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1、电子镇流器一、绪论二、电路的基本类型三、电路分析和设计举例四、相关技术探讨五、相关元件及其性能应用1GE讲稿电子镇流器课件一、绪论高频运行下日光灯所具有的诸多优点早在三十多年前即有论文发表。其中与传统50Hz运行的灯管比较下，最令人瞩目的改善莫过于灯管的发光效率。有关减少灯管黑化，延长寿命与不再有明显闪烁现象之论文也陆续的被发表。2GE讲稿电子镇流器课件参考文献（放电）l J. H. Campbell, D. D. Kershaw, and H. E. Schultz,Characteristics and Applications of High Frequency Fluores-cent
2、 Lighting, Journal of the llluminating Engineering Soci-eiy 48 (Febrnary 1953): pp.95-l03 .2 W. Elenbass, et. al , Fluorescent Lamps and Lighting, NewYork The MacMillan Company, 1959.Fluorescent Lamps Operated at High Frequencies with Solid-State Ballasts, Proceedings of IEEE Industrial Applications
3、Society Annual Meeting, 1 985, pp. 1 724- 1 728 .3 E. E. Hammer, Fluorescent Lamp Stating Voltage Relation-ships at 60 Hz and High Frequency, Journal ofthe llluminabing Engineering Society, Oct. 1 983, pp.36-46.4 E. E. Hanimer and C. A. Ferreira, F40 Fluorescent LampConsiderations for Operation at H
4、igh Frequency, Joumal ofthe llluminating Engineering Society, Fall 1 985 , pp .63-p74.5 R. R. Verderber, O. Morse, and F. M. Rubinstein, Effect ofFilament Power Removal on A Fluorescent Lanip Systems,Proceedings of IEEE Industrial Applications Society AnnualMeeting, Toronto, Canada, Oct. 1985, pp.6-
5、11 .6 R. R. Verderber, O. Morse, and F. M. Rubinstein, Life of Fluoresent Lamps Operated at Hight Frequencies Solid Stat Ballasts,Proceeeding of Industrial Appliications Soiety Annual Meeting, 1985 pp.1724-17287 E. E. Hammer, High Frequency Characteristics of Fluores-cent Lamps up to 500 kHz, Journa
6、l of the Iluminating Engi-neering Society, Winter 1987, pp.52-61 .3GE讲稿电子镇流器课件8 R. Verderber, Electronic Ballast lmproves Efficiency, Elec-tronic Consultant, Vol. 60, Nov/Dec 1980, pp.22-26.9 W. R. Alling, The Integration of Microcomputers and Con-trollable Output Ballasts-A New Dimension in Lightin
7、g Con-trol. IEEE Transactions on industrial Application, Sept/Octl984, pp. I198- 1205 .10 J. Spangler, A. K. Behera, Power Factor Correction Tech-niques Used for Fluorescent Lamp Ballast, Proceedings ofIELE Industrial Applications Society Annual Meeting, 1991 ,DearbOm, MI, pp. 1836- 1841 .参考文献（放电）4G
