第二章 第二章 安定器與國家標準 安定器與國家標準 安定器與國家標準 安定器與國家標準簡介 簡介 簡介 簡介
本章主要介紹安定器的基本概念、安定器的種類與發展現況以 及我國國家標準發展情形，以利能源用戶可瞭解如何獲得正確的安 定器資訊，而順利進行節能改善。
由於螢光燈比傳統白熾燈的發光效率高，所以成為一般家庭、
辦公室及大樓等的主要照明，然而螢光燈必須配合安定器才能正常 使用，安定器的主要功能為提供足以點亮燈管的電壓，並且在燈管 點亮後穩定燈管電流，以避免產生過大的電流而燒毀燈具。目前市 面上螢光燈安定器可分為傳統式安定器與電子式安定器兩大類，將 分別於下列各章節中介紹。
第 第 第
第一一一一節節節節 傳統式安定器傳統式安定器傳統式安定器傳統式安定器
在使用傳統式安定器的燈具上，除螢光燈管及安定器外，還需 搭配起動器，傳統式安定器原有電阻性與電感性兩種，但由於電阻 性安定器易因其電阻消耗大量功率而使電路效率低落，且無法幫助 起動螢光燈，故已較少使用，即目前傳統式安定器大都為電感性安 定器。
電感性安定器又名鐵心線圈安定器，主體為一鐵心漏磁電感，
因必須先預熱，所以搭配起動器。起動器為輝光放電管，內含雙金 屬片，並充有少量氖、氬氣、或兼有之混合氣。常溫時，雙金屬片 呈開路狀態，當通入電源時，不能馬上起動燈管，但電源電壓將跨 於起動器兩端，使其輝光放電，雙金屬片將因被加熱而彎曲閉合並 使電流導通，此時輝光停止放電，故起動器內逐漸冷卻，雙金屬片 回復成開啟狀態，此段時間約0.5~3 秒（太短預熱不足，易損耗電 極上鹼土金屬氧化物；太長則易燒壞燈絲），即為燈管預熱時間，而 在電流流動時會預熱燈管內之燈絲，以放出大量電子並降低燈管起 動電壓。當雙金屬片再度開啟，電流將突然被切斷，此時安定器之
電感產生自感之高反電動勢，此電動勢與電源電壓一同施加於燈管 兩端，使燈管點亮；此後，由於燈管已導通，起動器上電流將比之 前小很多，故起動器不會再度動作，而安定器則可補償燈管負阻抗 特性，穩定燈管電流，事實上，即使在起動前，安定器也具有控制 燈絲預熱電流之能力。
傳統式安定器的動作原理大致可分為下列四項：(如圖 2-1 及圖 2-2 )
圖2-1 傳統安定器基本電路結構
資料來源：本研究重繪。
V
A B
t
圖2-2 交流電源
圖2-2 交流電源
一、當送出交流電時，因螢光燈屬於冷燈，燈管電阻無窮大，大電 流就流向阻抗比較小的啟動器，因此氖燈會先亮一下與電容形 成崩潰，此時電流流過燈管兩端的鎢絲，鎢絲因此被加熱，這 段時間為 0 至 A 的時間。
二、當時間在A 時即電源電壓為零，由於日光燈此時已為熱燈，使 得燈管內電阻相當小，此時啟動器部分停止崩潰，接著時間 A 至時間 B 螢光燈點燈成功，並且時間 B 以後螢光燈兩端的壓降 大約只有 61V 左右(20W 螢光燈)，使啟動器不再崩潰，從此之 後日光燈正常工作維持一定亮度，直到電源關閉日光燈熄滅。
三、在時間A 至時間 B，傳統電磁安定器(電感)兩端感應電壓為 110V
，再加上電源 110V，其螢光燈兩端總電壓降為 220V，所以螢 光燈需要大電壓才能啟動。
四、在時間 B 之後，傳統電磁安定器(電感)扮演著恆流的重要角色
，所以螢光燈一直維持著固定的亮度。
第 第第
第二二二二節節節節 電子式安定器電子式安定器電子式安定器 電子式安定器
電子式安定器的原理是將電源輸入部分由電磁干擾(EMI)濾波 器組成，用以消除通過交流線路的雜訊，再經過全波整流電路和電 解電容成為直流輸出到轉換部分。轉換部分將來自輸入部分的直流 電壓轉換成高頻高壓的電流以驅動燈管。控制電路是根據設計的驅 動系統的要求來保護電路並提高系統的可靠性。電子式安定器的基 本電路結構如圖
圖2-3 電子式安定器基本電路結構
電源輸入部分 轉換部分 燈輸出部分
控制部分
資料來源：本研究重繪。
以下將進一步介紹影響電子式安定器功能與效率的參數：
一、安定器損失值
這一數值代表電子式安定器本身將所消耗的能源轉換成熱能而 非光能，此數值可由總輸出功率減去全部燈管所消耗的功率。
二、光輸出比值
這一數值可以看出使用電子式安定器光輸出的相對效果，其值 是由測得電子式安定器的光輸出值，除以標準安定器點燈下的光輸 出值，所求得百分比，一般而言，此一數值愈高，代表光輸出效果 愈佳，對電子安定器而言，不得小於 0.9，但也有為專門強調高輸出 值而設計的電子式安定器，其光輸出比值可高達1.18 至 1.28。
