自適應(yīng)零電壓開關(guān)電子鎮(zhèn)流器電路設(shè)計(jì)全套畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　20 14 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料</p><p>　教 學(xué) 部：機(jī)電信息工程 </p><p>　專 業(yè)：電子信息工程 </p><p>　學(xué) 生 姓 名：</p><p>　班 級(jí)：學(xué)號(hào)

2、 </p><p>　指導(dǎo)教師姓名：職稱 教授 </p><p>　最終評(píng)定成績：</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一部分 過程管理資料</p><p>　　一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書(3)&l

3、t;/p><p>　　二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告(5)</p><p>　　三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告(11)</p><p>　　四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表(12)</p><p>　　五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表(13)</p><p>　　六、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績?cè)u(píng)定表(14)&

4、lt;/p><p>　　第二部分 設(shè)計(jì)說明書（或畢業(yè)論文）</p><p>　　七、設(shè)計(jì)說明書（或畢業(yè)論文）(15)</p><p><b>　　20 14 屆</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料</p><p>　　第一部分 過程管理資料</p><p>

5、　　20 14 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)書</p><p>　　專業(yè)：電子信息工程 </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告</p><p><b>　?。?0 14 屆）</b></p><p>　　2013年 12 月 28 日</p><p>　　

6、說明：開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報(bào)告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，將作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績考查的重要依據(jù)，經(jīng)導(dǎo)師審查后簽署意見生效。</p><p>　　填表日期： 2014年 4 月 10 日</p><p>　　科技學(xué)院 2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)教師評(píng)閱表</p><p>　　教學(xué)部：機(jī)電信息工程

7、 </p><p>　　科技學(xué)院2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)閱教師評(píng)閱表</p><p>　　教學(xué)部：機(jī)電信息工程 </p><p>　　科技學(xué)院2014屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯及最終成績&

8、lt;/p><p><b>　　評(píng) 定 表</b></p><p>　　教學(xué)部：機(jī)電信息工程 </p><p>　　說明：最終評(píng)定成績＝a+b+c。</p><p>　　20 14 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料</p><

9、;p>　　第二部分 設(shè)計(jì)說明書（或畢業(yè)論文）</p><p>　　20 14 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p>　　自適應(yīng)零電壓開關(guān)電子鎮(zhèn)流器電路設(shè)計(jì)</p><p>　　2014 年 5 月 </p><p>　　自適應(yīng)零電壓開關(guān)電子鎮(zhèn)流器電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2014年5月<

10、;/b></p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），題目《自適應(yīng)零電壓開關(guān)電子鎮(zhèn)流器電路設(shè)計(jì)》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文章以明確方式注明。除此之外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識(shí)到本聲明應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。</p><p><b>　　作者簽名

11、：</b></p><p>　　日期： 年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在二十世紀(jì)七十年代我國就最先研發(fā)電子鎮(zhèn)流器和發(fā)明了節(jié)能燈，綠色照明工業(yè)已獲得了較快速的成長，當(dāng)前中國仍然是成為世界照明生產(chǎn)規(guī)模最大的國度，產(chǎn)量位居世界各國前位。二十一世紀(jì)是一個(gè)能源危機(jī)的時(shí)期，很多國家為能

12、源的短缺訂制出了一系列新的戰(zhàn)略，尤其在我們的國家，由于照明占了國家總用電量的1/10，所以，現(xiàn)在正在從會(huì)普遍構(gòu)成能量浪費(fèi)的白熾燈向節(jié)能型的器具（如熒光燈，LED燈等）過渡。“綠色照明工程”不僅只是簡單的能源節(jié)約，而且是對(duì)環(huán)境的保護(hù)；“綠色照明工程”不僅只是當(dāng)前資源缺乏問題所在，而且是對(duì)后人持續(xù)生存發(fā)展的思考。經(jīng)過照明LED燈節(jié)能，減少了用電量，同時(shí)減少氧化物等無益氣體的沾污，真可謂是一舉兩得。</p><p>　

13、　本論文主要介紹了熒光燈的基本原理和基于IR2520電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)。熒光燈不單工作溫度時(shí)常很高，氣壓轉(zhuǎn)變小，驅(qū)動(dòng)和作業(yè)時(shí)燈管阻抗變化小，并且布局簡易、價(jià)格低廉、光照效能高、顯色性能較好、發(fā)光均勻、亮度適中和壽命長，所以得到了大量的推廣。熒光燈具備負(fù)阻特征，必需和有限流作用的鎮(zhèn)流器相配合工作，電子鎮(zhèn)流器的根本運(yùn)作原理是把50（或60）Hz的工頻交流電變換為10kHz到65KHz的高頻率的交流電，從而實(shí)現(xiàn)逆變的成效。所以，電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)的

14、優(yōu)劣將起到關(guān)鍵的功用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：熒光燈，逆變，IR2520電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Our country was first developed in the 1970 s and invented the energy-saving lamps, elect

15、ronic ballasts green lighting industry has gained a rapid growth, the current China remains to be the world's largest lighting production country, before production in countries around the world.The 21st century is a

16、 period of energy crisis, a lot of capital for the energy shortage of custom-made out a series of new strategy, especially in our country, due to the lighting accounts for 1/10 of the total elect</p><p>　　ke

17、ywords：Fuorescent Lamp，Inverter， LED，Electronic Ballast IR2520Design</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 概論1</b></p><p>　　1.1 綠色照明1</p><p>　　1

18、.1.1“綠色照明”的含義1</p><p>　　1.1.2 發(fā)展綠色照明的重要意義1</p><p>　　1.2 綠色光源簡介2</p><p>　　1.2.1 綠色照明光源2</p><p>　　1.2.2 節(jié)能光源的合理選擇3</p><p>　　第2章 熒光燈的特征簡介5</p>&

19、lt;p>　　2.1 熒光燈管的結(jié)構(gòu)及工作原理6</p><p>　　2.2 電子鎮(zhèn)流器8</p><p>　　2.2.1 分立元件電子鎮(zhèn)流器的基本電路8</p><p>　　2.2.2 基于專用集成電路（ASIC）的電子鎮(zhèn)流器解決方案10</p><p>　　第3章 電子鎮(zhèn)流器常用逆變電路與諧振開關(guān)13</p>

20、;<p>　　3.1 電子鎮(zhèn)流器的功能與構(gòu)成13</p><p>　　3.1.1 電子鎮(zhèn)流器應(yīng)具備的功能13</p><p>　　3.1.2 電子鎮(zhèn)流器的特點(diǎn)14</p><p>　　3.1.3 電子鎮(zhèn)流器的發(fā)展14</p><p>　　3.1.4 電子鎮(zhèn)流器的電路結(jié)構(gòu)15</p><p>　　

21、3.2 常用逆變電路與諧振開關(guān)16</p><p>　　3.2.1 電子鎮(zhèn)流器常用的電路拓?fù)?6</p><p>　　3.2.2 常用電子鎮(zhèn)流器開關(guān)逆變器的類別16</p><p>　　3.2.3 諧振開關(guān)（軟開關(guān)）18</p><p>　　第4章 集成電路電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)21</p><p>　　4.1

22、IR2520簡介21</p><p>　　4.2 IR公司的BDA簡介25</p><p>　　4.3 應(yīng)用電路設(shè)計(jì)26</p><p><b>　　結(jié)論30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　致謝32

23、</b></p><p><b>　　第1章 概論</b></p><p><b>　　1.1 綠色照明</b></p><p>　　“綠色照明（Green Lights）”這個(gè)觀念最先由美國國家環(huán)保局于1991年建議并最先施行的，是美國國家環(huán)保局主理的一個(gè)自愿性質(zhì)的名目，介入能夠在保持照明質(zhì)地的同時(shí)大幅削減

24、用于照明的開支，用于此目標(biāo)的投資年回報(bào)率可以抵達(dá)30%以上。</p><p>　　1.1.1 “綠色照明”的含義</p><p>　　所謂“綠色照明”，是指大力發(fā)展和推行高效照明用具，裁汰和替換古板的低效照明電光源，節(jié)省照明用電，削減發(fā)電發(fā)生的廢氣、灰塵或核廢料，創(chuàng)建優(yōu)良高功效、經(jīng)濟(jì)安逸、安全可靠、有利環(huán)境和改進(jìn)人們生存質(zhì)地、增高了工作功效、庇護(hù)人們身心健康的照明情況，以滿足國民經(jīng)濟(jì)各各部

