电子镇流器线路图资料

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电子镇流器线路图资料 电子镇流器线路图大全图片： 图片： 图片： 图片： 浅析新型逆变式电子镇流器工作原理与设计方法（组图）发布日期： 2005章来源：谢 勇 张纳敏 照明工程师社区浏览次数：15387摘要：介绍一种新型逆变式电子镇流器电路结构，该电子镇流器利用电感、电容和二极管构成的辅助电路实现输入电流波形的校正并使功率开关管工作在零电压开关状态，具有高功率因数、高工作效率、低波峰系数和电路结构简单的特点。 分析了电路的工作原理，介绍了电路参数设计方法，给出了实验结果。 1 引言由于电子镇流器具有较高的灯光效、高的功率因数、重量轻、无闪烁、无噪声和使用电压范围较宽(170 270V)等优点，在我国已得到广泛的应用。 电子镇流器功率虽小，但使用量极大。 因而其性能好坏直接影响到节电效果和对电网污染的程度。 本文介绍的电子镇流器不但性能好，而且电路结构简单，成本低，具有较好的应用前景。 2 电路工作原理分析21 电路结构新型逆变式电子镇流器主电路如图 1 所示，图中 隔直电容，虚线所包围的部分为实现高功率因数而附加的电路，电感 L 为一个能量传输者传递着电流，同时也起着提高直流电压和电流波形校正的作用。 两个电容 Y 为两个小型能量槽储存一部分能量，这两个能量槽在高频方式下完成充放电功能。 两个二极管 导电感电流进入电解电容 C 或负载回路。 由于附加能量处理单元的作用，使整流二极管导通角增大到 180°。 电感 L 中的电流是一个高频振荡波形，其平均值电流跟随输入电压的波形，从而达到功率因数校正的目的。 1、双向触发二极管触发启动电路。 22 工作过程为了分析方便，输入电压和整流桥被等效成 t)和 示，其中 t)=输入电压峰值， 为输入交流电压频率。 灯负载回路等效成一个电流源电路，其电流表达式为 io(t)=o 为功率管开关频率)。 由于逆变电路开关频率远比输入交流电压频率高，在分析过程的每一开关周期中可认为输入电压是近似不变的。 又由于该逆变电路在输入电压峰值附近和输入电压瞬时值较低时的工作状态略有不同，分析时按两种情况讨论。 对应的等效电路图及工作波形图分别如图 2 和图 3 所示。 第一种工作情况：这种工作情况对应于输入电压瞬时值较低时的工作状态。 整个工作过程分五个阶段，此种情况下 大值低于电解电容 C 两端直流电压 且电感电流 断续的。 (1)第阶段 功率管 通并同时通过 流， 电，而 压被箝位于零，在这一阶段结束时，电感电流谐振到零，电压达到最大值， 闭。 (2)第阶段 负载电流流过功率管 持为零。 在这一阶段结束时，关断 3)第阶段 断后，过负载回路放电，降。 (4)第阶段 随着 下降，当整流电压高于 ，通，入端电流通过电感开始对 电。 由于 放电电流大于充电电流，因此 续下降直到零为止，此时 通。 (5)第 V 阶段 通后，流过的电流为负载电流与电感电流之差，随着负载电流的减小和电感电流的上升，在这一阶段结束时，流结束。 功率管 始导通进入后半周期。 由于后半周期工作与前半周期相似，不再详述。 第二种工作情况：此种工作情况对应于输入电压在峰值附近时的工作状态。 整个工作过程分四个阶段，在这种情况下，最大值能达到电解电容 C 两端直流电压 感电流是连续的。 (1)第 1 阶段 通，在此之前 电压已经升高并钳位于 为 C 比 得多，所以电感电流都经 C 通过，因此 仅通过负载电流。 在这一阶段结束时，关断 2)第阶段 断后，能量向负载放电，电感电流向 电。 由于此阶段为输入电压的峰值附近，所以电感电流也处在峰值附近，对 充电速率加大。 在此阶段中 在本阶段结束时， 和达到 通。 (3)第阶段 通后，使电感电流通过 C 形成通路。 而 通过负载回路放电，在这一阶段结束时， 降为零， 到 通。 (4)第阶段 始续流，续流电流为负载电流与电感电流的差值，当 流结束时，功率管 通，进入后半周期。 3 电路工作特点(1)功率管工作在零电压开关状态。 功率管在反并联二极管续流时开通，可以实现零电压开通。 功率管 断时，其电流 间下降为零，原来流过 电流转向对 电。 漏源电压为 去 源电压以某一斜率上升，这个斜率的大小取决于 电速率的大小，这就保证了 断时漏极电流与漏源电压交叠几乎很小，达到了零电压关断的效果。 (2)高功率因数。 在每一开关周期内，电容 是储存能量，然后再把存储的能量传送到负载。 整流二极管导通角可达到半周期。 由于能量处理单元所储存的能量主要对电解电容 C 和负载放电，因此功率开关管的电流等级与普通电子整流器相同。 (3)与普通泵式电子整流器相比， C 两端直流电压偏低，有利于降低对功率管耐压的要求。 (4)灯电流波峰系数较小。 4 电路主要参数计算假设负载电流与电感电流在正半周的两个交点对应的角度分别为：a， a。 根据电容上电压电流的关系可得： 要】 本文主要讨论了高频交流电子镇流技术的发展、应用、典型电路、存在问题及发展方向。 介绍了典型应用集成电路和相关设计软件。 【关键词】 高频交流电子镇流 半桥逆变 级变换一、高频交流电子镇流由于气体放电灯（如荧光灯、霓虹灯、卤素灯、金卤灯等）是一种负阻性电光源(特性曲线如图 1 所示) 要使其正常稳定工作，需加一个限流装置。 这个限流装置叫做镇流器。 目前气体放电灯使用的镇流器有两种：（1）电感式镇流器；（2）高频交流电子镇流器。 由于电感式镇流器工作在市电频率，体积大、笨重，还需消耗大量铜和硅钢等金属材料，散热困难、效率低、有频闪，所以现在一些电光源界的科技工作者纷纷寻找新的镇流方法，而高频交流电子镇流器就是一种有效方法。 电子镇流采用高频开关变换电子线路的方法实现镇流，具有无频闪、效率高、体积小、重量轻、可调光，不使用大量铜材和硅钢材料的特点，所以自 20 世纪 70 年代以来，高频交流电子镇流器一问世，由于它的体积小、发光效率高（发光效率与工作频率关系曲线如图 2 所示）无频闪效应，适应供电电压范围宽、节能的一系列优点，受到了用户的欢迎。 据统计，世界上照明用电占了世界上产生的总电量的 1/4，如仅将现用的 200 亿只灯泡中的 50 亿只换成节能的电子镇流灯泡，就可节省 200电能，从而少建几十个电站。 由于高频交流电子镇流器节能和巨大的市场潜力，进入 20 世纪 90 年代后，各种气体放电照明灯广泛采用高频电子镇流器，形成一个"绿色照明" 的新兴产业。 "绿色照明"是 90 年代初国际上对节约电能、保护环境照明系统的形象说法。 美、英、法、日等主要发达国家和部分发展中国家先后制定了"绿色照明"的计划，并已经取得明显效果。 事实上，照明的质量和水平已成为衡量社会现代化的一个重要标志，成为人类社会可持续发展的一项重要标志。 目前，我国已成为照明器具的生产大国，现有照明器具生产企业 1000 家，电光源产品有 60 多个门类 3500 多个品种规格，灯具产品30 多个门类 500 多个品种规格。 我国照明节能大有潜力可挖。 目前，荧光灯、稀土三色紧凑型荧光灯已生产出适合家用的 H、双 H、O、D、双 D、等多种产品。 这种灯与照度相同的管型荧光灯相比约节电 27%，与白炽灯相比，可节电 70%。 2001 年，按每户仅用一只节能灯计算，全国 4 亿只节能灯就可节电 2000 万千瓦电力，投资只需 120 亿元，而要生产 2000 万千瓦的电力，即需投资 500 亿元。 所以在我国照明节能是一项很重要的课题。 