淺析新型逆變式電子鎮(zhèn)流器工作原理與設(shè)計(jì)方法

1、電子鎮(zhèn)流器線路圖大全圖片： 圖片： 圖片： 圖片： 淺析新型逆變式電子鎮(zhèn)流器工作原理與設(shè)計(jì)方法（組圖）發(fā)布日期： 2005-2005-09-10文章來源：謝 勇 張納敏 照明工程師社區(qū)瀏覽次數(shù)：15387 摘要：介紹一種新型逆變式電子鎮(zhèn)流器電路結(jié)構(gòu)，該電子鎮(zhèn)流器利用電感、電容和二極管構(gòu)成的輔助電路實(shí)現(xiàn)輸入電流波形的校正并使功率開關(guān)管工作在零電壓開關(guān)狀態(tài)，具有高功率因數(shù)、高工作效率、低波峰系數(shù)和電路結(jié)構(gòu)簡單的特點(diǎn)。分析了電路的工作原理，介紹了電路參數(shù)設(shè)計(jì)方法，給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 1 引言 由于電子鎮(zhèn)流器具有較高的燈光效、高的功率因數(shù)、重量輕、無閃爍、無噪聲和使用電壓范圍較寬(170270V)等優(yōu)點(diǎn)

2、，在我國已得到廣泛的應(yīng)用。電子鎮(zhèn)流器功率雖小，但使用量極大。因而其性能好壞直接影響到節(jié)電效果和對(duì)電網(wǎng)污染的程度。本文介紹的電子鎮(zhèn)流器不但性能好，而且電路結(jié)構(gòu)簡單，成本低，具有較好的應(yīng)用前景。 2 電路工作原理分析 21 電路結(jié)構(gòu) 新型逆變式電子鎮(zhèn)流器主電路如圖1所示，圖中CS為隔直電容，虛線所包圍的部分為實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)而附加的電路，電感L為一個(gè)能量傳輸者傳遞著電流，同時(shí)也起著提高直流電壓和電流波形校正的作用。兩個(gè)電容Cx、CY為兩個(gè)小型能量槽儲(chǔ)存一部分能量，這兩個(gè)能量槽在高頻方式下完成充放電功能。兩個(gè)二極管VDx、VDy引導(dǎo)電感電流進(jìn)入電解電容C或負(fù)載回路。由于附加能量處理單元的作用，使整流二

3、極管導(dǎo)通角增大到180。電感L中的電流是一個(gè)高頻振蕩波形，其平均值電流跟隨輸入電壓的波形，從而達(dá)到功率因數(shù)校正的目的。R1、C1、雙向觸發(fā)二極管VD4為觸發(fā)啟動(dòng)電路。 22 工作過程 為了分析方便，輸入電壓和整流橋被等效成Urec(t)和VDr表示，其中Urec(t)=Uimsint，Uim為輸入電壓峰值，為輸入交流電壓頻率。燈負(fù)載回路等效成一個(gè)電流源電路，其電流表達(dá)式為io(t)=Iomsinot(Iom為負(fù)載電流幅值，o為功率管開關(guān)頻率)。由于逆變電路開關(guān)頻率遠(yuǎn)比輸入交流電壓頻率高，在分析過程的每一開關(guān)周期中可認(rèn)為輸入電壓是近似不變的。又由于該逆變電路在輸入電壓峰值附近和輸入電壓瞬時(shí)值較低

