纳米技术及应用国家工程研民用荧光灯 ( 日光灯 ) 交流电子镇流器在 20 世纪的 70 年代就开始了研究，到 80 年代就有许多企业投入了生产，但其质量的可靠性和稳定性在当时确实令人生畏。到 90 年代，随着国外用于电子镇流器的专用功率开关器件和控制集成电路 (IC) 新器件的不断出现，我国引进了如 APFC 技术。这才使得日光灯电子镇流器质量可靠性和稳定性有了技术上的突破。目前在日光灯中，电子镇流器几乎全部取代了电感镇流器。同时，电子镇流器光效高、功耗低、重量轻、无噪声、无频闪和提高荧光灯使用寿命等优点更显突出。 “ 日光灯下看书会影响视力 ” 已成为过时的常识。
绿色照明产业在世界的兴起使得电子镇流器倍受青睐。相关企业都看准了电子镇流器中蕴藏着的巨大商机。在民用荧光灯的交流电子镇流器取得突破性进展的同时，一些企业对我国道路上的高压钠灯所潜藏的节能潜力大为关注。据统计，若将全国高压气体放电灯都换上电子镇流器，全国全年可节电 246 亿千瓦时，可解决目前全国 1/3 的电力缺口。
1996 年广州科瑞电子公司曾出资 1000 万元在全国进行项目招标，这在全国轰动一时。许多科研单位、大专院校和厂矿企业为了攻克此项目付出了重大的代价。但时至今日，虽然运用各种电子方式将高压钠灯点亮已不再是什么问题；虽然我国在高压钠灯电子镇流器技术的方面有了近 20 项的专利发明技术 ; 虽然全国各地有过无数次高压钠灯电子镇流器的产品成果发布会；虽然有许多的省市为高压钠灯电子镇流器进行了大张旗鼓的重点项目的推广，但是，高压大功率气体放电灯电子镇流器在我国并未完全解决技术性能和可靠性等方面存在的难题，无法进入实用阶段。就连国外的一些专业生产高压钠灯的大企业，如荷兰飞利浦公司至今也不轻易推出高压大功率气体放电灯电子镇流器。国内各家纷纷嚷嚷声称那些 “ 处于国际领先地位 ” 的高压钠灯电子镇流器都如同昙花一现。于是在高压大功率气体放电灯也出现了如同当年荧光灯用交流电子镇流器初期时的现象，人们已不再相信会有质量稳定可靠高压钠灯电子镇流器存在。上海市路灯所总是在积极的鼓励与配合全国在此领域新技术的推广和试用，但无数次试用的失败已令其望而却步，小心行事。
下几方面的因素：
1. 设计理念
许多在高压钠灯电子镇流器领域潜心钻研多年的设计人员，为了要达到较高的技术指标和力求完美或突现其特点，在设计中融入了许多项高新技术，确实独具匠心，高人一筹。但同时，复杂的线路也给生产过程中质量的保证带来了威胁。因此，理论、科研和实际生产是两个概念。在设计中，如果忽视了实际大批量生产和应用环境因素，必然会走入误区，导致失败。我们曾经遇上一家企业，其设计和试制的高压钠灯电子镇流器含有七项专利，经国家专业机构测试，各项技术指标也确实非常优异，在国际和国内领先似乎也没问题。可是，由于线路的复杂，使得材料成本和生产成本过高，更致命的问题是在大批量生产中由于生产工艺复杂使得质量很难控制，于是导致失败，该企业在蒙受巨大经济损失的同时也蒙受了不可低估的信誉损失。因此，不可片面的追求完美，而是要确保可行。设计中需权衡利弊，全面综合考虑，大胆取舍，线路简单是电路设计的最高境界。
2. 元器件材料
世界许多著名半导体厂商争先恐后推出的电子镇流器专用功率开关器件和控制集成电路（ IC ）产品，对于推动电子镇流器在技术上的进步起着重要作用。高压高速双极型、 MOSFET 和 IGBT 等场控型大功率开关元件解决了 2KV 大功率的输出问题。有源功率因素校正 (APFC) 电路的 IC 、高压高速自振荡驱动 IC 、预热启动、自振荡驱动、可调光和各种具有保护功能的 IC 系列产品为我们提供了极大的设计空间。可是当我们在组合搭配这些器件时，如何才能突破解决技术性能和可靠性的矛盾，或者是否有可能摈弃传统的理念，在其他领域找到一些更有效的材料和技术进行突破呢？上海有一位电光源专家感慨地说 :“ 谁要是在材料上有所突破，谁就是采到金矿。 ” 这话一点也不过分。
3. 生产工艺
制造电子镇流器需要配备先进的生产设备、检测设备、专业测试仪表和专用分析仪器。只有严格的全面质量管理才能保证产品质量可靠，特别是对元件的筛选和老化以及产品出厂前的高温和带电老化定型测试检验更都是必不可少的。否则必然会付出沉重的代价，受到用户和市场无情的惩罚。许多高压钠灯电子镇流器无法从试制和小批量生产进入规模化生产并投放市场，往往都走不过这道坎，都在这里夭折。
4. 实际应用
现在全国高压钠灯电子镇流器尚属实验阶段。实际 100 只以上批量试用达到 5000 小时以上无故障的凤毛鳞角。野外四季气候的考验和电压波动冲击等多方不确定因素会给新产品的推广带来影响。另外，高压钠灯电子镇流器作为电感镇流器的换代产品，其大于传统电感镇流器三倍的价格在许多对电子镇流器缺乏