目前，世界上一些著名的大专院校、科研院所、公司都投入了较大的力量进行高频交流电子镇流器的科研开发、生产。 如美国弗吉尼亚大学功率电子研究中心（李泽元教授领导的科研中心每年都有相关论文和实验报告在 率电子学学刊刊出，并提出了如高频能量反馈、采用电荷泵功率因数校正的电子镇流器等概念，美国加州理工大学（ 授关于单级高功率因数电子镇流器，一种用于紧凑型荧光灯的 E 类电子镇流器，西班牙、巴西、我国台湾和香港地区的一些著名高等院校、科研院所、公司都投入了一些高水平的科研人员进行开发。 同时，国内一些著名科研院所、大学也投入了较大力量进行科研开发。 这点可从国内相关科技文献看出。 勿容置疑的是我国是世界上电子镇流器的一个生产大国，我国有较多的公司、企业从事这种"绿色电光源"产品的生产。 特别是自 20 世纪 80 年代末、90 年代初，990）、994）管形荧光灯用交流电子镇流器一般要求和安全要求及 990 ）、15144管形荧光灯用交流电子镇流器的性能要求等技术标准相继颁布与实施，使交流电子镇流器的研究、开发、生产有了统一技术规范。 由于高频交流电子镇流器要求体积小、造价低，并且对电磁辐射干扰、输入功率因数、波峰因数、可靠性等技术指标严格，所以要做出一个满足高性能、低价格、体积小、低电磁辐射干扰，使用安全可靠的高频交流电子镇流器并非件易事，所以往往让人感到：看似简单的一个电子产品，但是技术含量很高，是一个涉及电路拓扑、高频电子变换、谐振开关（并联谐振、功率因数校正、电磁干扰抑制（信号传感、采集和控制、电子元器件、电光源器件等电力电子技术的方方面面。 同时，如何测量高频交流电子镇流器的技术参数，如功率、高频谐波成分、效率、电磁辐射干扰（也是高频交流电子镇流器的研究热点。 实践证明，要做出一只高性能的高频交流电子镇流器，还需对它的负载对电源的技术要求有所了解，否则要做出高性能的高频交流电子镇流器是不现实的。 由于对电网供电质量的要求不断提高，国际电工技术委员会 1982 年分别制定了 用设备及类似电器设备对供电系统的干扰标准，和 磁兼容性标准 ，分别对相关电器设备的功率、谐波成分、电磁辐射干扰等技术指标做出了要求，对高频交流电子镇流器而言也相应增加了电路的设计难度和制造难度。 二、常用高频交流电子镇流器电路与改进（一）单级半桥谐振式由于半桥谐振式逆变电路工作可靠，对开关管耐压要求较低，所以采用半桥谐振式逆变电路为灯负载供电的功率变换电路使用最为广泛。 它主要由：交流市电供电整流电路（滤波）、启动电路、串联谐振高频逆变电路、保护电路、灯负载几部分组成。 这是一个典型的、自激振荡、自启动的 联谐振半桥逆变的高频交流电子镇流器电路，谐振主要由 L、4 完成，利用谐振时 的高频电压点亮灯负载，当灯负载电流发生变化时，会影响谐振回路 Q 值，从而影响谐振电容 的谐振电压，来实现稳定灯负载电流的作用。 由于这种电路采用元件少、造价低，所以目前国内市场上见到的高频交流电子镇流器大多采用类似的这种电路。 但这种电路存在以下缺点：（1）无灯丝预热功能，易产生灯丝电极溅射作用，而降低灯丝的使用寿命，使用时间一长易造成灯管一端发黑的现象；（2）由于采用市电整流后直接给半桥逆变级供电，所以会产生很强的高次谐波干扰，降低交流市电输入侧的功率因数，并降低电源供电效率,采用这种电路的高频交流电子镇流器大量使用时，会造成三相四线供电电网的地电位偏移，因而造成用电设备的损坏；（3）由于半桥逆变级工作在高频开关逆变状态，所以产生的高次谐波，会产生相应的电磁幅射干扰，影响其它用电设备的正常工作；（4）由于电路没有设保护电路，所以一旦市电电源供电发生故障（如电网电压升高过多）或灯负载发生破裂等故障时，易造成电路损坏，严重时还会发生火灾事故。 （二）双级谐振式高频交流电子镇流器针对单级半桥谐振式高频交流电子镇流器电路存在的以上缺陷，人们又开发设计出了双级谐振式高频交流电子镇流器电路。 它主要在普通的单级谐振高频交流电子镇流器的基础上，再加了一级有源功率因数校正（路，用以进行交流市电输入整流滤波的功率因数校正，并限制高次谐波成分，从而达到减小电磁幅射干扰，提高输入侧功率因数的目的。 并且由于有源功率因数校正（有预稳压的作用，同时还可以调光（调节 出电压），所以既可提高电子镇流器的电性能，又可提高电子镇流器的可靠性。 有源功率因数校正按电路构成可分为：降压式、升/降压式、反激式、升压式等几种。 按控制市电输入电流的工作原理可分为：平均电流型、滞后电流型、峰值电流型、电压控制型几种。 按功率因数校正电路中电感电流的工作方式又可分为：电流连续型（电流不连续型（由于升压式有源功率因数校正电路具有 高、效率高，但需输出电压高于输入电压，适用于 75应用场合，所以目前应用最为广泛。 由于 路简单，开关管应力小的优点，所以在电子镇流器中应用广泛。 两级式具有 能的高频交流电子镇流器电路由于增加了一级有源功率因数校正电路，所以增加了电路的复杂性，使成本提高许多，虽然双级式高频交流电子镇流器性能好，但由于成本、体积等原因也很难于大范围推广使用。 (三) 无源功率因数校正针对两级式有源功率因数校正电路的缺点，人们又试图探讨用无源功率因数校正的方法来提高高频交流电子镇流器的性能，如经常提到的有采用三只二极管和二只电容器的逐流电路的无源功率因数校正和高频复合能量反馈等方法，虽然在理论分析上可行，并有相应的实验结果、结论，但是至今未见广泛使用。 还需进一步提高技术性能，但无疑这是一个很好的发展方向。 （四）常用高频交流电子镇流器调光由于高频交流电子镇流器具有节能的优点，特别是在不需电子镇流器满功率进行的场合下，采用调光控制节能效果会更加明显。 调光控制有一个用户可控制的调光控制输入端并应具有以下基本功能：能检测灯电流、灯电压、灯功率；利用反馈电路来调节用户设定的亮度。 常用的调光方法主要有以下四种：占空比调光法、调频调光法、调节高频逆变器供电电压调光法、 脉冲调相调光法。 1、占空比调光法这种调光控制法利用调节高频逆变器中功率开关管的脉冲占空比，实现输出功率调节，对半桥逆变的最大占空比为 确保半桥逆变器的两个开关管有一个死时间，以免两个开关管共态导通损坏。 这种调光方法存在的问题是：如果电感电流连续并滞后于半桥电压 开关可能导通时工作在零电压状态，关断瞬间需采用吸收电容达到 作条件，这样可进入 作方式，这是优点，开关管应力可明显降低。 然而，如果占空比太小，以至电感电流不连续，将失去 作特性，并且由于供电直流电压较高，而使开关管上的应力加大，这种不连续电流导通状态将导致可靠性降低和加大 射。 除了小的脉冲占空比，当灯管发生故障时，也会出现不连续电流工作状态，当灯为开路故障时，电感电流将流过谐振电容，由于这个电容的容量较小，所以阻抗较大。 除非两个开关管有吸收电路保护，否则开关管将承受很大的电压应力。 20041:24:04、调频调光法调频调光法也是常用的调光方法。 如果高频交流电子镇流器的开关频率增加，则电感的阻抗增加，这样，电感电流就会下降。 调频调光法的局限性：A调光范围由调频范围决定，如果调频范围不大，则功率调节范围也不大。 B为了实现在低灯功率工作条件下实现调光，则调频范围应很宽（即从 25磁芯的频率范围、驱动电路、控制电路可能限制调光范围。 C在整个调频范围内不易实现软开关。 轻载时，不能实现软开关，并使开关管上的电压应力加大。 硬开关的瞬态过渡是 射的主要来源。 D如果半桥逆变器不工作在软开关状态，则导致逆变器的损耗加大，导致效率降低。 E当开关频率在红外遥控的频率范围内时，荧光灯将发射低电平的红外线，如果调频范围很大，其它的红外遥控装置如电视机将会受到影响。 