25、門和人民群眾逐日增加的對(duì)照明質(zhì)量、照明環(huán)境和減少環(huán)境污染的需要。 </p><p>　　在二十世紀(jì)九十年代初，“綠色照明”是國際上對(duì)選用節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境照明用具的現(xiàn)象說法。“綠色照明”的內(nèi)在能夠用高效、環(huán)保、節(jié)能、健全來概括，主旨是節(jié)能環(huán)保。在保障節(jié)能與環(huán)保的前提下，“綠色照明”旨在得到一個(gè)不錯(cuò)的照明質(zhì)量環(huán)境，締造一個(gè)隨機(jī)應(yīng)變并與四周風(fēng)景、自然環(huán)境融洽和諧的光照前提，讓人們可以在適合光照和適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)下工作、學(xué)習(xí)

26、和生存。</p><p>　　1.1.2 發(fā)展綠色照明的重要意義</p><p>　　選用緊湊型熒光燈（CFL）和熒光燈采用的電子鎮(zhèn)流器在節(jié)約能源方面，“九五”時(shí)期推行CFL、細(xì)管型熒光燈3億只（支）極其他高效照明用具，構(gòu)成結(jié)尾節(jié)電2200000000kW·h的實(shí)力，削減電網(wǎng)蜂荷7200000kW，等于少建了9780000kW裝機(jī)容量的電站，節(jié)省電力建立經(jīng)濟(jì)490～630億元；在

27、減少污染，節(jié)省電力26800000000千瓦·H，2000，減少二氧化硫排放200000噸，7400000噸的二氧化碳排放量?！爸袊G色照明工程”的實(shí)施，初步實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)，取得了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)推進(jìn)了綠色照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)了綠色照明產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。2008年北京奧運(yùn)會(huì)的主旨是“科技奧運(yùn)、綠色奧運(yùn)、環(huán)保奧運(yùn)和人文奧運(yùn)”。首都北京現(xiàn)已著手城市亮化和景觀照明?？萍疾康日块T的請(qǐng)求，要以2008年的北京奧運(yùn)會(huì)和2

28、010年的上海世博會(huì)為機(jī)會(huì)，推行都會(huì)的景觀照明。都會(huì)照明體現(xiàn)一個(gè)都會(huì)的形象，代表一個(gè)都會(huì)的文化，反饋一個(gè)都會(huì)的科學(xué)管理，意味一個(gè)都會(huì)的文化提高和現(xiàn)代化建設(shè)。都會(huì)重要道路、建筑物、廣場、商業(yè)文娛區(qū)和旅游觀光區(qū)等場所的照明，必須堅(jiān)持“高效、節(jié)能、環(huán)保、健康”的總體要求和發(fā)展方向</p><p>　　1.2 綠色光源簡介</p><p>　　自從1879年美國科學(xué)家愛迪生創(chuàng)造了白熾燈給人類帶來晚

29、上光明以來，不斷呈現(xiàn)了許多新型電光源。按照電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽艿男问郊鞍l(fā)光物質(zhì)差別，點(diǎn)光源大約可分為熱輻射光源、氣體放電光源和固態(tài)發(fā)光光源三大類。</p><p>　　熱輻射光源是利用物體的歐姆加熱和輻射光的理論。除了白熾燈，鹵鎢燈也屬于熱輻射光源。</p><p>　　氣體放電光源是使用氣體放電時(shí)發(fā)光的道理制成的。這類電光源品種很多，例如低壓汞燈（主要包括熒光燈和紫外線燈）、高壓汞燈、低壓鈉燈

30、、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、霓虹燈和氙氣燈等。</p><p>　　固態(tài)電光源主要以發(fā)光二極管為代表。因?yàn)長ED是一種半導(dǎo)體器件，則將LED照明稱作半導(dǎo)體照明。</p><p>　　日常人們將白熾燈稱為第一代光源，熒光燈稱為第二代光源，高壓鈉燈和金鹵燈為代表的高強(qiáng)度放電（HID）燈是第三代光源，LED則屬于第四代光源。</p><p>　　1.2.1 綠色照明光源&l

31、t;/p><p>　　實(shí)施綠色照明工程和計(jì)劃，必須推廣和采用綠色照明光源。照明產(chǎn)品的發(fā)展日新月異，形形色色的新型電光源不斷嶄露頭角。電光源是否節(jié)能都是相對(duì)而言的。鹵鎢燈的光效和壽命是普通白熾燈的一倍以上，顯色性能也比較好。與白熾燈相比，，鹵鎢燈就是一種節(jié)能電光源。</p><p>　　現(xiàn)在綠色電光源主要以下幾種：</p><p>　　1.緊湊型熒光燈（CFL） CFL

32、是一種小型化的熒光燈。20世紀(jì)80年代早期，稀土三基色熒光粉的出生再加上做燈技術(shù)和工藝的不斷完善，為熒光燈的小型化供應(yīng)了新的成長空間。荷蘭飛利浦公司先推出PL型和SL型CFL，奧斯蘭公司、日本松下和東芝公司研制了帶電子鎮(zhèn)流器的自鎮(zhèn)流CFL。自鎮(zhèn)流CFL利用E27燈頭，能夠取代白熾燈、鹵鎢燈和通俗熒光燈。CFL的光效是白熾燈的3-5倍，壽命為白熾燈的4-5倍，不僅可用作室內(nèi)照明，而且尤其適用于臺(tái)燈和床頭燈。世界各國都在推行綠色照明時(shí)，都把

33、CFL作為首選綠色電光源來推廣。</p><p>　　2.細(xì)管徑直管型節(jié)能熒光燈 其特征是陰極（燈絲）選用三螺旋形構(gòu)造、減少燈管的直徑和調(diào)整管內(nèi)充入的氪、氬夾雜惰性氣體的體積之比，從而增高了該熒光燈管的照明度，發(fā)光效能高，并且使熒光燈的顯示色彩性性能、流明數(shù)和壽命都有增高，與此同時(shí)能夠跟電子或者電感的鎮(zhèn)流器配合作業(yè)。具備構(gòu)造簡單、節(jié)約材料、體積較小、重量較輕、減少本錢和方便實(shí)施等一些優(yōu)點(diǎn)。 </p>

34、<p>　　3.無極放電光源 無極燈無極放電裝置沒有內(nèi)置電極放電，放電室可以選擇從單一的原材料和一個(gè)封閉的。無極放電最早發(fā)現(xiàn)的陰極，然后湯姆遜研究更完整，特斯拉首先用無極燈照明的概念設(shè)計(jì)。之后20世紀(jì)末半導(dǎo)體技能的與日俱增制造機(jī)能靠得住、價(jià)格較低的鎮(zhèn)流器成為現(xiàn)實(shí)，無極放電光源的研究獲得更深的發(fā)展，在前20年，大約超出500項(xiàng)以上無極燈專利獲得準(zhǔn)許，各種產(chǎn)物面世并且展現(xiàn)出巨大的潛力。無極放電光源既能夠是高氣壓放電，也能夠是低

35、氣壓放電，當(dāng)前無極放電光源分射頻（RF）和微波兩種。</p><p>　　RF放電光源采用的激發(fā)電磁波頻率從幾百千赫茲到十幾赫茲，光源能量由高頻信號(hào)發(fā)生器、電子鎮(zhèn)流器等產(chǎn)生。高頻能量經(jīng)過感應(yīng)線圈耦合到等離子氣體中，以此來維持等離子氣體放電。當(dāng)前射頻放電光源的產(chǎn)品有以下系列公司股份，QL系列，飛利浦公司GE公司屬系列和歐司朗Endura系列等。</p><p>　　無極放電光源不使用汞，對(duì)環(huán)

36、境不存在污染，是標(biāo)準(zhǔn)的綠色照明光源。</p><p>　　4.LED半導(dǎo)體光源 LED是一類能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換為可看見光的半導(dǎo)體器件，LED一個(gè)最主要的一個(gè)部分是半導(dǎo)體晶片，當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片，電子會(huì)到P區(qū)，在P區(qū)的電子和空穴的復(fù)合，形成一個(gè)光子的能量，這是LED發(fā)光原理。然而光的波長取決光的色調(diào)，是由組成P-N結(jié)原料來決定的。它轉(zhuǎn)變了白熾燈鎢絲發(fā)光和節(jié)能燈三基色粉發(fā)光的道理，而選用電場發(fā)光。跟據(jù)分析顯示