4、時(shí)的工作狀態(tài)略有不同，分析時(shí)按兩種情況討論。對(duì)應(yīng)的等效電路圖及工作波形圖分別如圖2和圖3所示。 第一種工作情況：這種工作情況對(duì)應(yīng)于輸入電壓瞬時(shí)值較低時(shí)的工作狀態(tài)。整個(gè)工作過程分五個(gè)階段，此種情況下Ucx最大值低于電解電容C兩端直流電壓Udc，而且電感電流iL是斷續(xù)的。 (1)第階段 功率管VF2導(dǎo)通并同時(shí)通過iL及iO電流， Cx被iL充電，而CY電壓被箝位于零，在這一階段結(jié)束時(shí)，電感電流諧振到零，Cx上電壓達(dá)到最大值，VDr和VDy關(guān)閉。 (2)第階段 負(fù)載電流流過功率管VF2，iL保持為零。在這一階段結(jié)束時(shí)，關(guān)斷VF2。 (3)第階段 VF2關(guān)斷后，Cx通過負(fù)載回路放電，Ucx下降。 (4

5、)第階段 隨著Ucx的下降，當(dāng)整流電壓高于Ucx時(shí)，VDr導(dǎo)通，入端電流通過電感開始對(duì)CX和CY充電。由于Cx中放電電流大于充電電流，因此Ucx繼續(xù)下降直到零為止，此時(shí)VD1導(dǎo)通。 (5)第V階段 VD1導(dǎo)通后，VD1中流過的電流為負(fù)載電流與電感電流之差，隨著負(fù)載電流的減小和電感電流的上升，在這一階段結(jié)束時(shí)，VDl續(xù)流結(jié)束。功率管VFl開始導(dǎo)通進(jìn)入后半周期。由于后半周期工作與前半周期相似，不再詳述。 第二種工作情況：此種工作情況對(duì)應(yīng)于輸入電壓在峰值附近時(shí)的工作狀態(tài)。整個(gè)工作過程分四個(gè)階段，在這種情況下，Ucx的最大值能達(dá)到電解電容C兩端直流電壓Udc，電感電流是連續(xù)的。 (1)第1階段 VF2

6、導(dǎo)通，在此之前Cx上電壓已經(jīng)升高并鉗位于Udc。因?yàn)镃比Cx大得多，所以電感電流都經(jīng)C通過，因此VF2僅僅通過負(fù)載電流。在這一階段結(jié)束時(shí)，關(guān)斷VF2。 (2)第階段 VF2關(guān)斷后，CX中能量向負(fù)載放電，電感電流向Cy充電。由于此階段為輸入電壓的峰值附近，所以電感電流也處在峰值附近，對(duì)CY的充電速率加大。在此階段中Ucx與UCY之和接近于但小于Udc。而在本階段結(jié)束時(shí)， Ucx與UCY之和達(dá)到Udc，使VDy導(dǎo)通。 (3)第階段 VDy導(dǎo)通后，使電感電流通過C形成通路。而Cx又通過負(fù)載回路放電，在這一階段結(jié)束時(shí)， Ucx已降為零， UCY升到Udc，使VD1導(dǎo)通。 (4)第階段 VD1開始續(xù)流，

7、續(xù)流電流為負(fù)載電流與電感電流的差值，當(dāng)VD1續(xù)流結(jié)束時(shí)，功率管VFl導(dǎo)通，進(jìn)入后半周期。 3 電路工作特點(diǎn) (1)功率管工作在零電壓開關(guān)狀態(tài)。功率管在反并聯(lián)二極管續(xù)流時(shí)開通，可以實(shí)現(xiàn)零電壓開通。功率管VF2關(guān)斷時(shí)，其電流iVF2瞬間下降為零，原來流過VF2的電流轉(zhuǎn)向?qū)X放電。VF2的漏源電壓為Udc減去Ucx，使VF2漏源電壓以某一斜率上升，這個(gè)斜率的大小取決于CX放電速率的大小，這就保證了VF2關(guān)斷時(shí)漏極電流與漏源電壓交疊幾乎很小，達(dá)到了零電壓關(guān)斷的效果。 (2)高功率因數(shù)。在每一開關(guān)周期內(nèi)，電容Cx或CY先是儲(chǔ)存能量，然后再把存儲(chǔ)的能量傳送到負(fù)載。整流二極管導(dǎo)通角可達(dá)到半周期。由于能量處