F灯电流近似反比于逆变器开关频率，调光与开关频率间不是线性关系。 G当灯管发生开路故障时，将出现 作状态，特别是当开关频率很低时。 3、改变半桥逆变器供电电压调光法利用改变半桥逆变器供电电压法实现调光有以下优点：A调节半桥逆变器供电电压来实现调光。 B采用固定占空比（约 方法，使半桥逆变器工作在软开关电感电流连续的宽调光范围调光（这也可使开关控制电路简化）。 C由于开关频率固定，所以可以针对给定的灯型号简化控制电路设计。 D由于开关频率刚好大于谐振频率，所以可以降低无功功率和提高工作效率。 E由于开关频率固定，所以可以较方便的确定无源器件的参数。 F在较宽的灯功率范围内（5%保持 作条件。 G在很低的半桥逆变器供电电压下，将会失去软开关特性，将会出现电感电流不连续的工作状态。 然而在直流供电电压很低的情况下，这种工作状态不再是个问题，这时的开关管应力和损耗将很小，即使硬开关在低直流供电电压情况下（如 20V），也不会产生太多 射。 H可实现平滑和几乎线性的灯功率控制特性。 I可得到低功率解决方案，半桥逆变器的供电电压可以选得很低（如 5%调光范围对应 30这样可采用低电压电容和 调光控制仅通过控制 换器输出电压实现。 由于半桥逆变器工作在恒频工作状态，所以可采用简单的 C 控制即可实现调光。 K灯电流近似和 换器的电压成正比，调光几乎和 C 变换器的输出直流电压成正比。 调光曲线如图 6 所示。 4、脉冲调相调光法利用调节半桥逆变器中两支开关管的导通相位的方法来调节输出功率，从而达到输出调光的目的。 调相法调光曲线图如图 7 所示。 相控调光法主要有以下特点：可调光至此 1%；可在任意调光设定值下启动；可应用于多灯应用场合；调光相位灯功率关系线性好。 （五）两级高功率因数电子镇流器常用 特点由于高频交流电子镇流器的巨大市场和经济效益，国际上许多有实力的半导体厂商纷纷开发相应的集成电路，以方便用户、生产厂商使用，大批量生产。 有的半导体厂商还给出了相关的电子镇流器设计软件。 世界上主要生产、开发高频交流电子镇流器的主要生产厂商有：美国国际整流器公司（莫托罗拉公司（美国微线公司（、韩国三星公司等。 下面以美国 司为例，介绍其主要电子镇流器用控制集成电路、相关设计软件。 美国国际整流器公司（要有以下型号的新型高频交流电子镇流器控制集成电路，它们分别为： 型号。 它们分别用于以下场合：动 600V 荧光灯和高强度放电灯（的电子镇流器驱动控制集成电路。 光控制和 600V 动控制功能合一的电子镇流器控制集成电路。 有 能的高集成度，600V 动控制集成电路，常用于荧光灯和高强度放电灯（驱动控制。 动控制集成电路的改进型，用以驱动半桥功率变换级。 荡频率可偏程和用于高压半桥驱动。 用于卤素灯的控制驱动。 下面以 例介绍其主要功能。 如表 1 所示。 表 1 常用 子镇流器 点特 点 型 号 电源供电稳压二极管保护 600V 半桥驱动 工作频率可编程控制 固定闭环调光 故障保护 过温保护 邻近谐振保护 自动再启动关断 功率因数校正 - 装 16 16（六） 司的相关设计软件美国 司为了方便它的 用和高频交流电子镇流器电路设计，它推出了相关设计软件，软件具有以下特点：司的相关电子镇流器设计软件具有以下功能和相应设计步骤：1、设计步骤：(1)对给定的电路类型和输入电压范围，可生成相应的电路图、元件表和印刷电路板图。 (2)良好的图形设计界面，可给出电子镇流器的电参数、元件值和整个电子镇流器的相关文件。 2、主要特点： 三步设计流程；灯型号流览；设计流览；良好的显示界面；电子镇流器工作点的计算；电子镇流器工作点的图形表示；图形显示界面； 振腔元件参数计算；件参数计算；围相关元件参数计算；电路图；元件清单；电参数图；元件参数表。 