熒光燈電子鎮(zhèn)流器工作原理再細(xì)探_下_

1、中國照明電器2004年第12期CHINALIGHT&LIGHTING17熒光燈電子鎮(zhèn)流器工作原理再細(xì)探(下)葉文浩(深圳深愛半導(dǎo)體有限公司廣東深圳518029)(續(xù)上期)2三極管集電極電流Ic初始值的討論帶電感負(fù)載的開關(guān)三極管,在三極管關(guān)斷時因電感產(chǎn)生反電動勢會受到一個高電壓沖擊。但是,在目前國內(nèi)大量采用的電子鎮(zhèn)流熒光燈半橋電壓反饋電路中,開關(guān)三極管電壓的選擇,是不考慮這個反電動勢的。在實(shí)際生產(chǎn)中,用世界上最好的示波器去觀察,。,圖13三極管CE并聯(lián)反向二極管電路圖高可靠”,用戶最需要的電流特性就會受到影響。那么,電路中的這個反電動勢,是通過什么渠道泄放掉的?在R2C3上的充放電電流終

2、了后,實(shí)際上就是通過三極管集電極電流Ic初始值泄放的。(三極管CE并聯(lián)反向二極管的話,這個初始值被二極管分流一部分)由于電感L中的電流不能突變,三極管集電極電流Ic的初始值,必須和R2C3上的充放電電流終了值一致。R2C3上的充放電電流的初始值在數(shù)值上與另一個三極管Ic的關(guān)斷終了值一致,但方向相反;而R2C3上的充放電電流的終了值與初始值相差不大,圖14三極管BE、CE同時并聯(lián)反向二極管電路圖三極管集電極電流Ic一個很大的負(fù)電流初始值就是這樣來的。這個很大負(fù)電流的流經(jīng)方式要分四種情況討論。(1)三極管BE并聯(lián)反向二極管2三極管BC結(jié)(圖1);(2)三極管CE并聯(lián)反向二極管(圖13);(3)三極

3、管BE、CE同時并聯(lián)反向二極管(圖14);(4)三極管BE、CE都沒有并聯(lián)反向二極管(圖15)。圖15三極管BE、CE不加并聯(lián)反向二極管電路圖管集電極-發(fā)射極電壓Vce加的是負(fù)電壓,三極管反向工作。在這以前,這幾年我們一直在三極管的關(guān)斷功率損耗上做文章,降低三極管的關(guān)斷功率損耗,提高可靠性。其實(shí)三極管反向工作這一段時間的反向功率在這四種情況中,我們首先討論第一種情況:從圖12圖16可以看到,流經(jīng)三極管集電極的電流Ic從三極管BE之間的二極管流過(圖16)。三極18中國照明電器2004年第12期圖17BE不并聯(lián)反向二極管三極管Vce、IB波形圖圖16三極管Vce、BE并聯(lián)反向二極管內(nèi)電流波形圖損

4、耗也應(yīng)該引起足夠的注意,因?yàn)檫@一段時間三極管上的工作電壓、電流、延續(xù)時間都比較可觀,因此其上的功率損耗也比較可觀,必須加以注意。實(shí)際生產(chǎn)中,不加BE反向二極管,有一定比例的三極管損壞,而且是BE結(jié)損壞,反向耐壓不夠,第2并聯(lián)反向二極管(圖13):另一個三極管徹底關(guān)斷、R2C3充放電結(jié)束的時這里只進(jìn)行了初步的討論,還應(yīng)該有進(jìn)一步討論的余地。3Ic(磁環(huán))磁導(dǎo)ts是工作。那么什么是“電路工作狀態(tài)下”?其實(shí)就是那個時候的Ic電流上升過程,更準(zhǔn)確地說是流過磁環(huán)初級繞組的電流、三極管儲存階段流過的電流。這句話實(shí)際上包含了兩重意思:一方面肯定了可飽和脈沖變壓器(磁環(huán))磁導(dǎo)率變化曲線和三極管的存儲時間ts的

