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

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

2、 </p><p>　指導(dǎo)教師姓名：職稱 教授 </p><p>　最終評定成績：</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（論文）課題任務(wù)書(3)&l

3、t;/p><p>　　二、畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告(5)</p><p>　　三、畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告(11)</p><p>　　四、畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評閱表(12)</p><p>　　五、畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱教師評閱表(13)</p><p>　　六、畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯及最終成績評定表(14)&

4、lt;/p><p>　　第二部分 設(shè)計說明書（或畢業(yè)論文）</p><p>　　七、設(shè)計說明書（或畢業(yè)論文）(15)</p><p><b>　　20 14 屆</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計（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（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（論文）開題報告</p><p><b>　?。?0 14 屆）</b></p><p>　　2013年 12 月 28 日</p><p>　　

6、說明：開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，將作為畢業(yè)設(shè)計（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（論文）指導(dǎo)教師評閱表</p><p>　　教學(xué)部：機電信息工程

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

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

9、;p>　　第二部分 設(shè)計說明書（或畢業(yè)論文）</p><p>　　20 14 屆畢業(yè)設(shè)計（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</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</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），題目《自適應(yīng)零電壓開關(guān)電子鎮(zhèn)流器電路設(shè)計》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，進行研究工作所取得的成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文章以明確方式注明。除此之外，本論文（設(shè)計）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明應(yīng)承擔的責任。</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。二十一世紀是一個能源危機的時期，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)在正在從會普遍構(gòu)成能量浪費的白熾燈向節(jié)能型的器具（如熒光燈，LED燈等）過渡?！熬G色照明工程”不僅只是簡單的能源節(jié)約，而且是對環(huán)境的保護；“綠色照明工程”不僅只是當前資源缺乏問題所在，而且是對后人持續(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。熒光燈不單工作溫度時常很高，氣壓轉(zhuǎn)變小，驅(qū)動和作業(yè)時燈管阻抗變化小，并且布局簡易、價格低廉、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，從而實現(xiàn)逆變的成效。所以，電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計的

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</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)流器常用的電路拓撲16</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26</p><p><b>　　結(jié)論30</b></p><p><b>　　參考文獻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)保局主理的一個自愿性質(zhì)的名目，介入能夠在保持照明質(zhì)地的同時大幅削減

24、用于照明的開支，用于此目標的投資年回報率可以抵達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)濟安逸、安全可靠、有利環(huán)境和改進人們生存質(zhì)地、增高了工作功效、庇護人們身心健康的照明情況，以滿足國民經(jīng)濟各各部

25、門和人民群眾逐日增加的對照明質(zhì)量、照明環(huán)境和減少環(huán)境污染的需要。 </p><p>　　在二十世紀九十年代初，“綠色照明”是國際上對選用節(jié)約能源、保護環(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”旨在得到一個不錯的照明質(zhì)量環(huán)境，締造一個隨機應(yīng)變并與四周風景、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?shù)臓顟B(tài)下工作、學(xué)習

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”時期推行CFL、細管型熒光燈3億只（支）極其他高效照明用具，構(gòu)成結(jié)尾節(jié)電2200000000kW·h的實力，削減電網(wǎng)蜂荷7200000kW，等于少建了9780000kW裝機容量的電站，節(jié)省電力建立經(jīng)濟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”的實施，初步實現(xiàn)了預(yù)期的目標，取得了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，同時推進了綠色照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，促進了綠色照明產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步。2008年北京奧運會的主旨是“科技奧運、綠色奧運、環(huán)保奧運和人文奧運”。首都北京現(xiàn)已著手城市亮化和景觀照明?？萍疾康日块T的請求，要以2008年的北京奧運會和2

28、010年的上海世博會為機會，推行都會的景觀照明。都會照明體現(xiàn)一個都會的形象，代表一個都會的文化，反饋一個都會的科學(xué)管理，意味一個都會的文化提高和現(xiàn)代化建設(shè)。都會重要道路、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。因為LED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>　　實施綠色照明工程和計劃，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，而且尤其適用于臺燈和床頭燈。世界各國都在推行綠色照明時，都把

