無極燈工作原理/制作工藝

一、電源濾波器

　　EB燈電源的核心部分是一個(gè)DC/AC逆變器，它產(chǎn)生2.65MHz的高頻功率用以點(diǎn)亮氣體放電燈泡，由此會(huì)帶來電磁干擾(EMI)和抗干擾(EMS)等問題。故EB燈必須滿足國標(biāo)：GB/T18595-2001《一般照明設(shè)備電磁兼容抗擾度要求》和GB177430-1999《電氣照明和類似設(shè)備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》。

　　電源濾波器有兩種作用：
 

　　其一，是防止燈電源噪聲竄入電力網(wǎng)，干擾其他用電設(shè)備;

　　其二，可阻止電力網(wǎng)中的噪聲輸入燈電源，影響燈的正常工作。

　　其電路如圖1所示。

　　電源濾波器是由電感和電容組成的兩級(jí)式電源濾波網(wǎng)絡(luò)，所要抑制的頻率主要是PFC的工作頻率約50kHz和DC/AC開關(guān)頻率2.65MHz，以及這兩個(gè)頻率的高次諧波。CX1、CX2、CX3也叫X電容。把差模干擾噪聲旁路掉。LF1、LF2為共模扼流圈，抑制共模噪聲。CY1、CY2也叫Y電容，用于抑制輸電線繼發(fā)的射頻噪聲。RV1為壓敏電阻器，用來吸收尖峰脈沖過電壓。在電源電路中串接一個(gè)功率型NTC熱敏電阻器，能有效地抑制開機(jī)時(shí)的浪涌電流。R1、R2是X電容的泄放電阻。

　　二、功率因數(shù)校正器(PFC)

　　MC33262是一款可靠且成本低廉的功率因數(shù)校正芯片，其應(yīng)用電路如圖2所示。市電經(jīng)電源濾波器和整流器得到脈動(dòng)直流電。電流通過啟動(dòng)電阻R10向C2充電至10V時(shí)，IC1開始工作。整流后的直流脈動(dòng)電壓在R5的分壓作為取樣信號(hào)經(jīng)IC1的③腳輸入乘法器。直流輸出電壓在R6和WR上的分壓經(jīng)①腳輸至誤差放大器的反相輸入端，與2.5V的參考電壓比較放大后輸出一個(gè)直流誤差電壓，同時(shí)也輸入到乘法器。

　　通過功率開關(guān)MOSFET的電流在源極電阻R9上轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，輸入到IC1的④腳，并與乘法器的輸出電壓進(jìn)行比較。隨AC電壓從零到峰值正弦地通過，乘法器的輸出電壓控制IC④腳的閥值，從而使Q1的峰值電流跟蹤AC輸入電壓，致使校正電路的負(fù)載呈電阻性。

　　由于MC33262的控制作用，使輸入電流緊緊跟隨AC電壓而變化，呈平滑的正弦波。同時(shí)，PFC電路又是一種升壓型開關(guān)穩(wěn)壓電源，使無極燈的功率和光通量不會(huì)隨市電電壓的漲落而變化。

　　三、點(diǎn)燈逆變器

　　逆變電路如圖3，它將PFC電路輸出的高壓直流變換為供無極燈使用的高頻交流電。國際電工委員會(huì)CISPR15允許對(duì)磁場感應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的頻率范圍為2.2MHz～3.0MHz，其中心頻率為2.6MHz。接通電源后PFC輸出直流電壓.通過R19、R18加到電容C12上，C12開始充電。當(dāng)C12上所充電壓達(dá)到觸發(fā)管(DI-AC)D8～D16的轉(zhuǎn)折電壓時(shí)，DIAC由關(guān)斷轉(zhuǎn)為導(dǎo)通狀態(tài)。積分電容C12所儲(chǔ)存的電荷經(jīng)DIAC加于振蕩變壓器BT1的初級(jí)繞組W20，依靠W22、W21兩個(gè)繞組使Q81、Q82獲得幅度相等，相位相差180°的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在Q82導(dǎo)通時(shí)Q81被強(qiáng)迫關(guān)斷截止;Q81導(dǎo)通時(shí)，Q82又被強(qiáng)迫關(guān)斷截止。

　　逆變器的振蕩頻率由繞組W21、W22的電感量與場效應(yīng)管Q81、Q82的輸入電容以及補(bǔ)償電容C81、C82共同決定，燈回路網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率必須與輸入回路的諧振頻率相同，例如：諧振頻率為2.65MHz。還要盡力優(yōu)化Q81、Q82驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度和波形，使其自身功耗降到最低。

　　二極管：D8′有兩個(gè)作用：正向時(shí)用來泄放C12上的電荷，防止逆變電路因誤觸發(fā)而出現(xiàn)共同導(dǎo)通現(xiàn)象，起保護(hù)作用;反向時(shí)，利用反向恢復(fù)時(shí)間的反向電流為振蕩變壓器輸入激勵(lì)信號(hào).

　　圖3中Lz、C14、C15為諧振電感和諧振電容，它們是設(shè)計(jì)中重要的參數(shù)。在啟動(dòng)階段，燈泡的等效電阻很大，Lz、C14、C15發(fā)生串聯(lián)諧振，諧振電路可以在燈兩端形成很高(約3000V)的點(diǎn)火電壓。無極燈引燃后，進(jìn)入正常運(yùn)行階段，泡體內(nèi)電弧等效電阻在數(shù)百歐姆，當(dāng)燈電流生成后，諧振回路失諧，C14、C15上的諧振電壓降到燈的工作電壓。燈點(diǎn)亮后由Lz穩(wěn)定燈的電弧電流。與此同時(shí)，由于輸出回路的選頻濾波作用，點(diǎn)燈電能為一余弦波的電壓和電流，其頻率為激勵(lì)信號(hào)的基頻。[!--empirenews.page--]四、異常保護(hù)電路

　　當(dāng)出現(xiàn)燈泡接線脫落或者燈泡漏氣等異常狀態(tài)時(shí)，無極燈不能正常啟動(dòng)，諧振引火電路一直處于諧振狀態(tài)，逆變器輸出的電流增大到正常電流的3～5倍。如果不采取有效的保護(hù)措施，就會(huì)造成點(diǎn)燈逆變器以及前級(jí)單元電路因過載而燒毀，甚至引起冒煙、爆裂等事故。異常保護(hù)電路如圖4所示。

　　在異常狀態(tài)時(shí)：在諧振電容C14、C15的中點(diǎn)引出異常保護(hù)采樣電壓，，通過電容C16、C18的分壓和D18、D19、R24整流后成為控制電壓，通過R25、R21和C19延時(shí)電路，在C19上得到隨時(shí)間上升的直流電壓，當(dāng)此電壓大于DZ1的穩(wěn)壓值時(shí)便被擊穿，可控硅MCR導(dǎo)通，通過阻塞二極管D17將Q82柵極與地短路，迫使半橋逆變電路停止工作。而在正常狀態(tài)下，C19上的電壓還未上升到DZ1的穩(wěn)壓值，燈就點(diǎn)亮了，燈點(diǎn)亮后諧振電路便失諧，因而DZ1一直處于截止?fàn)顟B(tài)。R20的數(shù)值不能取得太大，其電流一般為1～2mA，保護(hù)電路的動(dòng)作時(shí)間不能取得太大，一般為1～2秒。C20、R23起抗干擾作用，防止單向硅因干擾信號(hào)而誤動(dòng)作。