8、理單元所儲(chǔ)存的能量主要對(duì)電解電容C和負(fù)載放電，因此功率開關(guān)管的電流等級(jí)與普通電子整流器相同。 (3)與普通泵式電子整流器相比， C兩端直流電壓偏低，有利于降低對(duì)功率管耐壓的要求。 (4)燈電流波峰系數(shù)較小。 4 電路主要參數(shù)計(jì)算 假設(shè)負(fù)載電流與電感電流在正半周的兩個(gè)交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角度分別為：a， a。根據(jù)電容上電壓電流的關(guān)系可得：Cx=Iomc淺談電子鎮(zhèn)流器的工作原理淺談電子鎮(zhèn)流器的工作原理【摘 要】 本文主要討論了高頻交流電子鎮(zhèn)流技術(shù)的發(fā)展、應(yīng)用、典型電路、存在問題及發(fā)展方向。介紹了典型應(yīng)用集成電路和相關(guān)設(shè)計(jì)軟件?！娟P(guān)鍵詞】 高頻交流電子鎮(zhèn)流 半橋逆變 buck-boost PFC 單級(jí)變換一、

9、高頻交流電子鎮(zhèn)流由于氣體放電燈（如熒光燈、霓虹燈、鹵素?zé)簟⒔瘥u燈等）是一種負(fù)阻性電光源(特性曲線如圖1所示)要使其正常穩(wěn)定工作，需加一個(gè)限流裝置。這個(gè)限流裝置叫做鎮(zhèn)流器。目前氣體放電燈使用的鎮(zhèn)流器有兩種：（1）電感式鎮(zhèn)流器；（2）高頻交流電子鎮(zhèn)流器。由于電感式鎮(zhèn)流器工作在市電頻率，體積大、笨重，還需消耗大量銅和硅鋼等金屬材料，散熱困難、效率低、有頻閃，所以現(xiàn)在一些電光源界的科技工作者紛紛尋找新的鎮(zhèn)流方法，而高頻交流電子鎮(zhèn)流器就是一種有效方法。電子鎮(zhèn)流采用高頻開關(guān)變換電子線路的方法實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)流，具有無頻閃、效率高、體積小、重量輕、可調(diào)光，不使用大量銅材和硅鋼材料的特點(diǎn)，所以自20世紀(jì)70年代以來，高

10、頻交流電子鎮(zhèn)流器一問世，由于它的體積小、發(fā)光效率高（發(fā)光效率與工作頻率關(guān)系曲線如圖2 所示）無頻閃效應(yīng)，適應(yīng)供電電壓范圍寬、節(jié)能的一系列優(yōu)點(diǎn)，受到了用戶的歡迎。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上照明用電占了世界上產(chǎn)生的總電量的1/4，如僅將現(xiàn)用的200億只燈泡中的50億只換成節(jié)能的電子鎮(zhèn)流燈泡，就可節(jié)省200GW的電能，從而少建幾十個(gè)電站。由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器節(jié)能和巨大的市場潛力，進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，各種氣體放電照明燈廣泛采用高頻電子鎮(zhèn)流器，形成一個(gè)綠色照明的新興產(chǎn)業(yè)。綠色照明是90年代初國際上對(duì)節(jié)約電能、保護(hù)環(huán)境照明系統(tǒng)的形象說法。美、英、法、日等主要發(fā)達(dá)國家和部分發(fā)展中國家先后制定了綠色照明的計(jì)劃，并已