33、CFL作為首選綠色電光源來推廣。</p><p>　　2.細管徑直管型節(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、減少本錢和方便實施等一些優(yōu)點。 </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。之后20世紀末半導(dǎo)體技能的與日俱增制造機能靠得住、價格較低的鎮(zhèn)流器成為現(xiàn)實，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項以上無極燈專利獲得準許，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，對環(huán)

36、境不存在污染，是標準的綠色照明光源。</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一個最主要的一個部分是半導(dǎo)體晶片，當電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片，電子會到P區(qū)，在P區(qū)的電子和空穴的復(fù)合，形成一個光子的能量，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的光譜幾近整個齊集于可見光頻段，其發(fā)光效能可達到150lm/W（2010年），普遍應(yīng)用于種種室內(nèi)、戶外顯示屏、交通燈、手機和汽車等范疇，在都會景觀照明中，LED大放光彩，點燃了“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，但對于標膠寬敞的教室和住宅，首先應(yīng)該推薦使用高效細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為顯色指數(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時使用的，除了亮度要求外，瞬間點亮是非常重要的。由于氣體放電都有啟動時間，所以汽車前燈一般采用鹵鎢白熾燈來替代普通的白熾燈。汽車剎車車燈對瞬間點亮更加苛求。由于LED通電達到最大亮度的時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展性的問題。CFL雖然是實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。在四十年的熒光粉鹵磷酸鈣的研制成功，是因為沒有毒性，價格低，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白色的光。因此，紅色，綠色和藍色熒光粉的發(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)必滿足以下幾個條目：1、燈絲預(yù)熱電流或者燈絲電流2、高電壓驅(qū)動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)電動勢大，燈容易放電點火。鎮(zhèn)流器一般都有兩個出頭，不過有一些電子鎮(zhèn)流器為了在電壓不夠的時刻方便點燃，如若多繞了一、兩個線圈，最終也有三或者四個出頭的鎮(zhèn)流器。</p><p><b>　　3、啟輝器</b></p><p>　　俗稱

48、啟動器，它就是在日光燈中起自動開關(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亮燈管子的，所以必須有一個啟動的過程，這個過程需要光燈。每個氣體放電燈的燈管兩端相應(yīng)的點火電壓，該電壓超過時間的擊穿電壓時，它有可能創(chuàng)建一個氣體放電隨后將燈照明。點火電壓的氣體放電燈有上千伏特數(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亮的。電路中的電壓必須提供更多比氣體放電光源的點火電壓發(fā)生器，它要求啟

49、動器。</p><p>　　啟動器的結(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（靜觸頭和動觸頭）具備開關(guān)功能。動觸桿的雙金屬片每日為倒U形，移動接觸非常激烈的擴張和靜觸頭相連，冷卻后自動復(fù)位，從而與靜觸極解脫。電容器的兩個接觸電極上并聯(lián)一個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，有利于熒光燈驅(qū)動器，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)一個恰當?shù)牡碾娙萜鳌?lt;/p><p>　　5、熒光燈的工作原理</p><p&g

51、t;　　在通上電源的時刻，因為熒光燈沒有被點亮，所以電源電壓整個都加在啟輝管的兩個電極間，因此啟輝器內(nèi)的氬氣產(chǎn)生電離。電離的時刻所發(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，使整個電路相通并且加熱了燈管的燈絲。燈絲因為有了電流（啟輝電流或預(yù)熱電流）經(jīng)過而放熱，從而使氧化物放射出電子。同時，當起動管的兩個電極接通，電極之間的電壓為零，然后開始電離起動器立即停止

52、，是“U”型金屬板的溫度下降和恢復(fù)原位，留下兩個電極（啟輝放電消失，管內(nèi)的溫度降低；雙金屬片自動恢復(fù)原位，兩極就斷開了）。當分開的那一瞬間的時刻，能夠使鎮(zhèn)流器中通過的電流產(chǎn)生變換直至變化至零，因為鎮(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候，則會輻射出不能

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，以達到節(jié)能的效果，除此之外電子鎮(zhèn)流器還是一個