8、E讲稿电子镇流器课件ll W.-J. Gu and K. Harada, Novel SelfExcited PWM Con-verters with Zero-Voltage-Switched Resonant TransitionUsing a Saturable Core, Proceedings of lhe Applied PowerElectronics Conference, Feb. 1992, Boston, ma, pp.58-65 .12 M. K. Kazimierczuk and W. Szaraniec, Electronic Ballastfor Fluoresc
9、ent Lamps, IEEE Transactions On Power Elec-tronics. Vol. 8, No. 4. Oct. 1993, pp.386-395.13I M. Gulko and S. Ben-Yaakov, Current-Sourcing Push-PullParallel-Resonance Inverter (CS-PPBi) Theory and Applica-tion as a Fluorescent Lamp Driver, Proceedings of the Ap-plied Power Electronics Conference, 199
10、3, San Diego, CA,pp.411 -417 .14 M. C. Cosby and R. M. Nelms, Designing a Parallel-LoadedResonant Inverter for an Electronic Ballast Using the Fun-damental Approximation, Proceedings of the Applied PowerElectronics Conference, 1993, San Diego, CA, pp.41 8-423 .15 C. Licitra, L. Malesani, G. Spiazzi,
11、 P. Tenti, A. Testa,Single-Ended Soft-Switching Electronic Ballast with UnityPower Factor, Proceedings ofIEEE Industrial ApplicationsSociety Annual Meeting, 1991 , Dearborn, Mi, pp.953-958.参考文献（电路）5GE讲稿电子镇流器课件性能指标包含管电流峰值因数、适当的灯丝加热电压、灯管开路电压、高的功率转换效率及元件之电压及电流极限参数。16 W. R. Alling, Important Design Para
12、meter for Solid-StateBallasts, IEEE Transactions on industry Applications. Vol.25, NO. 2. March/April 1989, pp.203-207.17 E. C. Nlio, K. H. Jee and G. H. Cho, New Soft-SwitchingInverter for High Efficietcy Electronic Ballast with SimpleStrtlcture, Int. J Electronics, 1991, Vol. 71, No. 3, pp.529-542
13、 .6GE讲稿电子镇流器课件电子镇流器基本结构7GE讲稿电子镇流器课件方块图介绍滤波器：当电源输入於镇流器後，首先即安置了EMI滤波器，此滤波器主要目的在于防制镇流器本身高频切换後所产生的谐波干扰；注入电源进而影响其他电器产品。整流器：整流器将电源输入的交流讯号，转换成直流电源。以供应後级功因校正电路及高频谐振换流器使用。功因校正电路：功因校正电路主要目的是将镇流器之功因调高至趋近於1。而使整个镇流器结构所等效的负载，更接近电阻性，以避免无效功率的损失，达到省能的效果。8GE讲稿电子镇流器课件高频谐振换流器：高频谐振换流器将整流後之直流电压经由功率切换元件配合电感与电容所组成之谐振电路转换成系
