諧振回路分析

1、BALLAST諧振回路分析簡化等效電路：Rs：燈管燈絲電阻。Cs：燈絲啟動電容。R：燈管負載等效電阻，將其簡化與Rs、Cs回路相并聯(lián)。L、C：諧振電感電容。棕色曲線為啟動電流途徑，此時燈管R相當(dāng)于開路，阻抗無窮大，因此啟動時電流從Rs、Cs流過。綠色曲線為正常工作時Q1 OFF、Q2 ON的電流路徑。藍色曲線為正常工作時Q1 ON、Q2 OFF的電流路徑。由于電源端的電容比較大，此時可以認為短路（相當(dāng)于電壓源），因此正常工作時諧振回路的阻抗都由R與Rs、Cs并聯(lián)后與L、C串聯(lián)組成。假定Rs=10ohm，Cs=5.6nF，C=0.1uF，L=1mH，R=600ohm，Vin=300Vp-p：可以

2、得到回路阻抗：若處于諧振狀態(tài)，阻抗虛部應(yīng)為0，可求得自然諧振頻率：自然諧振頻率與各參數(shù)的關(guān)系：可以看到電感L對頻率的影響比較大，其次是電容C，負載電阻R由于在正常工作時變化不大，因此對頻率得影響比較小，燈絲電阻Rs也是一樣的結(jié)論。只是燈絲電容曲線會有一個拐點，需要注意。根據(jù)負載電阻R的曲線可以認為當(dāng)R>100K時燈管處于開路狀態(tài)，此時諧振頻率處于最大值?？紤]燈管R兩端電壓與輸入電壓的關(guān)系：在自然諧振頻率下各參數(shù)與Q值得關(guān)系：可以看到當(dāng)R阻值比較大時相當(dāng)于燈管未點亮之前，此時燈管兩端電壓就會很高從而將燈管擊穿點亮，當(dāng)燈管點亮后阻值下降，此時電壓也會下降。燈管正常工作時可以認為阻值基本不變，

3、因此此時燈管電壓也就基本不變?？紤]此時的電流：以上是流過電感的電流，可以根據(jù)曲線變化的趨勢來調(diào)整元件參數(shù)，從而調(diào)整燈管的功率。需要注意到當(dāng)燈管電阻值比較大時，計算出來的電流很大，這是因為此時R兩端電壓很高，電流都從燈絲電阻Rs及燈絲電容Cs流過，此時相當(dāng)于處于預(yù)熱狀態(tài)，但是如果長時間處于這種狀態(tài)，燈管沒有點亮，說明燈管有故障狀，如果不采取措施的話對回路會有不利的影響。燈管空載狀態(tài)時相當(dāng)于燈絲電阻Rs很大，這時的電流波形變化曲線大致如左圖所示?？紤]實際流過燈管R與燈絲Rs的電流：燈管R電流燈絲電阻Rs電流燈管R電流燈絲電阻Rs電流燈管R電流燈絲電阻Rs電流燈管R電流燈絲電阻Rs電流燈管R電流燈絲

4、電阻Rs電流燈管R電流燈絲電阻Rs電流考慮此時燈管電流與燈絲電流的比值：令ia=I燈管/I燈絲，以上是工作頻率等于自然諧振頻率的情況，下面考慮工作頻率固定的情況：可以看到提高頻率一般都可以提高輸出電壓，因為啟動電壓一般比正常工作電壓要高，所以可以通過提高啟動頻率來提高輸出電壓點亮燈管。電感電流與頻率的關(guān)系：燈管電流與燈絲電流同頻率的關(guān)系：燈管R電流燈絲電阻Rs電流燈管R電流燈絲電阻Rs電流燈管R電流燈絲電阻Rs電流燈管R電流燈絲電阻Rs電流燈管R電流燈絲電阻Rs電流燈管R電流燈絲電阻Rs電流可以看到頻率變高時電流都會變大，因此高頻啟動對燈絲預(yù)熱有一定好處。實際上燈絲預(yù)熱是有時間要求的，而上面的

5、曲線只是和阻抗有關(guān)，因此預(yù)熱的功能還需要其他回路來實現(xiàn)。一般預(yù)熱都是在Cs上并聯(lián)一個PTC電阻來實現(xiàn)，可以得到燈管未點亮?xí)r電壓電流與PTC電阻的關(guān)系曲線（假定燈管未點亮?xí)rR=100K，其余參數(shù)不變）：燈管電壓與輸入電壓的比值電感電流燈管電流燈絲電流可以看到通過選用不同阻值的PTC以及工作頻率來控制一定的預(yù)熱電流。要注意預(yù)熱時燈管電壓不能太高以免被點亮失去預(yù)熱過程?？紤]回路阻抗的虛部：當(dāng)回路阻抗虛部大于0時負載呈感性狀態(tài)，可以認為是一電感，其實部為電感的內(nèi)阻。當(dāng)阻抗虛部等于0時呈阻性狀態(tài)，表現(xiàn)為一個實際的電阻。當(dāng)阻抗虛部小于0時呈容性狀態(tài)，表現(xiàn)為一個電容，其實部可以認為是電容的等效內(nèi)阻。由于電感的特性是電流不能突變，電壓可以突變，因此與電感串聯(lián)的器件一般只會被電壓應(yīng)力擊穿，因此要做好耐壓方面的保護。電容的特性是電壓不能突變，電流可以突變，因此當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時會有較大電流流過，由于開關(guān)管