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)高頻電壓用來點亮了熒光燈，經(jīng)過精準的調(diào)解與燈管相互搭配，解決了不同的功率燈管驅(qū)動電壓、電流，從而達到正常的工作。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、這個項目，能熟練把握，更利于鞏固知識和能力的提高。更接近于現(xiàn)實的理論，對長期發(fā)展的深遠意義。</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撲結(jié)構(gòu)來實現(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撲的電子鎮(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撲的電子鎮(zhèn)流器電路</p><p>　　基于自振蕩電壓饋送半橋拓撲的LED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，形成一個驅(qū)動電路，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T1a內(nèi)電流增長的過程的時候，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，V2截止，V1導(dǎo)通。當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的時刻，從而產(chǎn)生諧振，在C5上構(gòu)成的諧振電壓對燈點火。當燈被點亮之后，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)動繞組與電感器公用一個磁心，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。由于在每個功率晶體管的集電極與基極之間都連接了一個偏置電阻，并且每個晶體管基極都串聯(lián)了一只（隔直流）電容（C3和C4），電路的啟動無需電阻、電容、雙向二極管和二極管組成的啟動電路。為使V1和V2的驅(qū)動電流盡量小一些，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：使用分立元器件設(shè)計的簡約的電子鎮(zhèn)流器電路雖然成本很低，也能點亮熒光燈，但是還是出現(xiàn)一些缺點。以上圖2.5和圖2.6所示的電路圖來看，至少有三個問題沒有解決：一是燈陰極預(yù)熱；二是安全保護；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)熱啟動型熒光燈。熒光燈沒有預(yù)熱驅(qū)動在陰極沒有能夠發(fā)熱到熱電子放射溫度就開始迅速驅(qū)動,這種硬驅(qū)動方法會影響燈壽命。因此,在90年代初期的時候發(fā)布的一些國際準則中,必須規(guī)定鎮(zhèn)流器對燈的驅(qū)動“不得對燈性能造成危害”,燈的預(yù)熱“最短時間應(yīng)該不少于0.4s”。與此同時還劃定,陰極預(yù)熱驅(qū)動務(wù)必共同滿足開路電壓、預(yù)熱電流和預(yù)熱期間幾個方面參數(shù)的要求。在預(yù)熱的時間里,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。當燈陰極到能夠放射情況的時候,開路電壓必須夠高,能夠使燈馬上驅(qū)動而不要反復(fù)多次才驅(qū)動。很明顯,陰極預(yù)熱和集成電路的“軟啟動”和“延遲啟動”不是一個概念。</p><p>　?。?）異常狀態(tài)保護的時候，電子鎮(zhèn)流器選用常用的保護方法有下列幾種： </p><p>　　在交流輸入電路與玻璃管保險絲做一個串聯(lián)電路。熔斷器會使一些人錯誤地認為應(yīng)

63、該放在這個位置，過載振蕩函數(shù)級數(shù)，而實際上如此的庇護方法日常不會在燈絲去激活等過載條件下供給庇護，它每每在開關(guān)器件擊穿之后才會熔化，所以不能夠起到實際意義上的異樣狀況保護功用。  </p><p>　　在諧振回旁邊串接自恢復(fù)高分子熱敏電阻（PTC)。該保護方法的好處，當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，但是依舊可以堅持日光燈正常運作，同時在常溫的環(huán)境

64、下也可以保持很好的保護特征；另一方面，即使經(jīng)過多次或長時間提供保護后，PTC 仍然可以保持性能十分穩(wěn)定。PTC 熱敏電阻對電子鎮(zhèn)流器實行異常保護的電路原理如圖2.7所示。</p><p>　　圖2.7 PTC熱敏電阻對電子鎮(zhèn)流器異常保護電路圖</p><p>　?。?）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

65、電網(wǎng)和其余用電器件傷害非常大,隨之對供電規(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：進入20世紀90年代后，電子鎮(zhèn)流器ASIC獲得了深遠發(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，因為它功率因數(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電路拓撲。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。這種方式的負載值對開關(guān)頻率的變化比較敏感，因為開關(guān)頻率

