小功率荧光灯电子镇流器的设计
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摘要....................................................................................................................................................................... ABSTRACT ............................................................................................................................................................I 1引言. 0
2荧光灯电子镇流器系统组成框图及其工作原理 0
2.2荧光灯电子镇流器设计电路原理图 (1)
2.3荧光灯电子镇流器工作过程 (1)
3电子镇流器工作特点 (2)
4 20W荧光灯电子镇流器元件参数 (2)
5电子镇流器的接线图 (3)
6电子镇流器的元器件选择 (3)
6.1整流滤波电路 (3)
6.2启动电路 (4)
6.3半桥式逆变器电路 (4)
6.4输出谐振电路 (7)
7调试 (9)
8 结束语 (10)
参考文献 (11)
致谢 (12)
摘要
荧光灯电子镇流器的工作原理及其组成电路决定了荧光灯电子镇流器比电感镇流器节能。但由于大多数荧光灯电子镇流器的电路设计存在缺陷、生产商偷工减料等原因，其节能作用没有得到广泛认可。随着性能优异的新产品的不断出现及绿色照明工程的不断深入，荧光灯电子镇流器的节能作用会越来越受人们的重视。
本文介绍了一种性能优良的荧光灯电子镇流器的电路结构，工作原理及其设计路线。这种由整流滤波电路、启动电路、半桥式逆变器电路、输出谐振电路组成的半桥逆变式荧光灯电子镇流器电路，具有低压启动、快速启动、效率高、自身耗电小、体积小、重量轻、适应电源电压范围宽等优点。实验结果证明这种电子镇流器具有良好的工作性能。
关键词：荧光灯电子镇流器；高频振荡；串联谐振；节能
Abstract
The working principle and composing circuits of fluorescence lamp electronic-ballast ensure it more energy-saving than induction ballast. Because there are defects in circuits designing of most fluorescence lamp electronic-ballasts and the manufacturers use inferior materials, energy-saving function of electronic-ballast hasn’t been wildly recognized. With the appearance of new productions with excellent performances and the development of the Green Lighting Project , people will attach more importance to the energy-saving function of fluorescence lamp electronic-ballast.
In this paper we analyze the circuit structure of a electric-ballast, working principle and design line. This rectification by the rectifier filter circuit, the start circuit, half-bridge inverter circuits, the output resonant circuit half-bridge inverter fluorescence lamp electronic-ballast circuit, start with the advantages of low-voltage start, quick start, high efficiency, small power consumption of their own, small size, light weight, to wide supply voltage range. The experiments show that these electronic-ballasts worked stably and reliably.
Keywords:fluorescence lamp electronic-ballast;high-frequency oscillation;series resonance; energy-saving
1引言
电力危机是当今制约经济发展的一大难题，它不但造成巨大的经济损失,同时也给人们的日常生活带来诸多的不便。要从根本上解决电力危机，一是扩大电力供应能力；二是提高电力使用效率，即寻找最好的节电技术[1]
。在电力供应增长滞后于社会经济发展的情况下，提高电力使用效率更为可行。
据统计，我国的照明用电占总发电量的12%左右,近几年推广节能照明产品的实践经验证明,用高效照明产品代替传统的低效照明产品,不仅具有节约电量、电力的双重作用，而且与电力开发建设相比具有投入少、见效快的显著特点，是终端用电设备中节电率和发电污染减排率较高、成本效益较好的一项节电措施，被国际社会公认为是实施能源可持续发展的成功典范[2]。
照明节电的措施有很多种，如使用高效电光源、高效灯具、智能照明控制器、高效镇流器等等。荧光灯电子镇流器就是一种节电效果显著、影响面广的节能照明产品[3]。
荧光灯管是通过气体弧光放电工作的。为使灯管中的水银蒸气产生弧光放电，必须在灯管两端加一瞬时高压。因气体放电具有负伏安特性，工作时要将其与一具有正伏安特性的元器件串联使用，这个元器件即为镇流器[4]。目前，我们使用的荧光灯电路大都由灯管、镇流器、启辉器等组成。其中，镇流器作用之一就是由其自感作用产生瞬时高压，配合启辉器启动荧光灯管发光；之二就是灯管启动后，利用其本身感抗限制流过灯管的电流(即端电压)。这种镇流器启动电路简单，寿命长，但工作时镇流器本身也以热能形式耗能，而且其功率因数低，低电压时启动频繁，甚至不能启动。
电子镇流器是近年发展起来的，是人们一直致力研究的一种新型荧光灯镇流器。它可取代传统电感镇流器，启动迅速、功率因数高、无频闪、一次性启动、低电压下仍能正常工作，既节约能源，又能有效地延长灯管使用寿命[5]。并且它价格适中(市价每个在1O-l5元)，是我们使用荧光灯时首选镇流器。 2荧光灯电子镇流器系统组成框图及其工作原理
2.1荧光灯电子镇流器原理框图
图1-1 荧光灯电子镇流器原理框图
如图1-1，从工作原理上看，电子镇流器与传统的电感镇流器基本是一样的。它是把传统的电感镇流器的低频50Hz 交流电经过全波桥式整流滤波电路，变为平稳的脉动直流电，用来驱动两只功率管及脉冲变压器等组成的高频振荡电路，使其产生约30KHz 左右的高频交流电，使输出的RLC 串联电路产生串联谐振，用来提供启动荧光灯所需高压，从而点燃荧光灯管的[6]
。 50Hz
交流电 脉动 直流电 30KHz 左右交流电 荧光 灯管
整流
滤波 高频 振荡 串联 谐振
2.2荧光灯电子镇流器设计电路原理图
图1-2 荧光灯电子镇流器设计电路原理图
电路如上图1-2，本电路可分为4个部分(其中2、3部分可合并)。
1）整流滤波电路：采用由D1～D4、C1、C2组成的全波桥式整流滤波电路。
2）启动电路：由R1、R5、C3、D5、C4构成。
3）高频振荡电路：由Q1、Q2、R2、R3、R4以及有三个绕组L1、L2、L3的脉冲变压器BT组成。
4）串联谐振电路：由C1、L4、灯管及C3、C5构成。
2.3荧光灯电子镇流器工作过程
荧光灯交流电子镇流器都是利用桥式整流电路将交流电源转换成直流电源的。未采取功率因数校正（PFC）措施的电子镇流器，大多都是采用电解电容作为滤波器，将全桥整流电路输出的脉动直流电压变成纹波较小的平滑直流电压，作为高频逆变器的供电电源[7]。
由D1～D4与两个参数完全相同的电容器C1、C2组成桥式整流与滤波电路，为后边的电路及灯管点燃提供一个峰值为310 V左右的脉动直流电压，C1与C2串联能有效地降低市电线路中电压波形产生的畸变。
R1、R5、C3、C4、D5等元件构成逆变电路的启动电路，电子镇流器接通220V、50Hz 的交流电源，由全波桥式整流滤波后输出脉动直流电压，此电压经R1，R5加于Q2的基极上，使其饱和导通，又由于其基极回路中串入电容C4，所以能使输出回路的谐振延时，对灯丝有延时预热作用。
由Q1、Q2、R2、R3、R4、L1、L2、L3等组成变异的变压器馈电半桥式逆变电路。在荧光灯电子镇流器中逆变器是最关键的组成部分之一。它实质上是一个DC/AC变换电路，用以产生20KHz以上的高频电压和电流。晶体管发射极串联电阻R2起反馈作用。晶体管的存储效应随温度升高而加强，R2可以抑制晶体管存储时间随温度增高变化的速率。D5接于Q2的基极与发射极之间，起续流保护之用。