11、經(jīng)取得明顯效果。事實(shí)上，照明的質(zhì)量和水平已成為衡量社會(huì)現(xiàn)代化的一個(gè)重要標(biāo)志，成為人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的一項(xiàng)重要標(biāo)志。目前，我國已成為照明器具的生產(chǎn)大國，現(xiàn)有照明器具生產(chǎn)企業(yè)1000家，電光源產(chǎn)品有60多個(gè)門類3500多個(gè)品種規(guī)格，燈具產(chǎn)品30多個(gè)門類500多個(gè)品種規(guī)格。我國照明節(jié)能大有潛力可挖。目前，熒光燈、稀土三色緊湊型熒光燈已生產(chǎn)出適合家用的H、雙H、O、D、雙D、SL型等多種產(chǎn)品。這種燈與照度相同的管型熒光燈相比約節(jié)電27%，與白熾燈相比，可節(jié)電70%。2001年，按每戶僅用一只節(jié)能燈計(jì)算，全國4億只節(jié)能燈就可節(jié)電2000萬千瓦電力，投資只需120億元，而要生產(chǎn)2000萬千瓦的電力，即需投

12、資500億元。所以在我國照明節(jié)能是一項(xiàng)很重要的課題。目前，世界上一些著名的大專院校、科研院所、公司都投入了較大的力量進(jìn)行高頻交流電子鎮(zhèn)流器的科研開發(fā)、生產(chǎn)。如美國弗吉尼亞大學(xué)功率電子研究中心（VPEC），李澤元教授領(lǐng)導(dǎo)的科研中心每年都有相關(guān)論文和實(shí)驗(yàn)報(bào)告在IEEE功率電子學(xué)學(xué)刊刊出，并提出了如高頻能量反饋、采用電荷泵功率因數(shù)校正的電子鎮(zhèn)流器等概念，美國加州理工大學(xué)（UCT）的S.CUK教授關(guān)于單級(jí)高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，一種用于緊湊型熒光燈的E類電子鎮(zhèn)流器，西班牙、巴西、我國臺(tái)灣和香港地區(qū)的一些著名高等院校、科研院所、公司都投入了一些高水平的科研人員進(jìn)行開發(fā)。同時(shí)，國內(nèi)一些著名科研院所、大學(xué)也投

13、入了較大力量進(jìn)行科研開發(fā)。這點(diǎn)可從國內(nèi)相關(guān)科技文獻(xiàn)看出。勿容置疑的是我國是世界上電子鎮(zhèn)流器的一個(gè)生產(chǎn)大國，我國有較多的公司、企業(yè)從事這種綠色電光源產(chǎn)品的生產(chǎn)。特別是自20世紀(jì)80年代末、90年代初，IEC928（1990）、GB15143（1994）管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器一般要求和安全要求及IEC929（1990）、GB/T15144管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器的性能要求等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相繼頒布與實(shí)施，使交流電子鎮(zhèn)流器的研究、開發(fā)、生產(chǎn)有了統(tǒng)一技術(shù)規(guī)范。由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器要求體積小、造價(jià)低，并且對(duì)電磁輻射干擾、輸入功率因數(shù)、波峰因數(shù)、可靠性等技術(shù)指標(biāo)嚴(yán)格，所以要做出一個(gè)滿足高性能、低價(jià)格、體積

14、小、低電磁輻射干擾，使用安全可靠的高頻交流電子鎮(zhèn)流器并非件易事，所以往往讓人感到：看似簡單的一個(gè)電子產(chǎn)品，但是技術(shù)含量很高，是一個(gè)涉及電路拓?fù)?、高頻電子變換、諧振開關(guān)（ZVS、ZCS）、LC串并聯(lián)諧振、功率因數(shù)校正、電磁干擾抑制（EMC、EMI）、信號(hào)傳感、采集和控制、電子元器件、電光源器件等電力電子技術(shù)的方方面面。同時(shí)，如何測量高頻交流電子鎮(zhèn)流器的技術(shù)參數(shù)，如功率、高頻諧波成分、效率、電磁輻射干擾（EMI），也是高頻交流電子鎮(zhèn)流器的研究熱點(diǎn)。實(shí)踐證明，要做出一只高性能的高頻交流電子鎮(zhèn)流器，還需對(duì)它的負(fù)載-燈的技術(shù)特性、燈對(duì)電源的技術(shù)要求有所了解，否則要做出高性能的高頻交流電子鎮(zhèn)流器是不現(xiàn)實(shí)的

