整流效应试验装置和电路的研究.doc

金属卤化物灯和高压钠灯整流效应试验装置和电路的研究一、引言随着GB7000.1-2007灯具-第1 部分:一般要求与试验标准于2009 年开始实施，根据IEC62035 光源的安全标准，可能导致镇流器、变压器或者启动装置过载的某些金属卤化物灯和某些高压钠灯变得不安全，除GB7000.1-2007 标准中附录C 注2 的规定以外，都应用标准中附录C 中图C.3 所示的试验电路专门的试验方法进行模拟异常电路验证。这些试验方法包括对试验设备的要求，作为灯具的检测基础的需要，要引起足够的关注。中国照明网技术论文电光源 二、试验要求试验电路见图1。中国照明网技术论文电光源 中国照明网技术论文电光源 试验电路中各部件的要求：1）D（整流二极管）100A，600V。2）R（可变电阻）0200（电阻的额定功率至少是光源的1/2）。3）A电流表（具有AC+DC 功能）。三、试验电路分析根据上述标准规定，我们分析：可变电阻要求：我们按灯具1000W 功率计算：中国照明网技术论文电光源 中国照明网技术论文：金属卤化物灯和高压钠灯整流效应试验装置和电路的研究强耀根 严晓林1、分析1）当我们进行异常状态整流效应试验时(可变电阻取1/2 值)，根据1）式、2）式和3）式，可变电阻的额定电流小于灯具的实际电流。2）试验电路图1，当我们按试验电路试验开始时，在电路中虽然有D（整流二极管）分流，但是整流二极管有门槛电阻，在可变电阻起调（从0起调），可变电阻的阻值在小于整流二极管门槛电阻时，灯具的实际电流全部流经可变电阻，可变电阻将严重超载。3）试验开始后，将电阻调到需要二倍电流或三倍电流时，整流二极管是半波整流，最大分流1/2 电流值，在这样状态下，电阻满载运行，容易发热，不安全。4）高压钠灯和金属卤化物灯的灯具的镇流器是带有铁心的电感镇流器温升有一定的迟后，况且，异常状态整流效应试验要求温度到达稳定状态，所以温升稳定有一定的时间，这样电阻功率显然不够。5）电阻是一个发热元件，长时间满载运行肯定发热，影响阻值的稳定。6）一般被试灯具带有热保护装置，在温度达到设定值时，有时候会频繁通断，这样对一个大功率电感元件来讲，电压、电流冲击相当大。势必影响到已经满载运行的电阻正常工作。2、对D（整流二极管）要求1）大电流运行。2）上述分析第 6）条被试灯具会频繁通断，在大功率电感元件作用下，存在电压、电流冲击。3、对电流表要求从试验电路图1 电路中我们可以看到，整流二极管和电阻并联，一部分电流从电阻中流过，另一部分从整流二极管流过，故电流表中既有交流电流，又有整流二极管流出的直流电流。电阻为零时电流波形见图2。中国照明网技术论文电光源 中国照明网技术论文电光源 四、电路元件设计1、可变电阻从上述可变电阻使用的分析中可以看出，可变电阻取1/2 值时存在不足。据经验推断电阻取值在（23）倍使用功率时较为稳定，而且发热较少，阻值也不会变化。假如我们取值2 倍。则：中国照明网技术论文电光源 中国照明网技术论文电光源 方法一：在可变电阻达到10A 时满足我们使用要求，但是可变电阻功率达到20KW 功率时体积相当大，价格不菲。在防通风罩的试验室内也存不下如此庞大的可变电阻。方法二：为达到可变电阻符合使用要求，减少体积，降低成本，购买阻值较小的可变电阻，串接固定电阻，来达到符合标准要求的阻值，但是，这样无法做到无极调阻值，不能满足标准要求，也不尽理想。方法三：为可变电阻达到10A 电流使用要求，又因为我们使用的电压是固定的，可变电阻采用以250V 电压设计，用在25时能承受10A 电流设计，在电压固定，随着电阻增大承受电流减少的方法进行定制。即在同一瓷管上分别032时用能承受10A 电流的电阻丝绕制，在3242用能承受8A 电流的电阻丝绕制，在4263用能承受6A 电流的电阻丝绕制，在63200用能承受4A 电流的电阻丝绕制，连续可调的使用要求。中国照明网技术论文电光源 从方法3 中可以看到10A 电流时，电阻功率减少到原来的1/8。满足我们需要的0200连续可调的使用要求，又减少电阻功率，减少了体积，降低成本。2、整流二极管从图1 中可以看到整流二极管并联在电路中，随着可变电阻的阻值的变大，整流二极管的整流效应逐步增大，电感镇流器中的磁饱和逐步加深，感抗随磁饱和逐步加深减少，随之电流逐步增大，流经整流二极管电流加大。中国照明网技术论文电光源 中国照明网技术论文电光源 通大电流的整流二极管极易发热，整流二极管工作时必须加强散热。确保整流二极管正常工作。试验电路分析第6）条中以指出，灯具热稳定时有些灯具保护元件工作会频繁通断，在大功率电感元件作用下，高电压、电流冲击整流二极管。故整流二极管的耐压选用可以略微选高一些，但不宜过高，耐压过高的整流二极管内阻大，对我们试验使用整流二极管存在差异。3、电流表电流表是串接电路中的，从上述分析我们可以知道，电路中既存在交流又存在直流，在不同阶段电流状况也不同。电源输入电流波形后见图3。三倍电流时的波形见图4。中国照明网技术论文电光源 中国照明网技术论文电光源 从图2 中知当电流通过镇流器以后，已经不是我们所见的正弦波，谐波成分很大，在整流后，从图4 中，我们所见也不是完整的半波图而是三角波和少量的正弦波迭加，所以我们现有的交流电流表或直流电流表都无法正确反映实际电流的状况。实际使用中需要使用交直流电流表才能正确测量。五、总结金属卤化物灯和高压钠灯整流效应试验电路装置虽然简单，但是在制造过程中走过弯路，碰到不少难点。首先是电流表。目前市场上一般都是交流数显表或直流数显表，无法找到数显的交流和直流混合电流表，最后用交直流功率计来替代电流表。其次可变电阻。选型时，市场上0200可变电阻都是小功率的，大功率的需要定做。电阻制造厂都按公式（6）计算生产的。体积大，价格高很难承受。最后通过与电阻制造厂设计人员沟通，得到符合我们需要的可变电阻。还有，随着电子产业发展整流二极管使