电子整流器工作原理详细分析.doc

电子整流器工作原理详细分析 日光灯电子镇流器典型电路如图1所示、D1D4和电容C2、C3等构成整流滤波电路，向镇流器提供直流用电； 开关功率三极管BG1、BG2和双向触发二级管ST、变压器T等构成高频开关波（方波）电路，其中R1、C4和ST组成锯齿波发生器，用于启动振荡电路；方波振荡电路将直流电变为高频交流电，用于点燃日光灯，由于BG1、BG2工作在开关状态，故可获得很高效率。电感L2和C8、C9等构成串联谐振电路，其作用是起辉日光灯管和限制灯管工作电流。接通电源，220V交流电经整流滤波后，输出约300V直流电压，该直流电压经R1对C4进行充电。当C4两端充电电压超过ST的转折电压（约32V）时，ST导通，给BG2管基极提供一个窄电流脉冲使BG2首先导通。此时直流电源通过日光灯管灯丝、 L2和T的绕组n1等形成回路，给C8、C9充电，由于脉冲变压器T的线圈n1对n2和反向线圈n3的感应耦合作用，n2产生的感应电压将使BG1导通，而n3上的感应电压将使BG2截至。故C8、C9又通过L2、n1和BG1形成放电回路。如此反复循环，BG1、BG2轮流导通，很快形成频率约25kHz的自动激振荡。电路起振后，C4经D8和GB1不停地放电，使ST不再产生触发电压，即锯齿发生 器停止工作。同时，高频振荡信号很快使C8、C9和L2等构成的串联电路发生谐振，由于C8容量远大于C9容量，因此在C9两端产生足够高（约500600V）的谐振电压，使灯管一次性启动点亮。灯一旦被点亮，LC串联电路则失谐，灯管两端电压将为100V左右，L2只起限流作用，C8则起隔直作用，C9通过的极小电流对灯丝起辅助加热作用。另外，当BG2由导通变为截至时，L2的自感电压与电源整流后的电压叠加在一起，会使BG2承受上千伏的高频电压，容易使三极管击穿，C7则可有效降低这个电压在供电正常时，J2得电吸合，其动触点与“N/O(常开点)”接通，后备蓄电池正端与IC1的反相端相联。IC1(LM308)和D5、D6组成电压比较器，参考电压由D5、D6决定。这里用一个硅二极管(D5)和一个6.2V的稳压二极管(D6)组成6.9V的参考电压，对充电压电压进行监控。当IC1的2脚输入电压(既蓄电池电压)低于6.9V时，IC1的6脚输出高电平，T1导通，J1得电，其动触点与“N/O(常开点)”接通，电源电压通过R2对蓄电池充电，同时LED2点亮为充电指示。改变R2阻值可调整充电电流。随着充电时间增加，IC1的2脚电压逐渐增加，当电压大于参考电压6.9V时，IC1的6脚输出低电平，T1截止，J1失电，断开充电回路，实现自动充电保护功能。当停电时，J2失去电源，其动触点与“N/C(常闭点)”接通，蓄电池通过S1对应急灯电路供电，实现停电时自动切换功能。S1在这里用来手动切断应急灯电路部分。由IC2(NE555)、T2、T3、T4、X2等组成应急灯电路。IC2组成50Hz信号发生器，由IC2的3脚输出50Hz信号，经T2反相、放大分别驱动由T3、T4、X2组成的推挽电路，在X2的高压侧感应出220V的交流电，使日光灯管点亮。这里的X2可以直接使用次级为4.5伏、初级为220V的成品电源变压器，功率试日光灯管的功率而定。使用时，注意T3、T4应加散热器。制作时，X1选用次级为6V/200mA的电源变压器。J1、J2选用线圈电压为6V的继电器。其他器件选择可参考图示，无特殊要求。电路调试很简单，接通主电源电时，J2应该动作，LED1为电源指示。然后测量IC1的3脚电压是否为6.9V左右，之后可用一个外接电源接入IC2脚来调整充电保护电路。当输入电压大于6.9V时，J1应该动作断开。短开S1，用外接电源接入应急灯电路，测量IC2的输出是否50Hz，然后可测量X2输出部分电压是否为220V左右既可。LED3为停电/应急灯工作指示。电子整流器工作原理详细分析 气体放电灯的负阻特性 由于气体放电灯(如荧光灯、霓虹灯、金卤灯等)是一种具有如图1所示V-I特性的负阻性电光源，即为负值，从图1可以看出，当灯电流上升时，灯管的工作电压下降，但是供电电压不会下降，多出的这点电压加到灯管后会使灯电流进一步上升，如此循环，最终烧坏灯管或灯管熄灭，所以要使灯管正常工作，应配以如图2所示的镇流元件，用以限制和稳定灯电流。这个限流装置叫做镇流器。目前气体放电灯常用的镇流器有两种：电感式镇流器和高频交流电子镇流器。由于电感式镇流器工作在工频市电频率，体积大、笨重，还需消耗大量铜和硅钢等金属材料，散热困难、工作效率低、灯发光有频闪，所以现在一些电光源界的科技工作者纷纷寻找新的镇流方法，而高频交流电子镇流器就是一种有效方法。镇流原理如图3所示，镇流电路的工作特性曲线如图4所示。在图2所示的电路中，灯管上的工作电压加上镇流元件上的电压等于电源供电电压，最终可以使气体放电灯稳定工作。在图2所示的电路中，灯功率可以按下式计算：P=IV (1)式中的表示灯发光系数，它和灯管的工作电压和工作电流有关，对电感镇流器，可以取0.8，对高频电子镇流器，可以取0.99。在灯电路稳定工作期间，灯管上的电压是稳定的，所以灯功率主要取决于灯电流的大小，而灯电流的大小和镇流元件的阻抗和电源供电电压的高低有关，并且供电频率对荧光灯的工作也有影响