69、的變換幅度增大，選取輸出濾波器的時候，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。 </p><p>　?。?）平均電流控制。平均電流控制實際上是吧開關(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放大。這類方法能夠適用于任何拓撲。</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>　　因為氣體放電燈有負阻的特征，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功能規(guī)定：</p><p>　?。?）能夠限定和穩(wěn)定LED的正常工作電流。</p>

72、<p>　　（2）在交流電過零時，能夠正常的工作。</p><p>　?。?）在給燈點火的時候供應(yīng)一定的點火電壓。</p><p>　?。?）在給燈點火的時候，可以操控燈點火所需要的，從而使燈的電極能夠被得當?shù)念A(yù)熱，并且保證燈絲的電極持續(xù)日常工作溫度。當然，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，所以這個技術(shù)要求較高。</p><p>　　

73、同時電子鎮(zhèn)流器也應(yīng)該具有如下幾個控制功能：</p><p>　　（1）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)電流或者防止因為燈電極電流過熱而產(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>　?。?）在燈電路不能夠日常點火的時刻可以自己斷開電路，這個方式對電子鎮(zhèn)流器電路是不可缺少的。</p><p>　　（6）當在交流供電電壓不穩(wěn)定的時候，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</p><p>　?。?）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。可以提升視覺分辨率和功能，能夠減少持續(xù)工作的視覺勞累，有益于保護眼睛。</p><p>　　（3）更可靠的起點。加熱燈管后首次就能夠成功，從而防止多次起點。</p><p>　　（4）功率

76、因數(shù)高。符合國家標準的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>　?。?）噪聲很小。高電子效能電子鎮(zhèn)流器的雜音分貝可以到達35db以下，所以大家?guī)捉荒軌蚵牭綗艄艿碾s聲。</p><p>　?。?）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>　　（7）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，當電源，電壓偏差大，仍然可以保持一個恒定光源照明，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，污染十分嚴重，因此，需要高可靠性的設(shè)計和生產(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降低了燈光壽命，好一點的感性鎮(zhèn)流器與電子鎮(zhèn)流器又因為效率高，價格昂貴，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)的時候，則要再點亮過程中增加保護電路，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)對電源電流波形及諧波含量和瞬時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)流器的整個性價格比，選用新型電路拓撲，例如具有PFC功能的

81、單級電子鎮(zhèn)流器等。</p><p>　　通過上述幾個階段，現(xiàn)在的電子鎮(zhèn)流器在現(xiàn)實使用中雖然已經(jīng)有較大的突破。但是要使它發(fā)展到更高的水平，還需解決以下幾個問題：</p><p>　　按照可靠性設(shè)計理論，來控制元器件個數(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，戰(zhàn)勝在硬開關(guān)變化的時候發(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，從而能夠使它不會因為提供電壓波動和瞬時過電壓沖擊，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)信號的取樣和反饋的功能。燈工作形態(tài)的反饋信號來自于功率因子校正電路和調(diào)光信號，經(jīng)過控制電路處理而得出一個

84、精準的逆變電路中開關(guān)器件的啟動脈沖。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，也有一定