37、，LED的特征極度明確，壽命較長、光效較高、無輻射以及低功耗。LED的光譜幾近整個(gè)齊集于可見光頻段，其發(fā)光效能可達(dá)到150lm/W（2010年），普遍應(yīng)用于種種室內(nèi)、戶外顯示屏、交通燈、手機(jī)和汽車等范疇，在都會(huì)景觀照明中，LED大放光彩，點(diǎn)燃了“綠色照明”的未來。</p><p>　　1.2.2 節(jié)能光源的合理選擇</p><p>　　不同光源有不同的應(yīng)用場合，在具體應(yīng)用中，應(yīng)該視情況來確

38、定各類光源的選擇，以達(dá)到最佳效果。用一體化的電子節(jié)能燈替換白熾燈非常方便，但對(duì)于標(biāo)膠寬敞的教室和住宅，首先應(yīng)該推薦使用高效細(xì)管徑直管形熒光燈貨環(huán)形熒光燈。小房間室內(nèi)照明及臺(tái)燈和床頭燈，應(yīng)該推薦CFL或者鹵鎢燈來代替普通白熾燈。</p><p>　　低壓鈉燈光效最高，但顯色性差，只適合室外照明。在攝影、攝像燈場合，只能采用顯色指數(shù)較高的鹵鎢燈。出鹵鎢燈外，一些光效高的氣體放電燈因?yàn)轱@色指數(shù)不佳而不被采用。</

39、p><p>　　汽車前燈是用來照明路面和兩車交會(huì)時(shí)使用的，除了亮度要求外，瞬間點(diǎn)亮是非常重要的。由于氣體放電都有啟動(dòng)時(shí)間，所以汽車前燈一般采用鹵鎢白熾燈來替代普通的白熾燈。汽車剎車車燈對(duì)瞬間點(diǎn)亮更加苛求。由于LED通電達(dá)到最大亮度的時(shí)間按比白熾燈快得多，安全浴量大得多，所以LED用作汽車剎車車燈是最佳選擇。</p><p>　　事實(shí)上，任何一種高效電光源的出現(xiàn)不可能取代現(xiàn)有的所有電光源。所有傳

40、統(tǒng)的光源都涉及到各自提高光效和壽命及擴(kuò)展性的問題。CFL雖然是實(shí)施綠色照明工程的首選光源，但它不能也不可能代替其他所有光源。只要提高照明質(zhì)量、改善照明環(huán)境，對(duì)電光源必須有爭取的選擇。</p><p><b>　　熒光燈的特征簡介</b></p><p>　　放電燈第二十世紀(jì)早期的法國發(fā)明的霓虹燈，汞填充用管，然后通過管壁的熒光粉與輻射光燈。在1940年，一些歐洲國家和

41、美國是基于熱陰極放電燈熒光發(fā)達(dá)。在四十年的熒光粉鹵磷酸鈣的研制成功，是因?yàn)闆]有毒性，價(jià)格低，光穩(wěn)定，發(fā)光效率高，發(fā)光材料，現(xiàn)在的關(guān)鍵或熒光燈。七十荷蘭kudam開發(fā)出一種熒光燈三基色。人類的眼睛是紅色，綠色和藍(lán)色的間隔在三視覺響應(yīng)最大值的光，但光的基本顏色可以組合成一個(gè)白色的光。因此，紅色，綠色和藍(lán)色熒光粉的發(fā)射，三窄譜帶，熒光燈三基色可以創(chuàng)建一個(gè)發(fā)光效率高，色彩表現(xiàn)的更好。發(fā)光效率降低的熒光燈管的直徑可以提高燈。1978，荷蘭飛利浦公

42、司開發(fā)的SL燈，熒光燈鎮(zhèn)流器的小型化和在一起，齊暉的緊湊型熒光燈單端，它的外形尺寸的大小和普通照明白熾燈類似。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能照明，現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種緊湊型熒光燈泡，環(huán)，H，PI，2D和其他形式的。</p><p>　　熒光燈的汞蒸氣放電過程通過熒光粉將低壓在紫外可見光轉(zhuǎn)化為電光源。普遍制成了管形。熒光燈的發(fā)光功效較高,發(fā)光的面積也較大,光芒相比溫柔,壽命較長,可以使光的色彩像日光燈的色彩或其余的色彩，是杰出的一類的

43、室內(nèi)電子照明光源。熒光粉專用范圍可以在生長中波紫外線或可見光的特定波長的過程253.6nm波長紫外線低壓汞蒸氣放電的變化，能夠在保健、驅(qū)蟲、傳真、熒光剖析、植物培植、光化學(xué)的反饋和家裝中應(yīng)用。如今把熒光燈的管縮小或有卷曲后做成的緊湊型熒光燈，直接去取代通俗的照明白熾燈。</p><p>　　LED日常務(wù)必滿足以下幾個(gè)條目：1、燈絲預(yù)熱電流或者燈絲電流2、高電壓驅(qū)動(dòng)3、限定平常的作業(yè)電流。典型直管形熒光燈構(gòu)造示意如

44、圖2.1所示。</p><p>　　圖2.1 典型的直管型熒光燈的構(gòu)造圖</p><p>　　2.1 熒光燈管的結(jié)構(gòu)及工作原理</p><p>　　熒光燈LED的電路正常是由燈管子、鎮(zhèn)流器、啟輝器和電容器等幾部分構(gòu)成，構(gòu)造和工作的原理如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 日光燈的電路</p><p>&

45、lt;b>　　1、燈管子</b></p><p>　　日光燈管子便是近似玻璃管，內(nèi)部涂有一層熒光粉（例如鎢酸鎂、鎢酸鈣和硅酸鋅等），熒光粉的差別那么就發(fā)出了有區(qū)別色彩的光。管內(nèi)充有惰性氣體（氬，如薄汞蒸氣），在燈管兩端由鎢燈絲，燈絲上涂有氧化物和其他易散熱。</p><p>　　當(dāng)燈絲中有電流經(jīng)過的期間，因此燈管內(nèi)燈絲放射電子，還能夠使管內(nèi)的溫度增高水銀揮發(fā)。如果加上一定

46、的電壓兩端的燈，可以使管氬電離，使燈的汞蒸氣放電氬放電。在放電時(shí)間的熒光粉發(fā)出紫外線光不在管壁內(nèi)可見，可使燈發(fā)出可見光的顏色，如圖2.3所示。</p><p>　　圖2.3 燈管結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　2、鎮(zhèn)流器</b></p><p>　　鎮(zhèn)流器也被稱為電流限制器，是在一定的額定電流通過燈電流限制。目前，該鎮(zhèn)流器是最常用的電子鎮(zhèn)流

47、器，鐵芯線圈電感鎮(zhèn)流器是一個(gè)定值的，通常是與熒光燈串聯(lián)，電感線圈是在硅鋼片鐵芯卷繞，電感值較大。鎮(zhèn)流器的一方面作用是限定的燈電流；二，自感應(yīng)電動(dòng)勢大，燈容易放電點(diǎn)火。鎮(zhèn)流器一般都有兩個(gè)出頭，不過有一些電子鎮(zhèn)流器為了在電壓不夠的時(shí)刻方便點(diǎn)燃，如若多繞了一、兩個(gè)線圈，最終也有三或者四個(gè)出頭的鎮(zhèn)流器。</p><p><b>　　3、啟輝器</b></p><p>　　俗稱

48、啟動(dòng)器，它就是在日光燈中起自動(dòng)開關(guān)的作用。氣體放電光源和熱輻射源是不同的概念，接上電源后一般難以點(diǎn)亮燈管子的，所以必須有一個(gè)啟動(dòng)的過程，這個(gè)過程需要光燈。每個(gè)氣體放電燈的燈管兩端相應(yīng)的點(diǎn)火電壓，該電壓超過時(shí)間的擊穿電壓時(shí)，它有可能創(chuàng)建一個(gè)氣體放電隨后將燈照明。點(diǎn)火電壓的氣體放電燈有上千伏特?cái)?shù)，有些低伏到幾百伏，一般大于電源電壓。因此單接通電源一般的氣體放電燈是不能夠點(diǎn)亮的。電路中的電壓必須提供更多比氣體放電光源的點(diǎn)火電壓發(fā)生器，它要求啟