由于Q2的导通，输出回路中，整流滤波输出的直流电压经由电源正极→C1→灯丝→C5→灯丝→L4→BT的L1与L3的耦合→R4→Q2→电源负极的充电回路对C5充电，充电电流经L4时形成左正右负的感应电动势，C5上电压U C5为上正下负，而在BT绕组L1上形成上负下正的感应电动势。由绕组同名端可知，L3上产生上正下负的感应电动势，也能保证Q2饱和导通，对地形成充电回路。同时，在L2绕组上产生上负下正的感应电动势，保证Q1截止。随着充电电流逐渐增加，当绕组L1储能饱和时，回路电流最大，L1感应电动势为零。之后，电流下降，L1释放能量，其上感应电动势上正下负，由于BT耦合作用，L3绕组中产生上负下正的感应电动势，使Q2截止，与此同时L2上则产生上正下负的感应电动势，使Q1饱和导通，给C5提供放电途径；C5正端→灯丝→C3→R1→Q1→R2→L1→L4→灯丝→C5负端。而BT绕组中充电电流与放电电流正好方向相反，L1感应电动势上正下负，随着放电电流增加，C5上电压U C5减小，L1反向储能增加。当达到饱和时，反向电流最大，L1感应电动势又为零。之后，电流再反向减小，L1感应电动势又为上负下正，Q2又饱和导通，Ql截止，C5再次充电。
如此周而复始，重复上述充放电过程，回路中电容上就可产生高频高压振荡，并且由于BT绕组L1的反馈作用及其与L2、L3的耦合作用，保证了功率管Q1，Q2的轮翻导通，给C5提供充放电途径，从而使振荡电路不断从电源摄取能量，把高频等幅振荡电压加于荧光灯管两端（即L4、C5组成的LC串联电路发生谐振，在C5两端产生一个高压脉冲，将荧光灯管中的汞蒸汽电离击穿形成导电通路），将荧光灯管点燃[8]。正常工作以后扼流圈L4还仍起限流作用。
与此同时，回路中C3还起到相位补偿作用，D5对Q2起保护作用，当绕组LI、L2中产生大的反电动势时提供泄放回路，从而有效地保护了Q1，Q2的正常工作。
3电子镇流器工作特点
1）一次启动，启动速度快，工作频率高(一般在30KHz以上)，无频闪，可有效地延长灯管的使用寿命；而电感镇流器启动时频闪严重，甚至有时不能启动。
2）低温低压下启动良好，市电电压降至80V以上仍能一次启动，灯管仍能正常工作，且亮度随电压变化不明显；普通电感镇流器，市电电压低于170V后，一般不能启动。
3）无声响，温升低。荧光灯正常工作后，电子镇流器无“嗡嗡”叫声，温升也特别低，能降低火灾事故的发生；电感镇流器则常伴有“嗡嗡”声，工作时内部也以热能形式聚能，温度升高容易引起填充物外溢，甚至发生火灾。
4）节约能源。经过实际计算，对一只20W普通荧光灯管，使用电子镇流器要比电感镇流器大约节能l5%左右[9]。
另外，电子镇流器还有功率因数高，重量轻，节约材料，安装简便等许多优点。但也不可否认，普遍存在的问题是电子镇流器所用元件多，若因某一元件质量不台格易发生损坏，造成寿命稍短。我们的科学工作者正致力于这一问题的深人研究，相信不久就会给人们带来更新、更耐用的产品。
4 20W荧光灯电子镇流器元件参数
C1=4.7uf/250V C2=4.7uf/250V C3=2.2nf/630V C4=10uf/50V C5=3.9nf/1000V
R1=390K R2=5 R3=15 R4=15 R5=680K
Q1、Q2为ALJ13002，D1～D5为IN4007，L1=6圈、L2=2圈、L3=2圈在Φ7的磁环用单芯导线绕制。L4=5.3mH用E5的磁芯在骨架上绕150圈。
5电子镇流器的接线图
图1-3 电子镇流器的接线图
6电子镇流器的元器件选择
给定电子镇流器AC 的输入电压为220V （50Hz ），工作频率f=30KHz ，配套荧光灯功率P L =20W ，额定工作电压V L =100V （灯点火电压V trig =800V ），对其它技术指标未提出特别要求。
根据上述主要技术要求，我们可以选择普通半桥逆变式荧光灯电子镇流器电路。
下面我们将根据如图所示的电路，逐一进行分析，并在此基础上来确定元件参数的选取。
6.1整流滤波电路
（1）整流二极管
D1～D4组成桥式整流器。在桥式整流器中，每支二极管所承受的反向峰值电压为2V AC 。当交流电源电压V AC =220V 时12V AC =2202≈310V 。考虑到在用电低谷期，电网电压往往高达270V ，此情况下其峰值电压为2702≈382V ，故二极管的耐压应不低于400V 。
设电子镇流器效率η=80%，AC 输入电流为I IN =P O / V IN ·η=20/220ⅹ80%=0.11A 。在整流二极管的选取上，一般要求其稳态电流容量至少是计算值的2倍
[10]。据此可选用IN4007型硅整流二极管，其电流容量为1A ，耐压为1000V 。
（2）滤波用铝电解电容器
设滤波电容C(C1、C2串联)两端的直流输出电压纹波峰峰值电压△V=35V ，C 维持电压电平的时间（或C 提供电流的时间）为交流输入电压的半周期，即t=10ms ，整流滤波电路DC 输出电压E C ≈300V ，负载电流I L =P L /E C ·η=20/300×80%=0.08A ,将这几个数据代入滤波电容的计算公式,得到: C=
V t I L ?? (1-1) C=3510
1008.03-??≈2.3（uf ）
即C1、C2可选用相同的4.7uf/250V 的高温型（1050C ）铝电解电容器。
6.2启动电路
R1、R5、C3、C4和D5等组成半桥振荡器的启动电路，其作用是为触发低端开关Q2导通提供足够的基极电流，从而启动振荡电路建立振荡。
为避免启动电阻R1的损耗过大，通过R1的电流一般控制在0.5～1mA。由于直流电压约300V，可选取R1=390～470kΩ，功耗不低于0.25W。
由于Q2的基-射极之间连接有R4、L3、C4、R4的电阻值较小，属于低阻抗基极网络，故要求C3能提供足够大的放电电流脉冲注入到Q2的基极。RC时间常数一般应为晶体管开通时间的5%左右，本设计要求500ns，可选取C3=2.2nf，耐压为630V。
该电路没有使用双向触发二极管，故在变压器BT的次级绕组L3上串接一个电解电容C4，相对成本要低很多，且不容易烧坏[11]。可选取C4=10uf，耐压为50V。在电源接通之后，Q2首先由R1、R5提供一个基极触发电流而导通，尔后依靠变压器BT的电感正反馈耦合建立振荡。可选取R5=680～820kΩ，功耗不低于0.25W。二极管D5可选用IN4007。
6.3半桥式逆变器电路
Q1、Q2和脉冲变压器BT等，组成半桥式逆变器电路。这部分电路是电子镇流器设计的核心和重点内容。
（1）功率开关晶体管的选择
①击穿电压
由于Q1、Q2的集-射极之间连接有电解电容C1、C2，当Q1或Q2截止时，其集电极-发射极之间施加的最高电压，是整流滤波电路的DC输出电压V CC。根据桥式整流器中电解电容耐压的选取原则，要求Q1、Q2的BV CEO≥400V。
②集电极电流
在稳态工作条件下,灯电流I L=P L/V L=20/100=200mA。设单个高频灯电流为正弦波,峰值
灯电流则为:I LP=2I L=2002=280mA。设输出网络中,LC串联谐振电路的品质因数Q=3,在灯启动期间的脉冲电流峰值I SP=I LP·Q=0.28?3=0.84A。因此要求Q1、Q2的集电极额定工作电流应在0.2A到0.5A之间，并且应能承受1.5A以上的峰值电流。
③直流电流增益h FE
生产厂家在晶体管参数表上提供的h FE值，是在一定的V CE和I C下测量出的结果。高压功率开关二极管的h FE都比较低，这主要是由于要求耐压较高必须选用电阻率较高的半导体材料而决定的。在一定的温度和V CE下，h FE是随I C变化而变的，并且在某一电流I C下有一个最大值h FE（PK）。下图1-4示出的是高压功率晶体管典型的h FE—I C曲线。
图1-4高压功率晶体管典型的h FE—I C曲线
从理论上讲，为在晶体管工作电流较大时，具有较小的基极驱动电流和较低的饱和降压，减小输出及驱动电路的开通损耗，h FE应尽可能高一些。但是，考虑到晶体管开关速度和电压容限等其他方面的一些因素，并非是h FE愈高愈好。如果晶体管的h FE过高，往往会导致温升加剧。在本设计中，作为折衷权衡，在V CE=5V和I C=0.2A条件下,h FE=5～20即可满足要求。
④开关时间
由于晶体管在作为开关使用时，其基极注入电流比较大，所以影响晶体管开关速度的参数并不是延迟时间和上升时间，而是晶体管的存储时间t s。在设计中，一般要求t s应低于电子镇流器开关周期的20%。由于f=30KHz，振荡器周期为33.3μs，所以要求晶体管的存储时间t s〈5.7μs。
根据以上分析要计算，功率开关Q1、Q2选用ALJ13002型晶体管。其主要参数指标是：BV CEO≥400V，BV CBO≥700V，I C=0.2A，t S=2.6～3.8μs，h FE≥7。
（2）晶体管发射极电阻
Q1的发射极串联电阻R2对晶体管工作点起稳定作用。R2数值的选择应该在其所允许的功耗和所需的反馈电压之间做折衷考虑[12]。R2两端的反馈电压必须大于Q1基—射极之间的导通电压。对于20W的灯管，选取R2=5Ω，功率为1/2W。
（3）脉冲变压器
电子镇流器中的脉冲变压器都采用可饱和环形磁芯。为使半桥逆变器具有良好的开关特性，产生优良的振荡波形，要求脉冲变压器磁环具有如图所示的近似矩形的磁滞回线。
图1-5 典型磁环的（B—H）磁滞回线
在图1-5中，B m为饱和点对应的最大磁通密度，B r为磁场强度H=0时的剩余磁通，H m 为最大磁场强度点，H e为矫顽(磁)力。在S形的特性曲线图中，若以a点为起点，从a点到b点，再到c点和d点，最后回到原始a点，这样就得到一个完整的磁化周期。这样的磁性材料的磁滞回线有明显的饱和点和饱和段，而且具有良好的对称性。近似矩形的磁滞回线可使线圈中的电流波形前、后沿较陡，能较好地满足晶体管的驱动要求[13]。如果磁芯的S 形特性曲线在B的方向上被“压扁”，会严重影响逆变器的开关特性，导致晶体管温升加剧。
脉冲变压器磁芯和初级绕组的匝数及电压对半桥逆变器的工作频率有着决定性的影响。在理论上，计算振荡器振荡频率的公式为：
f =e A
S B P N P
V ???