85、的影響。以下來了解學(xué)習電子鎮(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)流器常用的電路拓撲</p><p>　　單開關(guān)拓撲 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)變換電路拓撲。同時這個電路拓撲只使用了開關(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)反激變換電路拓撲，變換器輸出經(jīng)過一個電容結(jié)構(gòu)耦合到燈管，從而使燈管的工作電流為交流電，但是這種電路拓撲的熒光燈燈絲會一直通電，從而最終導(dǎo)致燈管的發(fā)光效率下降。</p><p>　　雙開關(guān)拓撲 雙開關(guān)拓撲輸出雙極性交流電。它利用了整個開關(guān)變壓器磁心磁化曲線。根據(jù)雙開關(guān)電路拓撲在電子鎮(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、拓撲。工作于雙開關(guān)電路拓撲的電子鎮(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，輸出給燈負載使用。這個燈逆變電路應(yīng)能滿足燈負載對燈絲預(yù)熱、正常工作、點火和故障狀態(tài)保護的要求。</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MOS管柵極偏置，以此來達成晶體管或者MOS管導(dǎo)通時期的變化，最終達到開關(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侯持續(xù)穩(wěn)定，是使用微處理器的數(shù)字信號對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。這是半個周期的多脈沖產(chǎn)生的輸出波形，可以使每一個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現(xiàn)脈沖占空比來D調(diào)節(jié)，來達到控制調(diào)節(jié)等輸出功率的目的。</p><p>　　（3）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、的方式來實現(xiàn)調(diào)節(jié)占空比，最終實現(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現(xiàn)調(diào)理逆變器輸出交流電壓的幅度，最后實現(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)路來實現(xiàn)自激振蕩，從而使開關(guān)逆變器為燈負載供電。一般輸出功率在100W左右，電路很簡單，造價較低。</p><p>　　他激動式開關(guān)逆變器：這種逆變器必須有一個振蕩器，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大電感，從而使其直流供電輸入可以等效為一個電流源，它具有控制速度快、控制特性好的優(yōu)點，適合于多燈并聯(lián)應(yīng)用的場合。但此電路需要一個或者倆個大電感，而且對開關(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、輸出端之間接一個大電容，從而使其直流供電輸入電路可以等效為一個電壓源，對開關(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。電路工作的時侯

95、，開關(guān)管的電流上漲和電壓下落一起實行；斷開的時侯，電壓的上漲和電流下落一起實現(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候，積聚在開關(guān)器件電容中的電量將會用電流形式整個消耗在這個器件內(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載電路，這種方法是逐步地由小到大實現(xiàn)接通的進程，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)一盞燈開啟時由不亮到漸亮再到全亮逐步地慢慢地實現(xiàn)，關(guān)閉進程則反之。軟開關(guān)的導(dǎo)入能夠整個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。實際中軟開關(guān)的完成方法有：根據(jù)白熾燈等電阻性負載經(jīng)常利用可控硅調(diào)整導(dǎo)通角的方法達成

98、的，當打開燈光時導(dǎo)通角由0到180度漸變，在燈光關(guān)閉的時侯導(dǎo)通角則反過來由180度漸變，由此便可以達到軟開關(guān)的開啟和關(guān)閉。根據(jù)熒光燈類負載則通過調(diào)整占空比的方法來達成。與此同時軟開關(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)展的進程能夠?qū)④涢_關(guān)電路分為準諧振電路和諧振PWM電路。</p>&l

99、t;p>　　準諧振電路：準諧振是開關(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時段，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向正弦半波，所以常稱為準諧振。無論是串聯(lián)LC或并聯(lián)LC都

100、會產(chǎn)生準諧振。利用準諧振現(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諧振變換器。其特點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，噪聲已經(jīng)超過人類聽覺范圍，從而使無噪聲傳動系統(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變換器拓撲基礎(chǔ)上，附加一個諧振網(wǎng)絡(luò)而已，

102、因為諧振網(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，諧振網(wǎng)絡(luò)工作使電力電子器件在開關(guān)點上實現(xiàn)軟開關(guān)過程，諧振過程極短，達到基本不影響PWM技術(shù)的實現(xiàn)。從而既保持了PWM方式的特點，又實現(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)準諧振電路 b零電壓開關(guān)準諧振電路</p><p>　　普通PWM變換器是以改變驅(qū)動信號的脈沖寬度來達到調(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</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)動器。因而可方便地驅(qū)動30W以下緊湊型熒光燈CFL(俗稱節(jié)能燈)。</p><p>　　1.IR2520的主要特點如下：</p><p>　?。?）集成有600V的半橋驅(qū)動器、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>　?。?）由于采用自適應(yīng)ZVS技術(shù)，故器件功耗很?。?lt;/p><p>　?。?）具有波峰因數(shù)檢測過電流保護功能，可省去；</p><p>　?。?）外部電流感測電阻；</p><p>　　（6）最小頻率(正常燃點時的工作頻率)可編程；</

107、p><p>　　（7）啟動電流很小(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)運作;同時具有內(nèi)部峰值因數(shù)電流過高保護和集成自舉二極管。集成電路的中心是一個電壓控制振蕩器，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.