灯的选择和电路基本设计选择主要包含：灯的选择含以下内容：灯型号、灯功率、灯管工作电压、最大灯管预热电压、灯管最小点火电压、预热电流、预热时间（秒）。 基本设计选择含以下内容：最低电源电压、最大电源电压、预热直流总线电压、启动点火直流总线电压、直流工作总线电压、流器工作频率。 并且 件有两种工作方式：1标准 3 步法（含以下步骤）：选灯型、选择电路形式、自动生成设计结果。 2高级工作方式（含以下设计步骤）：工作点计算和 围元器件计算；允许预先设定所要求参数值；设计灵活，方便。 三、单级高性能、高功率因数高频交流电子镇流器由于双级式高频交流电子镇流器使用元件多，价格较高。 所以尽管性能指标好，但也难于大批量生产、使用，为了进一步简化电路，提高电子镇流器的性能指标，国内外的一些科研院所、高等院校、大公司纷纷提出了单级新型、高功率因数高频交流电子镇流的新概念、新电路，下面分别加以介绍。 （一）高功率因数、低电磁幅射、具有宽调光范围的电子镇流器这种电路由香港城市大学的 授（提出。 这种镇流器具有以下特点：(1)低电磁幅射，传导干扰低，可调光范围宽；(2)功率调节范围为 10%(3)采用 C/4)低 电压应力；(5)可用于单管、多管荧光灯照明。 （二）一种改进电荷泵功率因数校正（电子镇流器这种电路由美国李泽元教授领导的 授（ 李泽元教授提出。 主要有以下特点：(1)引入了电荷泵的概念、工作原理、电路；(2)提高功率因数的工作原理分析；(3)波峰比为 00V 交流电压输入，效率为 80%；(4)只用一个电感，由于电荷泵采用了一个电容，而电容又比电感在电路上好处理。 （三）一种用于紧凑型荧光灯的新型自激 E 类电子镇流器由美国（ 授（出。 论文和实验对点火和灯电路稳态运行进行了分析、讨论，并给出了实验结果。 有限流保护功能，可适用于任何 Q 值和占空比，价格低。 （四）一种改进单级电子镇流器起动特性的新方法由我国台湾 教授（他的学生 u 提出，并给出了实验结果。 这种方法主要有以下特点：、利用同步开关技术（改进电子镇流器的启动特性。 、利用变形单级电子镇流器技术实现镇流（、讨论了半级和逆变电路半级间功率不平衡而引入的较高电压应力对开关器件的影响。 、讨论了电子镇流器的工作状态、控制策略和元件电压应力间的相互关系。 、讨论了利用热阻检测电路来减小灯丝溅射的问题，并通过实验证明了这种电路灯管开关工作 18000 次后灯丝无明显溅射。 、论文和实验电路对单级镇流电路的变化特性进行了分析，并给出了实验结果。 （五）采用反激推挽集成变换器的电子镇流器该电路和实现主要由巴西 授（人完成。 这种电子镇流器具有以下特点：(1)由于采用反激式电路，所以电路简单，使用灵活；(2)具有隔离、自启动、单开关的电路特点；(3)可实现短路保护；(4)反激式，所以具有不必使输出电压高于输入直流电压，可在工作方式下，在固定导通时间控制方式下得到功率因数近似为的效果；(5)由推挽变换器实现灯的高频交流供电、镇流；(6)仅用一级电路就可实现和高频变换，实现了单开关变换，简化了电路；(7)通过占空比控制可实现调光。 （六）基于单级高功率因数的电子镇流器该工作由巴西 o 教授（他的同事完成的。 它具有以下特点：(1)单功率级，高功率因数，半桥功率逆变器工作在谐振状态；(2)自激振荡式，功率因数校正工作在 式，输入、输出隔离；(3)由于工作在自激振荡方式，所以具有保护作用；(4)实验模型：40W 荧光灯、4020V 交流市电供电；(5)给出了实验结果和模型分析。 （七）一种新型单级恒功率高功率因数电子镇流器这项工作由西班牙的 学的 授（他的几个同事共同完成的。 