?4104 （1-2）
式中，V P ：变压器初级绕组（T 1a ）两端的电压（V ）；
N P ：变压器初级绕组匝数；
B S ：磁芯饱和磁通密度（T ）；
A e ：磁芯有效截面积（cm 2）；
f ：振荡器频率（Hz ）；
事实上，考虑到开关晶体管集电极存储时间t S 的影响后，半桥逆变器的实际开关频率为：
f=11t +S
t ?21 （1-3） 公式中，t 1为脉冲变压器磁芯的磁化周期，t S 为晶体管存储时间。
磁性材料的磁饱和和磁场强度由下式决定：
H S =E
P P I I N ? （1-4） 式中，N P ：脉冲变压器初级绕组匝数；
I P ：流入变压器初级线圈的电流（A ）；
I E ：磁芯有效磁路长度（cm ）；
H S ：饱和磁场强度（A/cm ）；
在半桥逆变器电路中的每一个开关晶体管导通时，集电极电流都通过变压器初级绕组（T 1a ）。下图1-6是开关晶体管典型的基极电流和集电极电流波形。
图1-6（a ）基极电流波形
图1-6 (b ) 集电极电流波形
从上图1-6中可以发现，在晶体管进入存储时间阶段，集电极电流呈增长趋势。因此，在磁环进入饱和时，不宜用晶体管峰值集电极电流I CP 作为I P 值。在半桥式逆变电路的设计中，一般都取I P =0.5I CP 。对于20W 的灯管，功率开关晶体管集电极峰值电流I CP =0.28A ，所以I P =0.5I CP =0.14A 。
脉冲变压器绕组匝数往往是根据有关参数和所选定的磁芯特性来确定。磁芯性能及其特性曲线由生产厂家提供。由于在设计中总是存在一些假设条件，所以理论计算的结果只能作为参考数据。计算数值与实际之间的偏差，可以在样机调试过程中通过试验进行处理。
根据电子镇流器设计者先者的经验，参考文献[14]，对于20W 电子镇流器可选用Φ7型磁环。该规格磁环的I E =2.2cm ，H S =0.40A/cm ，根据式(1-3)，变压器初级绕组匝数为：
N P =P
S E I H I ?=14.040.02.2?=6.3（匝） 选取N P =6匝。假设V P =2.7V ，振荡器频率为： f=e
A S
B P N P
V ????4104=06.051.0647.2104????=36765（Hz ） ALJ13002型开关晶体管的存储时间t S 约为3.2μs ，每只开关的实际开通时间应为：
t on =f 21+ t S =36765
21?+3.5×10-6=13.6×10-6+3.2×10-6=16.8×10-6（s ） 因此，实际工作频率为： f=
on t 21= -6101.1721-??=29762（Hz ） 该工作频率与设计指标中指定值很接近，因而选用Φ7磁环是合适的。
在电流源驱动模块的半桥逆变器中，功率开关晶体管的基—射极之间的驱动绕组即为脉冲变压器的次级绕组N S ，设流入N S 的电流为I S ，那么，变压器次级绕组匝数为：
N S =N P ·S
P I I （1-5） 对于所选定的ALJ13002型开关晶体管,在I C =2A 、V CE =1V 下，h FE 值不低于5；而在多数情况下，当I C 为0.28A 左右时，晶体管的h FE 值一般不低于0.7，从而产生一个0.4A 的最小基极电流。0.28A 的集电极电流恰是本电子镇流器功率开关晶体管实际工作电流（0.20A ）的峰值，因此，流入变压器初级绕组的电流I P 可近似为晶体管峰值集电极电流的一半，即I P =0.5×0.28=0.14A 。将I P =0.14A 、I S = I B =0.4A 和N P =6匝代入公式（1-5），可求出脉冲变压器每一个次级绕组的匝数：
N S =6·4
.014.0=6×0.35=2（匝） 根据以上近似处理和计算，当选用Φ7型磁环时，初级绕组L1=6匝，两个次级绕组L2=L3=2匝。
Q1、Q2的基极串联电阻R3和R4，阻值范围为6.8～15Ω。当R3和R4的数值小一点时，变压器次级基极驱动绕组的匝数一般也相应减小。
6.4输出谐振电路
在原理图1-2中，扼流圈L4和与灯并联的启动电容C5组成LC 串联谐振网络。由于
C1》C5，所以谐振时的频率主要由L4和C5的数值所决定（f 0≈1/2π
54C L ?）。在灯被启动之后，L4用作限制灯电流。在LC 串联谐振电路中，若设总直流电阻为R ，那么，RLC 串联电路的阻抗为： Z=22)1(C
L R ωω-+ （1-6） 公式中，W=2πf 。在正常的工作频率下，假设忽略直流电阻R 。在每一个功率开关开通时，流过脉冲变压器初级线圈的电流为I P 。而L1是与扼流圈相串联的，如果用灯电流近似为通过扼流圈L4的电流，LC 串联电阻的阻抗为： Z=4
L L CC I V V - （1-7） 式中，V CC ≈300V ，为半桥逆变器电路的直流供电电压；
V L =100V ，为灯点燃时在灯管两端的电压降；
I L4≈I L =0.2A ，为通过L4的电流。
因此可得：Z=A
V V 2.0100300-=1000（Ω） 若忽略半桥逆变器无源支路上电解电容C1的阻抗，那么，L4的电感量为： L4=
f Z π2 （1-8） 将Z=1000Ω、f=30×103Hz 代入式L4=
f Z π2，得到： L4=30000
14.321000??=5.3（mH ） 在有的外文文献中，通过扼流圈L4的电流I L4的取值采用2I P （即开关晶体管集电极工作电流的峰值），以此计算出来的扼流圈L4的电感量仅约4.2mH ，与实验应该选取的电感量（5.3～5.5mH ）相比较偏差较大。试验表明，利用式（1-7）和式（1-8）求出的扼流圈电感量，比较接近于实际。
当电感量确定以后，磁芯的选取可参考前者的经验来选择磁芯的型号，参考文献[15]，对20W 的荧光灯管可选用E5的磁芯。
这种型号的磁性材料的未加磁缝间隙的A 值为236nH ，而所需的电感量值为5.3mH ，所以有: N=A L =nH
mH 2363.5=150（匝） 在LC 串联电路中，启动电容C5的计算建立在两个假设条件之上：一是在启动期间，在较大的电流下晶体管的h FE 比较低，晶体管存储时间比较短；一是由于非常高的di/dt ，使磁环迅速进入饱和。在灯启动时的频率是比较高的，设f 0=60KHz ，C5的容量可用下面公式求出： C5=420241
L f ??π （1-9）
将f 0=60×103Hz 、L4=5.3×10-3H 代入式（1-9），可得： C5=322103.5)60000(14.341
-????=3.5（nF ）
选取C5=3.9nF/1kV的标准电容器。在C5=3.9nF时,LC串联电路的谐振频率约为58KHz。7调试
1．首先是焊接的问题。在焊接之前应合理安排元件的布局（特别是使用万能板制作电路），使电路看起来整齐、清晰。焊接的顺序很重要，应该是先焊体积比较小的元件，再焊体积比较大的元件；并且按功能划分焊接，一个功能块一个功能块的焊接。焊接好一个功能块便调试该功能块，看是否能正常工作，这样就更容易找到问题的所在。
2．如果各功能块的电路出现了问题，可以按以下步骤进行调试：
1）对照电路原理图，看电路是否连接正确。
2）仔细观察电路板上的元件是否有接错或接反的情况。
3）用万用表检查电路是否有虚焊、短路、开路现象。
4）接入电源，测试各关键点电压是否正常。
3．对电子镇流器电路实现功能进行调试。试验数据的采集与分析如下表一、二、三
表一220V正常电压启动测试数据
参数电感镇流器电子镇流器
U 220V 220V
I(mA) 422.3 422.4 422.4 78.88 78.91 78.94 P 32.48 32.56 32.64 10.76 10.84 10.88 cos?
P）0.3496 0.3504 0.3512 0.6200 0.6244 0.6265 （cos?=
UI
?
cos0.3504 0.6236
表二低电压启动（电感镇流器工作的最低电压）测试数据参数电感镇流器电子镇流器
U 170V 170V
I(mA) 295.3 295.4 295.4 72.12 72.16 72.18 P 22.24 22.28 22.32 8.10 8.13 8.16 cos?
P）0.4430 0.4437 0.4445 0.6607 0.6627 0.6650 （cos?=
UI
?
cos0.4437 0.6627
表三低电压启动（电子镇流器工作的最低电压）测试数据
类型U I(mA) P
cos?
