熒光燈電子鎮(zhèn)流器的應(yīng)用原理及基礎(chǔ)知識(shí)

鎮(zhèn)流器連接在電源和一個(gè)或多個(gè)放電燈之間，主要用來(lái)把燈的電流限制到要求的值的一種部件。它可能包括改變供電電壓和(或)頻率、提高功率因數(shù)的器件，即可以單獨(dú)地也可以和啟輝器一起給燈的啟動(dòng)提供必要的條件。而交流電子鎮(zhèn)流器是指安裝在電源與一個(gè)或幾個(gè)熒光燈之間，將電源的交流電變換為較高頻率的交流電，使燈(單支或多支)正常啟動(dòng)和穩(wěn)定工作的變換器或電子裝置。

二、鎮(zhèn)流器的分類1、從工作原理上可分：電感鎮(zhèn)流器和電子鎮(zhèn)流器

2、按安裝模式可分為：獨(dú)立式、內(nèi)裝式、整體式

3、從啟動(dòng)方式上分為：預(yù)熱啟動(dòng)式、冷啟動(dòng)式(或瞬時(shí)啟動(dòng))

三、鎮(zhèn)流器工作原理1、電感鎮(zhèn)流器工作原理

如下圖，施加220V 交流電源時(shí)，電流流過(guò)鎮(zhèn)流器，燈管燈絲啟輝器給燈絲加熱(啟輝器開(kāi)始時(shí)是斷開(kāi)的，由于施壓了一個(gè)大于190V以上的交流電壓，使得啟輝器內(nèi)的跳泡內(nèi)的氣體弧光放電，使得雙金屬片加熱變形，兩個(gè)電極靠在一起，形成通路給燈絲加熱)，當(dāng)啟動(dòng)器的兩個(gè)電極靠在一起，由于沒(méi)有弧光放電，雙金屬片冷卻，兩極分開(kāi)，由于電感鎮(zhèn)流器呈感性，當(dāng)電路突然中斷時(shí)，在燈兩端會(huì)產(chǎn)生持續(xù)時(shí)間約1ms的600V—1500V的脈沖電壓，點(diǎn)亮燈管，其確切的電壓值取決于燈的類型。

首先提供一個(gè)電子鎮(zhèn)流器原理圖,然后再分析電子鎮(zhèn)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(fù)阻性電光源，即

為負(fù)值，從圖1可以看出，當(dāng)燈電流上升時(shí)，燈管的工作電壓下降，但是供電電壓不會(huì)下降，多出的這點(diǎn)電壓加到燈管后會(huì)使燈電流進(jìn)一步上升，如此循環(huán)，最終燒壞燈管或燈管熄滅，所以要使燈管正常工作，應(yīng)配以如圖2所示的鎮(zhèn)流元件，用以限制和穩(wěn)定燈電流。這個(gè)限流裝置叫做鎮(zhèn)流器。目前氣體放電燈常用的鎮(zhèn)流器有兩種：電感式鎮(zhèn)流器和高頻交流電子鎮(zhèn)流器。由于電感式鎮(zhèn)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(fā)光有頻閃，所以現(xiàn)在一些電光源界的科技工作者紛紛尋找新的鎮(zhèn)流方法，而高頻交流電子鎮(zhèn)流器就是一種有效方法。鎮(zhèn)流原理如圖3所示，鎮(zhèn)流電路的工作特性曲線如圖4所示。

目前，世界上一些著名的大專院校、科研院所、公司都投入了較大的力量進(jìn)行高頻交流電子鎮(zhèn)流器的科研開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)。如美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)功率電子研究中心(VPEC)李澤元教授領(lǐng)導(dǎo)的科研中心每年都有相關(guān)論文和實(shí)驗(yàn)報(bào)告在IEEE功率電子學(xué)學(xué)刊刊出，并提出了如高頻能量反饋、采用電荷泵功率因數(shù)校正的電子鎮(zhèn)流器等概念，美國(guó)加州理工大學(xué)(UCT)的S.CUK教授關(guān)于單級(jí)高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，一種用于緊湊型熒光燈的E類電子鎮(zhèn)流器，西班牙、巴西、我國(guó)***和香港地區(qū)的一些著名高等院校、科研院所、公司都投入了一些高水平的科研人員、實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科研開(kāi)發(fā)。同時(shí)，國(guó)內(nèi)一些著名科研院所、大學(xué)等都投入了較大力量進(jìn)行科研開(kāi)發(fā)。這一點(diǎn)可從國(guó)內(nèi)相關(guān)科技文獻(xiàn)看出。但是勿容置疑的是我國(guó)是世界上電子鎮(zhèn)流器的一個(gè)生產(chǎn)大國(guó)，有較多的公司、企業(yè)從事這種“綠色電光源”產(chǎn)品的生產(chǎn)。特別是自20世紀(jì)80年代末、90年代初，IEC928(1990)、GB15143(1994)《管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)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(zhèn)流器的性能要求》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相繼頒布與實(shí)施，使交流電子鎮(zhèn)流器的研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)有了統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范。

