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新型电子镇流器设计

时间:02-26 来源:互联网 点击:

采用高Bs值的磁性材料,同时应选用温度系数低的磁性元件,特别是振荡线圈磁性材料;

(10)应力参数由于高频功率变换器寄生参数的存在,功率开关器件工作时,会有高频振荡现象产生。产生较大的dv/dt、di/dt,即所谓的动态电压、电流应力。过大的动态应力会造成功率变换器件的损坏。这点可采用软开关技术来降低动态应力值。

4采用无源滤波技术和有源滤波技术的电子镇流器

4.1采用电荷泵无源滤波技术的电子镇流器电路

该电路工作框图如图1所示。

图1采用无源滤波的电子镇流器电路

电路的输出及输入特性分别见表1及表2。

表1输出特性

参数名称灯管电压灯管电流阴极电压阴极电流工作频率(kHz)
有效值110.3V0.168A1.9V0.187A37.1
峰值117.7V0.294A3.3V0.308A
波峰因数Cf1.611.831.731.65

表2输入特性

参数名称电压电流有功功率18.9W功率因数PF=0.964电源频率50或60Hz
有效值228.8V0.089A
峰值382.8V0.132A
波峰因数Cf1.381.48
失真度THD%1.924.3

电源侧电压、电流波形见图2。

图2电源侧电压、电流波形

图3采用无源PFC的电子镇流器电路

图4电源侧电压、电流波形

从图1、2和表1、2可以看出,电路各项性能指标都有所兼顾和改善,PF值大于0.95,THD值在25%左右,但电流导通角还有一定的死区。波峰因数Cf有很大改进,在1.70~1.80。由于这种电路简单,成本低,所以很有实用价值。

4.2采用能量反馈的无源功率因数校正的电子镇流器

电路工作原理见图3。

电源侧电压、电流波形见图4。

电路输出特性见表3。

表3能量反馈式电子镇流器输出特性

参数名称灯管电压灯管电流阴极电压阴极电流工作频率(kHz)
有效值57.6V0.138A1.7V0.142A37.8
峰值67.2V0.231A2.7V0.234A
波峰因数Cf1.511.681.651.65

电路输入特性见表4。

从图3、4和表3、4中有关数据可以看出,它的输入电流导通角为180°,没有死区,电压、电流基本同相位。PF>0.97,电流谐波在18%左右,Cf在1.6左右。由于电路简单,工作又比较可靠,所以比较适用于电子镇流器电路。

图5双泵式电子镇流器电路

表4能量反馈式电子镇流器输入特性

参数名称电压电流有功功率9.4W功率因数PF=0.973电源频率50.07Hz
有效值220.7V0.044A
峰值304.0V0.067A
波峰因数Cf1.381.54
失真度THD%1.918.9

图6高频泵式电子镇流器电路

表5不同滤波电路的电子镇流器综合比较

类别逐流电路电感-电子有源滤波(APFC)双泵式高泵式
电源电流波形     
PF0.9~0.960.96~0.98>0.990.93~0.94>0.99
THD0.20~0.350.10~0.150.1 0.25~0.350.1
HD30.2~0.30.12 0.1 0.2~0.30.1
Cif1.7 1.5 1.7 1.7 1.7
    
η0.88~0.90.8~0.850.8~0.85>0.90.88~0.9
UDC(V)225~230270~280≥400225~230300~350

5双泵和高频泵电子镇流器电路及实验结果对比

下面分别介绍采用双泵式(双向自供辅助电源式)和高频泵(高频能量反馈)的无源滤波电子镇流器电路和实验结果。

图5为双泵式电子镇流器工作原理图。电容C1、C2,电解电容C3、C4和二极管V1~V4构成了正、负双向辅助电荷泵。电子镇流器通电后短时间内,V1~V4及C3、C4构成一个寄生二极管和电容滤波回路,使电路工作。灯管点亮后,高频电流的一部分经由C1、C2返回电源,另一部分经过V1、V2整流,由C3、C4滤波,形成正、负两个辅助电压±△U,经由V3、V4与桥式整流后的100Hz脉动直流电压相叠加,形成一个波峰比Cf比较小的供电电源为功率变换级供电。适当选择电容器的取值,可使电流的波峰比Cf1.7的 同 时 , 使 PF和 THD值 保 持 在 一 个 比 较 理 想 的 范 围 。 对 典 型 的 220V/36W电 子 镇 流 器 采 用 这 种 方 法 后 , 可 得 到 : PF=0.945, THD=32% , 三 次 谐 波 含 量 HD3=0.28, Cf=1.61, η=0.93, f=24.5kHz。 由 于 这 种 电 子 镇 流 器 的 高 频 电 流 得 到 了 再 生 利 用 , 所 以 电 路 工 作 效 率 较 高 。 由 于 灯 电 流 Cf值 较 小 , 所 以 发 光 效 率 也 比 较 高 。 源 电 压 范 围 为 160~ 270VAC。 整 个 电 路 对 元 器 件 无 特 殊 要 求 。

图6为采用无源滤波技术的高频泵式电子镇流器电路原理图。电容C1、C2,二极管V1、V2组成高频泵反馈回路。当电子镇流器工作后,高频电流通过电容C1、C2和V1、V2构成正、负两个回路,正半周由V2对C0充电,填充低谷,波峰比变小,负峰波由V1返回电源,对整流管而言,产生高电平时的负阻状态,从而提高了PF值。适当选择元器件参数,可使电路的效率得到提高。对采用这种方法的220V/36W电子镇流器典型参数为:PF=0.994,THD=0.068,HD3=0.051,Cf=1.62,η

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