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電子鎮流器的基本原理和工作原理

發布時間:2020-09-15 02:42:05        

導讀:電子鎮流器(Electronic ballast),是鎮流器的一種,是指采用電子技術驅動電光源,使之產生所需照明的電子設備。與之對應的是電感式鎮流器(或鎮流器)?,F代日光燈越來越多的使用電子鎮流器,輕便小巧,甚至可以將電子鎮流器與燈管等集成在一起,同時,電子鎮流器通??梢约婢邌⑤x器功能,故此又可省去單獨的啟輝器。電子鎮流器還可以具有更多功能,比如可以通過提高電流頻率或者電流波形(如變成方波)改善或消除日光燈的閃爍現象;也可通過電源逆變過程使得日光燈可以使用直流電源。傳統電感式整流器的一些缺點使它正在被日益發展成熟的電子鎮流器所取代。...

  •                           電子鎮流器

     

    電子鎮流器(Electronic ballast),是鎮流器的一種,是指采用電子技術驅動電光源,使之產生所需照明的電子設備。與之對應的是電感式鎮流器(或鎮流器)?,F代日光燈越來越多的使用電子鎮流器,輕便小巧,甚至可以將電子鎮流器與燈管等集成在一起,同時,電子鎮流器通??梢约婢邌⑤x器功能,故此又可省去單獨的啟輝器。電子鎮流器還可以具有更多功能,比如可以通過提高電流頻率或者電流波形(如變成方波)改善或消除日光燈的閃爍現象;也可通過電源逆變過程使得日光燈可以使用直流電源。傳統電感式整流器的一些缺點使它正在被日益發展成熟的電子鎮流器所取代。

 

定義

 

    20世紀70年代出現了世界性的能源危機,節約能源的緊迫感使許多公司致力于節能光源和熒光燈電子鎮流器的研究,隨著半導體技術飛速發展,各種高反壓功率開關器件不斷涌現,為電子鎮流器的開發提供了條件,70年代 末,國外廠家***推出了***代電子鎮流器,是照明發展***一項重大的創新。由于它具有節能等許多優點,引起了全世界的極大關注和興趣,認為是取代電感鎮流器的理想產品,隨后一些***的企業都投入了相當的人力、物力來進行更高一級的研究與開發。由于微電子技術突飛猛進,促進了電子鎮流器向高性能高可靠性方向發展,許多半導體公司推出了專用功率開關器件和控制集成電路的系列產品,1984年,西門子公司開發出了TPA4812等有源功率因數校正電器IC,功率因數達到0.99。隨后一些公司相繼推出集成電子鎮流器,89年芬蘭赫爾瓦利公司又成功推出可調光單片集成電路電子鎮流器,電子鎮流器在全世界特別是發達***已推廣應用。

    中國對電子鎮流器的研究開發起步較晚,技術起點低,早期對這一產品的難度和復雜性認識不足,專用半導體器件開發未跟上,產品質量過不了關,而且市場極不規范,大量的劣質品被拋向市場,使消費者蒙受損失,嚴重損害了電子鎮流器的形象。90年代后期,由于生產水平有了迅速發展和提高,從電路設計到了電子器件的配套都進入了較成熟階段,優質產品進入建筑工程,隨著中國綠色照明工程的實施,為電子鎮流器推廣應用鋪平了道路,國產電子鎮流器必將迅速趕上***水平,在競爭的國際市場中占有一席之地。

熒光燈、殺菌燈用電子鎮流器知識

    電子鎮流器知識簡介:使用半導體電子元件,將直流或低頻交流電壓轉換成高頻交流電壓,驅動低壓氣體放電燈(殺菌燈)、鹵鎢燈等光源工作的電子控制裝置。應用***廣的是熒光燈電子鎮流器。

    電子鎮流器由于采用現代軟開關逆變技術和***的有源功率因數矯正技術及電子濾波措施,具有很好的電磁兼容性, 降低了鎮流器的自身損耗。

辨別電子鎮流器好壞

    把起輝器拆下,斷開電源,測試鎮流器兩端即可。如果鎮流器那種比較老的電感式的,電感式的才可以用這種方法測試線圈是否燒壞。這種老式的鎮流器壞了,一般就是線圈燒斷,導致燈管兩端沒有電壓,不會引起燈管燒壞。對于電子鎮流器就會有很多情況??梢园瓷鲜鏊f的方法分別測量三個鎮流器的阻值,看看有沒有較大區別,以此判斷鎮流器是否損壞。還可以換起輝器,看看那個會燒的起輝器是否不可以斷開,一直處于通路狀態??傊锰鎿Q法。

 

工作原理

 

 