15、。由于對(duì)電網(wǎng)供電質(zhì)量的要求不斷提高，國際電工技術(shù)委員會(huì)1982年分別制定了IEC555-2家用設(shè)備及類似電器設(shè)備對(duì)供電系統(tǒng)的干擾標(biāo)準(zhǔn)，和IEC1000-3-2電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)，分別對(duì)相關(guān)電器設(shè)備的功率、諧波成分、電磁輻射干擾等技術(shù)指標(biāo)做出了要求，對(duì)高頻交流電子鎮(zhèn)流器而言也相應(yīng)增加了電路的設(shè)計(jì)難度和制造難度。二、常用高頻交流電子鎮(zhèn)流器電路與改進(jìn)（一）單級(jí)半橋諧振式由于半橋諧振式逆變電路工作可靠，對(duì)開關(guān)管耐壓要求較低，所以采用半橋諧振式逆變電路為燈負(fù)載供電的功率變換電路使用最為廣泛。它主要由：交流市電供電整流電路（濾波）、啟動(dòng)電路、串聯(lián)諧振高頻逆變電路、保護(hù)電路、燈負(fù)載幾部分組成。這是一個(gè)典型的、自

16、激振蕩、自啟動(dòng)的LC串聯(lián)諧振半橋逆變的高頻交流電子鎮(zhèn)流器電路，諧振主要由L、C3、C4完成，利用諧振時(shí)C4上的高頻電壓點(diǎn)亮燈負(fù)載，當(dāng)燈負(fù)載電流發(fā)生變化時(shí)，會(huì)影響諧振回路Q值，從而影響諧振電容C4上的諧振電壓，來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定燈負(fù)載電流的作用。由于這種電路采用元件少、造價(jià)低，所以目前國內(nèi)市場上見到的高頻交流電子鎮(zhèn)流器大多采用類似的這種電路。但這種電路存在以下缺點(diǎn)：（1）無燈絲預(yù)熱功能，易產(chǎn)生燈絲電極濺射作用，而降低燈絲的使用壽命，使用時(shí)間一長易造成燈管一端發(fā)黑的現(xiàn)象；（2）由于采用市電整流后直接給半橋逆變級(jí)供電，所以會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的高次諧波干擾，降低交流市電輸入側(cè)的功率因數(shù)，并降低電源供電效率,采用這種電

17、路的高頻交流電子鎮(zhèn)流器大量使用時(shí)，會(huì)造成三相四線供電電網(wǎng)的地電位偏移，因而造成用電設(shè)備的損壞；（3）由于半橋逆變級(jí)工作在高頻開關(guān)逆變狀態(tài)，所以產(chǎn)生的高次諧波，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電磁幅射干擾，影響其它用電設(shè)備的正常工作；（4）由于電路沒有設(shè)保護(hù)電路，所以一旦市電電源供電發(fā)生故障（如電網(wǎng)電壓升高過多）或燈負(fù)載發(fā)生破裂等故障時(shí)，易造成電路損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生火災(zāi)事故。（二）雙級(jí)諧振式高頻交流電子鎮(zhèn)流器針對(duì)單級(jí)半橋諧振式高頻交流電子鎮(zhèn)流器電路存在的以上缺陷，人們又開發(fā)設(shè)計(jì)出了雙級(jí)諧振式高頻交流電子鎮(zhèn)流器電路。它主要在普通的單級(jí)諧振高頻交流電子鎮(zhèn)流器的基礎(chǔ)上，再加了一級(jí)有源功率因數(shù)校正（APFC）電路，用以進(jìn)

