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麒麟老祖

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引用 【转载】紧凑型电子节能灯的原理与电路   

2014-09-05 00:34:26|  分类: 学习园地 |  标签: |举报 |字号 订阅

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        3U型紧凑型节能灯内部结构 如图1所示。○1为荧光灯管;○2为荧光灯管封接口;○3为小型电子镇流器印制电路板;○4全密封电子镇流器外壳;○5为灯头。这种结构的灯具电路,由于电子镇流器板心设计的极为小巧,且外壳呈全密封状态,所以,要求选用元器件均为小型或超小型元件。
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                                        图1  3U型紧凑型节能灯内部结构

        H型、2U型及3U型电子节能荧光灯的节能效果及光效比电子镇流器式普通直管型荧光灯更高得多。就H型节能荧光灯而言,一只7W的H型节能荧光灯产生的光通量与普通40W的白炽灯光通量相当;9W的H型节能荧光灯的光通量与60W的白炽灯光通量相当。从发光效率来看,异形节能荧光灯的光效比普通直管型荧光灯的光效要高30%以上,是白炽灯的6~7倍。
       紧凑型电子节能荧光灯是由异形节能荧光灯管、电子节能镇流器所组成的。为做到安装使用方便,这种电子节能荧光灯均配用了螺纹灯头,以与普通螺纹灯口相配合。由于小型电子镇流器外壳采用了密封形式,电子镇流器内部所产生的热量要求进一步降低,并且内部的连接引线均选用阻燃型塑料引线。
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                                             图2  紧凑型3U13瓦电子节能灯原理

(1)桥式整流电容滤波电路  
        荧光灯交流电子镇流器都是利用桥式整流电路将交流电源转换成直流电源的。未采取功率因数校正(PFC)措施的电子镇流器,大多都是采用电解电容作为滤波器,将全桥整流电路输出的脉动直流电压变成纹波较小的平滑直流电压,作为高频逆变器的供电电源。

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        在单相交流电压的正半周,整流二极管VD1、VD2导通,电流流过VD1、负载和VD2,回到交流电源的负端。当VD1、VD2正向导通时,VD3、 VD4因加反向电压而截止。在交流电压的负半周,VD1、VD2截止,VD3、VD4导通,电流流经VD3、负载和VD4,回到交流电源的负端。由此可见,负载在一个周期内都有电流流过,而且始终是一个方向。
        若不加滤波电容C1,桥式整流器输出脉动直流电压,频率是交流输入电压频率的2倍,并保持正弦半波波形。加了滤波电容C1之后,通过C1周期性地充电和放电,则可获得纹波比较小的直流电压。由于只有在交流输入电压瞬时值高于整流滤波电压时,桥式整流器中的二极管才因正向偏置而导通,而在交流输入瞬时电压幅值低于整流滤波电压时,整流二极管则因反向偏置而截止,故整流二极管只有在交流电源电压峰值附近才导通,导通角θ远小于π,
        由于大容量滤波电容C1的存在,交流输入电流IAC波形出现严重畸变,不再是正弦波形,而呈幅值很大的尖峰脉冲。这种电流波形的高次谐波含量很高,致使线路功率因数降到 0.5~0.65,这是人们所不期望的。解决这个问题的技术措施就是采用PFC电路(功率因数校正电路)。

(2)高频振荡电路
         该电路主要由晶体管V1和V2、电阻R2~R6、电容C2、C3、C5和二极管VD5~VD7、触发管DB3、振荡线圈 T(L1~L3)谐振电感L4、灯管EL等组成。其工作过程和原理是C1两端的电压经R1对C3充电到触发管的转折电压(约30V±2V)之后,触发管雪崩击穿,使V2产生基极电流Ib2,从而产生放大的集电极电流IC2 (βIb2)该电流由电源经灯管EL及L1、L4、V2、R3对C2、C4进行充电,由于L1、L2、L3为同一个磁环上所绕的高频电压器,L1有变化的电流流过时,会使L3感应出上正下负的电势,此电势经R5及R3加到V2基极,使 Ib2增加,这样形成正反馈,使V2很快进入饱和导通,使C2、C4继续充电,在此同时C3的充电电压经VD5和V2很快放电。另一方面由于L2的感应电势为上负下正,使得V1工作在截止状态。当V2达到饱和之后,各个绕组中L1~L3的感应电势为零,V2基极电位呈下降趋势,V2的集电极电流IC2减小,L1中的感应电势将阻止IC2减小,感应电势的极性是同名端(
?号端)为正。于是,L3的感应电势使V2的基极电位下降,L2的感应电势使V1的基极电位升高,这种连锁式的正反馈迅速使V2退出饱和跃变到截止状态,而V1由截止跃变到饱和导通。C2、C4原来所充的电通过V1放电。与此同时,电源通过 R1对C3进行充电,由此反复工作形成高频振荡。另外在C2、C4的充放电过程中,C4与L1以及灯管组成的LC串联谐振电路在高频电压的激励下产生谐振电压将灯管内气体击穿,荧光灯灯丝发射的电子从灯管一端流向另一端形成灯管电流,使灯管发光。此时灯管呈负阻效应,灯处于稳压工作状态。因此,谐振电路也相应改变。通过C4的电流迅速减小,C4对振荡频率不再起作用。起作用的是C2和L4,另外L4还起限制灯管电流作用。L4和C2串联电路产生谐振时的频率为:紧凑型电子节能灯的原理与电路 - lql990832 - lql990832的博客式中,L为L4的电感量;C为C2的电容量。R4和R5分别为V1、V2的基极限流电阻,以防感应电流太大使V1、V2损坏。R2、R3分别为三极管发射极负反馈电阻,可降低V1、V2的发热现象。因为三极管发射极与集电极的击穿电压较低,又由于VD6、VD7的作用,使得该电压一般保持在1V以下,从而保护了V1、V2不被击穿。由R6、C5组成的消干扰电路,利用电容能充放电的作用和电容两端电压不能突变的原理,使得V1集电极与发射极之间的瞬间高压无法产生,从而保护了V1。另一方面在V1截止,V2导通时,电源通过V2对C5充电,这种吸收回路有助于提高V1的转变速度。

(3)负载谐振电路
        该电路主要由C2、EL、L1、L4、C4等组成串联谐振。主要利用电容两端电压不能突变和流过电感电流不能突变的原理,将高频振荡产生的方波谐振成正弦波加到灯管两端,使灯管的工作电压和工作电流都为正弦波。灯管的起辉是由C4的充电电压和L4的感应电势经C2、V1等加于灯管两端,使灯管起辉点亮,起辉之后,灯管电流在灯管内流通。灯丝电流仍流过C4,加热灯丝使其发射电子。

附:几种节能灯印制板的图片
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                                 图1    X辉牌,电感质量不好,打开时发现有三个电阻已经烧黑。
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                                         图2  XX乐牌,整体做工还可以,印制板完好,但灯丝断了
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                                图3  品牌不详,老师傅拿来修的,三极管E13003没有散热片,烧坏了
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