（cos?=
UI
P）?
cos
电子镇流器90V 58.32 3.51 0.6687
0.6773 58.35 3.55 0.6760
58.38 3.61 0.6871
把电子镇流器两端接一荧光灯管，通电后灯管可在瞬间点亮，且长时间工作无不正常现象发生。达到试验预期的效果。通过以上数据分析表明，电子镇流器优于电感镇流器。
8 结束语
设计的20W荧光灯电子镇流器具有低压启动、快速启动、效率高、自身耗电小、体积小、重量轻、适应电源电压范围宽等优点，通过以上理论验证和多次实验验证，本文所设计的20W荧光灯电子镇流器电路在冷灯启动及稳态工作情况下均能满足正常工作要求，这种镇流器较好地达到了荧光灯用电子镇流器的各项性能要求,具有良好的应用前景。
参考文献
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[14]童诗白.模拟电子技术基础[M].高等教育出版社,1990
[15]路秋生.电子镇流器的设计与调光控制.科学出版社.2005年10月
致谢
本文的写作是在指导老师郭仿军副教授的精心指导和悉心关怀下完成的，首先感谢郭老师的精心指导和热心关怀。从论文的选题、研究到撰写，老师都及时地给予了许多建设性的指导和建议，并为之倾注了大量的心血，为本文的顺利进行创造了良好的制作环境和实验条件。指导老师的严谨治学态度、渊博的知识、无私的奉献精神使我深受启迪。从尊敬的指导老师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。
感谢唐朝远、尹贻虎同学在实验过程中给予的大力帮助，同时还要感谢同寝室的几个同学在生活上、学习中给予的关心。
在此，向所有关心和帮助过我的领导、老师、同学和朋友表示由衷的谢意！
荧光灯电子镇流器的工作原理分析
荧光灯电子镇流器的工作原理分析 工作原理 荧光灯镇流器有电感式镇流器和电子式镇流器。电子镇流器因具有高效、节能、重量轻等特点，而越来越被广泛使用。 电子镇流器是将市电经整流滤波后，再经DC／AC电源变换器(逆变)产生高频电压点亮灯管。其特点是灯管点燃前高频高压，灯管点燃后高频低压(灯管工作电压)。目前最广泛使用的是具有电压馈电半桥式逆变器类型的电子镇流器。现以该类型逆变器为例，介绍电子镇流器的电路组成和工作原理。 一、典型电路组成 典型的电压馈电半桥式逆变电路如图所示。 图中BR及C1构成整流滤波电路。R1、C2及VD2构成半桥逆变器的启动电路。开关晶体管VT1、VT2，电容器C3、C4及T1构成振荡电路。同时VT1、VT2兼作功率开关，VT1和VT2为桥路的有源侧，C3、C4是无源支路，L1、C5及FL组成电压谐振网络。 二、工作原理 在给电子镇流器加市电后，经BR整流C1滤波后，得到约300V的直流电压。电流流经R1对启动电容C2充电．当C2两端电压升高到VD2的转折电压值后，VD2击穿；C2则通过VT2的基极-发射极放电，VT2导通。在VT2导通期间半桥上的电流路径为：+VDc-C3-灯丝FL1-C5-灯丝FL2-振流圈L1-T1初级线圈Tla-VT2-地。电流随VT2导通程度的变化而变化。同时，流过Tla的电流在T1的两个次级线圈T1b和T1c两端产生感应电势。极性是各绕组同名端为负。T1c上的感应电势使得VT2基极的电位进一步升高。V12集电极电流进一步增大，这个正反馈过程，使VT2迅速进入饱和导通状态。V12导通后。C2将通过VD1和VT2放电。T1c、T1b 的感应电势逐渐减小至零。VT2基极电位呈下降趋势，IC2减小，T18中的感应电势将阻止IC2减少，极性是同名端为正。于是VT2基极电位下降，VT1基极电位升高，这种连续的正反馈使VT2迅速由饱和变到截止。而VT1则由截止跃变到饱和导通，半桥上的电流路径为： +VDc—VT1-T1a-L1-灯丝FL2-C5-灯丝FL1-C4-地。与VT2情况相同，正反馈又使得VT1迅速退出饱和变为截止状态。VT2由截止跃变为饱和导通状态。如此周而复始，VT1和V12轮流导通，流过C5的电流方向不断改变。由C5、L1及灯丝组成的LC网络发生串联谐振。C5两端产生高压脉冲，施加到灯管上，使灯点燃。灯点燃后L1起到了限流的作用。
荧光灯电子镇流器挑选方案
深圳杰瑞特科技有限公司 联系人：张罗生（先生） 专业提供电子镇流器方案，高压mos管，镇流器ic，免费申请试样 绿色照明cfl电子镇流器解决方案 目前，室内照明光源以荧光灯为主;点灯有电感镇流器和电子镇流器两种方式。以下分别将高性能电子镇流器与电感镇流器及普通电子镇流器使用情况做一全面比较： 一、与电感镇流器比较： 1、高效节能： 电感镇流器工作频率为50HZ，电子镇流器工作频率为20~50KHZ，灯管在高频下发光效率比工频提高10%，因而电子镇流器比电感镇流器点灯亮度提高;另电子镇流器自身耗电少，如在同等亮度下，采用电子镇流器比电感镇流器节电约20~30%;其中电感镇流器工作时增加室内温升，夏季需要空调降温的电费未计算在内。医院一般照明约占70%，采用高性能电子镇流器比优质电感镇流器年可节约2～3个月电费，可逐步回收灯具成本，降低物业运行成本。 2、舒适： 电感镇流器会产生频闪现象，在此环境下工作、学习视觉易疲劳。对高速旋转物体易产生错觉，存在事故隐患。同时电感镇流器发出50HZ的低频噪声，易使人烦躁。耳鼻喉科听音室在采用荧光灯照明时，应使用电子镇流器，以防误诊;病房、候诊大厅在使用荧光灯时，不宜选用电感镇流器，主要考虑频闪和噪音等会引起病人的不适。采用电子镇流器可消除频闪，保护视力，市场销售的学生护眼灯就是采用电子镇流器配备三基色灯管设计生产的。高性能电子镇流器无频闪、无噪音、护眼护脑，与三基色灯管配套使用，显色性好，色彩逼真;高光效;光衰小;舒适;净化工作、学习、生活环境;提高工作效
率，有利病人康复;尤其适用于病房、检查室等对照明要求高显色性的场所。 3、安全： 电感镇流器由于自身耗电量大，耗电转化为热能，表面温升高，尤其在电网电压波动较高时，温度可达120~130℃，成为火灾隐患，此类事故时有发生。电感镇流器在+10℃以上启动正常工作，低于-5℃启动困难;电网电压低于180V难于正常启辉;由于不能一次启动，多次启动易损坏灯管阴极，缩短灯管寿命。 电感镇流器功率因数低，大约0。4~0。6左右，致使大量无功功率增大了照明线路电流和变压器容量，从而大大增加线路和变压器损耗，也加大了电能损失，降低照明质量，同时对电网的运行带来威胁。安装补偿电容后，明显加大了谐波电流，因而对电网及网内其他仪器设备造成干扰和危害。高性能电子镇流器功率因数≥0。97，只有3%左右的无功损耗，无功节电45%以上;谐波含量小，使输入电流波形畸变小，对电网几乎无污染;并且可减少供电设备的增容。电子镇流器适应宽电压工作范围，在-10℃~+50℃环境下可正常工作，安全，高可靠。 高性能电子镇流器对灯管有保护作用，灯管开关次数可达万次以上，灯头无明显发黑，除保证达到灯管的标称寿命外，还能延长其寿命1。3~1。5倍。4、环保： 电感镇流器由于使用机械启辉器，会产生瞬时高压脉冲，对家电和其它用电设备产生干扰。使用电感镇流器，电压过高，过低都会缩短灯管寿命，废弃灯管回收不利将会引起汞泄露，带来二次污染。高性能电子镇流器使灯管的寿命延长，节约了频繁更换灯管的成本和劳务，既经济又有利于环保。 综上所述，对新建和改造工程，在项目资金运作、经济状况允许的条件下，应予以全面否定电感镇流器。 二、普通电子镇流器比较 电子镇流器是在电子"镇流"技术和晶体管开关电源技术基础上发展起来的高新技术产品，是灯用电子学的具体产品应用，它集光、电、磁等技术于一体，主要技术难题是功能和可靠性，开发符合国家标准，适合国内消费水平，具有市场竞争力、良好性价比的产品难度就更大。电子镇流器问市十余年以来，以其高效节能、无频闪、无噪音的优势得到普遍关注，并迅速发展，但由于产品的质量，主要是功能及可靠性曾存在许多问题：功率因数低、谐波含量高，电磁兼容性差;输出功率低，灯管亮度低，能效低，功耗大，温度高，特别是使用寿命短，大面积群灯使用，对电网污染严重;并且有互感自激，导致镇流器损坏，使消费者蒙受很大损失;严重损害了电子镇流器的整体形象;给电子镇流器造成节电不省钱的恶劣影响。近年来，电子镇流器原理及电子元器件的研发、生产水平整体提高，国内涌现出不少优秀产品。医院具有很多对电磁骚扰敏感度很高的仪器设备(包括心脏起博器等)，电磁环境属于A类工业环境，因而在照明电器镇流器的选择上必须具备电磁兼容设计。普通高功率因数电子镇流器因无电磁兼容设计，谐波含量高，易干扰医疗仪器设备，因而不宜选用。对医院使用电子镇流器的选择应在注重其功能和可靠性的基础上，着重考察是否通过EMC认证，具有良好的电磁兼容性。电磁兼容设
荧光灯镇流器原理