5、重要性;另一方面也沒有否定電路其它元器件(電容、電感、燈管)對電路工作狀況的重要作用。下管VT2剛開始導(dǎo)通時,電路相當(dāng)于RLC串聯(lián)電路加上直流電壓(圖18)?？?電感IL內(nèi)的電流(相當(dāng)于R2C3充放電電流終了值)大部分流經(jīng)VD6(VD7),少部分仍然流經(jīng)三極管BC結(jié)(體現(xiàn)為三極管集電極電流Ic)。第3種情況,三極管BE、CE同時并聯(lián)反向二極管(圖14):另一個三極管徹底關(guān)斷、R2C3充放電結(jié)束的時刻,電感IL內(nèi)的反向電流(相當(dāng)于R2C3充放電電流終了值)大部分流經(jīng)CE并聯(lián)反向二極管VD6(VD7),少部分仍然流經(jīng)三極管BE并聯(lián)反向二極管2三極管BC結(jié)(體現(xiàn)為三極管集電極電流Ic)。第四種情況,

6、采用DB3觸發(fā)的小功率節(jié)能燈在三極管功率余量足夠時,可以不加BE反向二極管(圖15),這是因?yàn)樨?fù)電流有一個通過磁環(huán)次級繞組、基極電阻、三極管BC結(jié)的流經(jīng)渠道(圖17IB剛開始上跳時的波形),基極回路帶電容的半橋電路不能沒有BE并聯(lián)反向二極管。采用BUL128D這一類帶續(xù)流二極管的抗過驅(qū)動三極管,不要再加CE二極管。三極管BE、CE并聯(lián)反向二極管(基極回路帶電容的半橋電路在BE并聯(lián)反向二極管上還串聯(lián)有電阻)對整個電路的工作狀況有很大影響,特別是會對燈管起輝產(chǎn)生影響,對三極管電流波形產(chǎn)生影響。圖18RLC串聯(lián)電路加上直流電壓電路電壓方程:L+Ri+idt=u(各段壓降之和)dtC電壓平衡方程式是一

7、個二階微分方程。它的解與u的形式和u的初始條件(K接通時的u值)有關(guān)。加直流電壓(圖18)葉文浩:熒光燈電子鎮(zhèn)流工作原理再細(xì)探19極管存儲時間ts的調(diào)制。瞬態(tài)電流通過有效磁導(dǎo)率e變化對電路穩(wěn)態(tài)工作的控制作用:有效磁導(dǎo)率e高,脈沖反饋?zhàn)儔浩鞒跫壸杩固岣?較小的電流瞬時值就可以得到足夠的V環(huán),使電路提前轉(zhuǎn)換。開關(guān)頻率提高,電流初始值下降。開關(guān)頻率的下降會使得燈電流增加,燈電流增加圖19三種工作狀況及電流Ic初始值的同時又提高了脈沖反饋?zhàn)儔浩鞔艌鯤m。這樣,在電路負(fù)變化過程中得以實(shí)現(xiàn)一定程度的頻率反饋。可以利用電路方程進(jìn)行更深入的討論,公式本身是可信的,但是如何將電路的實(shí)際工作狀況轉(zhuǎn)換成準(zhǔn)確的電路模

8、型卻是很困難的。電路電壓方程:L+Ri+idt=UdtC瞬態(tài)電流分下列三種情況(圖19)(1)在R2>(2)在R2=(3)在R2LC時(過阻尼)I=-teshtL-teL,;數(shù)學(xué)推C;,其實(shí)三極管并不是一個單純的開關(guān),燈管也不是一個純電阻R:燈絲溫度、負(fù)阻特性、點(diǎn)火電壓等因素都會嚴(yán)重影LC時(iC)-t際工作情況,i=eL=-222sint(振蕩頻率f響電流變化曲線。這里只提供一個思路,還沒有準(zhǔn)確地描繪出流經(jīng)三極管的電流變化曲線,但是作為一種定性分析,再結(jié)合實(shí)際波形圖,對解決實(shí)際問題還是很有指導(dǎo)意義的。例如三極管ts的測試,應(yīng)該在什么條件下?Ic是多少,基極加什么樣的電壓,通過本文前面的

