电子镇流器的工作原理及频率计算pdf

1、第9卷, 第3期 重庆邮电学院学报 1997年9月 V o l. 9 N o. 3 Jou rna l of Chongqing U n iversity of Po sts and T elecomm un ica tion sSEP. 1997电子镇流器的工作原理及频率计算罗天龄(重庆邮电学院电信系电路分析教研室, 重庆400065)摘要从能量观点及利用RL C 串联电路接通直流电源瞬态特性, 阐述电子镇流器的工作原理,推导启动瞬间及正常工作时频率计算公式。关键词电子镇流器, 启动瞬间, 充电, 放电, 反馈, 衰减, 振荡中图法分类号TN 35The W ork ing Pr inc i

2、ple of Electron ic Ba lla stsand The ir Frequency Ca lcula tionL uo T ian ling(D ep a rtm en t of T elecom m un ica tion E ng ineering , C hong qing U n iv ersityof P osts and T elecom m un ica tions, C hong qing 400065)Abstract Con sidering the con serva tion of energy and the fea tu res of connect

3、ing the DC power via RL C series circu its, th is p ap er discu sses the w o rk ing p rincip le of electron ic ba lla stsand w o rk s ou t a fo rm u la fo r ca lcu la ting the frequency a t the sta rting tim e and da ring no rm a lw o rk ing hou rs.2Key words electron ic ba lla sts, sta rting m om e

4、n t, cha rging, discha rging,feedback, lo ss, o scilla tion电子镇流器以节能、无音频噪声、无闪烁、启动桥式全波整流电路; R 1 , C 2 及二极管D 5、触发管D 6 ,快及线路功率因数高等优点受到人们的重视, 并得三极管V T 1 , V T 2 , 脉冲变压器B T 组成高频振荡电到迅速发展。我国对电子镇流器的开发试制与生产路; C 4 , C 5 , 灯管及B T 构成RL C 串联电路。已十多年历史, 由于电路设计不合理, 元器件选择不工作原理: 图1 电路接通220V 交流电源, 经整恰当, 质量缺乏保证, 加之执行标准不

5、统一, 使合格流、滤波输出直流电压约300V , 如图2 所示。V T 1 ,XX产品极少。现在仍然处于不断研制、发展、提高其质V T 2截止, 集电极电压U ce1 = U ce2150V , 直流电源量。现将本人研制电子镇流器中对镇流器工作原理经R 1 对C 2 充电。及工作频率计算的看法阐述如下。电流途径: 电源极R 1 C 2 极, 在当充电达到或超过触发二极管触发电压32V 时, 触发管D 61电子镇流器的结构及工作原理导通注入一电流至V T 2 基极使V T 2 饱和导通, V T 1发射极电位降为零(忽略饱和压降) , U ce1300V 加国内现在研制的电子镇流器线路型式多种多

6、于负载电路。根据RL C 串联电路接通直流电源的瞬样, 而我们研制的基本结构包括三部分: 整流滤波电2路(如图1 所示) , D 1D 4 四个二极管及电容器接成收稿日期: 1997-01- 1464 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.罗天龄: 电子镇流器的工作原理及频率计算态特性, 在当R 2 L 时, 回路中电容上产生高频C高压正弦衰减振荡, 由于脉冲变压器B T (n3 绕组) 的正反馈作用使V T !、V T 2 交替导通, 为C 5 提供充放电路径, 于是

7、振荡回路从电源获得能量补充, 衰减振荡变为等幅振荡, 如图(6) 中U c ( t)。等幅振荡电压加于日光灯管两端使日光灯起辉点燃。物理过程: V T 2 导通, 电容C 5 充电, 电源极C 4r1 (灯丝电阻) C 5 r2 (灯丝电阻) L 1 n3 V T 2 极, 充电电流 ic 经过绕组 n3 两端感应电势ba50Hz 220vD 1 -D 4dC 1CC2R 1D 5D 6R 2VT 2 VT 1R 4R 3n 2 n 1 n 3icC 3icC 4L 1r 2r 1C图1 电子镇流器基本电路图5为左 、右 , 由同名端看出V T 1 基极为 、V T 2 基极为 , 保证V T

