日光灯节电型电子镇流器设计

目录

目录 (Ⅰ)

摘要 (1)

关键词 (1)

一、概述 (1)

（一）荧光灯的使用 (1)

（二）电子镇流器的优点 (1)

（三）荧光灯对电子镇流器的基本要求 (2)

（四）电子镇流器有关术语 (3)

二、电子镇流器基础电路分析 (4)

（一）电子镇流器基本组成 (4)

(二) EMI滤波器 (4)

（三）整流器电路（AC-DC变换器） (5)

（四）DC-AC逆变器电路 (5)

（五）输出级LC串联谐振电路 (6)

三、电子镇流器电路设计 (7)

（一）电路工作原理 (8)

（二）各元件作用 (8)

（三）各元件参数 (9)

（四）影响镇流器工作频率的因素 (11)

（五）安装与试调 (12)

四、结束语 (12)

参考文献 (13)

摘要：本设计是以荧光灯电子镇流器为研究对象，通过对荧光灯交流电子镇流器电路进行剖析，讲述了电子镇流器的组成、工作原理和优点，荧光灯对电子镇流器的技术要求等相关知识。并通过自己对电子镇流器的认识与理解，设计了一个荧光灯电子镇流器电路，并对其工作原理和每个电子元件的作用进行了讲解，列举元件参数供参考。

关键词：荧光灯电子镇流器原理设计

一、概述

（一）荧光灯的使用

自从我国实施绿色照明工程和节能政策以来，由于荧光灯发光均匀、亮度适中、光色柔和等优点，使其在照明领域中得到了广泛的应用。荧光灯是一种充有氩气的低气压汞气体放电灯，光电转换效率为23%，即所输入电能的23%被转换成了光能，而另外77%的输入电能被转换成了热能。而白炽灯的光电转换效率为荧光灯光电转换效率的1/4～1/3，即输入电能仅有8%被转换成了光能，而其余92%的输入电能被转换成了热能。如果仅将世界上现用的200亿只灯泡中的50亿只换成节能的气体放电电子镇流灯，就可以节省200GW的电能。

荧光灯是通过引燃灯管内稀薄的汞蒸气进行弧光放电的，汞离子受激产生紫外线，紫外线通过激发荧光灯管内壁涂层上的荧光粉发出可见光。但是由于荧光灯的负阻工作特性( V//I)，荧光灯在使用时需配用镇流器件。在现在使用的镇流器中，据估计利用高频交流电子镇流器后可较普通电感镇流器节电20%～25%，并且高频交流电子镇流器在使用过程中没有频闪效应。因此电子镇流器得到了广泛的应用。

（二）电子镇流器的优点

目前气体放电灯使用的镇流器主要有两种：电感式镇流器和高频交流电子镇流器。由于电感式镇流器工作在工频市电频率，体积大、笨重，还需要消耗大量的铜和硅钢等金属材料，散热困难、镇流效率低、发光有频闪等缺点。而电子镇流器则有以下优点：

1、节能：电子镇流器自身的功率损耗仅为电感镇流器的40%左右，而且荧光灯在30KHZ左右的高频下，光效将提高20%。，工作电流仅为电感的40%左右，并且能够在低温、低压下启动和工作。

2、无频闪、无噪声：灯管在30KHZ左右工作时，发光稳定，人眼感觉不出“频闪”，有利于保护视力，有利于在安静的环境中工作和学习。

4、灯管寿命延长：无需启辉器，易启动。有异常状态保护功能，不被反复冲击和闪烁，不会使灯管过早发黑，减少维修和更换启辉器和灯管的工作量。

5、功率因数高：减少了无功损耗，提高了供电设备容量的有效利用率，减少线路的损耗。

（三）荧光灯对电子镇流器的基本要求

根据荧光灯的特性，为保证灯能可靠启动和正常工作，对灯的性能不造成损害，电子镇流器必须满足以下几个方面的基本要求：

1、能为荧光灯在启动之前提供灯阴极预热。对于绝大多数阴极预热型荧光灯来说，在灯管启动之前对灯丝先进行预热是绝对必要的。灯阴极预热不仅可延长灯管的使用寿命，而且还能降低灯管的启动电压。

2、能为荧光灯提供可靠启动的高电压。对于不同类型和不同功率的荧光灯，其启动电压一般在600 - 1500V之间。目前绝大多数电子镇流器是利用LC串联谐振电路来产生高压脉冲对灯管进行点火的。高性能的电子镇流器在灯触发失败之后应能自动重新启动。若接连数次启动均失败，镇流器应能自动关闭。

3、灯管成功启动之后，能为灯管提供大小合适且稳定的工作电流。若灯管电流偏小，则会影响灯管亮度；若灯管电流偏大，高于灯管的额定值，则会影响灯管寿命。电子镇流器的输出电流和输出功率，必须与所驱动的灯管参数相匹配。

4、应采取功率因数校正( PFC)技术，有效抑制输入电流谐波失真，提高线的路功率因数。如果交流电子镇流器的AC-DC变换器只是采用桥式整流和电容滤波电路，则会使交流输入电流波形发生严重畸变，污染电网，成为一种“电力公

0.60的水平，严重影响节电效果。为此，害”，同时导致线路功率因数只有0. 55

~

当电子镇流器的功率较大时（如25W以上），必须采用PFC电路。

5、具有较高的安全性和可靠性。灯没有接入或灯不能启动等异常条件下，电子镇流器应不受损害。电子镇流器用绝缘材料应具有足够的耐热和耐火性能，

及其所用零部件应具有良好的防潮和防腐蚀性能。电子镇流器具备防止意外接触带电体的保护功能。电子镇流器在故障状态下工作时不得产生易燃气体，不得喷出火焰或熔化金属，也不得使防止意外接触带电体的保护装置受到损伤。（四）电子镇流器有关术语

镇流器：指安装在电源与一只或几只荧光灯之间的装置，其主要功能是利用电感、电容或其电子元件器件，将灯（单只或多只）电流限制到需要值。它可以由一个或多个独立元件组成。镇流器也可以包括电源电压的变压装置，以及有助于提供启动电压和预热、防止冷启动、减少频闪效应、校正功率因数和抑制无线电干扰的装置。

交流电子镇流器：指将电源的交流电变换为较高频率的交流电，并使一只或几只管形荧光灯正常启动和稳定’工作的变换器。

整流效应：指在灯寿命终止时，由于一个阴极损坏或电子发射不足，引起电弧电流在连续半周期中经常不一致的效应。

镇流器的流明系数：指灯与在额定电源电压下的被测镇流器配套工作时的光通量同该灯与在额定电源电压和额定电源频率下的基准镇流器配套工作时的光通量的比值。

基准镇流器：指专为试验镇流器和筛选基准灯管而设计的镇流器，其主要特点足在额定频率下具有稳定的电压／电流比，相对地不受电流、温度和周围环境变化的影响。

基准灯：指特选用于测试镇流器的灯。该灯与基准镇流器配套在规定条件下工作时，其电特性应接近有关灯标准中规定的标称值。

基准镇流器的校准电流：作为调整和校准镇流器电流所依据的电流值。

线路功率：指在镇流器的额定电源电压和额定电源频率下，镇流器和灯的组合体所消耗的总功率。

线路功率因数：指镇流器和灯（一只或几只）组合体的功率因数。

高功率因数镇流器：指线路功率因数达0.85或0.85以上的镇流器。

高音频阻抗镇流器：指在250～2000Hz范围内，声频阻抗值符合带有声频符号标志Z的镇流器规定的镇流器。

预热启动：指灯电极被加热至电子发射温度后灯才触发启动。