图1 电子镇流器实物图 根据实物绘制的电路原理图如图2所示。 20～40W电子镇流器原理与维修 图2 电路原理图 本电路由整流滤波电路、功率开关与驱动电路、镇流器与灯丝负载回路三部分组成。组成电路的各个元件的作用如下： ①整流二极管VD1~VD4和滤波电容器C1、C2串联组成桥式整流滤波电路，功能是将220V交流电经整流滤波后在C1、C2两端得到空载310V的直流电压，为后面的高频逆变电路提供工作电源。 ②功率三极管VT1、VT2,作为开关管使用，工作于饱和与截止状态，其开关速度要快。 ③电阻R1、R6是起振电阻，是为VT2初始导通提供偏置，从而激发VT1、VT2形成自激振荡。 同时电阻R1与电容C3并联组成降压启动电路，可在一定程度上减少过电压所带来的损失。为保证电容C3可靠工作，其耐压值应选择大于两倍的电源电压，C3耐压值为630V. ④二极管D5和D6,其作用是保护三极管VT1、VT2,并联在三极管基极和发射极之间可以大大削弱电荷存储效应，从而提高三极管开关速度。 ⑤变压器T起信号互感耦合作用。它是由单股芯线T1、T2、T3绕在磁环上形成的，由于开关管与其驱动电路部分是紧密联系相互依存，因此它们参数之间的关系在生产过程中比较难确定。此电路中T1为3圈、T2为3圈、T3为5圈。
⑥电容C4并接于VT2基极和发射极之间，可防止基极和发射极间电位突变，能在一定程度上保护三极管VT2. ⑦电阻R2、R3、R4、R5为保护电阻，用来保护三极管的，但是作用有限。 ⑧电容C5是启动电容，有隔直流通交流的作用，阻止310V的直流电压直接进入日光灯管，允许20kHz的高频交流电压通过。 ⑨扼流圈L、谐振电容C6组成串联谐振电路，其作用是起辉日光灯管和限制灯管工作电流。 电子镇流器的基本功能是将50Hz的工频电源转换成20kHz高频电源，而直接点亮日光灯管。其工作过程是：接通电源后，经整流滤波后的310V直流电压通过C3、R1并联再与R5串联，给VT2的基极提供一个窄电流脉冲使VT2首先导通。在VT2导通期间，电流流通路径是：+V→C5→灯管上端灯丝→C6→灯管下端灯丝→扼流圈L→变压器T3→VT2的集电极-发射极→地形成回路，对谐振电容C6充电。由于变压器T的线圈T3对T1和T2的感应耦合作用，T1上的感应电压将使三极管VT1导通，而T2上的感应电压将使VT2截止。在VT1饱和导通期间，电流流通路径是：谐振电容C6→灯管上端灯丝→C5→VT1的集电极-发射极→变压器T3→扼流圈L→灯管下端灯丝→C6,该电流流向即为C6的放电回路。借助于变压器T的耦合作用，使三极管VT1、VT2交替导通，输出方波脉冲电压，此电压通过扼流圈L、灯丝电阻、C6组成串联谐振，在C6两端产生一个高压脉冲，将日光灯管中的汞蒸气电离击穿形成导电通路而将灯管点亮。电路起振后，电容C4将通过二极管D6和三极管VT2迅速放电，以防止VT2无法退出饱和导通状态。当日光灯管被点亮后，其内阻急剧下降，该内阻并联于C6两端，故C6两端下降为正常的工作电压(约80V)，维持日光灯管稳定的正常发光。
荧光灯电子镇流器工作原理
荧光灯电子镇流器工作原理 该荧光灯电子镇流器电路由电源电路、高频振荡器和LC串联输出电路组成。电路中，电源电路由熔断器FU、电子滤波变压器T1、电容器C1、C2、压敏电阻器RV和整流二极管VD1 - VD4组成；高频振荡器电路由晶体管V1、V2,二极管VD5、V D6、电阻器R1一R6、电容器C3一C5和高频变压器TZ组成；LC串联输出电路由限流电感器L、电容器C6、C7和荧光灯管EL组成。接通电源，交流220V电压经T1和C1高频滤波、VD1一VD4整流及C2平滑滤波后，为高频振荡器提供300V左右的直流工作电压。在刚接通电源的瞬间，V1和V2中某只晶体管优先导通，在高频变压器T2的藕合和反馈作用下，V1和V2交替导通与截止，使高频振荡电路进人自激振荡状态，并通过L和C6为EL提供启辉电压。当C7两端电压达到EL的放电电压时，EL启辉点亮。 荧光灯电子镇流器电路图 本篇文章来源于百科全书转载请以链接形式注明出处网址：https://www.sodocs.net/doc/383340266.html,/dianyuan/nb/200911/381412.html 本篇文章来源于百科全书转载请以链接形式注明出处网址：https://www.sodocs.net/doc/383340266.html,/dianyuan/nb/200911/381412.html
18w荧光灯电子镇流器 作者：佚名文章来源：不详点击数：161 更新时间：2009-11-1 此荧光灯电子镇流器的工作电源范围为交流100一250V，适用于8一26W三基色直管式节能荧光灯。 电路中，整流滤波电路由整流二极管VD1一V D4和滤波电容器C1组成；触发电路由电阻器R6、电容器C3和双向二极管V3组成；高频振荡电路由晶体管V1、V2、二极管V D5一VD7、电阻器R1 -R5、电容器C2和高频变压器T（W1-W3)组成；LC串联输出电路由限流电感器L,电容器C4, C5和荧光灯管EL组成。 接通电源后，交流220V电压经VD1一V D4整流及C1滤波后，为高频振荡电路提供300V左右的直流电压。该直流电压还经R6对C3充电，当C3两端电压充至V3的转折电压时，V3迅速导通，C3上所充电荷经V3对T的W3绕组放电，在T的祸合作用下，Vi和V2交替导通与截止，高频振荡器振荡工作。高频振荡器振荡后，在C2两端之间产生一个近似正弦波的交变高频电压，此电压经C4、L1加在EL的灯丝上，当C5两端电压达到EL的放电电压时，EL启辉点亮。
镇流器与LED日光灯兼容问题
镇流器与LED日光灯兼容问题 镇流器是配合以前的荧光灯用，如果我们在用LED日光灯替换旧的荧光灯，就必须要在线路上做一些改动，即不能用LED日光灯直接替换荧光灯。因为两者的工作原理上有本质的区别。 如图上所示：当电源接通以后，电压加到启辉器的两端，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使U型动触片膨胀伸长，跟静触片接通，于是镇流器线圈和灯管中的灯丝就有电流通过。电路接通后，启辉器中的氖气停止放电，U型片冷却收缩（启辉器分压少、辉光放电无法进行，不工作），两个触片分离，电路自动断开。在电路突然断开的瞬间，由于镇流器电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，方向与原来的电压方向相同喧个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯成为电流的通路开始发光。日光灯开始发光时，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中就会产生自感电动势，它总是阻碍电流变化的，这时镇流器起着降压限流的作用，保证日光灯正常工作。 由以上可知，在启动时镇流器和启辉器的作用下会产生一个瞬间的高压（可达400V以上），在正常点亮时，起到限压限流的作用，输出电压在几十到一百多伏不等（根据不同规格的日光灯而不同）。 如果不取掉镇流器和启辉器就直接将LED日光灯接，则可能会发生以下情况： 1、L ED日光灯管直接就被高压打坏 2、L ED日光灯管能正常点亮，但是LED灯管的寿命是没有办法保证的（原 因：在灯管启动过程中，电感两端的高压会对LED的冲击是无法预估）并且镇流器本身要损耗7-8W的功率，达不到节能的目的 3、L ED灯管出现闪烁，甚至不亮的现象 特别补充：国内目前有电源厂家开始着手开发能兼容镇流器的LED日光灯电源，但是由于镇流器型号规格繁多，各大厂商都不一样，因此，LED日光灯电源无法完全匹配市面上的镇流器，而且即使能匹配，电源的效率也很低。
电子镇流器的工作原理与常见故障修
电子镇流器的工作原理与常见故障修 一、概述 自GE公司的因曼博士(Inman)等在1938年发明了实际应用的荧光灯，到现在已有近70年的历史。虽然新型光源不断出现，但在一定的时间范围内，荧光灯作为主要照明光源的地位可能难以改变。在日光灯发展的过程中，廉价实用的电感镇流器和启辉器，解决了荧光灯的启动与限流问题，对荧光灯迅速发展和普及曾起到过积极推动作用。然而，时至今日，资源变得越来越紧张了，电感镇流器消耗太多的有色金属使人们一定要想办法用更廉价的电子产品来替代它，电子镇流器在上世纪八十年代应运而生，到目前已 经非常普及。 电子镇流器所用元器件少，电路简单，容易制造，并且市场需求量大，是电子爱好者开始创业时的首选产品，有条件的同学，如果打算出去后大干一场的话，也可以考虑先制造电子镇流器。据我所知在仙 桃市，就有几个人在专门制造电子镇流器。 本讲座开办的目的是让同学们关注灯具的变化，了解日光灯电子镇流器的工作原理，学会修理和制 造电子镇流器。 二、普通日光灯的缺陷 普通日光灯的缺陷除消耗有色金属太多外，其对电能的损耗也是不容忽视的。电感镇流器的绕组的欧姆损耗和铁芯的涡流损耗较大，约占灯功率损耗的15%左右。在荧光灯如此普及的今天，电感镇流器所消耗的总能量是十分巨大的。此外，电感镇流器的功率因数较低，一般为0.5左右，会造成电网的严重污染，电力部门不得不加大功率因数补偿电容，增加了电力成本。 三、电子镇流器的特点 电子镇流器的工作原理是将工频(50Hz或60Hz)电源变换成20～50KHz左右高频电源，直接点灯，无需其它限流器件。与电感镇流器相比，电子镇流器具有以下优点： 1、节能： 1）照明效率提高 普通荧光灯的工作频率为50Hz，其照明高效率因所谓的正电(或负电)降落的存在而很低，当电源频率在1000Hz以上时，这种正电(或负电)降落现象消失。而电子镇流器工作频率一般都在20一50kHz，不产生正电或负电电位跌落，这就是电子镇流器能提高照明效率的原因。 2）电子镇流器自身功率损耗低。 电子镇流器的自身消耗功率较难测量，经间接测量估算，工作点调整较好的电子镇流器，其自身消 耗一般都在灯功率的5%以下。 2、其它优点 由于应用了高频电感，电子镇流器体积小，重量轻；低电压可启动点燃灯管；无需启辉器；无频闪， 无噪声等等。 四、电子镇流器的组成与主流电路分析 1、电子镇流器的组成
