电子整流器

电子整流器 1.电子整流器工作原理详细日光灯电子镇流器典型电路如图 1 所示、D1,D4 和电容 C2、C3 等构成整流滤波电路，向镇流器提供直流用电; 开关功率三极管 BG1、BG2 和双向触发二级管 ST、变压器 T 等构成高频开关波(方波)电路，其中 R1、C4 和 ST 组成锯齿波发生器，用于启动振荡电路;方波振荡电路将直流电变为高频交流电，用于点燃日光灯，由于 BG1、BG2 工作在开关状态，故可获得很高效率。电感 L2 和 C8、C9 等构成串联谐振电路，其作用是起辉日光灯管和限制灯管工作电流。接通电源，220V 交流电经整流滤波后，输出约 300V 直流电压，该直流电压经 R1 对 C4 进行充电。当 C4 两端充电电压超过 ST 的转折电压(约 32V)时，ST 导通，给 BG2 管基极提供一个窄电流脉冲使 BG2 首先导通。此时直流电源通过日光灯管灯丝、 L2 和 T 的绕组n1 等形成回路，给 C8、C9 充电，由于脉冲变压器 T 的线圈 n1 对 n2 和反向线圈 n3 的感应耦合作用，n2 产生的感应电压将使 BG1 导通，而 n3 上的感应电压将使 BG2 截至。故 C8、C9 又通过 L2、n1 和 BG1 形成放电回路。如此反复循环，BG1、BG2 轮流导通，很快形成频率约 25kHz 的自动激振荡。电路起振后，C4 经 D8 和 GB1 不停地放电，使 ST 不再产生触发电压，即锯齿发生 器停止工作。同时，高频振荡信号很快使 C8、C9 和 L2 等构成的串联电路发生谐振，由于 C8 容量远大于 C9 容量，因此在 C9 两端产生足够高(约 500,600V)的谐振电压，使灯管一次性启动点亮。灯一旦被点亮，LC 串联电路则失谐，灯管两端电压将为 100V 左右，L2 只起限流作用，C8则起隔直作用，C9 通过的极小电流对灯丝起辅助加热作用。另外，当 BG2 由导通变为截至时，L2 的自感电压与电源整流后的电压叠加在一起，会使BG2 承受上千伏的高频电压，容易使三极管击穿，C7 则可有效降低这个电压.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、可靠性等技术指标要求严格，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、使用安全可靠等要求的高频交流电子镇流器并非易事，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ZVS、ZCS、LC 串、并联谐振、功率因数校正PFC、电磁干扰抑制EMC、EMI、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方方面面的电子产品。同时，如何测量高频交流电子镇流器的技术参数，绻β省?咂敌巢ǔ煞帧?省?绱欧涓扇臙MI，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，还需对它的灯负载技术特性、灯负载对电源的技术要求有所了解， 否则要做出一只高性能的高频交流电子镇流器也是件不现实的事。2、 荧光灯 50Hz 交流市电供电时的发光闪烁和发光条纹现象由于交流市电供电的过零会使荧光灯在工作过程中出现发光“闪烁效应，相对于 50Hz 的交流市电供电，“闪烁效应的频率为 100Hz，当然“闪频效果和荧光灯所使用的荧光粉的 “余辉时间大的荧光粉“余辉时间大小有关， “闪频效应会弱些。同样如果供电频率增加，“闪频效应会弱些，所以采用高频电子镇流对改善荧光灯的发光“闪频效应会有帮助。荧光灯在 50Hz 交流市电供电时的“闪频效应如图 5 所示。3、 荧光灯的供电频率与灯发光效率之间的关系气体放电灯在交流供电情况下工作时， 气体或金属蒸气放电的特性取决于交流电的频率和镇流元件的类型。气体放电灯在交流 50Hz/60Hz 供电时，灯的阻抗在整个交流供电周期内一直不停地变化，从而导致了灯的非正弦的电压和电流波形，产生了谐波成分。