当今全球能源紧缺的环境下，节约能源已成为大势所趋，同时国家也大力倡导节能减排，建设资源节约型，环境友好型社会，这给高压钠灯节能型电子镇流器的发展带来了巨大的历史机遇。目前世界各国道路照明光源都是以高压钠灯为最主要光源，用电量占全部道路照明电量的80%以上。大功率LED在道路照明上的应用虽然已从试验阶段向应用推广阶段发展，但高压钠灯80%以上的使用率不可能在近阶段内被同类产品替代而退出历史舞台，其历史使命还将长期延续，继续稳固占据道路照明光源主导地位。所以如何达到对高压钠灯的有效节电是道路照明节能的重点，政府节能工作中把政府机构本身和公共行政事业单位的节能作为工作的首要任务，用电量大、浪费电严重的路灯照明显然成为政府节能减排工作的重中之重。路灯节能降耗有很大的潜力，选择适合的路灯照明节能技术，将带来可观的社会效益和经济效益。高压钠灯的高光效，均匀度、破雾性、显色性都是其他光源所不能比拟的。但是因为电网电压变化的特点和道路照明的时间段特性，造成高压钠灯的光效及电能的浪费和并导致灯具使用寿命缩短，因此也增加了庞大的维护费用。如何扬长避短，将高压钠灯这种优良的道路照明光源的效益最大化，达到节能、减少运行费用、提高亮灯率、降低维护量，做到安全可靠、技术先进、经济合理、节能环保、维护方便、美化环境的综合效果是本节能产品的改造项目确保达到的目标。
问题的提出
高压钠灯（HPSL）是一种性能优异的高强度气体放电灯（HIDL），使用时发出金白色光，其优点是光效高达140 lm/W、寿命长达32,000h、光色好，所以广泛应用于道路、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。与所有的气体放电电光源一样，高压钠灯呈负V－I特性，需要镇流器来抑制灯电流，而且启动时需要5～20kV的气体击穿电压。传统的电感镇流器体积大，功率因数低，而且对电网电压波动的适应能力不强，所以，研制高频电子镇流器以取代电感镇流器是大势所趋。现已研制的高压钠灯电子镇流器大都采用高频电子镇流器，在高频状态下，高压钠灯容易熄弧，并存在声共振问题。为避免声共振，现已研制的250W高压钠灯节能型电子镇流器采用了频率抖动技术，使高压钠灯的电流工作频率时刻围绕中心频率上下变化。启动部分采用LC串联谐振电路产生高压，简单可靠。在路灯照明设计中，根据时间段特性，增加定时器，在半夜某时将路灯功率降低，达到节能。
主回路设计
高压钠灯电子镇流器主电路采用有源功率因数校正(APFC)和DC/AC逆变两级组合方式，具有良好的动态响应，解决了电网的谐波污染问题，使电子镇流器更加绿色环保。有源功率因数校正电路，工作在DCM模式，谐波电流小，开关管电压电流应力小。DC/AC逆变部分通常采用半桥逆变或全桥逆变电路。半桥的输出电压是全桥的一半，在同样输出功率的条件下，所用功率管电流比全桥大一倍，在功率管电流相等的情况下，全桥电路的输出功率是半桥的2倍，但多用2只功率管。考虑到250W高压钠灯二次触发电压在150～190V，且APFC输出电压为400V，所以，半桥电路输出的电压完全能够满足二次触发的需要，而且半桥电路与全桥电路功率管的电压应力相同，但前者成本比后者低，半桥电路完全满足其需求。不对称半桥（AHB）相对于对称半桥，少用了两个电容，结构简单。高压钠灯电子镇流器主电路如图1所示。可以看出，电子镇流器实际上是一个典型的AC/DC/AC变换电路。
由于HPSL的阻抗非线性，在灯未点亮之前处于高阻，一旦外加高压触发点亮以后灯就导通，其两端电压迅速降低，灯电流增大，呈现负阻特性。如果还以平常的电压加于灯上，灯将烧毁。而HPSL在刚启动的冷态和长时间工作的热态的阻抗又有很大差别，因此，HPSL控制器必须是一个电流模式控制下的恒功率输出。在本方案中，采用了不对称半桥电路，将APFC输出的400V电压，在恒电流下降至HPSL所需的工作电压。其工作过程为电感L2和Ca首先达到串联谐振，频率为200kHz，产生5kV高压，使高压钠灯点火，点火后高压钠灯导通，Ca不起作用，Ca是一个小容量的高压电容，由于隔直电容Cb>>Ca，Cb和电感不会谐振，起到了镇流作用，这时频率以35kHz为中心上下波动2kHz范围，1分钟后高压钠灯达到恒定功率正常运行。不对称半桥输出方波，经Cb和L2镇流后变为高频交流电。
