荧光灯电子镇流器(电力电子课程设计)

2013 ~ 2014 学年第 2 学期《荧光灯电子镇流器》课程设计报告题目：荧光灯电子镇流器专业：电气工程及其自动化班级： 11电气工程及其自动化1班姓名：张猛陈兴宇刘翔宇周成龙陈浩然王刚谢飞指导教师：***电气工程学院2014年6月6日1、任务书目 录摘 要 (IV)第一章绪论 (V)1.1背景 (V)1.2选题意义 (V)1.3国内外研究现状 ..................................................................................................................................... V II第二章 电子镇流器设计的基本要求 (VIII)2.1 主要技术数据 (VIII)2.2 镇流器应达到的要求（性能指标） (VIII)2.3电路主要用途及功能介绍 (VIII)第三章 电路总体方案的设计及相关原理 (X)3.1荧光灯简介 (X)3.1.1气体放电灯的基本原理 (X)3.1.2荧光灯的结构 (XI)3.1.3荧光灯的闪频现象 (XI)3.2.3 荧光灯的供电频率与灯发光效率之间的关系 (XI)3.3电子镇流器工作原理 ............................................................................................................................. X II3.3.1、 气体放电灯的负阻特性 ........................................................................................................ X II3.4高频电子镇流器组成 (XIV)3.4.4、电子镇流器的主要功能 (XIV)3.5 方案的最终设定 .................................................................................................................................... X V第四章 主电路设计及参数计算 .......................................................... X VII4.1 主电路的设计 (XVII)4.2相关参数的计算 ................................................................................................................................. X VIII4.2.1 输出电流电压的计算 ........................................................................................................... X VIII4.2.2整流二极管的计算 二极管的峰值电流为： max 12T K I A第五章 驱动电路设计 (XX)5.1对基极驱动电路的要求 ......................................................................................................................... X X5.2 驱动电路及其分析 ................................................................................................................................ X X第六章 保护电路的设计 (XXI)6.1保护电路及分析 (XXI)第七章 输入EMI 滤波电路的设计 ................................................... X XII7.1输入EMI 滤波电路及分析 (XXII)第八章 有源PFC 功率因数校正电路的设计 (XXIII)8.1有源PFC 电路架构及分析 ............................................................................................................... X XIII 课程设计总结 ....................................................................................... X XIV参考文献 (XXV)附录 ....................................................................................................... X XVI答辩记录及评分表 (XXVII)摘要自从我国在20世纪80年代末、90年代初研制并生产电子镇流器和节能灯以来，这一新兴的绿色照明产业已经得到了长足的发展，目前我国已经成为世界上照明电器产品生产规模最大的国家，产量居世界首位。

二十一世纪是一个能源短缺的时代，每个国家都为了节约能源出台了相应的政策措施，尤其是在中国。

因为在中国，照明大约占了国家总用电量的12%，因此，采用节能型照明灯正从会造成极大能源浪费的白炽灯向节能型的灯具（如荧光灯，LED 灯等等）过渡。

绿色照明工程要求人们不要简单的认为只是节能，而是要从更高层次地去认识，提高到节约资源、保护环境的高度对待，这样意义更广泛。

绿色照明工程提出的宗旨不只是个经济效益问题，而是主要着眼于资源的利用和环境保护的大课题。

通过照明节能，从而减少发电量，从侧面减少SO2,CO2的排放，对环境的保护都有深远的意义。

本文会重点介绍荧光灯电子镇流器的基本原理以及经典的镇流器设计。

荧光灯具有负阻特性，必须和有限流作用的镇流器串联使用，电子镇流器的最基本工作原理是把50Hz的工频交流电变成20kHz到50kHz的较高频率的交流电，达到逆变的效果。

荧光灯的工作温度不高，气压变化小，启动和工作时灯管阻抗变化较小，因此镇流器比较简单。

荧光灯具有结构简单、价格较低、发光效率高、显色性能好、发光均匀、亮度适中和使用寿命长，所以应该大量推广。

因此，镇流器的设计的好坏将起到至关重要的作用。

关键词：荧光灯电子镇流器逆变设计第一章绪论1.1背景当今时代缺乏能源已经是不争的事实，如何开源节流是每个国家都面临的问题。

而地球的能源并不取之不尽，用之不竭的，石油的可开采量已经减少到了可以计算的地步，而大家所公认的无穷无尽的太阳能目前还远远不能满足人们对于能源的需求，虽然人们对于太阳能的获取技术在不断的进步，但是相对于人们消耗能量的速度来说，技术的进步则显的太缓慢。

