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《高功率因數(shù)熒光燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、高功率因數(shù)熒光燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計——PWM型AC/DC和DC/AC變換電路綜合應(yīng)用專題照明技術(shù)與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，在工廠、辦公室、圖書館、餐廳、學(xué)校、商店等場所，照明技術(shù)為我們提供了宜人的工作、生活環(huán)境。在現(xiàn)代照明技術(shù)中，電子鎮(zhèn)流器由于其效率高、無頻閃、無噪聲、體積小等優(yōu)點得到了廣泛應(yīng)用，此外，電子鎮(zhèn)流器還能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)光，功率因數(shù)校正、同時驅(qū)動多支燈管等功能。照明系統(tǒng)依賴于鎮(zhèn)流器與燈源的協(xié)同工作，了解燈源的工作特性是設(shè)計電子鎮(zhèn)流器的前提。一、熒光燈的結(jié)構(gòu)和工作特性1、熒光燈的結(jié)構(gòu)組成家庭及工業(yè)照明用熒光燈（俗稱日光燈）是一種低壓汞蒸汽放電
2、燈，其大部分光是由放電產(chǎn)生的紫外線激發(fā)管壁上的熒光粉涂層而發(fā)射出來的。附圖5-1是直管形熒光燈結(jié)構(gòu)示意圖。熒光燈的核心部分是管形玻璃管和燈絲，其中，玻璃電極附圖5-1直型熒光燈管的結(jié)構(gòu)示意圖管的內(nèi)壁上涂有熒光粉。管內(nèi)填充有惰性氣體（如氬）和低氣壓汞蒸汽。在燈兩端各有一個電極，電極通常由鎢螺旋做成，上面涂有熱電子發(fā)射材料，人們將這種涂有電子發(fā)射材料的燈絲稱為陰極。燈絲兩端與被稱為導(dǎo)絲的支架相連接，導(dǎo)絲又與兩個引出電極相連。導(dǎo)絲和喇叭管等組成芯柱，其作用是保證電導(dǎo)線與玻璃殼進行氣密性封接。熒光燈工作時，放電發(fā)生在低氣壓的汞蒸汽和惰性氣體的混合
3、氣中，產(chǎn)生很強的253.7nm的紫外輻射，經(jīng)熒光粉轉(zhuǎn)換成可見光。2、熒光燈的主要特性與其它一些氣體放電燈一樣，熒光燈具有負(fù)阻抗特性，典型的熒光燈電壓—電流（V-I）特性曲線如附圖5-2所示。當(dāng)施加于熒光燈兩端的電壓低于觸發(fā)啟動電壓（Ustrike）時，燈呈高阻關(guān)斷狀態(tài)，燈中沒有電流通過，一旦外加電壓達到了燈的點火電壓值，燈則導(dǎo)通，并且其兩端電壓立即降低，燈電流增大，呈現(xiàn)負(fù)阻特性。由于外接鎮(zhèn)流器的限流作用，使燈電流穩(wěn)定在額定值，并且燈兩端的導(dǎo)通電壓降（Uon）也基本保持不變。熒光燈的觸發(fā)啟動電壓和正常工作時燈兩端的電壓降與燈管長度、燈管直徑
4、、燈管內(nèi)填充氣體的種類、氣壓、溫度以及電極種類（是冷陰極還是熱陰極）等因素有關(guān)。熒光燈點火啟動電壓范圍一般為500V～1200V，燈點燃后穩(wěn)定工作時的燈端的電壓降一般為40V～110V。附圖5-2熒光燈電壓—電流特性曲線附圖5-3熒光燈電壓（或阻抗）曲線附圖5-3是熒光燈從啟動后進入穩(wěn)態(tài)工作時的電壓（或阻抗）曲線。從圖中可以看出，燈在啟動點火時的電壓（或阻抗）很高，在點火之后，燈兩端的電壓急劇下降，爾后略有升高，最后進入穩(wěn)態(tài)工作狀態(tài)，在這一過程中，阻抗曲線與電壓曲線是一致的。熒光燈在穩(wěn)態(tài)條件下，可以等效為一個恒定不變的電阻。3、熒光燈工作
5、頻率對光效的影響電感式熒光燈一般工作在工頻50Hz或60Hz，當(dāng)熒光燈工作的頻率從50Hz增加到15kHz時，發(fā)現(xiàn)燈的光效η也逐漸增加，然后η基本保持不變。所以對普通熒光燈而言，考慮到材料、元件等成本方面的因素，工作頻率以20～50kHz為好，這也是目前熒光燈電子鎮(zhèn)流器的工作頻率范圍。在對熒光燈的研究中，當(dāng)熒光燈高頻工作時，燈的特性有以下變化特點：（1）當(dāng)工作頻率升高時，燈的特性逐漸變成電阻性的，燈的電壓和電流波形都接近正弦波；（2）在工作頻率大于15kHz后，燈的光效比50（60）Hz時明顯提高。二、熒光燈電子鎮(zhèn)流器的電路結(jié)構(gòu)典型的熒光
6、燈電子鎮(zhèn)流器通常包括整流電路和逆變電路兩大部分。簡易的電子鎮(zhèn)流器一般直接采用電容濾波單相橋式不控整流電路作為輸入部分，而高性能的電子鎮(zhèn)流器一般采用單相PFC電路（PWM型AC/DC變換）作為輸入部分；逆變部分多用半橋電路，逆變電路的輸出接燈電路網(wǎng)絡(luò)。燈電路網(wǎng)絡(luò)的作用是提供燈啟動的高壓、維持點燃后的燈電流在合適的范圍。附圖5－4示出了典型高性能電子鎮(zhèn)流器的結(jié)構(gòu)框圖。三、高性能熒光燈電子鎮(zhèn)流器電路設(shè)計根據(jù)前面的介紹，高性能電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計包含了單相PFC電路設(shè)計和逆變電路設(shè)計兩大部分工作。無論是單相PFC電路還是逆變電路都有許多種電路設(shè)計方案
7、，附圖5－5給出了以MC33262和IR21531芯片為核心的一種設(shè)計方案，下面以該方案為例介紹電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計方法。1、單相APFC電路的設(shè)計單相PFC電路有很多專用的控制芯片，如UC3854/3858、IR1150、MC33262/34262、L6561等。不同芯片的控制原理、設(shè)計要求各不相同，本節(jié)以MC33262/34262為例介紹單相PFC電路的設(shè)計，其他電路的應(yīng)用設(shè)計可以參考相關(guān)的資料。MC33262系列PFC控制芯片為8腳雙列直插塑封（亦有表面貼裝封裝）器件，內(nèi)部含有自起動定時器、乘法器、零電流檢測器、圖騰柱驅(qū)動輸出（0.5A
8、）以及過壓、欠壓和過流等保護電路，內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡要框圖見附圖5-6。MC33262系列PFC控制芯片的最大特點是采用臨界導(dǎo)電控制模式，這種控制模式的特點是儲能電感中的電流為零時功率管才能導(dǎo)通，這樣