49、動(dòng)器。</p><p>　　啟動(dòng)器的結(jié)構(gòu)如下面圖所示。在殼體內(nèi)充滿全氬氖混合惰性氣體的氣泡，氣泡具有固定電極（靜觸頭和動(dòng)觸頭）具備開關(guān)功能。動(dòng)觸桿的雙金屬片每日為倒U形，移動(dòng)接觸非常激烈的擴(kuò)張和靜觸頭相連，冷卻后自動(dòng)復(fù)位，從而與靜觸極解脫。電容器的兩個(gè)接觸電極上并聯(lián)一個(gè)0.05微法器件，其功能是火花的電氣設(shè)備的影響，構(gòu)成和鎮(zhèn)流器振蕩電路，燈絲預(yù)熱延時(shí)，有利于熒光燈驅(qū)動(dòng)器，如圖2.4所示。</p>&

50、lt;p>　　圖2.4 雙金屬片的啟輝器</p><p><b>　　4、電容器</b></p><p>　　日光燈（熒光燈）電路其鎮(zhèn)流器的電感大，那么功率因數(shù)很低，大概都在0.5-0.7。為了改善提高線路的功率因數(shù)，用戶必須在電源處并聯(lián)一個(gè)恰當(dāng)?shù)牡碾娙萜鳌?lt;/p><p>　　5、熒光燈的工作原理</p><p&g

51、t;　　在通上電源的時(shí)刻，因?yàn)闊晒鉄魶]有被點(diǎn)亮，所以電源電壓整個(gè)都加在啟輝管的兩個(gè)電極間，因此啟輝器內(nèi)的氬氣產(chǎn)生電離。電離的時(shí)刻所發(fā)生的高溫能夠使U型電極加熱而逐漸變直，最后兩電極相觸，從而電流從電源的一邊流向鎮(zhèn)流器→燈絲→啟輝器→燈絲→電源的另外一邊，使整個(gè)電路相通并且加熱了燈管的燈絲。燈絲因?yàn)橛辛穗娏鳎▎⑤x電流或預(yù)熱電流）經(jīng)過而放熱，從而使氧化物放射出電子。同時(shí)，當(dāng)起動(dòng)管的兩個(gè)電極接通，電極之間的電壓為零，然后開始電離起動(dòng)器立即停止

52、，是“U”型金屬板的溫度下降和恢復(fù)原位，留下兩個(gè)電極（啟輝放電消失，管內(nèi)的溫度降低；雙金屬片自動(dòng)恢復(fù)原位，兩極就斷開了）。當(dāng)分開的那一瞬間的時(shí)刻，能夠使鎮(zhèn)流器中通過的電流產(chǎn)生變換直至變化至零，因?yàn)殒?zhèn)流器鐵心線圈的比較高的電感作用效果。此感應(yīng)電壓和電源的電壓接在燈管的兩邊，使燈管內(nèi)部的惰性氣體電離從而最后發(fā)生弧光放電。跟著管內(nèi)部溫度的逐步增高，水銀蒸汽四處分散，擠壓燈管內(nèi)部的惰性氣體分子而產(chǎn)生放電，在弧光水銀蒸汽放電的時(shí)候，則會(huì)輻射出不能

53、夠看見的紫外線，發(fā)出可見光的紫外線激發(fā)熒光粉（管內(nèi)大量的電子，在高電壓加熱的燈絲發(fā)射的光管，兩端以極大的速度從低電位端為高電位端</p><p><b>　　2.2 電子鎮(zhèn)流器</b></p><p>　　世界上每年以15%的增長率來增長電子鎮(zhèn)流器，雖然熒光燈有不連續(xù)的光譜，但由于使用的電子鎮(zhèn)流器所以熒光燈的發(fā)光效率增加了，以達(dá)到節(jié)能的效果，除此之外電子鎮(zhèn)流器還是一個(gè)

54、限流器件。因此，電子鎮(zhèn)流器已被廣泛應(yīng)用于照明設(shè)備的實(shí)踐。</p><p>　　高頻率轉(zhuǎn)換電路通過電子元件，交流整流為直流電，其次是“逆變”成高頻交流電，其次是振蕩電路生產(chǎn)高頻電壓用來點(diǎn)亮了熒光燈，經(jīng)過精準(zhǔn)的調(diào)解與燈管相互搭配，解決了不同的功率燈管驅(qū)動(dòng)電壓、電流，從而達(dá)到正常的工作。氣體放電燈所用的鎮(zhèn)流器正常有兩類形式：一、電感（或感性）式鎮(zhèn)流器；二、高頻電子鎮(zhèn)流器。電子鎮(zhèn)流器在現(xiàn)代人的日常生活中是很常見的，選擇做

55、這個(gè)項(xiàng)目，能熟練把握，更利于鞏固知識(shí)和能力的提高。更接近于現(xiàn)實(shí)的理論，對(duì)長期發(fā)展的深遠(yuǎn)意義。</p><p>　　2.2.1 分立元件電子鎮(zhèn)流器的基本電路</p><p>　　電子鎮(zhèn)流器電路大多采用半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)DC-AC變換。分立元器件組成的電子鎮(zhèn)流器的基本電路主要有以下幾種類型：</p><p>　　1.基于自振蕩電壓饋送半橋拓?fù)涞碾娮渔?zhèn)流器電路如圖2.5所

56、示。</p><p>　　圖2.5 基于自振蕩電壓饋送半橋拓?fù)涞碾娮渔?zhèn)流器電路</p><p>　　基于自振蕩電壓饋送半橋拓?fù)涞腖ED電子鎮(zhèn)流器電路的電路中，VD1-VD4為橋式整流器，L1與C1構(gòu)成濾波電路。逆變器半橋是由R1、C2雙向二極管VD6和二極管VD5構(gòu)成的，形成一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，C4是耦合電容，T1是磁環(huán)式脈沖變壓器，串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)是由L2和C5構(gòu)成LC的。在輸入端電壓，充電電流

57、通過R1為C2。在V2是打開的，電容C2通過VD5和VD2放電，VD6由于電壓和電流截止損耗，繞組在變壓器T1 Ta期增加，直到飽和。當(dāng)T1a內(nèi)電流增長的過程的時(shí)候，V1的基極繞組T1b中電流隨之增高，V2基極繞組T1C中電流隨之降低，直到T1飽和時(shí)，V2截止，V1導(dǎo)通。當(dāng)T1核心退出飽和，在V1基極電位下降，基極電位增加V2，直到核心的再飽和，V1 V2導(dǎo)通截止，再次循環(huán)。如此周而復(fù)始，建立起振蕩。在V1和V2將傳導(dǎo)過程，燈啟動(dòng)電流方

58、向改變電容C5。要使LC串聯(lián)電路形成固有頻率則必須在振蕩頻率靠近L2和C5的時(shí)刻，從而產(chǎn)生諧振，在C5上構(gòu)成的諧振電壓對(duì)燈點(diǎn)火。當(dāng)燈被點(diǎn)亮之后，L2只起到的作用是穩(wěn)流。</p><p>　　2.基于諧振半橋變換器的電子鎮(zhèn)流器如圖2.6所示。</p><p>　　圖2.6 基于諧振半橋變換器的電子鎮(zhèn)流器電路</p><p>　　基于諧振半橋變換器的緊湊型熒光燈（CF

59、L）電子鎮(zhèn)流器電路中，晶體管V1和V2的基極驅(qū)動(dòng)繞組與電感器公用一個(gè)磁心，從而省略了可飽和脈沖變壓器。在所需要的燈電流電平上，T1不會(huì)飽和。電路的工作頻率由串聯(lián)在V1和V2的基極上帶諧振的RLC電路獲得。由于在每個(gè)功率晶體管的集電極與基極之間都連接了一個(gè)偏置電阻，并且每個(gè)晶體管基極都串聯(lián)了一只（隔直流）電容（C3和C4），電路的啟動(dòng)無需電阻、電容、雙向二極管和二極管組成的啟動(dòng)電路。為使V1和V2的驅(qū)動(dòng)電流盡量小一些，晶體管的電流增益h應(yīng)

60、該在10—20之間。</p><p>　　2.2.2基于專用集成電路（ASIC）的電子鎮(zhèn)流器解決方案</p><p>　　1.由分立元器件組成的電子鎮(zhèn)流器出現(xiàn)的缺點(diǎn)：使用分立元器件設(shè)計(jì)的簡約的電子鎮(zhèn)流器電路雖然成本很低，也能點(diǎn)亮熒光燈，但是還是出現(xiàn)一些缺點(diǎn)。以上圖2.5和圖2.6所示的電路圖來看，至少有三個(gè)問題沒有解決：一是燈陰極預(yù)熱；二是安全保護(hù)；三是功率因數(shù)校正（PFC）。</