簡述

為了使熒光燈、殺菌燈正常工作,必須滿足三個條件:

a、 燈絲的預熱電流或燈絲電流

b、 高電壓啟動

金鹵燈電子鎮流器

c、 限制工作電流

 

具體分析

    電子鎮流器的工作原理 由于氣體放電燈(如熒光燈、霓虹燈、金鹵燈等)是一種具有如圖1所示V-I特性的負阻性電光源,即為負值,從圖1可以看出,當燈電流上升時,燈管的工作電壓下降,但是供電電壓不會下降,多出的這點電壓加到燈管后會使燈電流進一步上升,如此循環,***終燒壞燈管或燈管熄滅,所以要使燈管正常工作,應配以如圖2所示的鎮流元件,用以限制和穩定燈電流。這個限流裝置叫做鎮流器。氣體放電燈常用的鎮流器有兩種:電感式鎮流器和高頻交流電子鎮流器。由于電感式鎮流器工作在工頻市電頻率,體積大、笨重,還需消耗大量銅和硅鋼等金屬材料,散熱困難、工作效率低、燈發光有頻閃,所以一些電光源界的科技工作者紛紛尋找新的鎮流方法,而高頻交流電子鎮流器就是一種有效方法。鎮流原理如圖3所示,鎮流電路的工作特性曲線圖所示。

在圖2所示的電路中,燈管上的工作電壓加上鎮流元件上的電壓等于電源供電電壓,***終可以使氣體放電燈穩定工作。在圖2所示的電路中,燈功率可以按下式計算:

P=IVα (1)式中的α表示燈發光系數,它和燈管的工作電壓和工作電流有關,對電感鎮流器,α可以取0.8,對高頻電子鎮流器,α可以取0.99。

    在燈電路穩定工作期間,燈管上的電壓是穩定的,所以燈功率主要取決于燈電流的大小,而燈電流的大小和鎮流元件的阻抗和電源供電電壓的高低有關,并且供電頻率對熒光燈的工作也有影響,如圖5和圖6所示。例如對電感鎮流,鎮流電感的阻抗ZL=2πfL,電感鎮流器的電感量和它的繞組匝數和鐵心的尺寸有關,所以當電源供電頻率較高時,鎮流電感的體積也會小些。這就是采用高頻交流電子鎮流電路后,鎮流電感的體積和尺寸會很小的原因。

    世界上一些***的大專院校、科研院所、公司都投入了較大的力量進行高頻交流電子鎮流器的科研開發、生產。如美國弗吉尼亞大學功率電子研究中心(VPEC)李澤元******的科研中心每年都有相關***和實驗報告在IEEE功率電子學學刊刊出,并提出了如高頻能量反饋、采用電荷泵功率因數校正的電子鎮流器等概念,美國加州理工大學(UCT)的S.CUK***關于單級高功率因數電子鎮流器,一種用于緊湊型熒光燈的E類電子鎮流器,西班牙、巴西、我國臺灣和香港地區的一些***高等院校、科研院所、公司都投入了一些高水平的科研人員、實驗室進行科研開發。同時,國內一些***科研院所、大學等都投入了較大力量進行科研開發。這一點可從國內相關科技文獻看出。但是勿容置疑的是我國是世界上電子鎮流器的一個生產大國,有較多的公司、企業從事這種“綠色電光源”產品的生產。特別是自20世紀80年代末、90年代初,IEC928(1990)、GB15143(1994)《管形熒光燈用交流電子鎮流器一般要求和安全要求》及IEC929(1990)、GB/T15144《管形熒光燈用交流電子鎮流器的性能要求》等技術標準相繼頒布與實施,使交流電子鎮流器的研究、開發、生產有了統一技術規范。

電子鎮流器電路

    由于高頻交流電子鎮流器要求體積小、造價低,并且對電磁輻***擾、輸入功率因數、波峰因數、可靠性等技術指標要求嚴格,所以要做出一個滿足高性能、格、體積小、低電磁輻***擾、使用安全可靠等要求的高頻交流電子鎮流器并非易事,所以往往讓人感到,看似簡單的一個電子產品,但是技術含量很高,是一個涉及電路拓撲、高頻電子變換、諧振開關(ZVS、ZCS)、LC串、并聯諧振、功率因數校正(PFC)、電磁干擾***(EMC、EMI)、信號傳感、采集和控制、電子元器件、電光源器件等電力電子技術方方面面的電子產品。同時,如何測量高頻交流電子鎮流器的技術參數,如功率、高頻諧波成分、效率、電磁輻***擾(EMI),也是高頻交流電子鎮流器的研究熱點。

    實踐證明,要做出一只高性能的高頻交流電子鎮流器,還需對它的燈負載技術特性、燈負載對電源的技術要求有所了解,否則要做出一只高性能的高頻交流電子鎮流器也是件不現實的事。

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