14、统所设计的谐振电流、电压波形。由于低压水银弧光放电灯（简称日光灯）的负载特性为负动态电阻特性，故设计时不可不慎。灯管稳定电路：欲将灯管的输出达到稳定性能主要取决于此方块的设计。而日光灯的启动是否顺利更不得不依赖於此。其中包含灯管点亮前的起动电压与灯管点亮後的稳定限流、稳定电压等参数，其重要性可想而知，双热点产生电路：为了提高日光灯管的寿命与增进日光灯管的效率有此附属设备的设计，以防止灯丝加热时，热电子集中一点发射造成电子粉的过早剥落。保护电路：产品的好坏，除了正常运作所具有的优越性能外，更需考虑不当使用及环境变化时所需的善後处理。调光控制电路：调光控制方式基本上可分为调频式、调幅式，调相位式三
15、种。调光IC为调光镇流器的核心组件。此IC具有功因校正、过温、过电压和过电流保护功能，同时确保灯管在调光之下能维持正常的寿命及发光效率。然而国内尚无此类IC生产，使得必须完全仰赖进口。9GE讲稿电子镇流器课件中国荧光灯电子镇流器规范国际：1986年，提出IEC928管形荧光灯用交流电子镇流器一般要求和安全要求草案。1900年6月作为正式标准出版。1987年又提出管形荧光灯用交流电子镇流器的性能要求草案。1990年9月作为正式标准出版。为配合电子镇流器标准的颁布与实施，IEC T34分委会还对荧光灯标准进行了修订，增加了灯的高频参数等内容。10GE讲稿电子镇流器课件国内：轻 工 业 部 于 19
16、89年 8月 9日 发 布 了ZBK74011管形荧光灯用交流电子镇流器的一般要求和安全要求专业标准，并于1990年2月l日开始实施。1990年3月，又发布了ZBK74012管形荧光灯用交流电子镇流器的性能要求，于1900年10月1日开始实施。但考虑到当时电子镇流 器 的 谐 波 含 量 都 严 重 超 标 ， 故 对zBK74012一9标准中关于谐波含量规定要求，推迟到1993年开始执行，以便使生产企业在推迟期内设法将该项技术参数达到标准规定。11GE讲稿电子镇流器课件国 家 技 术 监 督 局 在 1994年 7月 发 布 了GBl5143一94管形荧光灯用交流电子镇流器一般要求和安全要求
17、及GBT15144一94管形荧光灯用交流电子镇流器性能要求）两项国家标准。这两个国家标准分别等 同 采 用 IEC928（ 1990） 和 等 效 采 用IEC929（1990），其中前者为强制性标准，后者为推荐性标准，均于1995年1月1日开始实施。12GE讲稿电子镇流器课件荧光灯电子镇流器型号命名方法ZBK74004镇流器型号命名方法专业标准规定，电子镇流器型号命名法如下所示：13GE讲稿电子镇流器课件根据GBT17263（1998）规定，电子式自镇流荧光灯型号编号规则如下：14GE讲稿电子镇流器课件电子镇流器常用术语交流电子镇流器：是指安装在电源与一个或几个荧光灯之间，将电源的交流电变换
18、为较高频率的交流电，使灯（单支或多支）正常启动和稳定工作的变换器或电子装置。独立式镇流器：是可以安装在灯具之外无需任何附加外壳的镇流器。它可以是带有合适外壳的内装式镇流器，外壳可按标志提供全部必要的防护。15GE讲稿电子镇流器课件内装式镇流器：是只能安装在某一灯具、盒体、外壳或类似壳体内的镇流器。路灯柱基座内的控制室被认定为一个壳体。整体式镇流器：此种镇流器是灯具的一个不可替换部件，不能与灯具分开来进行试验。基准镇流器：专为试验镇流器或筛选基准灯管而设计的镇流器。主要特点是在额定频率下具有稳定的电压一电流比，相对地不受电流、温度和周围环境变化的影响。16GE讲稿电子镇流器课件高功率因数镇流器：
19、GBTl5144定义为线路功率因数达到085或085以上的镇流器，在085的数值中，己将电流波形畸变对功率因数的影响考虑在内。电源电压：供给灯和镇流器整个回路的电压。电源电流：供给灯和镇流器整个回路的电流。线路功率：在镇流器和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功率。线路功率因数：指镇流器和灯（一个或几只）组合体的功率因数，它等于线路有功功率与视在功率之比值，符号是入。视在功率等于真有效值电压与电流之积。总谐波含量：亦称总谐波畸变、总谐波畸变率或谐波总含量。它是各次谐波分量方均根值的总和（以基波为100），符号为THD。17GE讲稿电子镇流器课件异常状态：指镇流器处于灯开路
20、或灯不能启动等非正常状态。电子镇流器在异常状态下，其安全性应不受损害。预热启动：灯阴极被加热至电子发射温度后，灯才能触发启动。非预热启动：灯电极不需加热，利用高开路电压引起电极场发射使灯触发启动。基准灯：指适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。整流效应：在荧光灯寿终时，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。18GE讲稿电子镇流器课件灯电流波峰系数：亦称灯电流波峰因数或灯电流波峰比，指灯电流峰值与方均根值之比值。频闪效应：指电光源的光通量随其外部或内部电压、电流及其频率而发生变化出现闪烁的现象。