三、安定器效率值
這一數值可由光輸出比值(Ballast Factor)除以安定器輸入功率 值(Input Power)，這一數值愈高，代表電子式安定器的效率愈佳。
四、波高率
此一數值大小對燈管的壽命有直接並且攸關的衝擊，絕大多數 的燈管廠商建議此一數值最好小於1.7，過高的數值容易造成燈管黑 化，降低燈管的使用壽命，而波高率的定義是指使用電子式安定器 對日光燈管點燈時，所產生的峰值電流除以平均電流而求得。
五、功率因素
這一數值可以表示電子式安定器將外界輸入電壓和電流轉換成 可供使用功率的效率值，功率因素值數值愈高，對供應電力系統之 公司(指電力公司)十分有利，國外的電力公司為鼓勵消費者使用高 功率因素的電子式安定器，皆採取補貼政策，但是一般消費者以為 PF 值愈高愈省電，這是一種錯誤的觀念，其實省電的多寡和 PF 值 沒有關聯。
六、總諧波
一般三相式供電系統頻率週期 (50/60Hz) 為 3 之倍數(3、6、9
、12 )容易對交流電之正弦波造成扭曲，導致引起不當的大電流，
對電器設備有所傷害。對電子式安定器而言，各國安規皆有明確規 定總諧波值必須小於一特定值，歐洲 IEC、美國 ANSI、台灣 CNS
、日本 JIS 規定總諧波值必須小於 33%，但是在美國市場上將電子 式安定器分成二種等級，總諧波小於20%一個等級，以及總諧波小 於10%一個等級。一般而言，在大量使用電腦場所或者使用精密電 子儀器或設備的場所，應該使用較嚴謹或較低的總諧波值。
七、主動功因/被動功因
電子式安定器設計於改善功率因素可採用主動功因迴路或者被 動功因迴路，兩者之間的差異在於電壓變動時，功率會不會受到變 化影響，進而導致光輸出發生變化造成閃爍現象，如果採用被動功 因迴路，功率因素無法提高至0.99 以上，同時電壓發生變動，功率 也會隨著改變，甚至有時候燈管會出現閃爍之現象，如果設計上採 用主動功因迴路，則可以避免上述各項問題。換句話而言，電壓不 穩地區宜採用主動功因機種。
八、電磁干擾/電磁相容
任何高頻電子產品均會產生雜訊，電子雜訊干擾可分為傳導干 擾和幅射干擾兩方面，一般而言，傳導干擾會透過電源線去干擾影 響其他電子或電器產品的正常運作，而輻射干擾則是透過空氣去干 擾影響其他設備，對於電器用品的使用，一般國家的電器安規皆有 制定防止電磁干擾之規範。公司行號的電腦資料處理中心、使用精 密電子儀器或測試設備的場所、醫院、以及播音室等等，深怕電磁 干擾之場所，應特別要求使用符合電磁干擾/電磁相容規定的電子安 定器。
第三節 第三節 第三節
第三節 我國國家標準發展現況我國國家標準發展現況我國國家標準發展現況我國國家標準發展現況
我國自民國40 年起即積極推行國家標準(CNS)之產品驗證制度
，經國家標準審查委員會審議後，公告選定國家標準項目，實施正 字標記驗證制度，主要目的係以正字標記之核發，以彰顯產品品質 符合國家標準，而且產品生產製造工廠所採行之品質管理，也符合 國際規範之品質保證制度，生產廠商亦可藉正字標記之信譽，以拓 展市場爭取顧客信賴，消費者則可藉由辨識正字標記購買合宜的優 良產品，以保障自身的權益。
廠商所生產製造的產品要通過正字標記的驗證，必需符合我國 國家標準，且其生產製造工廠採用之品質管理系統，亦符合標準檢 驗局指定品管制度(目前為國家標準 CNS12681(ISO 9001))的品質 保證制度，並且必須接受標準檢驗局每年不定期抽檢，以確保產品 品質之穩定性。廠商生廠的產品，經由政府把關，如符合國家標準 之正字標記，則其產品品質就可獲得信賴。
尤其我國加入 WTO 以後，各國產品藉由不同管道進入國內，
這些產品的品質良莠不齊，導致劣質品或黑心商品充斥市場，如：
黑心熱水器、浴巾等，皆可能危害到民眾的生命與權益。基此，消 費者採購前應認明具有符合國家標準的正字標記產品，對生命安全 才有保障。
正字標記的驗證制度係自願採行性質，廠商自願實施工廠品質 管理，並依CNS 規定生產製造其產品後，得申請正字標記。並必須 符合工廠品質管理，經評鑑取得標準檢驗局指定品管制度(目前為國 家標準CNS 12681(ISO 9001))之認可登錄，及產品經由工廠抽樣或 市場購買後，由標準檢驗局或其受託機關〈構〉、認可機構，依 CNS 規定實施檢驗或在工廠實施監督試驗，通過後始得正字標記之標識
。且為確保產品品質穩定持久，國家標準檢驗局每年至少一次對取