荧光灯电子镇流器的基础知识教程
原创荧光灯电子镇流器的基础知识教程 字号：+ - 1帖外来和尚营长 4492010-09-16 15:39推荐内容：广州市石新电子有限公司急聘开关电源工程师急聘销售经理 推荐内容：深圳市力通威电子科技有限公司急聘结构工程师急聘底层软件工程师 推荐内容：飞利浦(中国)投资有限公司急聘Electronic Engineer 急聘Product Engineer 推荐内容：惠州三华工业有限公司急聘PCB Layout工程师急聘DQA工程师 推荐内容：深圳市安科讯实业有限公司急聘LED 电源工程师急聘电源PCBLayout工程师 推荐内容：洛阳嘉盛电源科技有限公司火热招聘品质工程师火热研发项目工程师 推荐内容：深圳市稳先微电子有限公司招聘超结MOS管应用工程师招聘FAE工程师（LED电源） 推荐内容：深圳茂润电气有限公司火热招聘结构工程师火热招聘电子工程师 推荐内容：中山市华盛电子有限公司招聘工程师助理招聘FAE 推荐内容：南京冠亚电源设备有限公司急聘产品工程师急聘测试工程师
本来这些材料准备写书用的，现在不写了，发出来给大家先睹为快吧！如果能给大家一点启发，那和尚我就是太高兴了！ 荧光灯电子镇流器在我们的日常生活中得到了广泛的应用,随着世界能源的紧张,荧光灯电子镇流器必将完全取代传统的电感镇流器,在有些国家里已经颁布法律,电感镇流器在若干年以后将不被允许销售,还有,电子镇流器有着传统电感镇流器所不可替代的优点: 损耗低(高频),重量轻,功率容易控制,容易启动,适用宽电压范围,无闪烁,发光效率高,寿命长. 电子镇流器的原理是用电子元器件组成高频变换电路。先将照明交流电源整流变成直流电，再由转换器变为高频交流电，由振荡电路产生20～50KHZ的高频电压去启动和点亮荧光灯，经过电子元件调整可正确与灯匹配，满足不同功率灯管的启动电压、灯电压和灯电流，达到正常工作。 下面是电子镇流器组成部分的方框图,从图中我们可以看到,交流电子镇流器一般由以下几个部分组成的,这里先简单介绍一下:
电子镇流器的原理及维修
电子镇流器原理与维修 节能灯日渐普及，由于电子镇流器减少铁耗，节省能源，是灯光源发展的方向。节能灯的故障大部分出在电子镇流器。现介绍常见故障的修理方法。 由于线路直接与市电相通，有触电的危险，修理时最好准备一只隔离变压器，既安全又便于通电检查。 首先应进行外观检查，然后可通电检测。加电之前用万用表测A、B两点应有几十千欧的阻值；加电后A、B点应有300V直流电压，灯管应能起辉；若不亮应弄清故障点在触发电路或串谐起辉电路。用交流500V挡监测灯管两端有无交流电压，若有交流电压说明电路已起振，故障点在串谐起辉电路，可能是起辉电路漏电；若无交流电压，可能为起辉电容击穿短路或没有起振，应重点检查触发电路。图2中的C2、R1、D；图1中的R2、R3阻值增大或V2性能变差，提供的偏流不足不能使V2进入自激状态，只要适当调整阻值就会起振。C2漏电使双向二极管达不到转折电压，V2也不能进入振荡状态，可换一只双向二极管一试。触发管至b极串接的电阻增大，加上管子的β值偏低时就很难起振。 对三极管的要求：瓦数大的灯管配用三极管的PCM、ICM也要大些，两只三极管交替工作在饱和导通、截止状态，ICM要足够大才行。一般30～40瓦灯管均用MJE13005－7或BUT11A，并加有铝板散热器，以免夏天环境温度升高就可能超温损坏。常用的高反压管有2SC2482、DK52、DK53等，除2482外均可加装散热板，若是散热板与管子c极导通的就有高电压，要注意绝缘并防止极间短路。 几种典型故障分析： 1、灯管能起辉，但有明显闪烁，图1中C4、C5有一只容值减小；这两只电解电容既起电源滤波作用又参与振荡，容值减小充放电电流也要减小，会导致灯管闪烁。 2、灯管不起辉且仅为两端发亮(有时发红)，大多是起辉电容击穿，时间一长灯丝要受损，这在双U型灯中最敏感。此外，图2中的滤波电容值减小到1μF以下或起辉电容容值过份偏小会出现滚转光圈(也叫螺旋光)并伴有闪烁。 3、30～40瓦直管日光灯的镇流器分两部分装于灯管两端，为方便更换灯管，灯丝与线路采用可拆卸式弹性连接(这点与U型节能灯不同)。应注意：装上灯管后要检查灯丝与线路可靠接通后，才通电，如果通电不亮再调整灯管，在调整过程中极易损坏三极管。因为电子镇流器工作在20kHz以上高频振荡工况下，灯丝是振荡回路的一部分，回路中的电感、电容都是储能元件，灯丝回路间断性通断，线路中势必出现幅值很高的尖脉冲，很容易击穿三极管。对于电感式镇流器日光灯通电后调整灯管是司空习惯的，而电子镇流器日光灯则应先关断电源再调整。 小瓦数炭膜电阻焊接时间不能太长，过份受热会使两端引线帽的压接处松动，阻值变大且不稳定；特别是在三极管b极串接电路中，就会出现间断性振荡，甚至击穿管子，且不易检查出故障点，最好用不小于1/4瓦的金属膜电阻。 附图3～图10为常见的日光灯电子镇流器测绘电路图（图9、图10待续）。
荧光灯工作原理
日光灯工作原理 一、日光灯的构造 日光灯电路由灯管、镇流 器、启辉器以及电容器等部件组 成（见图3-1），各部件的结构和 工作原理如下。 1、灯管 日光灯管是一根玻璃管，内 壁涂有一层荧光粉（钨酸镁、钨 酸钙、硅酸锌等），不同的荧光 粉可发出不同颜色的光。灯管内 充有稀薄的惰性气体（如氩气） 和水银蒸汽，灯管两端有由钨制成的灯丝，灯丝涂有受热后易于发射电子的氧化物。 当灯丝有电流通过时，使灯管内灯丝发射电子，还可使管内温度升高，水银蒸发。这时，若在灯管的两端加上足够的电压，就会使管内氩气电离，从而使灯管由氩气放电过渡到水银蒸气放电。放电时发出不可见的紫外光线照射在管壁内的荧光粉上面，使灯管发出各种颜色的可见光线。 2、镇流器 镇流器是与日光灯管相串联的一个元件，实际上是绕在硅钢片铁心上的电感线圈，其感抗值很大。镇流器的作用是：①限制灯管的电流；②产生足够的自感电动势，使灯管容易放电起燃。镇流器一般有两个出头，但有些镇流器为了在电压不足时容易起燃，就多绕了一个线圈，因此也有四个出头的镇流器。 3、启辉器 启辉器是一个小型的辉光管，在小玻璃管内充有氖气，并装有两个电极。其中一个电极是用线膨胀系数不同的两种金属组成（通常称双金属片），冷态时两电极分离，受热时双金属片会因受热而变弯曲，使两电极自动闭合。 4、电容器 日光灯电路由于镇流器的电感量大，功率因数很低，在0.5~0.6左右。为了改善线路的功率因数，故要求用户在电源处并联一个适当大小的电容器。 5、实际电路图： 图3-1 日光灯组成电路
镇流器的作用是：升压和稳压起辉器的作用是：启动灯管 二、日光灯的启辉过程
荧光灯电子镇流器工作原理
荧光灯电子镇流器工作原理 电子镇流器工作最基本的原理是把５０Ｈｚ的工频交流电，变成２０～５０ｋＨｚ的较高频率的交流电，半桥串联谐振逆变电路中，上、下两个三极管在谐振回路电容、电感、灯管、磁环的配合下轮流导通和截止，把工频交流电整流后的直流电变成较高频率的交流电。但是，具体工作过程中，不少书刊都把谐振回路电容充放电作为主要因素来描述，甚至认为“振荡电路的振荡频率是由振荡电路充放电的时间常数决定的”。实事上，谐振回路电容充电和放电是变流过程中的一个重要因素，但不能说振荡电路的振荡频率就是由振荡电路的充放电时间常数决定的，电路工作状态下可饱和脉冲变压器（磁环）磁导率变化曲线的饱和点和三极管的存储时间ｔｓ是工作周期的重要决定因素。 三极管开关工作的具体过程中，不少书刊认为“基极电位转变为负电位”使导通三极管转变为截止，“Ｔ１（磁环）饱和后，各个绕组中的感应电势为零”“ＶＴ１基极电位升高，ＶＴ２基极电位下降”；然而，笔者认为实际工作情况不是这样的。 １、三极管开关工作的三个重要转折点 １.１、三极管怎样由导通转变为截止——第一个转折点 如图１所示，不管是用触发管ＤＢ３产生三极管的起始基极电流Ｉｂ，还是基极回路带电容的半桥电路由基极偏置电阻产生三极管ＶＴ２的起始基极电流Ｉｂ，三极管的Ｉｂ产生集电极电流Ｉｃ，通过磁环绕组感应，强烈的正反馈使Ｉｃ迅速增长，三极管导通，那么三极管是怎样由导通转变为截止的？ 实践证明，三极管导通后其集电极电流Ｉｃ增长，其导通转变为截止的过程有两个转折点，首先是可饱和脉冲变压器（磁环）磁导率μ的饱和点。 图２中，上面为磁环磁化曲线（Ｂ－Ｈ）及磁导率μ－Ｈ变化曲线，μ＝Ｂ／
日光灯工作原理图
