双气体放电灯用共轭式电感镇流器
在许多地方，常遇到两只气体放电灯并用的情况（如室内常用的双荧光灯管，公路、街道、公园、桥头上一根灯杆挂两只高压钠灯或金卤灯），在这种情况下，往往是一只灯分别采用一个电感镇流器。对于后者， 为了提高其线路功率因数，需在每只灯的供电输入端并接一只功率因数补偿电容C，如图1和图2所示。这样两只灯就需分别配备一只电容器。一只250W高压钠灯的补偿电容C需要30μF/450V，其线路功率因数可达到0.85。而这种补偿电容一般是无极性电容（CBB型），价格较贵，且随容值的增大而增加。通常是1μF增加一元人民币，两只高压钠灯就需两只30μF/450V电容，仅电容的费用就需60元人民币，既不经济，且功率因数也没有达到较高的水平。


本实用新型正是针对上述已有的技术问题，提供一种功率因数较高，又能降低成本的双气体放电灯用共轭式电感镇流器。为了实现上述目的，解决方案如图3～4所示。它由气体放电灯T1、T2，镇流电感L1、L2和补偿电容C组成。所述补偿电容C和镇流电感L1依次串联后，接在市电供电端之一A与气体放电灯T1的一个灯丝（或一个电极）引出端A1之间，镇流电感L2串联在市电供电端之一A与气体放电灯T2的一个灯丝（或一个电极）引出端A2之间，所述气体放电灯T1、T2的另一个灯丝（或电极）引出端B1、B2，并接在另一市电供电端B上。所述补偿电容的容抗值近似是镇流电感L1和L2的感抗之和。
通过上述解决方案可以看出，在这两只灯的用电回路中，其中一个回路串联了补偿电容C，而另一个回路没有，而且，该补偿电容的容抗是镇流电感L1和L2感抗之和。如果满足上述条件，这两只灯工作线路中的感抗和容抗为共轭关系。也就是说，线路中的感抗和容抗基本抵消，使整个线路呈现纯阻性，则功率因数会大大提高。实验表明，用两只250W高压钠灯作试验，其补偿电容的容值为24μF/500V，线路功率因数可达到0.97以上，用一只电容，约合24元人民币。可见，采用共轭型镇流器，不但降低了成本，还显著提高了功率因数。
共轭补偿原理的说明：
所谓共轭，从数学上讲，如果复数
Z1=R1+jX1 ; Z2=R2-jX2 ，
当R1=R1 ; jx1=-jx2 ，
则复数Z1和Z2为共轭复数。
现在，灯管T1所用的镇流器为电容C加电感L1，其复数阻抗
①
灯管T2所用的镇流器为电感L2，其复数阻抗为
②
如果，

则①与②式为共轭复数阻抗。
式中：R1及R2分别为电感器L1及L2中导线电阻及灯的导通内阻。
w为电源角频率，
L1及L2分别为电感器的电感值。
C为补偿电容器的容值。
下面对①及②式作进一步的推演，参看图3或图4均可。在线路A-B端，线路输入阻抗表现为两个镇流器阻抗的并联（略去灯的导通电阻和触发器，或启辉器的电阻），即：
③
令

将①及②代入③式，并作整理得
④
通过上述公式推导可以看出，当x1=x2时，线路输入阻抗呈现纯阻性，则线路功率因数接近于1。在具体制作中，通过适当地计算和选择补偿电容值，使x1-x2≌0，即
⑤
上式说明，电容C的容抗值近似为镇流电感L1和L2的感抗之和，式中镇流电感L1和L2以及交流电源的角频率是已知的。根据上式来确定电容值，就可使线路输入阻抗基本上为电阻性。
图3及图4中，供电端A和B可任意接到市电电源的火线和零线上。



本文所介绍的“双气体放电灯用的共轭电感镇流器”专利号为：ZL99 2 35061·1。■