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淺談無極燈鎮(zhèn)流器(逆變器)的技術(shù)核心

作者: 時(shí)間:2011-03-21 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
無極燈EMC干擾主要是輻射干擾和傳導(dǎo)干擾兩部分,輻射干擾指向空間發(fā)射電磁波,也叫射頻干擾,傳導(dǎo)干擾指對(duì)電網(wǎng)的干擾;其主要來源于功率因數(shù)校正、變頻輸出、電路耦合等幾個(gè)地方。由于無極燈工作頻率極高,輸出功率大,功率管在開關(guān)過程中的硬開關(guān)特性會(huì)產(chǎn)生大量的奇次諧波與偶次諧波干擾,相對(duì)來講變頻輸出(工作頻率)的干擾占大部分,在EMC檢測中體現(xiàn)出來的就是工作頻率與它的倍數(shù)頻率附近的干擾明顯增大,隨著功率的增大,干擾強(qiáng)度增大,針對(duì)這個(gè)問題必須從輸入級(jí)的濾波電路、功率因數(shù)校正電路、諧振電路上做出相應(yīng)的處理。高頻電路的PCB設(shè)計(jì)和工藝、結(jié)構(gòu)對(duì)EMC至關(guān)重要,重要元器件的位置、走線、接地、散熱等都要認(rèn)真分析,慎重放置。在經(jīng)過對(duì)電子進(jìn)行傳導(dǎo)、輻射測試的大量數(shù)據(jù)分析后知道,電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品所產(chǎn)生的電磁干擾中,在9~150KHz頻率范圍主要以差模干擾為主;150KHz~30MHz頻率范圍主要以是共模干擾為主。找到干擾源,又知道其產(chǎn)生干擾原因,只需采取相應(yīng)措施加以抑制其干擾,使通過該條款的考核并非難事。

  除了在鎮(zhèn)流器的輸入端(電源端)加串EMI濾波器外,還可以在鎮(zhèn)流器產(chǎn)生干擾的部件上下功夫。從前面的分析知道,開關(guān)管在其導(dǎo)通和斷開瞬間會(huì)產(chǎn)生幅度較高的脈沖電壓或電流,只要把這個(gè)脈沖電壓或電流消除或減弱即可降低鎮(zhèn)流器的干擾電壓??煞謩e在開關(guān)管基極和發(fā)射極之間并一個(gè)瓷片電容,降低晶體管的深飽和,有助于降低脈沖電壓的幅度,而且還可防止開關(guān)管的共態(tài)導(dǎo)通,不致于損壞開關(guān)管;或在開關(guān)管集電極和發(fā)射極之間加入阻尼網(wǎng)絡(luò)(D、R、C),以吸收其通斷間產(chǎn)生的浪涌電流,對(duì)開關(guān)管起保護(hù)作用,并能有效降低干擾強(qiáng)度。

  無極燈鎮(zhèn)流器重點(diǎn)研究問題之三:諧振電路的參數(shù)設(shè)計(jì)

  諧振電路由鎮(zhèn)流電感、耦合電感、諧振電容等構(gòu)成,在通電時(shí)產(chǎn)生諧振電壓,燈亮后鎮(zhèn)流電感與耦合器構(gòu)成穩(wěn)定的電壓分配關(guān)系。在電路設(shè)計(jì)中要考慮的因素有工作頻率、諧振頻率、功率控制、諧振電壓等參數(shù)在合理的范圍內(nèi)。

  無極燈鎮(zhèn)流器的工作頻率,目前有2.65MHz(自激震蕩驅(qū)動(dòng))與250KHz(它激震蕩驅(qū)動(dòng))兩種,一般為固定頻率。當(dāng)頻率、燈泡/管功率確定后由燈泡/管功率向前反推設(shè)計(jì)參數(shù)。設(shè)計(jì)諧振參數(shù)時(shí),可設(shè)燈管為開路狀態(tài),鎮(zhèn)流器電感、耦合器電感、電容形成一串并聯(lián)(LCC)電路。其中f0為諧振頻率,L1為鎮(zhèn)流電感,L2為耦合電感,C2為諧振電容。通常取L1,L2基本相等,根據(jù)燈管功率、燈管溫度等,耦合器線徑、匝數(shù)、磁環(huán)參數(shù)、電感量即可確定。耦合器與燈泡/管相似變壓器關(guān)系,其初級(jí)為耦合器,次級(jí)為燈泡/管,次級(jí)電流將改變初級(jí)電感量,使諧振電路參數(shù)發(fā)生改變,f0偏移,鎮(zhèn)流器則以恒定頻率工作在感性負(fù)載狀態(tài)(即輸出頻率略高于驅(qū)動(dòng)頻率)。鎮(zhèn)流電感的負(fù)反饋的作用可調(diào)節(jié)燈泡/管功率。適當(dāng)提高諧振電壓和反饋電壓幅度,以利于在低溫啟動(dòng)時(shí)留有充足的余量。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/179369.htm