由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器要求體積小、造價(jià)低，并且對(duì)電磁輻射干擾、輸入功率因數(shù)、波峰因數(shù)、可靠性等技術(shù)指標(biāo)要求嚴(yán)格，所以要做出一個(gè)滿足高性能、低價(jià)格、體積小、低電磁輻射干擾、使用安全可靠等要求的高頻交流電子鎮(zhèn)流器并非易事，所以往往讓人感到，看似簡(jiǎn)單的一個(gè)電子產(chǎn)品，但是技術(shù)含量很高，是一個(gè)涉及電路拓?fù)?、高頻電子變換、諧振開(kāi)關(guān)(ZVS、ZCS)、LC串、并聯(lián)諧振、功率因數(shù)校正(PFC)、電磁干擾抑制(EMC、EMI)、信號(hào)傳感、采集和控制、電子元器件、電光源器件等電力電子技術(shù)方方面面的電子產(chǎn)品。同時(shí)，如何測(cè)量高頻交流電子鎮(zhèn)流器的技術(shù)參數(shù)，如功率、高頻諧波成分、效率、電磁輻射干擾(EMI)，也是高頻交流電子鎮(zhèn)流器的研究熱點(diǎn)。

實(shí)踐證明，要做出一只高性能的高頻交流電子鎮(zhèn)流器，還需對(duì)它的燈負(fù)載技術(shù)特性、燈負(fù)載對(duì)電源的技術(shù)要求有所了解，否則要做出一只高性能的高頻交流電子鎮(zhèn)流器也是件不現(xiàn)實(shí)的事。

2、 熒光燈50Hz交流市電供電時(shí)的發(fā)光閃爍和發(fā)光條紋現(xiàn)象

由于交流市電供電的過(guò)零會(huì)使熒光燈在工作過(guò)程中出現(xiàn)發(fā)光“閃爍”效應(yīng)，相對(duì)于50Hz的交流市電供電，“閃爍”效應(yīng)的頻率為100Hz，當(dāng)然“閃頻”效果和熒光燈所使用的熒光粉的“余輝”時(shí)間大小有關(guān)，“余輝”時(shí)間大的熒光粉“閃頻”效應(yīng)會(huì)弱些。同樣如果供電頻率增加，“閃頻”效應(yīng)會(huì)弱些，所以采用高頻電子鎮(zhèn)流對(duì)改善熒光燈的發(fā)光“閃頻”效應(yīng)會(huì)有幫助。熒光燈在50Hz交流市電供電時(shí)的“閃頻”效應(yīng)如圖5所示。

3、 熒光燈的供電頻率與燈發(fā)光效率之間的關(guān)系

氣體放電燈在交流供電情況下工作時(shí)，氣體或金屬蒸氣放電的特性取決于交流電的頻率和鎮(zhèn)流元件的類型。氣體放電燈在交流50Hz/60Hz供電時(shí)，燈的阻抗在整個(gè)交流供電周期內(nèi)一直不停地變化，從而導(dǎo)致了燈的非正弦的電壓和電流波形，產(chǎn)生了諧波成分。當(dāng)氣體放電燈的工作頻率大約為1kHz時(shí)，燈內(nèi)的電離狀態(tài)不再隨著燈的工作電流而迅速變化，從而在整個(gè)工作周內(nèi)形成幾乎恒定的等離子體密度和燈阻抗，這時(shí)燈的V-I特性趨于線性，燈電流波形失真隨之降低，燈的工作頻率與50Hz供電時(shí)的燈發(fā)光效率對(duì)比曲線如圖6所示。

