zhèn)流器線路和IC電路奠定一定的基礎(chǔ);設(shè)置有關(guān)氣體放電燈及節(jié)能燈基礎(chǔ)知識(shí)的課程,使學(xué)生對燈管的性能和特性有所了解;此外還要設(shè)置關(guān)于元器件的使用、計(jì)算機(jī)畫圖(使用PROTEL軟件)及編寫文件的知識(shí)的課程。學(xué)校還應(yīng)重視學(xué)生在校期間的實(shí)踐活動(dòng),讓他們熟悉鎮(zhèn)流器的各種電路,學(xué)會(huì)示波器特別是存儲(chǔ)示波器的使用技能,使他們?nèi)蘸蟮恼{(diào)試工作不是建立在感性基礎(chǔ)上,而是在定量的基礎(chǔ)上,為他們在工廠實(shí)際工作奠定一定的基礎(chǔ)。由于儀器、設(shè)備的價(jià)格現(xiàn)在已經(jīng)很便宜,設(shè)置這樣的專業(yè)、增加實(shí)踐性環(huán)節(jié),所需費(fèi)用應(yīng)該不會(huì)太大。這樣培育出的畢業(yè)生,一定會(huì)受到用人單位的歡迎,這才能從根本上改變節(jié)能燈生產(chǎn)人才匱乏的現(xiàn)狀。

3　結(jié)束語

以上就是我個(gè)人對于發(fā)展我國節(jié)能燈產(chǎn)業(yè)的一點(diǎn)看法,可能還很不成熟,這里先拋磚引玉,以供相關(guān)部門參考。