日光灯的工作原理 简单的日光灯电路由灯管、启辉器和镇流器等组成，如上图所示。日光灯管的内壁涂有一层荧光物质，管两端装有灯丝电极，灯丝上涂有受热后易发射电子的氧化物，管内充有稀薄的惰性气体和水银蒸气。镇流器是一个带有铁心的电感线圈。启辉器由一个辉光管(管内由固定触头和倒U形双金属片构成)和一个小容量的电容组成，装在一个圆柱形的外壳内。 当接通电源时，由于灯管没有点燃，启辉器的辉光管上（管内的固定触头与倒U形双金属片之间）因承受了220V的电源电压而辉光放电，使倒U形双金属片受热弯曲而与固定触头接触，电流通过镇流器及灯管两端的灯丝及启辉器构成回路。灯丝因有电流(启动电流)流过被加热而发射电子。同时，启辉器中的倒U形双金属片由于辉光放电结束而冷却，与固定触头分离，使电路突然断开。在此瞬间，镇流器产生的较高感应电压与电源电压一齐（约 400--600V）加在灯管的两端，迫使管内发生弧光放电而发光。灯管点燃后，由于镇流器的限流作用，使得灯管两端的电压较低(30W灯管约100V左右)，而启辉器与灯管并联，较低的电压不能使启辉器再次动作。 日光灯镇流器的作用 日光灯镇流器是指电感式镇流器，它起着以下三个作用：
⑴启动过程中，限制预热电流，防止预热电流过大而烧毁灯丝，而又保证灯丝具有热电发射能力。 ⑵建立脉冲高电势。启辉器两个电极跳开瞬间，在灯管两端就建立了脉冲高电势，使灯管点燃。 ⑶稳定工作电流，保持稳定放电。 32W日光灯镇流器电路图 电路如下图所示。该电路由整流滤波电容、高频振荡电路以及输出负载屯路三部分构成。 交流220V经整流滤波输出约300V直流为振荡电路提供电源。开机后，电源经R5对C3充电，使Vc3迅速升高，从而使VT2迅速达到饱和导通；此时由于T的反馈作用使VTI截止。VT2一旦导通，则Vc3下降，流过L2的电流减小，引起L2两端一个上负下正的电压。据同名端原则，L1得到上正下负的反馈电压，从而使VTI迅速饱和导通，同时T的正反馈作用又使VT2迅速截止，如此周而复始形成振荡方波(R6D6、R3D5起续流作用)。负载回路由L3、L4、C4构成。VTI、VT2产生的高频振荡方波由L3加给负载作激励源。灯管点亮前，由C4、L4等形成很大的谐振电梳流过灯丝，使管内氢气电离，进而使水银变为水银蒸汽，C4两端的高电压又使水银蒸汽形成弧光放电，激发管壁荧光粉发光。灯管点亮后，C4基本上不起作用，此时L4则起阻流作用。 常见故障 1．VTl、VT2击穿进而导致D1－D4被击穿，此时将引起电源短路； 2．R4偏置损坏； 3．振荡电路中L5.L6易损坏； 4．负载电路中C4因高压易被击穿。 最后特别说明，目前市场上所见的各种40W、32W节能日光灯以及各种环形灯，均可参考此电路进行分析。
电子镇流器电路原理图及故障分析
电子镇流器电路原理图及故障分析 荧光灯镇流器有电感式镇流器和电子式镇流器。电子镇流器因具有高效、节能、重量轻等特点，而越来越被广泛使用。电子镇流器是将市电经整流滤波后，再经DC／AC电源变换器(逆变)产生高频电压点亮灯管。其特点是灯管点燃前高频高压，灯管点燃后高频低压(灯管工作电压)。目前最广泛使用的是具有电压馈电半桥式逆变器类型的电子镇流器。现以该类型逆变器为例，介绍电子镇流器的电路组成和工作原理。 一、典型电路组成 图中BR及C1构成整流滤波电路。R1、C2及VD2构成半桥逆变器的启动电路。开关晶体管VT1、VT2，电容器C3、C4及T1构成振荡电路。同时VT1、VT2兼作功率开关，VT1和VT2为桥路的有源侧，C3、C4是无源支路，L1、C5及FL组成电压谐振网络。 二、工作原理 在给电子镇流器加市电后，经BR整流C1滤波后，得到约300V的直流电压。电流流经R1对启动电容C2充电．当C2两端电压升高到VD2的转折电压值后，VD2击穿；C2则通过VT2的基极-发射极放电，VT2导通。在VT2导通期间半桥上的电流路径为：+VDc-C3-灯丝FL1-C5-灯丝FL2-振流圈L1-T1初级线圈Tla-VT2-地。电流随VT2导通程度的变化而变化。同时，流过Tla的电流在T1的两个次级线圈T1b和T1c两端产生感应电势。极性是各绕组同名端为负。T1c上的感应电势使得VT2基极的电位进一步升高。V12集电极电流进一步增大，这个正反馈过程，使VT2迅速进入饱和导通状态。V12导通后。C2将通过VD1和VT2放电。T1c、T1b的感应电势逐渐减小至零。VT2基极电位呈下降趋势，IC2减小，T18中的感应电势将阻止IC2减少，极性是同名端为正。于是VT2基极电位下降，VT1基极电位升高，这种连续的正反馈使VT2迅速由饱和变到截止。而VT1则由截止跃变到饱和导通，半桥上的电流路径为：+VDc—VT1-T1a-L1-灯丝FL2-C5-灯丝FL1-C4-地。与VT2情况相同，正反馈又使得VT1迅速退出饱和变为截止状态。VT2由截止跃变为饱和导通状态。如此周而复始，VT1和V12轮流导通，流过C5的电流方向不断改变。由C5、L1及灯丝组成的LC网络发生串联谐振。C5两端产生高压脉冲，施加到灯管上，使灯点燃。灯点燃后L1起到了限流的作用。 因接错输出线，导致灯管工作电流波峰比（Ilcf)和灯丝电流波峰比（Ifcf)严重偏离正常值！这样会加重灯管快速黑头或整流效应！
电子荧光灯镇流器原理
20～40W电子镇流器原理与维修 一.本电路由整流滤波电路、功率开关与驱动电路、镇流器与灯丝负载回路三部分组成。组成电路的各个元件的作用如下： ①整流二极管VD1~VD4和滤波电容器C1、C2串联组成桥式整流滤波电路，为后面的高频逆变电路提供工作电源。 ②功率三极管VT1、VT2,作为开关管使用，工作于饱和与截止状态，其开关速度要快。 ③电阻R1、R6是起振电阻，是为VT2初始导通提供偏置，从而激发VT1、VT2形成自激振荡。同时电阻R1与电容C3并联组成降压启动电路，可在一定程度上减少过电压所带来的损失。为保证电容C3可靠工作，其耐压值应选择大于两倍的电源电压，C3耐压值为630V. ④二极管D5和D6,其作用是保护三极管VT1、VT2,并联在三极管基极和发射极之间可以大大削弱电荷存储效应，从而提高三极管开关速度。 ⑤变压器T起信号互感耦合作用。它是由单股芯线T1、T2、T3绕在磁环上形成的，由于开关管与其驱动电路部分是紧密联系相互依存，因此它们参数之间的关系在生产过程中比较难确定。此电路中T1为3圈、T2为3圈、T3为5圈。 ⑥电容C4并接于VT2基极和发射极之间，可防止基极和发射极间电位突变，能在一定程度上保护三极管VT2. ⑦电阻R2、R3、R4、R5为保护电阻，用来保护三极管的，但是作用有限。 ⑧电容C5是启动电容，有隔直流通交流的作用，阻止310V的直流电压直接进入日光灯管，允许20kHz的高频交流电压通过。 ⑨扼流圈L、谐振电容C6组成串联谐振电路，作用是起辉日光灯管和限制灯管工作电流。
二. 电子镇流器的基本功能是： 将50Hz的工频电源转换成20kHz高频电源，而直接点亮日光灯管。 其工作过程是： 接通电源后，经整流滤波后的310V直流电压通过C3、R1并联再与R5串联，给VT2的基极提供一个窄电流脉冲使VT2首先导通。在VT2导通期间，电流流通路径是：+V→C5→灯管上端灯丝→C6→灯管下端灯丝→扼流圈L→变压器T3→VT2的集电极-发射极→地形成回路，对谐振电容C6充电。由于变压器T的线圈T3对T1和T2的感应耦合作用，T1上的感应电压将使三极管VT1导通，而T2上的感应电压将使VT2截止。在VT1饱和导通期间，电流流通路径是：谐振电容C6→灯管上端灯丝→C5→VT1的集电极-发射极→变压器T3→扼流圈L→灯管下端灯丝→C6,该电流流向即为C6的放电回路。 借助于变压器T的耦合作用，使三极管VT1、VT2交替导通，输出方波脉冲电压，此电压通过扼流圈L、灯丝电阻、C6组成串联谐振，在C6两端产生一个高压脉冲，将日光灯管中的汞蒸气电离击穿形成导电通路而将灯管点亮。电路起振后，电容C4将通过二极管D6和三极管VT2迅速放电，以防止VT2无法退出饱和导通状态。当日光灯管被点亮后，其内阻急剧下降，该内阻并联于C6两端，故C6两端下降为正常的工作电压(约80V)，维持日光灯管稳定的正常发光。 图1
电子镇流器的工作原理
第二章电子镇流器的工作原理 2.1荧光灯简介 2.1．1气体放电灯的基本原理 所谓气体放电灯是指带有能量的电子碰撞气体原子造成气体放电的现象，利用此原理所造成的气体放电灯有多种，使用较多的是辉光放电与弧光放电两种。不论哪一种，其结构大同小异，一般包括阳极、阴极，灯管外壳，灯管内填充的气体。对于交流灯来说则无阴极与阳极之分，两电极可以交替作为阴、阳极之用。对于气体放电灯来说，当加至灯管阴极与阳极之间的电场足够大，便会使灯管放电，此放电过程可以分为三个阶段： 第一阶段：在外加电场的作用下，自由电子被加速。 第二阶段：加速的自由电子与灯管内的气体原子碰撞，使得气体原子呈现激发状态。 第三阶段：受激发的气体，能量激发到更高的能阶并返回基态，所吸收的能量以辐射光的形式释放出来。若电子碰撞气体原子的能量足够大，则会使气体原子产生电离，电离所产生的电子又在电场中加速造成再次电离，使得自由电子成倍数增加，称此为汤生雪崩效应（Thomson Avalanche Effect）。所以，只要外加电场持续存在，则上述的放电过程就不断的重复，也就不断的放光。由于电流的主要成分为电子，为了使放电电流持续进行，阴极必须不断的提供自由电子，提供自由电子的主要方式分别叙述如下： （1）热电子发射：当阴极的温度越高，则越多的电子得到足够的能量从阴极中发射出来，此种发射方式是弧光放电灯主要的发射形式。而T5荧光灯就属于弧光放电灯。 （2）正离子轰击发射：当电极之间的电位差足够大时，使得正离子的速度足够快，此速度足够快的正离子撞击阴极便会轰击出自由电子。因此，电极材料必须能承受正离子的轰击，否则会使得电极的材料大量飞溅，减短电极的寿命并造成灯管早期发黑的现象。辉光放电灯便是以正离子轰击发射为主要发射形式。 （3）场致发射：若外加电场足够大，使得阴极获得足够的能量而直接发射电子，此现象称为场致发射。在气体放电灯中，有时灯管上的电压并不高，但如果在电极附近很小的范围内形成很强的空间电荷层，则可能在此区域造成很强