從圖6可以看出，當(dāng)氣體放電燈的交流供電頻率大于20kHz時(shí)，熒光燈的發(fā)光效率比50Hz交流供電時(shí)熒光燈的發(fā)光效率η值高，據(jù)統(tǒng)計(jì)可以提高10%~20%，同時(shí)熒光燈工作在高頻交流供電狀態(tài)時(shí)，可以有效地克服熒光燈的發(fā)光閃爍現(xiàn)象。這也是高頻交流電子鎮(zhèn)流器相對(duì)于電感鎮(zhèn)流器的優(yōu)點(diǎn)之一。

電子鎮(zhèn)流器是指用現(xiàn)代的電子光源技術(shù)驅(qū)動(dòng)光源。電子鎮(zhèn)流器能夠給電源設(shè)備提供源源不斷的熱能和光能，而且因?yàn)殡娮渔?zhèn)流器結(jié)構(gòu)小巧，使用方便，所以被普遍應(yīng)用于各種日光燈、熒光燈、照明燈管等照明設(shè)備中。其中熒光燈電子鎮(zhèn)流器是最為普遍的，因?yàn)樗脑煨投嘧?，安裝簡(jiǎn)單，所以也受到了很多家庭用戶的喜愛(ài)。下面小兔就將詳細(xì)為大家介紹熒光燈電子鎮(zhèn)流器的接法及相關(guān)注意事項(xiàng)，希望能有所幫助。

熒光燈電子鎮(zhèn)流器的構(gòu)造

在接線之前，我們要先弄清楚熒光燈電子鎮(zhèn)流器的構(gòu)造，以便能夠更安全的進(jìn)行安裝。在熒光燈電子鎮(zhèn)流器上，L代表火線，N代表零線，相對(duì)應(yīng)的從機(jī)盒中延生出的兩條線，最上面是火線，下面是零線，注意不要隨意拆開(kāi)機(jī)盒，不要在通電情況下，同時(shí)連接零線和火線。

熒光燈電子鎮(zhèn)流器的工作原理

熒光燈電子鎮(zhèn)流器的工作電源一般為100一250V，多用于三基色直管式熒光燈或節(jié)能式熒光燈。在電路中，當(dāng)熒光燈電子鎮(zhèn)流器接收到電流后，經(jīng)過(guò)整流C1濾波后就把原有的電壓信號(hào)切換成合適電源的直流電壓，然后當(dāng)電流經(jīng)過(guò)電阻器時(shí)就啟動(dòng)電容器進(jìn)行充電，當(dāng)電容器兩端的電壓升高到極值時(shí)，就會(huì)瞬間通過(guò)基極發(fā)射，將電路中的VT2導(dǎo)通，使電流能夠隨著導(dǎo)通程度的變化而變化。在這種不斷變化的電流之下就會(huì)刺激產(chǎn)生連綿不斷的感應(yīng)電流，使次級(jí)線圈兩端產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，于是又在這個(gè)不斷變化的感應(yīng)電勢(shì)中，使整個(gè)電路發(fā)生飽和，沖壓到工作的熒光燈燈管上，讓燈管能夠持續(xù)發(fā)光發(fā)亮。

熒光燈電子鎮(zhèn)流器的接法

為了安全起見(jiàn)，在熒光燈電子鎮(zhèn)流器連接前，要先把電路通上電，然后用電筆測(cè)試一下熒光燈電子鎮(zhèn)流器的線路區(qū)別，然后把電路斷掉，然后再按照操作說(shuō)明書(shū)把熒光燈的外殼拆下來(lái)，換上熒光燈電子鎮(zhèn)流器，用螺絲刀擰緊，最后蓋好熒光燈外殼，將其固定，這樣熒光燈電子鎮(zhèn)流器就接完了。

在安裝熒光燈電子鎮(zhèn)流器，進(jìn)行電路連接時(shí)，由于熒光燈電子鎮(zhèn)流器本身的通過(guò)電壓比較高，所以如果是自己在家進(jìn)行熒光燈電子鎮(zhèn)流器的安裝，就一定要注意用電安全，做好防電觸電的準(zhǔn)備的工作，最好是在操作時(shí)帶上防電手套或者旁邊有人照看，否則一旦發(fā)生危險(xiǎn)，后果將不堪設(shè)想。所以小兔也溫馨提示大家，熒光燈電子鎮(zhèn)流器的安裝最好請(qǐng)專業(yè)人事操作，以免發(fā)生意外。