9、分析,應(yīng)該是比較清楚了。三極管進(jìn)入存儲工作階段時Vbe>V環(huán),但是,由于V環(huán)是正的,而不是負(fù)的,基極)盡管加的是直流電壓,但電路中卻可能存在著振蕩電流。因?yàn)殡娐分写嬖谥娮?所以其振幅是衰減的。下管VT2截止、上管VT1導(dǎo)通時,電路相當(dāng)于電容充電后通過RL放電(圖20)。電路電壓方程:L+Ri+idt=0dtC2電流反向電流是“流”出來的,而不是“抽”出來的。所以,傳統(tǒng)的開關(guān)三極管ts測試時加負(fù)電壓抽取的方U0-teL瞬態(tài)電流為:當(dāng)R2<sint(衰減振蕩)式中:=,=2LLC時,i=-法是不符合燈用三極管的實(shí)際工作情況的。磁環(huán)尺寸、磁環(huán)初級繞組圈數(shù)N在電路中的作用,通過圖2也可以

10、得到解釋,H=NI,N增加H也相e也相應(yīng)變化,其峰值點(diǎn)到來的應(yīng)增加,有效磁導(dǎo)率2,V環(huán)也時間提前,又因?yàn)榇怒h(huán)繞組電感量L=NS-,=4L22-LCL2U0:電容上的初始電壓相應(yīng)增大;而磁環(huán)次級繞組圈數(shù)與次級繞組輸出電壓成正比,都會對三極管IB產(chǎn)生影響,但是由于電流和頻率之間的反饋?zhàn)饔?這種影響得到一定的緩和。磁負(fù)載電流不但受燈動態(tài)電阻RL影響而且同時受可飽和脈沖反饋?zhàn)儔浩?磁環(huán))可變初級阻抗ZT、三圖20電容充電后通過RL放電20中國照明電器2004年第12期環(huán)有效導(dǎo)磁率和三極管ts配合工作的原理也可以得到一定的解釋。磁環(huán)尺寸對工作頻率有很大影響,磁環(huán)尺寸越小就容易飽和,所以工作頻率就越高。三

11、極管在燈電路中的實(shí)際工作情況與在基極加一個方波電壓,再在集電極接一個純電阻負(fù)載R這種測量三極管開關(guān)參數(shù)的概念式是不完全相同的。三極管的集電極電流Ic并不完全受基極電壓的控制,諧振回路其它元器件(電容、電感、燈管)對其工作狀況有重要影響。要進(jìn)一步研討這個問題,這至少牽涉到對磁性材料、電光源領(lǐng)域高頻工作下的低壓氣體放電、半導(dǎo)體物理、電子電路等專業(yè)知識的深刻了解和它們之間的融會貫通。所以,這需要有關(guān)方面聯(lián)手合作進(jìn)一步做深入細(xì)致的工作。(本文編輯趙革)標(biāo)準(zhǔn)資料征訂(2)資料名稱GBT148316-2003燈頭、燈座檢驗(yàn)量規(guī)第6部分:卡口式燈座的量規(guī)GB700011-2002燈具一般安全要求與試驗(yàn)GB1

12、9149-2003空載輸出電壓超過1000V(GB1914811-2003GBT148312-GB1914812-2003GBT148313-2002插腳式燈座的量規(guī)GB17935-1999螺口燈座GB17936-1999卡口燈座冊元,18元,冊13元,冊22元,冊26元,冊45元,冊30元,冊25元,冊15元,冊28元,冊25元,冊30元,2冊螺口燈座和卡口燈座標(biāo)準(zhǔn)宣貫材料GB2828-1987逐批檢查計數(shù)抽樣程序及抽樣表適用于連續(xù)批的檢查GBT2829-2002周期檢查計數(shù)抽樣程序及表適用于對過程穩(wěn)定性的檢查GB16843-1997單端熒光燈的安全要求GB16844-1997普通照明用自鎮(zhèn)流熒光燈的安全要求GB1576611-2000道路機(jī)動車輛燈絲燈泡尺寸、光電性能要求GB1576612-2000道路機(jī)動車輛燈絲燈泡性能要求GB1576613-2000道路機(jī)動車輛燈絲燈泡輔助用燈泡IEC60901單端熒光燈性能要求,2002年第212版IEC60081雙端熒光燈性能要求,2003131第512版QB/T2450-1999飛機(jī)燈泡QB/T2451-1999DGW233型和DGW240型電光源玻璃主要技術(shù)數(shù)據(jù)QB/T2049-1999電光源玻殼ED型玻殼尺寸系列QBT2513-2001電光源用玻殼通用技