61、p><p>　?。?）燈陰極預(yù)熱：TL和CFL搜屬于陰極預(yù)熱啟動(dòng)型熒光燈。熒光燈沒有預(yù)熱驅(qū)動(dòng)在陰極沒有能夠發(fā)熱到熱電子放射溫度就開始迅速驅(qū)動(dòng),這種硬驅(qū)動(dòng)方法會(huì)影響燈壽命。因此,在90年代初期的時(shí)候發(fā)布的一些國際準(zhǔn)則中,必須規(guī)定鎮(zhèn)流器對(duì)燈的驅(qū)動(dòng)“不得對(duì)燈性能造成危害”,燈的預(yù)熱“最短時(shí)間應(yīng)該不少于0.4s”。與此同時(shí)還劃定,陰極預(yù)熱驅(qū)動(dòng)務(wù)必共同滿足開路電壓、預(yù)熱電流和預(yù)熱期間幾個(gè)方面參數(shù)的要求。在預(yù)熱的時(shí)間里,燈開路電

62、壓應(yīng)持續(xù)在少于致使陰極受消耗的輝光電流的程度。當(dāng)燈陰極到能夠放射情況的時(shí)候,開路電壓必須夠高,能夠使燈馬上驅(qū)動(dòng)而不要反復(fù)多次才驅(qū)動(dòng)。很明顯,陰極預(yù)熱和集成電路的“軟啟動(dòng)”和“延遲啟動(dòng)”不是一個(gè)概念。</p><p>　　（2）異常狀態(tài)保護(hù)的時(shí)候，電子鎮(zhèn)流器選用常用的保護(hù)方法有下列幾種： </p><p>　　在交流輸入電路與玻璃管保險(xiǎn)絲做一個(gè)串聯(lián)電路。熔斷器會(huì)使一些人錯(cuò)誤地認(rèn)為應(yīng)

63、該放在這個(gè)位置，過載振蕩函數(shù)級(jí)數(shù)，而實(shí)際上如此的庇護(hù)方法日常不會(huì)在燈絲去激活等過載條件下供給庇護(hù)，它每每在開關(guān)器件擊穿之后才會(huì)熔化，所以不能夠起到實(shí)際意義上的異樣狀況保護(hù)功用。  </p><p>　　在諧振回旁邊串接自恢復(fù)高分子熱敏電阻（PTC)。該保護(hù)方法的好處，當(dāng)前仍然被許多電子鎮(zhèn)流器制造商所了解，PTC熱敏電阻即雖然在70℃的高溫環(huán)境下，但是依舊可以堅(jiān)持日光燈正常運(yùn)作，同時(shí)在常溫的環(huán)境

64、下也可以保持很好的保護(hù)特征；另一方面，即使經(jīng)過多次或長時(shí)間提供保護(hù)后，PTC 仍然可以保持性能十分穩(wěn)定。PTC 熱敏電阻對(duì)電子鎮(zhèn)流器實(shí)行異常保護(hù)的電路原理如圖2.7所示。</p><p>　　圖2.7 PTC熱敏電阻對(duì)電子鎮(zhèn)流器異常保護(hù)電路圖</p><p>　　（3）功率因數(shù)校正（FPC）：在電子鎮(zhèn)流器電路中,用電器件的低功率因數(shù)而引發(fā)比較大的電網(wǎng)諧波和波形變化,對(duì)

65、電網(wǎng)和其余用電器件傷害非常大,隨之對(duì)供電規(guī)定參數(shù)的增高和集成電路技能的成長,功率因數(shù)校正技術(shù)(簡稱PFC技術(shù))獲得普遍的使用。PFC技術(shù)分可以為無源PFC技術(shù)以及有源PFC技術(shù)。</p><p>　　2.基于ASIC的電子鎮(zhèn)流器組成方案：進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，電子鎮(zhèn)流器ASIC獲得了深遠(yuǎn)發(fā)展，從而為開發(fā)和生產(chǎn)高性能的電子鎮(zhèn)流器提供了有力的支持和保障。要使電子分立與器件實(shí)現(xiàn)一些困難的功效，并且能夠大量的簡化電路

66、，削減設(shè)計(jì)以及制作周期，則必須才用ASIC電子鎮(zhèn)流器。</p><p>　　電子鎮(zhèn)流器ASIC是分多種類型的，在這里主要了解了倆類：一類為有源控制IC；一類為電子鎮(zhèn)流器控制與驅(qū)動(dòng)器IC。</p><p>　　有源功率因數(shù)校正電路(APFC)能夠把電源的輸入電流轉(zhuǎn)變?yōu)榕c輸入市電相同相位的正弦波，因此升高了器件的功率因數(shù)，削減了對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。理論上，最簡約的電流控制電路為Boost

67、0;APFC，因?yàn)樗β室驍?shù)值較高，總諧波失真比較小，功效較高，但是輸出電壓比輸入電壓要高，適合于75W～2 k W功率的電源，應(yīng)用非常廣泛。因此，這里提出了一種基于Boost電路拓?fù)?。如圖2.8所示。</p><p>　　圖2.8 APFC電路原理圖</p><p>　　經(jīng)常使用達(dá)成Boost APFC的控制方式有以下3種：</p><

68、p>　　(1)電流峰值控制。電流峰值控制實(shí)際上是把開關(guān)頻率器件規(guī)定，然后在工作在電流持續(xù)狀態(tài)下，選用Boost電路構(gòu)造，經(jīng)過測試開關(guān)電流控制。這種方式的電感電流峰值對(duì)噪聲敏感，所以易于發(fā)生控制誤差。 </p><p>　　(2)電流滯環(huán)控制。電流滯環(huán)控制實(shí)際上是在開關(guān)頻率可變，工作在電流持續(xù)模式下，選用Boost電路構(gòu)造，經(jīng)過測試電感電流控制。這種方式的負(fù)載值對(duì)開關(guān)頻率的變化比較敏感，因?yàn)殚_關(guān)頻率

69、的變換幅度增大，選取輸出濾波器的時(shí)候，則需要按照最低開關(guān)頻率思考，所以很難確定體積和重量大小的設(shè)計(jì)。 </p><p>　　（3）平均電流控制。平均電流控制實(shí)際上是吧開關(guān)頻率器件固定，然后隨便工作在什么模式，經(jīng)過測試電感電流控制，須要把電流誤差信號(hào)放大。這類方法能夠適用于任何拓?fù)洹?lt;/p><p>　　電子鎮(zhèn)流器常用逆變電路與諧振開關(guān)</p><p>　　

70、目前中國的電子鎮(zhèn)流器應(yīng)用非常廣泛，為了提高功能效率，提高電子鎮(zhèn)流器的使用可靠性，在電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)中，電子鎮(zhèn)流器的逆變電路和諧振開關(guān)匹配顯得非常重要。</p><p>　　3.1 電子鎮(zhèn)流器的功能與構(gòu)成</p><p>　　因?yàn)闅怏w放電燈有負(fù)阻的特征，所以想要它能夠穩(wěn)定工作，則需要加一鎮(zhèn)流裝置這個(gè)鎮(zhèn)流裝置就是電子鎮(zhèn)流器，下面來了解電子鎮(zhèn)流器的功能與構(gòu)成。</p><p&

71、gt;　　3.1.1 電子鎮(zhèn)流器應(yīng)具備的功能</p><p>　　電子鎮(zhèn)流器的主要功能：熒光燈（LED）的工作性能在很大程度上與相關(guān)工作的電子鎮(zhèn)流器性能有一定的關(guān)系，在應(yīng)用過程中應(yīng)當(dāng)使LED的工作特征和電子鎮(zhèn)流器的工作特征相互磨合，從而能夠使LED工作在最好狀況，所以電子鎮(zhèn)流器必須滿足下面的幾個(gè)功能規(guī)定：</p><p>　　（1）能夠限定和穩(wěn)定LED的正常工作電流。</p>