当气体放电灯的工作 频率大约为 1kHz 时，灯内的电离状态不再随着灯的工作电流而迅速变化，从而在整个工作周内形成几乎恒定的等离子体密度和灯阻抗，这时灯的 V-I 特性趋于线性，灯电流波形失真随之降低，灯的工作频率与 50Hz 供电时的灯发光效率对比曲线如图 6 所示。图 6 可以看出，当气体放电灯的交流供电频率大于 20kHz 时，荧光灯的发光效率比 50Hz 交流供电时荧光灯的?庑师侵蹈撸萃臣瓶梢蕴岣?1020，同时荧光灯工作在高频交流供电状态时，可以有效地克服荧光灯的发光闪烁现象。 这也是高频交流电子镇流器相对于电感镇流器的优点之一。4、 电子镇流器的主要功能荧光灯的工作性能在很大程度上与相配套工作的电子镇流器性能有关， 在使用中应使荧光灯的工作性能和电子镇流器的工作性能相匹配如灯阻抗和灯的工作特性，以使荧光灯能工作在最佳状态，使用中电子镇流器应满足以下功能要求:? 能够限制和稳定荧光灯的工作电流。? 在交流市电过零时，也能正常工作。? 应能为灯的点火提供所需的点火电压。? 在灯点火工作期间，应能控制灯点火能量，使灯电极被适当预热，并确保灯丝电极保持正常工作温度。当然电子镇流电路的体积小、工作寿命长和低功耗也是很重要的技术要求。同时电子镇流器也应具备以下控制功能:? 有高的功率因数。? 能限制交流输入市电的总谐波失真THD。能限制灯电路的短路工作电流或避免由于灯电极电流过大而热过载。? 能有效地抑制电磁辐射干扰，避免它干扰相邻电子设备的正常工作。? 当灯电路不能正常点火时能自动关断灯电路，这对电子镇流器电路是比较重要的。? 在交流市电供电电压变化时，能稳定灯的工作电压、电流和功率。以上几项基本要求，在电子镇流器产品 GB15143IEC928和 GB/T15144IEC929中都有明确的规定。它们对荧光灯交流电子镇流器的性能和安全要求是和生产电子镇流器的指南，是电子镇流器必须具有和达到的基本技术条件。5、 照明装置的分类与安全性1 照明装置的分类根据照明装置所涉及到的有关设计和结构，照明装置可以分为以下三大类它们在电子镇流器电路的设计过程中需引起注意。? 照明装置提供的抗电击安全保护特性。? 抗外界物体进入照明装置的特性例如防灰尘、防潮特性。? 照明装置的安装在抗燃特性。2 照明装置的安全性IEC 对照明装置的安全性分为四类，分别如下: google_language ’’zh-CN’ ’这类照明装置是电绝缘的，没有接地，装置的外壳可以由绝缘材料制成，从而部分或整体形成照明装置的绝缘功能， 这类照明装置的外壳也可以由金属材料做成， 但是其中的电路带电部件需和外壳绝缘，对 0 类照明装置可以对其中的带电部件实行强制性绝缘或双绝缘的考虑。1 类--表示符号为。对 1 类照明装置，除了被电绝缘的元件外，同时也提供了接地用符号 表示，并且这个接地部分对照明装置的外露金属部件进行了连接， 以确保外露金属部件在带电的情况下能实现保护功能。对照明的供电接线端子也应同时提供接地端子。2 类--表示符号为。对 2 类照明装置的外露金属部件应确保不带电，这既可以通过双重绝缘也可以通过接地的方法实现。3 类--表示符号为。这类照明装置对极低电压供电应用时也应能确保安全工作， 不会对周围环境造成危害， 最常用的应用情况就是低交流市电供电的应用场合如 42V，对这类照明装置可以不用提供接地保护。为了确保电子产品的安全性，在欧洲国家范围有一种叫 CE 的认证，CE 是 “ConformitéEuropeenné的缩写，表示在欧洲国家范围内流通产品一致性的最基本的要求，以确保市场监控部门有效地监控有关产品的性能指标。 电光源产品要受到电磁兼容EMC和低电压电子产品监控部门的监控，CE 主要针对与电子产品的安全性 有关的。电光源产品在投入市场应满足有关安全性、EMC 和电性能的有关技术标准要求，并应通过有关技术认证部门的技术认证。根据 IEC 的要求，照明装置的供电电压应在额定供电电压的-86范围内变化。如果电源供电电压范围变化过大，则会产生以下几种结果:? 如果照明装置的供电电压过低，则会降低电光源的光输出;色漂移;在极端情况下产生照明装置的点火困难。? 如果照明装置的供电电压过高，则会降低电光源的使用寿命;