32W电子镇流器的工作原理有图
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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
电子镇流器由抗干扰滤波器、整流滤波电路、功率因数调整器、高频变换、谐振电路、异常状态保护电路和荧光灯组成,其方框图如图1所示,各部分作用如下:
1)抗干扰滤波器:防止电子镇流器产生的高频干扰信号进入到电网造成幅射;
2)整流滤波电路:将220V的工频(50Hz或60Hz)交流电变换成310V的直流电,作为电子镇流器的电源;
3)功率因数调整器:对本机的功率因数进行调整和补偿;
4)高频变换电路:电子镇流器的心脏电路,将直流电源变换成20K~50KHz左右高频电源,去驱动荧光灯。本电路通常采用一对功率管(三极管或场效应管)组成的自激振荡器来实现;
5)谐振电路:用来取代普通荧光灯的启辉器,它在荧光灯起辉前,可以等效为一个串联谐振电路,其振荡频率与高频变换电路的频率一致,谐振时,在电容C上产生一个很高的电压,确保灯管着火点亮。灯管点亮其等效电阻减小,此电阻与电容C并联,大大地降低了谐振电路的Q值,该电路又成为了一个RL串联电路,L变成了一个限流器;
6)异常状态保护电路:当荧光灯不能正常点亮时,很高的谐振电压会使功率器件烧毁,本电路的作用是保护功率器件在异常状态时不会烧毁;
7)荧光灯:作用是将20K~50KHz左右高频电能变换成光能。
2、主流电路分析
目前市售的电子镇流器并没有按上述方块图设计与制造,有些电路被省去了,图2为一款简易电子镇流器电路图,其原理与大部分电路基本一致,因此,我们本次仅分析该电路的工作原理;
32W日光灯镇流器电子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
图2 典型电子镇流器电路图
(1)开关开启后,交流220V电压经D1~D4组成的桥式整流电路进行整流,经C1、C2滤波、R1、R2分压后输出两路电压,+150V和+310V(空载电压)。+310V的电压经R5给C3充电,当C3上电压充到一定值时(例如50V左右)时VT2通过R4获取基极电流,VT2开始导通,IC2从到有,但电流增长不快。
(2)、当VT2集电极电流IC2增加时,有电流从L3下端流入,由上端流出,由于L1、L2、L3绕在同一磁芯上,因此,在L2和L1上感应出电压,根据同铭端判断,在L2上的感应电压为上正下负,在L1上的感应电压为上负下正。L2上的电压通过电容C5叠加到VT2基极,使基极电流增加,VT2集电极电流进一步增加。当基极电流通过C5时会给C5充电,其极性为左负右正,L1上的电压通过C6加到VT1基极,VT1截止,其基极电压箝制在-0.7V上,L1上的电压通过D6、R6给C6反向充电,其极性为左正右负。
(3)、VT2集电极电流IC2增加的结果是VT2进入饱和,此时VT2的集电极与发射极间的电压为0V,IC2达到最大值。除L3外,日光灯管的两极的灯丝、C4、L4也处于VT2的集电极回路中,VT2导通时,IC2给C4充电,在其上产生上正下负的电压,同时还给灯丝加热,预热灯管,加热后的灯丝会发射出电子。
(4)、VT2进入饱和后电流不再增加,L3、L2、L1上的感应电压消失。L2上的感应电压消失使VT2脱离饱和区,L1上的电压消失使VT1脱离截止区。由于C5上的负电压直接加在VT2基极使基极电流迅速下降,Ic2减少,减少的电流使L3感应电压来反抗Ic2的减少,此感应电压为上正下负。同时在L2、L1上也有感应电压产生。L2上的感应电压为下正上负,L1上的感应电压为上正下负。L2上的感应电压使R3、D5导通,将VT2基极电压钳制在-0.7V上,VT2截止。L1上的感应电压与C6上的电压在VT1的基极叠加在VT1的基极,使VT1逐渐导通,VT1导通时集电极电流由+310V端流入,通过VT1、L3、L4加到灯管下端灯丝、电容C4(VT1导通时,其上建立有150V左右的电压,极性为上正下负)、灯管上端灯丝,回到电源中点+155V。此电流与VT2导通时的电流正好相反,此电流增加时,L1上的感应电压使VT1饱和,L2上的感应电压使VT2维持截止,
(5)、VT2饱和后,感应电压再次消失,VT1渐渐脱离饱和区,Ic1减少,L3上又产生感应电动势,使L1L2上产生感应电动势,其结果是VT1截止,VT2进入饱和。
(6)通过几次周而复始的导通与截止,灯丝已经加热,发射出大量的电子,在灯管内与汞离子发生碰撞发出辉光,灯管启辉后,相当于一个电阻,它与L4串联后作为L3的负载维持工作,L4的作用相当于旧式日光灯的镇流器,起限流作用。
灯管启辉后电阻很小,相比之下,电容C4的容抗很大,它与灯管并联,不再起作用。
五、电子镇流器的常见故障及其修理
由于电子镇流器的售价很低(每只仅售5元左右),因此损坏后一般不必修理,