72、<p>　?。?）在交流電過零時(shí)，能夠正常的工作。</p><p>　?。?）在給燈點(diǎn)火的時(shí)候供應(yīng)一定的點(diǎn)火電壓。</p><p>　?。?）在給燈點(diǎn)火的時(shí)候，可以操控?zé)酎c(diǎn)火所需要的，從而使燈的電極能夠被得當(dāng)?shù)念A(yù)熱，并且保證燈絲的電極持續(xù)日常工作溫度。當(dāng)然，要電子鎮(zhèn)流器電路體積小，壽命長、低功率消耗等一些特點(diǎn)，所以這個(gè)技術(shù)要求較高。</p><p>　　

73、同時(shí)電子鎮(zhèn)流器也應(yīng)該具有如下幾個(gè)控制功能：</p><p>　?。?）具有較高功率的因數(shù)。</p><p>　?。?）可以限定交流輸入電的總諧波失真（THD）。</p><p>　?。?）可以限定燈電路的短路作業(yè)電流或者防止因?yàn)闊綦姌O電流過熱而產(chǎn)生過載。</p><p>　?。?）能夠有效地抑制電磁輻射的干擾，避免干擾其它電子設(shè)備的正常工作。

74、</p><p>　　（5）在燈電路不能夠日常點(diǎn)火的時(shí)刻可以自己斷開電路，這個(gè)方式對(duì)電子鎮(zhèn)流器電路是不可缺少的。</p><p>　?。?）當(dāng)在交流供電電壓不穩(wěn)定的時(shí)候，可以提供穩(wěn)定燈的工作電壓、電流以及功率。</p><p>　　3.1.2 電子鎮(zhèn)流器的特點(diǎn)</p><p>　　（1）節(jié)約能源：電子鎮(zhèn)流器正常是用的10-65kHZ頻率提供給

75、LED，使燈管的功效比供電工頻升高了15％，本身功率消耗也比較低，使得燈的總輸入功率降低了30％，從而達(dá)到更加的節(jié)約能源的成效。</p><p>　　（2）消除閃爍，發(fā)光穩(wěn)定性高?？梢蕴嵘曈X分辨率和功能，能夠減少持續(xù)工作的視覺勞累，有益于保護(hù)眼睛。</p><p>　?。?）更可靠的起點(diǎn)。加熱燈管后首次就能夠成功，從而防止多次起點(diǎn)。</p><p>　?。?）功率

76、因數(shù)高。符合國家標(biāo)準(zhǔn)的20W以上的熒光燈(LED)，其功率因數(shù)高于0.95。但是應(yīng)該留意，國家規(guī)定對(duì)20W以下的燈管限制的諧波限值非常高，導(dǎo)致它的功率因數(shù)降低到0.6-0.8。</p><p>　　（5）噪聲很小。高電子效能電子鎮(zhèn)流器的雜音分貝可以到達(dá)35db以下，所以大家?guī)捉荒軌蚵牭綗艄艿碾s聲。</p><p>　　（6）調(diào)節(jié)光源。關(guān)于需要調(diào)光的場合，原來利用白熾燈或者鹵鎢絲燈調(diào)光的場

77、合，用高性能電子鎮(zhèn)流器代替，能夠在很寬的范圍調(diào)節(jié)2%-100%。 </p><p>　?。?）能夠穩(wěn)定輸入功率和輸出光通量。高質(zhì)量的產(chǎn)品是穩(wěn)定的，當(dāng)電源，電壓偏差大，仍然可以保持一個(gè)恒定光源照明，穩(wěn)定光照度，有利于節(jié)能。</p><p>　　3.1.3 電子鎮(zhèn)流器的發(fā)展</p><p>　　出現(xiàn)的電子鎮(zhèn)流器，其性能優(yōu)勢更加明顯，如提高電路的效率，解決的瞬態(tài)光，無閃

78、爍和噪聲小等，尤其是吸引了世界的眼球，其市場份額的銷售增加了，在中國，電力供需緊張，網(wǎng)格大幅度變化，污染十分嚴(yán)重，因此，需要高可靠性的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，參數(shù)傳遞和低成本的電子鎮(zhèn)流器。電子鎮(zhèn)流器市場現(xiàn)在非常流行的低功率因數(shù)和電容二極管，的輸入功率因數(shù)、諧波是不合格的，對(duì)電網(wǎng)有一定的損害，后者輸出的燈電流波峰系數(shù)比較低。燈管的光源功效比較低的同時(shí)降低了燈光壽命，好一點(diǎn)的感性鎮(zhèn)流器與電子鎮(zhèn)流器又因?yàn)樾矢?，價(jià)格昂貴，難以普遍發(fā)展。</p>

79、;<p>　　根據(jù)電子鎮(zhèn)流器的研究、開發(fā)、出產(chǎn)過程，電子鎮(zhèn)流器的成長可以分為如下幾個(gè)階段：</p><p>　　選取功率晶體管的高頻開關(guān)電子鎮(zhèn)流器電路用來點(diǎn)亮氣體放電燈，取代粗重的電感式鎮(zhèn)流器，最主要的是在電子鎮(zhèn)流器電路和另外功率的氣體放電燈管之間的磨合。</p><p>　　當(dāng)在工作的過程中氣體放電燈管出現(xiàn)的異樣工作狀態(tài)的時(shí)候，則要再點(diǎn)亮過程中增加保護(hù)電路，來保證氣體放電燈

80、能夠正常工作和利用電子鎮(zhèn)流器電路具備預(yù)熱驅(qū)動(dòng)一些功效。</p><p>　　處理好電子鎮(zhèn)流器的使用和供電電網(wǎng)的關(guān)連，比如應(yīng)對(duì)電源電流波形及諧波含量和瞬時(shí)過電壓擊穿等一些問題，從而來更加深入一步改善電子鎮(zhèn)流器電路，如有源技術(shù)（APFC）以及無源功率因數(shù)校正技術(shù)（PPFC）。</p><p>　　更加深入的化簡電路、減少成本、增加電子鎮(zhèn)流器的整個(gè)性價(jià)格比，選用新型電路拓?fù)?，例如具有PFC功能的

81、單級(jí)電子鎮(zhèn)流器等。</p><p>　　通過上述幾個(gè)階段，現(xiàn)在的電子鎮(zhèn)流器在現(xiàn)實(shí)使用中雖然已經(jīng)有較大的突破。但是要使它發(fā)展到更高的水平，還需解決以下幾個(gè)問題：</p><p>　　按照可靠性設(shè)計(jì)理論，來控制元器件個(gè)數(shù)。</p><p>　　減少功率開關(guān)晶體管等一些重要元器件的熱浪費(fèi)，戰(zhàn)勝在硬開關(guān)變化的時(shí)候發(fā)生的射頻干擾（RFI），從而增加電子鎮(zhèn)流器的作業(yè)效率。<

82、;/p><p>　　更加深入的升高電子鎮(zhèn)流器恒流特征，從而能夠使它不會(huì)因?yàn)樘峁╇妷翰▌?dòng)和瞬時(shí)過電壓沖擊，因此而產(chǎn)生氣體放電燈管的電流突然變化，最終使燈管發(fā)光閃爍和功率開關(guān)晶體管毀壞。目前，這是一個(gè)關(guān)于電子鎮(zhèn)流器的世界發(fā)展方向的樂觀狀態(tài)。</p><p>　　3.1.4 電子鎮(zhèn)流器的電路結(jié)構(gòu)</p><p>　　圖3.1EMI濾波器將來自射頻干擾和電磁干擾濾波電網(wǎng)傳輸，但

83、也阻礙了射頻傳輸電磁波的干擾，鎮(zhèn)流器電路生成網(wǎng)格。橋式整流電路的交流輸入轉(zhuǎn)換成直流電。功率因數(shù)校正電路來改善輸入電流波形，以確保正弦輸入電流與輸入電壓的相位，功率因數(shù)接近或等于1。實(shí)現(xiàn)直流高壓轉(zhuǎn)向高頻交流電壓的變換是逆變電路，經(jīng)過燈電路網(wǎng)絡(luò)將輸入功率最后傳達(dá)給了LED。燈電路的作用是傳遞電功率還有起到熒光燈燈絲的預(yù)熱，以及燈管工作狀態(tài)信號(hào)的取樣和反饋的功能。燈工作形態(tài)的反饋信號(hào)來自于功率因子校正電路和調(diào)光信號(hào)，經(jīng)過控制電路處理而得出一個(gè)