日光灯镇流器的计算
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 日光灯镇流器的计算 计算日光灯镇流器时，应首先明确日光灯的电参数，如灯钮的工作电压，工作电流和预热电流。因不同规格的灯管，这些纽数是各不相同的。计算镇流器时，应以日光灯管的各项额定值为依据。一般应用经验公式计算如下。 (1)镇流器铁芯截面积计算： 式中A c ——铁芯截面积，cm 2； U ——电源电压，V ； U L ——灯管的额定电压，V ； P L ——灯管的额定功率，w ； K c ——铁芯截面系数，可选取0．5～0．7之间，取上限值时铁芯体积较大则耗料多，但温升低。 (2)镇流器的工作电压。镇流器的工作电压是制作镇流器的一个关键参数，它与电源电压，灯管电压有一定的矢量关系。由经验确定镇流器的损耗为灯管功率的20%~25%，镇流器的工作电压可由下式计算： 式中U w ——镇流器的工作电压，V 。 (3)线圈匝数计算。镇流器工作电压和铁芯截面积确定后，线圈匝数和最大磁感应强度B m 的取值成反比，即磁感应强度取值高，则线圈匝数就相对的减少。一般两根引线镇流器铁芯的磁感应强度取11000～13000GS ；对于有起动绕组的四根引线镇流器的磁感应强度取值为11000～12000GS 。 式中 N ——线圈的匝数； B m ——最大磁感应强度，GS 。 对于四引线镇流器的起动线圈N st 按N 的6％～9％绕制。 (4)线圈导线直径的计算。线圈所用导线的粗细决定于单位面积所取的电流
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M 密度，线径计算公式如下： 式中 b ——铁芯叠厚，cm ； a ——铁芯腿宽，cm 。 镇流器铁芯留有一定的气隙，这是为了减小铁芯的饱和程度和适应启辉与正常工作时不同电流的要求。日光灯在起动时，通过镇流器的电流较大，铁芯中的磁力线将增加，相应的磁路气隙的漏磁也增大，使铁芯中的磁力线保持在一定的数量，不致因镇流器的电压降太大而影响起动电流减小；日光灯在正常工作时，流经镇流器的电流将减小到灯管的额定值，铁芯中的磁力线和漏磁也相应的下降，使铁芯中的磁力线保持在正常的数量。所以，铁芯的气隙大小不能忽视。铁 芯磁路有两个气隙，每个气隙如下： 气隙间可放入厚度为δ的纸板，装好后应根据额定电流加以调整。
飞利浦荧光灯电子镇流器 TL5 与 PLL光源的配线
Application Note Lamp wiring for 'TL'5 and PL-T circuits in luminaires Philips Lighting Business Unit Lighting Electronics & Gear
Lamp wiring for 'TL'5 and PL-T circuits in luminaires Introduction Historically, lamp voltages (under normal conditions) for 'TL'D, PL-L and PL-C lamps have always been below 200V. Lamp components and lamp wiring could have the same voltage rating as normal mains voltage e (< 250V). New, more efficient types of lamp like 'TL'5 and PL-T- have lower lamp currents, but higher lamp voltages. As a result, 250V rating for lamp wiring and components is sometimes inadequate. The impact of the step from 250V-rated components/wiring to higher voltage-rated (e.g. 500V) components/wiring is described below. European harmonized wires The European harmonized wiring is specified in the Cenelec standard (HD 21.3.S2). Commonly used wires are classified as H05 or H07, which means: H05: voltages up to 300V(330V*) rms; core cross-section 0.5 mm2 ... 1.0 mm2. H07: voltages up to 450V(495V*) rms; core cross-section 1.5 mm2 ... 400 mm2. *Maximum permissible permanent voltages are 10% above nominal value 'TL'5 and PL-T lamp voltages 1. Non-dimming systems For all existing 'TL'5 and PL-T lamps the maximum voltages from any lamp wire to earth do not exceed 250V rms. Therefore H05 classified wiring can be used. 2. Dimming systems** With following PL-T and 'TL'5 lamps the maximum wire-to-earth voltages exceed the maximum voltage of H05 classified wires. 1. PL-T systems:32W & 42 W 2. 'TL'5 HE systems:28W & 35W 3. 'TL'5 HO systems:49W & 54W Depending on lamp type, the maximum voltages can increase up to 430Vrms. Therefore the use of H07 (450V rms) wiring is necessary.
电子镇流器工作原理及分类
电子镇流器的三种启动类型 1、热启动（Pre-heated Start）： 欧洲地区又叫做柔性启动（Soft Start）、暖性启动（Warm Start）、或者北美地区又叫可程式启动（Programmed Start），此种设计方式系于灯管启动时，先给予灯丝预热或者加温，其最大特色为不受灯管开关点灭次数的影响，减轻灯管黑化现象，可以延长灯管的寿命，适合开关频率高的使用场所，或者维修困难的场所，如果配合使用调光电子镇流器，更必须使用含有预热式启动功能的电子镇流器，换而言之，预热启动式的电子镇流器对灯管的保护提供最佳的保证。 2、快速启动（Rapid Start）： 这是一类非常特别的启动方式，在美国市场上比较普遍，其特点是从启动至灯管点灯使用过程中，一直在灯丝上保留一很低的电压，因此其耗电量比预热或者瞬时启动型多出1.5W 至2W，一般以串联设计居多，这种启动方式较适合气候较冷的地区。 3、瞬时启动（Instant Start）： 其特性是利用高压启动灯管（启动电压约介于800V至1200V之间），点灯非常容易，但易造成灯管黑化，灯丝断裂，灯管寿命降低，其最大竞争优势是价格较低，适合用在开关次数不频繁的场所（每天开关次数约小于5次者比较适用） 镇流器/电子镇流器的常用术语 1、镇流器（安定器）损失值（Ballast Loss） 这一数值代表电子镇流器（电子安定器）本身所消耗的能源转换成热能而非光能，此数值可由总输出功率减去全部灯管所消耗的功率，一般而言，传统40W双灯之镇流器约消耗22W，而电子镇流器约为7W。 2、光输出比值（Ballast Factor） 这一数值可以看出使用电子镇流器光输出的相对效果，其值是由测得电子镇流器的光输出值，除以标准镇流器点灯下的光输出值，所求得百分比，一般而言，此一数值愈高，代表光输出效果愈佳，对电子镇流器而言，不得小于0.9，但也有为专门强调高输出值而设计的