8、 1 截止, V T 2 导通, 随充电电流逐渐uabtucd 0T 2T2Tt0T 2T2Tucelt0T 2T2T图2经整流、滤波输出电源波为零, 然后电流反向减小, n3 中感应电势左 、右 ,由同名端知V T 1 基极为 , V T 2 基极为, 于是V T 1截止, V T 2 导通, V ce1 ( 300V ) 两端电压再对 C 5 充电。重复以上过程, 周而复始, V T 1 , V T 2 交替导通,V T 1 集电极输出方波电压加于RL C 负载电路, 并产生正弦等幅振荡使电容C 5 上在接通电源瞬间出现高频、高压正弦信号点燃日光灯管,因回路中灯管、n3、L 1 为非线性元

9、件, 回路电流波形为非正弦波, u c5 ,uL 3 , uL 1 电压波形均为非正弦, 而 u c4 为正弦波(C 4 为uce1ti02 TT2Ttuc40tuc50t0图3RLC回路电流、电压波形线性元件) 如图3示。灯管点燃后回路电阻增大, 正弦振荡频率降低, 以下推导计算振荡频率公式。 增加, 电容电压 uc 增加, 电感线圈储能增加。当线圈2启动前后等幅振荡角频率计算n3 储能饱和时, 回路中电流最大, n3 感应电势为零,电流下降, 线圈释放能量, n3 上感应电势方向右 ,设图1电路中C 4、C 5 串联等效为C , n 3 与L 1 串联左, V T 1 基极变, 此时V T

10、 1 导通, V T 2 截止, 于是等效为L , 回路中等效电阻包括C 4、C 5 及 n3 , L 1 的损 极r1 C 4 V T 1 n 3C 5 开始放电。电流途径: C 5耗电阻用R 表示如图4, 接通220V 交流电源V T 2 导L 1 r2 C 5 端, n3 绕组中放电电流 ic与充电电通对应电路中开关 K 闭合V ce1300V 直流电源加流 ic()c方向相反如图6中 i t所示, i反向增加, n3 中于RL C 串联电路。当 t=0时, K 闭合u c , uL , i 的变化感应电势右 、左, 保证V T 1 导通, V T 2 截止, 随反规律推导如下。向电流增

11、加, uc 减小, n 3 反向储能增加, 当储能饱和由图4可写出它的 KCL 方程:时反向电流最大, 如图6的 i ( t) 所示, 此时感应电势uL +Ri + u c= UPublishing House. All rights reserved.65 1994-2010 China Academic Journal Electronic1997年第3期重庆邮电学院学报CU PTiRLuL ( t) =Ld i= +-uLd t+U-t22dUAAsin-UX5U300VucXed+sin (-d t)=dK-X-2 Xe-XU( )0t(d t)图4RLC串联电路示意图UA1其中 =

12、a rctgd其中, i= c du c ,uL = Ld i = L Cd2 u c则由 (3) , (4) , (5) 式看出 u c ( t) , i ( t) , uL ( t) 均为正d td td td2 u+du c+ u c = Uu1 iL Cd tR C d tuc ( t)根据高等数学知, 以上微分方程的全解为对应齐次U方程的通解 u c与任一满足方程的特解 u c之和, 即u c = u c+ u c(1)i( t)t其式中 u c= U为稳态解, 是电路的直流电源电压0(U 300V )图5RLCX回路中电容上电压、电流波形图u c= A es1 t + B es2

13、t(2)S 1, 2 =1 -R(R) 2-4 =2L CLL其中 A2L2AL CAXX2-2O: =R为衰减系数,0 =1为串联谐振电路角频率。根据 A与 X0 相对大小的不同, S1, 2 就有三种不同情况, 显然日光灯负载电路中, 回路电阻很小, 属于A X0 , 所以有:其式中AXAAXS 1, 2= - j02 -2 = -dXXA, d =2-2为电路衰减振荡角频率。0(2) 式中A , B 为待定系数, 根据初始条件确定。电路中V T 1 导通前瞬间, 回路电容为零状态, 即在用t= 0时, u c (0) = 0, i (o) = 0确定A 、B系数之值, 然后代入(1) 式