84、精準(zhǔn)的逆變電路中開關(guān)器件的啟動(dòng)脈沖。高性能電子鎮(zhèn)流器的電路結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 高性能電子鎮(zhèn)流器的電路結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.2 常用逆變電路與諧振開關(guān)</p><p>　　大家都知道，半橋逆變器的輸入是非常重要的電子鎮(zhèn)流器電路，它是和頻率直接相關(guān)，同時(shí)開關(guān)損耗，轉(zhuǎn)換效率高，輸出功率和EMC，THD，PF的主要技術(shù)指標(biāo)，也有一定

85、的影響。以下來了解學(xué)習(xí)電子鎮(zhèn)流器常用的逆變電路和諧振開關(guān)。</p><p>　　3.2.1 電子鎮(zhèn)流器常用的電路拓?fù)?lt;/p><p>　　單開關(guān)拓?fù)?從工作原理來說，下面介紹的是單端正激，單端反激開關(guān)逆變電路結(jié)構(gòu)都屬于單開關(guān)變換電路拓?fù)洹Ｍ瑫r(shí)這個(gè)電路拓?fù)渲皇褂昧碎_關(guān)變壓器磁心磁化曲線的一半。單端反激開關(guān)逆變器輸出功率一般在200W以下，然而單端正激開關(guān)逆變器的輸出功率較單端反激的開關(guān)逆變

86、器要大一些。相對(duì)于電池供電的功率熒光燈一般選用單開關(guān)反激變換電路拓?fù)?，變換器輸出經(jīng)過一個(gè)電容結(jié)構(gòu)耦合到燈管，從而使燈管的工作電流為交流電，但是這種電路拓?fù)涞臒晒鉄魺艚z會(huì)一直通電，從而最終導(dǎo)致燈管的發(fā)光效率下降。</p><p>　　雙開關(guān)拓?fù)?雙開關(guān)拓?fù)漭敵鲭p極性交流電。它利用了整個(gè)開關(guān)變壓器磁心磁化曲線。根據(jù)雙開關(guān)電路拓?fù)湓陔娮渔?zhèn)流器中的應(yīng)用，雙開關(guān)可以分為半橋，全橋推免串并聯(lián)諧振式電流和電壓型變換等幾種電路

87、拓?fù)?。工作于雙開關(guān)電路拓?fù)涞碾娮渔?zhèn)流器由于它的輸出為交流，所以有利于延長燈管壽命。</p><p>　　3.2.2 常用電子鎮(zhèn)流器開關(guān)逆變器的類別</p><p>　　電子鎮(zhèn)流器的主要部份是逆變電路，可以將直流電轉(zhuǎn)換成高頻交流電，輸出給燈負(fù)載使用。這個(gè)燈逆變電路應(yīng)能滿足燈負(fù)載對(duì)燈絲預(yù)熱、正常工作、點(diǎn)火和故障狀態(tài)保護(hù)的要求。</p><p>　　按控制方式開關(guān)逆變器可

88、分為以下幾種：</p><p>　　脈寬調(diào)制方式（PWM）：它是一類模擬控制的方法，按照相關(guān)載荷的轉(zhuǎn)變來調(diào)節(jié)晶體管基極或者M(jìn)OS管柵極偏置，以此來達(dá)成晶體管或者M(jìn)OS管導(dǎo)通時(shí)期的變化，最終達(dá)到開關(guān)穩(wěn)壓電源輸出的扭轉(zhuǎn)。這類方法能夠讓電源的輸出電壓在工作條件突變的時(shí)侯持續(xù)穩(wěn)定，是使用微處理器的數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬電路來掌控的一類很是有用的方法。逆變電路的控制方法是切斷裝置來控制，這樣一系列的等幅脈沖輸出，而不是正弦波或所需

89、波形脈沖。這是半個(gè)周期的多脈沖產(chǎn)生的輸出波形，可以使每一個(gè)脈沖的等效電壓為正弦波形，輸出平滑而且低諧波少。</p><p>　?。?）頻率調(diào)節(jié)控制方式（FM）：這種控制方式是利用反饋來控制開關(guān)脈沖頻率，即開關(guān)脈沖周期的方式來實(shí)現(xiàn)脈沖占空比來D調(diào)節(jié)，來達(dá)到控制調(diào)節(jié)等輸出功率的目的。</p><p>　?。?）脈沖調(diào)頻、調(diào)寬控制方式（PWFM）：這種控制方式利用既控制脈沖寬度又控制脈沖開關(guān)周期

90、的方式來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)占空比，最終實(shí)現(xiàn)到掌控調(diào)節(jié)等輸出功率的結(jié)果。</p><p>　?。?）調(diào)壓方式：是利用調(diào)理逆變器的直流供電電壓的方法從而實(shí)現(xiàn)調(diào)理逆變器輸出交流電壓的幅度，最后實(shí)現(xiàn)控制調(diào)節(jié)燈輸出功率的結(jié)果。</p><p>　　根據(jù)逆變器激勵(lì)方式開關(guān)逆變器可分為以下兩種：</p><p>　　自激式開關(guān)逆變器：這種逆變器是根據(jù)電路中的開關(guān)器件和高頻脈沖變壓器組成的正

91、反饋環(huán)路來實(shí)現(xiàn)自激振蕩，從而使開關(guān)逆變器為燈負(fù)載供電。一般輸出功率在100W左右，電路很簡單，造價(jià)較低。</p><p>　　他激動(dòng)式開關(guān)逆變器：這種逆變器必須有一個(gè)振蕩器，振蕩器來產(chǎn)生開關(guān)脈沖，從而控制開關(guān)逆變器中的開關(guān)管，從而使開關(guān)逆變器輸出高頻交流電，為燈負(fù)載供電。輸出功率較自激式開關(guān)逆變器大，電路較復(fù)雜，造價(jià)較高。</p><p>　　按功率開關(guān)管的連接方式開關(guān)逆變器可分為以下幾種

92、：</p><p>　　單端正激式開關(guān)逆變器</p><p>　　單端反激式開關(guān)逆變器</p><p><b>　　半橋式開關(guān)逆變器</b></p><p><b>　　全橋式開關(guān)逆變器</b></p><p><b>　　推挽式開關(guān)逆變器</b><

93、;/p><p>　　根據(jù)逆變器的供電方法開關(guān)逆變器可以歸類為電壓型和電流型兩種：</p><p>　　電流型逆變器在它的直流供電輸出端之間接有一個(gè)大電感，從而使其直流供電輸入可以等效為一個(gè)電流源，它具有控制速度快、控制特性好的優(yōu)點(diǎn)，適合于多燈并聯(lián)應(yīng)用的場合。但此電路需要一個(gè)或者倆個(gè)大電感，而且對(duì)開關(guān)器件的耐壓值規(guī)格比較高。</p><p>　　電壓型逆變器在它的直流供電

94、輸出端之間接一個(gè)大電容，從而使其直流供電輸入電路可以等效為一個(gè)電壓源，對(duì)開關(guān)管的耐壓值比較低，控制特性比不上電流型逆變器。電流型逆變器是在電壓型逆變器之后發(fā)展起來的，電壓型逆變器常用于單燈場合，電流型逆變器常用于多燈并聯(lián)場合。</p><p>　　3.2.3 諧振開關(guān)（軟開關(guān)）</p><p>　　硬開關(guān)與開關(guān)損耗 </p><p>　　開關(guān)損耗大。電路工作的時(shí)侯

95、，開關(guān)管的電流上漲和電壓下落一起實(shí)行；斷開的時(shí)侯，電壓的上漲和電流下落一起實(shí)現(xiàn)。因此電壓、電流波形的重合發(fā)生了開關(guān)消耗，這種損耗根據(jù)開關(guān)頻率的增加而迅速提高。</p><p>　　感性關(guān)斷電尖峰大。在器件斷開的時(shí)侯，電路的感性器件感受到尖峰電壓，因此開關(guān)頻率越高，斷開也就越快，這個(gè)感應(yīng)電壓也就越高。如圖3.2所示。</p><p>　　圖3.2 電極電壓電流和瞬時(shí)功率</p>

96、<p>　　容性開通電流尖峰大。開關(guān)器件在非常高的電壓下連接的時(shí)候，積聚在開關(guān)器件電容中的電量將會(huì)用電流形式整個(gè)消耗在這個(gè)器件內(nèi)部。所以頻率越高，連接電流尖峰越大，最終導(dǎo)致器件過熱而毀壞。除此之外頻率越高，它的沖擊電流也就越大，從而對(duì)器件的正常工作存在隱患。</p><p>　　隨著頻率的增加，電路中的DV / dt和di / dt增加，這會(huì)導(dǎo)致電磁干擾（EMI）增加，最終影響整流器和外圍電子器件的

