小功率荧光灯电子镇流器的设计

百度文库- 让每个人平等地提升自我目录摘要....................................................................................................................................................................... ABSTRACT (I)1引言 02荧光灯电子镇流器系统组成框图及其工作原理 02.2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AbstractThe 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-saving1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]。