無極燈鎮(zhèn)流器重點(diǎn)研究問題之四:異常情況下的保護(hù)

  無極燈的異常情況保護(hù)主要有幾方面:高溫保護(hù)、過電壓保護(hù)、工作中保護(hù)、啟動(dòng)保護(hù)。

  由于無極燈電子鎮(zhèn)流器為電子元器件,鎮(zhèn)流器長時(shí)間在超過70度以上工作時(shí),容性元件的使用壽命會(huì)大大降低,故而在工作中必須設(shè)置高溫保護(hù)電路來保證鎮(zhèn)流器的壽命與穩(wěn)定性。

  在雷擊等異常情況下,電網(wǎng)供電電壓會(huì)產(chǎn)生極短時(shí)間的高壓浪涌,若沒有有效的電路把這種瞬間的能量導(dǎo)出電路以外,會(huì)對(duì)鎮(zhèn)流器產(chǎn)生永久性的破壞,根據(jù)浪涌等級(jí)的不同,需要設(shè)置不同強(qiáng)度的保護(hù)電路。

  工作中保護(hù)是指在燈管正常點(diǎn)亮之后,在管殼破裂、漏氣、功率激增的異常情況的保護(hù),這種異常情況下,若保護(hù)電路反應(yīng)時(shí)間過長或者沒有保護(hù)的話,鎮(zhèn)流器會(huì)在極短時(shí)間之內(nèi)損壞。

  啟動(dòng)保護(hù)是指燈管因漏氣、低溫等情況下點(diǎn)火失敗時(shí),電路處于容性或弱感性狀態(tài)下時(shí)對(duì)電路的保護(hù),這種保護(hù)十分關(guān)鍵,大多數(shù)無極燈的損壞由于這一現(xiàn)象引起,這種情況下跟據(jù)不同的情況須采取多重保護(hù)的辦法。

  無極燈的異常保護(hù)一般分非鎖定和鎖定兩種方式;非鎖定方式在保護(hù)過程中,開關(guān)管仍然處于工作狀態(tài),保護(hù)狀態(tài)不斷啟動(dòng),如保護(hù)狀態(tài)時(shí)間較長,容易造成功率開關(guān)管或保護(hù)開關(guān)管的損壞。鎖定方式的開關(guān)管在保護(hù)過程是不工作的,電路支持保護(hù)狀態(tài)一定的時(shí)間(國標(biāo)要求大于50秒),重啟電源開關(guān)工作。

  無極燈鎮(zhèn)流器的幾種拓?fù)?/span>


高壓端反饋、觸發(fā)式

自激式 低壓端反饋、觸發(fā)式

高頻 非鎖定/鎖定 保護(hù)方式

它激式 (暫缺)

高壓端反饋、觸發(fā)式

自激式 低壓端反饋、觸發(fā)式

低頻 非鎖定/鎖定 保護(hù)方式

它激式 主動(dòng)式 (略)

反饋式 (略)

  分析無極燈的這幾個(gè)環(huán)節(jié),可見無極燈鎮(zhèn)流器要解決的問題為:變頻、高轉(zhuǎn)換效率、EMC濾波、諧振電路設(shè)計(jì)、異常情況下的保護(hù)等幾個(gè)部分。目前,各個(gè)廠家生產(chǎn)的無極燈電子鎮(zhèn)流器其基本工作原理大體相同,只是在工藝結(jié)構(gòu)和電路異常保護(hù)方面、在參數(shù)設(shè)計(jì)方面有所區(qū)別。

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