97、工作。</p><p>　　軟開關(guān)是用來接通和切斷裝置和方法的負(fù)載電路，這種方法是逐步地由小到大實(shí)現(xiàn)接通的進(jìn)程，然后逐漸地由大到小完成切斷的過程。日常生活中軟開關(guān)用于于照明回路，根據(jù)一盞燈開啟時(shí)由不亮到漸亮再到全亮逐步地慢慢地實(shí)現(xiàn)，關(guān)閉進(jìn)程則反之。軟開關(guān)的導(dǎo)入能夠整個(gè)免去燈光忽然變化給人眼帶來的刺激，尤其是在全黑暗的情況下分外重要。實(shí)際中軟開關(guān)的完成方法有：根據(jù)白熾燈等電阻性負(fù)載經(jīng)常利用可控硅調(diào)整導(dǎo)通角的方法達(dá)成

98、的，當(dāng)打開燈光時(shí)導(dǎo)通角由0到180度漸變，在燈光關(guān)閉的時(shí)侯導(dǎo)通角則反過來由180度漸變，由此便可以達(dá)到軟開關(guān)的開啟和關(guān)閉。根據(jù)熒光燈類負(fù)載則通過調(diào)整占空比的方法來達(dá)成。與此同時(shí)軟開關(guān)在原電路中增添了小電感、電容等諧振元器件，在開關(guān)過程前后引入諧振，解決電壓、電流的堆疊，下降開關(guān)損耗和開關(guān)雜音。</p><p>　　按照軟開關(guān)技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程能夠?qū)④涢_關(guān)電路分為準(zhǔn)諧振電路和諧振PWM電路。</p>&l

99、t;p>　　準(zhǔn)諧振電路：準(zhǔn)諧振是開關(guān)技能的一次偉大的突破，它的功能是諧振元件參與能量變化的某一個(gè)時(shí)段，而不是全程參與。其電路如圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振電路原理圖</p><p>　　由于正向和反向LC回路值不一樣，即振蕩頻率不同，電流幅值也不同，所以振蕩不能夠?qū)ΨQ。一般正向正弦半波略大過負(fù)向正弦半波，所以常稱為準(zhǔn)諧振。無論是串聯(lián)LC或并聯(lián)LC都

100、會(huì)產(chǎn)生準(zhǔn)諧振。利用準(zhǔn)諧振現(xiàn)象，來使電子開關(guān)器件上的電壓或電流按正弦規(guī)律變化，從而最終創(chuàng)造了零電壓或零電流的條件，以這種技術(shù)為主體的變換器稱為準(zhǔn)諧振變換器。其特點(diǎn)是諧振電壓峰值較高，要求器件耐壓必須增高；諧振電流有效值非常大，電路中存在大量無功功率的交換，從而電路導(dǎo)通損耗加大；諧振周期隨輸入電壓、負(fù)載變化而改變，因此電路只能采用脈沖頻率調(diào)制（PWMM）方式來控制。</p><p>　　諧振軟開關(guān)PWM電路：傳統(tǒng)的P

101、WM逆變電路中，電力電子開關(guān)器件硬開關(guān)的工作方式，大開關(guān)電壓電流應(yīng)力和高的di/dt和du/dt限制了開關(guān)器件工作頻率的提高，然而高頻化是電力電子主要發(fā)展趨勢之一，它能夠使變換器體積減小，性能提高,成本下降，重量減輕，特別是在開關(guān)頻率在18kHz以上時(shí)，噪聲已經(jīng)超過人類聽覺范圍，從而使無噪聲傳動(dòng)系統(tǒng)成為可能。</p><p>　　諧振軟開關(guān)PWM的基本思想就是在常規(guī)的PWM變換器拓?fù)浠A(chǔ)上，附加一個(gè)諧振網(wǎng)絡(luò)而已，

102、因?yàn)橹C振網(wǎng)絡(luò)一般由諧振電感，諧振電容和功率開關(guān)組成。所以開關(guān)轉(zhuǎn)換時(shí)，諧振網(wǎng)絡(luò)工作使電力電子器件在開關(guān)點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)過程，諧振過程極短，達(dá)到基本不影響PWM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。從而既保持了PWM方式的特點(diǎn)，又實(shí)現(xiàn)了軟開關(guān)技術(shù)。但是由于諧振網(wǎng)絡(luò)在電路中的存在一定會(huì)產(chǎn)生諧振損耗，并且使電路受固有問題的影響，最終限制了該方法的應(yīng)用。</p><p>　　按照開關(guān)元件開通和關(guān)斷時(shí)電壓電流狀態(tài)，分為零電壓電路（ZVS）和零電流電路(

103、ZCS)兩大類。其電路如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 a零電流開關(guān)準(zhǔn)諧振電路 b零電壓開關(guān)準(zhǔn)諧振電路</p><p>　　普通PWM變換器是以改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度來達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓,且在功率開關(guān)管開關(guān)期間存在較大損耗。所以這種硬開關(guān)電源的尖峰干擾大,可靠性差,效率低。諧振開關(guān)技術(shù)是最早出現(xiàn)的一種開關(guān)方式，準(zhǔn)諧振開關(guān)是在PWM開關(guān)上附加了諧振網(wǎng)絡(luò)，利用諧振實(shí)現(xiàn)了局部的Z

104、CS和ZVS。</p><p>　　集成電路電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 IR2520簡介</p><p>　　國際整流器公司(m)、飛利浦公司和意法半導(dǎo)體公司(sT)是生產(chǎn)熒光燈電子鎮(zhèn)流器控制芯片和功率器件的三大著名廠商。IR2520是 公司繼IR2156、IR21571、IR21593、IR2166和IR2167之后推出的又一款自適應(yīng)零電壓開關(guān)(

105、ZVS)鎮(zhèn)流器控制器。它采用8腳PDIP封裝(IR2520)和8腳SOIC封裝(1R2520S)，由于m 公司已在該芯片內(nèi)集成了自適應(yīng)鎮(zhèn)流器控制器和600V半橋驅(qū)動(dòng)器。因而可方便地驅(qū)動(dòng)30W以下緊湊型熒光燈CFL(俗稱節(jié)能燈)。</p><p>　　1.IR2520的主要特點(diǎn)如下：</p><p>　　（1）集成有600V的半橋驅(qū)動(dòng)器、高壓自舉二極管及15．6V的Vc 齊納箝位二極管；&l

106、t;/p><p>　?。?）內(nèi)置0～5V DC電壓控制振蕩器；</p><p>　　（3）由于采用自適應(yīng)ZVS技術(shù)，故器件功耗很??；</p><p>　?。?）具有波峰因數(shù)檢測過電流保護(hù)功能，可省去；</p><p>　?。?）外部電流感測電阻；</p><p>　　（6）最小頻率(正常燃點(diǎn)時(shí)的工作頻率)可編程；</

107、p><p>　?。?）啟動(dòng)電流很小(150~A)；</p><p>　　2.IR2520的引腳與功能</p><p>　　IR2520電子鎮(zhèn)流器的引腳排列圖如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.1 IR2520引腳排列</p><p>　　IR2520的引腳排列內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖4.2所示。</p>&

108、lt;p>　　圖4.2 內(nèi)部功能框圖</p><p>　　IR2520引腳功能如表4.3所示。</p><p>　　表4.3 IR2520引腳功能</p><p>　　IR2520的工作狀態(tài)如圖4.4所示。</p><p>　　圖4.4 IR2520的工作狀態(tài)</p><p>　　IR2520是國際整流器公司

109、推出的一款緊湊型節(jié)能熒光燈(CFL)鎮(zhèn)流管控制器和600V半橋驅(qū)動(dòng)器，它能適應(yīng)不斷改變的供應(yīng)電壓、頻率及燈管狀態(tài)，有效延長電燈壽命及提高可靠性。IR2520具有零電壓開關(guān)(ZVS)電路，在任何供應(yīng)電壓、頻率和燈管狀態(tài)下都能保持軟開關(guān)運(yùn)作;同時(shí)具有內(nèi)部峰值因數(shù)電流過高保護(hù)和集成自舉二極管。集成電路的中心是一個(gè)電壓控制振蕩器，其最低頻率可作外部編程。</p><p>　　IR2520在應(yīng)用中的外部元件連接方案如圖4.