同时，不断的以开发新能源来补充人们对于能源的缺乏也对我们的环境造成了不小的负担。

假如我们开采更多的石油，那么对于石油的使用会对大气造成更多的污染，就算石油是无穷多的，那它对我们的环境造成的污染也是无穷的(虽然我们也在采用新的石油利用技术)。

再以现在很流行的太阳能发电来说，虽然这是一个号称很“清洁”的能源，但是这个“清洁”只是指的是它在发电过程中不会造成污染，但是，在制造发电的太阳能电池时却可能会制造污染，光伏发电需要消耗大量的硅，这个环节会产生出大量的对环境有污染的副产物。

因此，开源这一条途径对于人们解决能源的问题是远远不够的，要解决能源危机，节流也是必须的。

节约能源才是关键点，这几年中国也提倡节约型社会。

对于中国来说，照明所用电能占到国家消耗的总电能的10%，是很大的一块，每年有大量的电能消耗在照明上。

然而我们国家现在的照明用电并不是很有效率，恰恰相反，是非常浪费的。

在很多地区，居民照明仍然大量采用白炽灯，和其他一些效率很低下的照明灯具。

白炽灯是发光效率最低的一种照明灯具，它的发光效率只有10%左右，大量的电能以热量的形式流失，对电能造成了巨大的浪费。

在这种国情下，荧光灯作为一种节能型的照明灯具被国家大力推广。

1.2选题意义国家出于节约能源的需要，己经明确提出要用节能型灯具(荧光灯，LED灯等)取代传统的白炽灯等能效低的照明灯具，荧光灯和节能灯会成为照明灯具的主力军。

但是，一套荧光灯照明灯具并不是只有荧光灯这一个设备的，它还需要镇流器来对荧光灯进行驱动，而荧光灯的独特的个性对镇流器也有很多的要求，并不像白炽灯那样，只要电压够了就能亮的。

所以，一套荧光灯灯具是否能够节能电能，不光和荧光灯本身的特性有关，也与和它相配套的镇流器有很大的关系。

若使用合理的镇流器会使荧光灯的效能发挥到最大，而差的镇流器不光浪费电能，还减少了荧光灯的寿命，间接地浪费了大量的能源。

目前，荧光灯灯具中使用的镇流器很多都是电感式的镇流器，这种镇流器的结构比较简单，是在荧光灯研制初期开发的，这种镇流器的作用刚够点燃荧光灯，对于荧光灯的更好的发挥节能效果没有太大的作用。

它和电子镇流器相比有很多的缺点：第一：电感镇流器相对于电子镇流器的功耗很大，采用荧光灯最主要的原因就是因为荧光灯相对于传统的照明灯具更加节能，荧光灯倒是确实做到了这一点，但是在荧光灯上添加了一个电感式镇流器以后这种节电的效果反而被削弱了。

原因就是因为电感式镇流器也要消耗大量的电能。

以家用的荧光灯为例(通常为40W)，电感式镇流器所消耗的电能大概要占到荧光灯功率的20%到30%,但是，电子镇流器所消耗的电能只需要占到荧光灯功率的10%到15%，只消耗了传统镇流器的电能的一半。

第二：电子镇流器相对于电感式镇流器有更高的功率因数。

传统的电感式镇流器的功率因数一般只能够达到40%到60%，如此低的功率因数对电网造成了很大的影响，其中大量的谐波存在会对同一电网上的其他用电设备产生很大的影响，严重可能会损坏其他用电设备。

但是，电子镇流器的功率因数一般都在90%以上。

这样，电子镇流器对于洁净电网很有帮助，并不会污染电网。

第三：电子镇流器相对于电感式镇流器能够提供更加舒适的照明效果，对于采用电感式镇流器的荧光灯来说，它在驱动荧光灯的时候会产生两个非常不好的效果：1、它会发出让人心烦的噪声(由于电磁震荡引起的)；2、它会让荧光灯产生闪烁，这种闪烁的效果在严重时连肉眼都能看出来，而在正常的情况下，若在荧光灯下进行照相和摄影，会对取像产生很大的影响。