该电子镇流器具有以下特点：(1)由 半桥 振共同组成单级高频交流电子镇流器； (2)具有可调光和恒功率特性；(3)高功率因数（(4)给出了实验电路、稳态分析、低频电路模型；(5)给出了设计实例、方法；(6)给出了实验结果。 （八）基于反激变换器的单级高功率因数电子镇流器该项工作由西班牙的 分的科研课题组完成。 该项工作具有以下特点：、将反激变换 半桥变换合为一体，作为单级高频交流电子镇流。 、反激工作于恒频、恒占空比。 、由于在中引入了一个变压器，所以逆变器的输入电压可以设定，从而优化了逆变器的设计。 、给出了实验电路、稳态分析、实验结果。 四、总结通过以上的分析讨论可以看出，貌不惊人的高频交流电子镇流器的设计、制作是一个涉及电路拓扑、电子元器件选择、电路动态静态分析，电光源等多学科的一个知识密集性电子产品。 它主要要求在电路尽可能简单的条件下实现高效率、高可靠、低谐波成分、低电磁幅射干扰、高功率因数。 所以对电路设计、选型、生产提出了较高的要求。 随着电子技术、电子元器件、电路拓扑水平的不断提高，高频交流电子镇流器的质量、性能会不断提高。 回顾自 20 世纪 70 年代世界上第一只高频交流电子镇流器的面市，到今天高频交流电子镇流器广泛进入家庭、楼堂馆所的照明，印证了高频交流电子镇流器的不断发展，质量、性能不断提高的过程。 荧光灯电子镇流器工作原理再细探 信息来源:互联网 发布日期:073:50:25 浏览次数：38 编者按：近年来，电子镇流荧光灯行业持续大发展，产品水平不断提高，中国在世界上作为节能灯大国的地位已经确立。 但要进一步成为节能灯强国，就需要对产品技术和相应的技术基础理论进行进一步的探索。 在对灯用三极管损坏机理的深入研讨中，笔者感到以前对荧光灯电子镇流器工作原理的描述越来越满足不了需要，其中甚至还有谬误之处，有必要对其进行更深入仔细的研究探讨。 为避免复杂的数学推导，文中用较多的实测波形图加以说明。 电子镇流器工作最基本的原理是把的工频交流电，变成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，“（磁环）饱和后，各个绕组中的感应电势为零”“基极电位升高，基极电位下降”；然而，笔者认为实际工作情况不是这样的。 、极管怎样由导通转变为截止第一个转折点如图所示，不管是用触发管产生三极管的起始基极电流，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的起始基极电流，三极管的产生集电极电流，通过磁环绕组感应，强烈的正反馈使迅速增长，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 的饱和点。 图中，上面为磁环磁化曲线（）及磁导率 变化曲线，所以 就是曲线的斜率。 开始时 随着外场的增加而增加，当增大到一定值时 达到最大，其最大值为 曲线的峰值，即可饱和脉冲变压器磁导率的峰值。 此后，外场增加， 减小。 在电子镇流荧光灯电路中，磁环工作在可饱和状态，在每次磁化过程中，其 值必须过其峰值。 在初期，可饱和脉冲变压器（磁环）磁导率随着的增长而增长（图）；增长到一定值，可饱和脉冲变压器的磁导率 过图中峰值点，磁环绕组感应电压环，而磁环绕组电感量（此公式还说明了磁环尺寸在这方面的作用），也就是说磁环绕组感应电压与可饱和脉冲变压器（磁环）磁导率 成正比，磁环绕组感应电压环过峰值（关于磁环绕组内电流的情况在后文说明，这里先以实测波形图说明），三极管基极电流同步过峰值（图、图），图下半部分为三极管、波形图，图上半部分和下半部分有一根垂直的连线，把基极电流的峰值点和可饱和脉冲变压器的磁导率 的峰值点连到了一起，这是外部电路改变三极管工作状态的重要信号点，也就是三极管由导通转变为截止的第一个转折点。 