了解的用户来讲还不易被接受。目前国家对高压钠灯电子镇流器还没有制定国家标准。参照作为民用荧光灯交流电子镇流器的 GB15143-94 和 GB15144-94 两项国家标准也不尽合理。这也对作为工业用的高压钠灯电子镇流器要求过高。因此，目前要想获得如中国测试技术研究院等国家级技术测试通过也是非常的不容易。
从以上分析可以看出高压钠灯电子镇流器的开发虽然前景诱人，但道路曲折。有许多单位从网络上看到关于高压钠灯电子镇流器的商业计划书，于是盲目投入数百万资金，结果都陷入了窘境。这里我们要提醒投资者对科技含量极高的高压钠灯电子镇流应有全面清醒的了解，做好充分的心理准备。当然，随着科技水平日新月异的飞速发展，我国的高压钠灯电子镇流器技术水平近期必将有所突破，高压钠灯电子镇流器取代电感镇流器也是势在必行。而我们在争取突破时应充分总结自己的经验和别人的教训。这里，有如下几点体会与同行探讨：
1. 不要受民用荧光灯交流电子镇流器的思路和传统理论束缚。靠理论上和电路上的复制把高压钠灯点亮只是在重复别人初级阶段的试验，如何使之产业化、商品化还有艰难的过程，切不要盲目乐观。
2. 密切注意和充分运用国外最新的相关集成电路（ IC) 。尽量采用模块化的设计、提高集成度。优化、简化电路，减少焊点，采用先进的生产工艺和严格的质量管理措施，确保质量稳定可靠。
3. 在传统的半导体材料上，由于半导体的载流子受温度影响，因此半导体材料的参数也会受到温度影响，温度上升，输入和输出特性都会发生很大的变化。温度升高，放大系数也增加。用传统的电子方式去直接控制、驱动和触发大功率电器时都普遍存在着电参数受热效应发生偏离的问题，这正是影响到 HID 电子镇流器可靠性和稳定性的技术症结所在。因此，要注意高功率、高密度、高性能的电子材料和技术。
4. 产品必须经过严格的小试、野外实际环境的中试，在投入了实际工程应用一年以上，才能完善产品的设计和确认产品质量的可靠性。同时，还必须接受国家质量监督检验和国家权威部门的技术检测后方可投入市场。
5. 由于高压钠灯电子镇流器研制开发的前期费用巨大，生产设备和材料成本都很高，使得产品的价格大大高于电感镇流器。要普及推广，其价格应控制在一年所能节电的范围内较妥。经统计和调查。目前 250W 的高压钠灯电子镇流器的零售价在 300 元上下。高于这个价格的 20% 以上就难于推广。但是，若远低于这个价格的话，也不免要为其质量担忧。
2000 年，美国能源部 (DOE) 颁布了新的镇流器标准，并要求自 2006 年 4 月 1 日起，所有新建的商业固定设备都必须使用高效的电子镇流器， 2010 年 7 月 1 日以后，大多数可替换设备必须使用电子镇流器。
国家发改委高新技术产业司刘锦荣司长 2004 年 11 月 19 日来沪听取了 “ 纳米技术及应用国家工程研究中心 ” 的工作汇报后，对于《纳米与照明节能》的项目表示出极大的关注，指示： “ 集中精力运用高新技术进行突破，要在照明节能上为国家做出贡献。 ” 之后，由国家工程研究中心研发推广的 “ 高强度气体放电灯电子镇流器 ” 技术被列为国家发改委 2004 年 11 月 25 日最新发布的《节能中长期专项规划》中的 “ 节能重点领域和重点工程 ” ，与国家重点建设的 “ 绿色照明工程 ” 配套。
我们根据自己在高压钠灯电子镇流器技术上长年探索的经验，在国内认真总结研究了各家失败的基础上，根据高压钠灯的特殊性，努力采用微电子机械系统（ Microelectromechanical System, MEMS ）中的微电子技术来根本上解决材料问题。由于超高灵敏度、超微功耗、极限密度集成和性能、价格比的绝对优越地位，钠米硅 CMOS 器件和电路将是 21 世纪初的主流器件和电路。
运用纳米硅 CMOS 器件和纳电子电路的系统设计可将复杂的 APFC 控制器、高压高速自振荡驱动、预热启动、自振荡驱动和各种保护功能集于一体。纳电子器体和混合钠电路制成的固态电路在微耗能、稳定性和散热性上有本质性的技术提升。纳米电子材料的温度逆热变阻效应可使得温度对电路的影响降低。纳米电容更是突显了纳电子器件所无以类比的可靠性优势，同时，纳米器件更提供了优异的性价比。
此方案的模拟电路设计、测试已通过进行了三年以上产品实际应用的技术可靠性测试，并顺利通过了中国测试技术研究院的 21 项指标的严格测试和上海国家灯具质量监督检验中心的检验。产品也得到了美国同行专家的一致好评。目前正根据国家发改委最近提出的要求，正积极努力运用微纳米技术来解决和突破目前高压钠灯电子镇流器固体元件和材料上普遍存在的问题。随着科技进步和绿色照明工程的实施，我国的电子镇流器技术水平必将迅速提高。高压钠灯电子镇流器终将走出象牙之塔，在照明史上跨出坚实的一步。 |