14、有:X dXXXu c ( t) = U-Ue- a t (d co sd t +a sind t) =dXUU-X(3)oU e- a t sin (d t +)回路中电流为:Xi ( t) = C du c =U Ce- a t (d 2+2 ) sind t =dLXAXd tXXdUe- a t sind t(4)X回路中电阻上电压为:66弦衰减振荡, 角频率为 Xd , 如图5所示。由于回路中脉冲变压器的正反馈作用, 使V T 1、V T 2 交替导通为 电容C 5 提供充放电回路, 从而负载(即R 1L 1C ) 电路周期性从电源获得能量补充, 于是衰减振荡变为等 幅振荡。(3)

15、, (4) , (5) 式中衰减因子 e- At 变为1, 即u c ( t)= U -oU sin(d t +)(6)XXUdUi ( t) =Usind tU(7)XXXXdLuL ( t)= -o U e-t sin (d t -)(8)w d图6示出了 u c ( t) , i ( t) , uL ( t) 变化的波形图。u iXA0UU.i(-t)uL ( t)uc ( t)i( t)t图6 等幅振荡电压、电流波形图由以上分析不难看出, 设计计算灯管启动瞬间回路振荡电压角频率的公式应为:XXAd =o2 -2X1,AR(9)o =L C=2L由式(9) 可看出启动前后电路中, 振荡电

16、压角频率Xd 仅与回路参数有关, 灯管点燃后电路进入稳定工 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.罗天龄: 电子镇流器的工作原理及频率计算作状态, 灯管电阻与 C 5 并联, 回路电阻 R 增大为R ,角频率降低为 Xd即XXA2d=2-oR (10)=XA2L( 10) 式中 o =1不变, 因为启动前后回中L , CL C保持不变。正弦等幅振荡角频率 Xd 与V T 1 输出方波电压角频率相同, 而RL C 负载电路工作在方波电压基波频率下。根据付里叶级数理论, 方

17、波除含基波外, 还有3次、5次、7次等奇次谐波, 高次谐波较小可忽略,但3次谐波影响不可忽视, 应尽量设法消除和减弱,电容器C 3 起旁路3次谐波作用。实际观测U c4 波形为最好正弦波, u c5 , uL 1 , uL 3 波形含3 次谐波较多, 图3 示。用以上公式计算 Xd , Xd均与实测值相接近, 若V T 1、V T 2 三极管对称性愈好, 此法计算愈接近实测值。参考文献1汪载生. 电路与信号分析基础. 北京, 邮电出版社, 19942李渝荪. 电路分析基础(第三版). 北京, 教育出版社, 19923杜武林. 高频电路原理与分析. 北京, 科技出版社, 1994(上接47页)e

18、nd scan= sqld isconnect (hand le) 程序中没有考虑 SQL 调用出错的情况。 (4) 打开 foxdq. dbf 数据表。 ( 5) 建立到 SQL SERV ER 数据源的连接,获得连接句柄。 (6) 使用 SQL SERV ER 的 chuxuk 数据库(数据源为O RA CL E 时不用此句)。 (7) 在数据库CHU XU K 中创建名为DQ 的表。为便于利息计算, KHRQ ( 开户日期) 列取CHA R 型, 若为DA T ET IM E 型该程序也正确。 (8) (9) (10) 利用循环将 FO X PRO 的数据转入 SQL SERV ER 中。两者的列名及数据类型完全相 同。(除此处的开户日期为 da te 型)4结束语ODBC 的问世给 FO X PRO 用户和其它从事数据库应用软件开发的人们带来了福音, 使他们没有 必要去精通(精通而不是学习) 每一种DBM S1使用ODBC ,