随着环的下降也下降，但这时基区内部的电压仍然是正的，当磁环绕组感应电压环低于基区内部的电压时（基区外电路所加电压下降到低于基区内部的电压，但仍然是正的），少数的载流子就从基区流出，基极电流反向为负值（图深色曲线）；图显示了三极管基极电流峰值（深色曲线）和磁环绕组感应电压峰值（浅色曲线）是同步的，过峰值后基极电流反向为负值。 在这期间，基区电流（称为）是负，但是维持在饱和压降（图浅色曲线），而电流正常流动（图深色曲线），这时期对应存储时间（）。 在这段时间始终是正的，但是基区电流（称为）是负的。 有的书上说导通管的关闭是因为其基极电位转变为负电位，也有的说“（磁环）饱和后，各个绕组中的感应电势为零”，这不符合实际情况，从波形图上我们可以清楚地看到这段时间始终是正的。 导通管的基极电位转变为负电位是在存储结束，流过磁环绕组的电流达到峰值等于零的时刻之后，而不是在存储刚开始的时刻。 不少书刊说导通管的关闭是因为其基极电位转变为负电位，这里多加几幅插图来说明。 从图可以看到在整个三极管集电极电流导通半周期内，其基极电压都是正的，一直到退出饱和开始下降；从图可以看到在整个三极管集电极电流导通半周期内，其磁环绕组感应电压环也都是正的，一直到退出饱和才开始下降变负。 比较图和图可以看到在三极管集电极电流接近最大值，也就是三极管进入存储工作阶段时环，这也可以用来解释是负值的原因。 基极电流反向为负值是因为三极管进入存储工作阶段时环，但是，由于环是正的，所以基极电流反向电流是“流”出来，而不是“抽”出来的。 磁环次级绕组电压是由流经电感的电流所决定，过零点在峰值点，即电流平顶点（图）；经过电感流向灯管的电流，在磁环绕组和扼流电感上产生感应电压，其过零点为的峰值顶点（）（图），这里也可以看到环变负的真正时间。 极管从存储结束退出饱和，到三极管被彻底关断（第二个转折点及第三个转折点（）三极管进入存储时间阶段，变为负值并一直维持（图浅色曲线）；三极管存储结束退出饱和：当负电流绝对值开始减小的时刻（图浅色曲线），也就是存储结束开始减小（图深色曲线），离开饱和压降开始上升的时刻（图浅色曲线），这也就是三极管由导通转变为截止的第二个转折点。 整个过程也由两部分组成，开始很快降低，后面还有很长一段电流很小的拖尾。 当没有残余电荷在基区里面时，衰减到零，而也为零，这是下降时间，三极管被彻底关断，结承担电路电源电压，一般应为左右（图浅色曲线上毛刺对应的时刻浅色曲线值为）。 也就是三极管由导通转变为截止的第三个转折点。 在第二个转折点到第三个转折点这段时间，离开饱和压降，开始上升到电路电源电压。 （图浅色曲线）（）电感电流与上下两个三极管集电极电流、的关系，的作用（关断过程之二）：在第二个转折点与第三个转折点之间的波形有一个缺口，波形没有缺口。 三极管存储结束，电流开始快速下降，后面还有很长一段电流很小的拖尾；这时另一个三极管仍然是截止的，还没有开始导通，这样就会造成一个电流缺口（图）。 但是电感上的电流是不可能中断的，这个缺口由上管之间的的充放电电流来填补（图）。 上管从存储结束，开始上升，整个过程也由两部分组成，开始很快降低，后面还有很长一段电流很小的拖尾，从零上升到，也得充电到，其充电电流即为填补缺口的那部分电流（图），电感中的电流得以平滑过渡。 从零上升到，也得以充电到的那一时刻，其充电电流被关断。 从截止转为导通时，放电，其放电电流填补电流缺口。 对于这一点，有的书上是这样说的：“组成相位校正网络，使输出端产生的基频电压同相”说的应该就是这个意思。 的存在，实际上也避免了两个三极管电流的重叠，即一个三极管尚未关断，另一个三极管已经导通，所谓“共态导通”的问题，提供了一个“死区时间”。 二、三极管是怎样由截止转变为导通的。 有的书刊上说是三极管基极通过磁环次级绕组。