21、频闪会导致人的视觉出现疲劳。灯寿命：指灯燃点至“烧毁”或燃点至不符合标准规定的光通维持率要求时的累计时间，单位是小时。平均寿命（50的灯失效时的寿命）：灯的光通维持率达到标准规定要求井能继续燃点至50的灯达到单只灯寿命时的累计时间。光通量：由辐射通量e与标准光谱光视效率V()的乘积所导出的量。单位是流明（1m）；符号为人。在明视觉时，光通量可用下式表示：=Km* V()d式中，Km在555nm处为6831mW。19GE讲稿电子镇流器课件（发）光强度：光源在包含给定方向上立体角元内发出的光通量与立体角元之比。符号为I，单位：坎德拉cd。光效（即：发光效率）：光源所发出的光通量与所消耗电功率之比，
22、符号：；单位：流明瓦（Imw）。显色指数：在特定条件下，物体用光源照明和用标准光源照明时，其颜色符合程度的量度，用数字表示其量值。它是被某光源照射的物体颜色还原好坏的定量描述，其数值越高越好，显色指数的符号是Ra。（光）照度：指被照物体单位面积上所接受的光通量，单位是勒克斯（lx），符号是E。色温：全辐射体发出的辐射与所考虑的辐射的色品相同时，全辐射体的温度，符号：Tc；单位：开尔文（K）流明系数：荧光灯在与镇流器配套工作时的光输出与灯在基准镇流器配套工作的光输出之比。20GE讲稿电子镇流器课件光通维持率：灯在规定的条件下燃点，灯在寿命周期内一特定时间的光通量与该灯的初始光通量之比，以百分数来
23、表示。单端荧光灯：一种具有单灯头的装有内启动装置或使用外启动装置并连接在外电路上工作的荧光灯。自镇流荧光灯：含有灯头、镇流器和灯管，并使之为一体的荧光灯，这种灯在不损坏其结构时是不可拆卸的。21GE讲稿电子镇流器课件二、电子镇流器的基本电路类型核心部分为换流器，分为串联，并联两种。22GE讲稿电子镇流器课件1.电压源串联谐振换流器半桥式串联谐振换流器23GE讲稿电子镇流器课件24GE讲稿电子镇流器课件25GE讲稿电子镇流器课件26GE讲稿电子镇流器课件27GE讲稿电子镇流器课件28GE讲稿电子镇流器课件29GE讲稿电子镇流器课件30GE讲稿电子镇流器课件2.全桥式串联谐振换流器原理图：31GE
24、讲稿电子镇流器课件实用电路：32GE讲稿电子镇流器课件3.电流源并联谐振换流器半桥式并联谐振换流器，原理图：33GE讲稿电子镇流器课件实用电路34GE讲稿电子镇流器课件35GE讲稿电子镇流器课件36GE讲稿电子镇流器课件三、分析和设计37GE讲稿电子镇流器课件38GE讲稿电子镇流器课件39GE讲稿电子镇流器课件启动电路设计启动电路设计考虑驱动电流和时间常数考虑驱动电流和时间常数40GE讲稿电子镇流器课件稳态工作稳态工作等效电路等效电路41GE讲稿电子镇流器课件波形图波形图42GE讲稿电子镇流器课件43GE讲稿电子镇流器课件变压器匝数比确定变压器匝数比确定44GE讲稿电子镇流器课件设计程序设计程
25、序确定灯管数确定灯管数M，确定电压，确定电压Vnl，灯管稳态工作电压，灯管稳态工作电压Vl，灯管，灯管稳态工作电流稳态工作电流Il，等效电阻，等效电阻Rl。选工作频率选工作频率fnl和和fl，fnlfl确定确定Cl:45GE讲稿电子镇流器课件确定匝数比：确定匝数比：46GE讲稿电子镇流器课件47GE讲稿电子镇流器课件设计举例设计举例灯管资料灯管资料48GE讲稿电子镇流器课件选择镇流电容选择镇流电容49GE讲稿电子镇流器课件匝数比匝数比50GE讲稿电子镇流器课件取取51GE讲稿电子镇流器课件选择晶体管选择晶体管52GE讲稿电子镇流器课件设计数据汇总：设计数据汇总：53GE讲稿电子镇流器课件四、相
26、关技术四、相关技术电脑模拟功率因子校正54GE讲稿电子镇流器课件电脑平台容易解决的问题：（一）对於3阶以上的谐振系统，如何掌握其谐振频率Q。（二）功率开关的选择与设计（三）寄生元件的测量（四）零件误差的裕度计算（五）谐波分析（六暂态分析 55GE讲稿电子镇流器课件56GE讲稿电子镇流器课件57GE讲稿电子镇流器课件58GE讲稿电子镇流器课件59GE讲稿电子镇流器课件60GE讲稿电子镇流器课件功率因子校正（一）共轭电感式： 如图所示，利用一大电感（通常为矽钢片铁心）来平缓输入电流突波，以达到抑制谐波失真与提高功率因数的目的。61GE讲稿电子镇流器课件（二）部份滤波式： 由于共轭电感式功因校正线路之共轭电感於高频操作时会有噪声，故改采部份滤波式线路消除杂音。62GE讲稿电子镇流器课件（三）主动式功率因数校正 由于以上两种被动式功因校正电路有体积大，效率低且未能达到功因098以上等缺点，因此有主动式功因技术的出现，图为一典型的系统方块图，然而由于其外加线路多，因此成本提高。63GE讲稿电子镇流器课件64GE讲稿电子镇流器课件65GE讲稿电子镇流器课件66GE讲稿电子镇流器课件67GE讲稿电子镇流器课件68GE讲稿电子镇流器课件69GE讲稿电子镇流器课件70GE讲稿电子镇流器课件71GE讲稿电子镇流器课件72GE讲稿电子镇流器课件