18、行交流市電輸入整流濾波的功率因數(shù)校正，并限制高次諧波成分，從而達(dá)到減小電磁幅射干擾，提高輸入側(cè)功率因數(shù)的目的。并且由于有源功率因數(shù)校正（APFC）還有預(yù)穩(wěn)壓的作用，同時(shí)還可以調(diào)光（調(diào)節(jié)APFC輸出電壓），所以既可提高電子鎮(zhèn)流器的電性能，又可提高電子鎮(zhèn)流器的可靠性。有源功率因數(shù)校正按電路構(gòu)成可分為：降壓式、升/降壓式、反激式、升壓式等幾種。按控制市電輸入電流的工作原理可分為：平均電流型、滯后電流型、峰值電流型、電壓控制型幾種。按功率因數(shù)校正電路中電感電流的工作方式又可分為：電流連續(xù)型（CCM）、電流不連續(xù)型（DCM）。由于升壓式有源功率因數(shù)校正電路具有PF值高、THD小、效率高，但需輸出電壓高于

19、輸入電壓，適用于75W-2KW的應(yīng)用場合，所以目前應(yīng)用最為廣泛。由于DCM型APFC電路簡單，開關(guān)管應(yīng)力小的優(yōu)點(diǎn)，所以在電子鎮(zhèn)流器中應(yīng)用廣泛。兩級(jí)式具有APFC功能的高頻交流電子鎮(zhèn)流器電路由于增加了一級(jí)有源功率因數(shù)校正電路，所以增加了電路的復(fù)雜性，使成本提高許多，雖然雙級(jí)式高頻交流電子鎮(zhèn)流器性能好，但由于成本、體積等原因也很難于大范圍推廣使用。(三)無源功率因數(shù)校正針對(duì)兩級(jí)式有源功率因數(shù)校正電路的缺點(diǎn)，人們又試圖探討用無源功率因數(shù)校正的方法來提高高頻交流電子鎮(zhèn)流器的性能，如經(jīng)常提到的有采用三只二極管和二只電容器的逐流電路的無源功率因數(shù)校正和高頻復(fù)合能量反饋等方法，雖然在理論分析上可行，并有相應(yīng)

20、的實(shí)驗(yàn)結(jié)果、結(jié)論，但是至今未見廣泛使用。還需進(jìn)一步提高技術(shù)性能，但無疑這是一個(gè)很好的發(fā)展方向。（四）常用高頻交流電子鎮(zhèn)流器調(diào)光由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器具有節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，特別是在不需電子鎮(zhèn)流器滿功率進(jìn)行的場合下，采用調(diào)光控制節(jié)能效果會(huì)更加明顯。調(diào)光控制有一個(gè)用戶可控制的調(diào)光控制輸入端并應(yīng)具有以下基本功能：能檢測燈電流、燈電壓、燈功率；利用反饋電路來調(diào)節(jié)用戶設(shè)定的亮度。常用的調(diào)光方法主要有以下四種：占空比調(diào)光法、調(diào)頻調(diào)光法、調(diào)節(jié)高頻逆變器供電電壓調(diào)光法、 脈沖調(diào)相調(diào)光法。1、占空比調(diào)光法這種調(diào)光控制法利用調(diào)節(jié)高頻逆變器中功率開關(guān)管的脈沖占空比，實(shí)現(xiàn)輸出功率調(diào)節(jié)，對(duì)半橋逆變的最大占空比為0.5，以確保半

21、橋逆變器的兩個(gè)開關(guān)管有一個(gè)死時(shí)間，以免兩個(gè)開關(guān)管共態(tài)導(dǎo)通損壞。這種調(diào)光方法存在的問題是：如果電感電流連續(xù)并滯后于半橋電壓Uxy，則開關(guān)可能導(dǎo)通時(shí)工作在零電壓狀態(tài)，關(guān)斷瞬間需采用吸收電容達(dá)到ZCS工作條件，這樣可進(jìn)入ZVS工作方式，這是優(yōu)點(diǎn)，EMI和開關(guān)管應(yīng)力可明顯降低。然而，如果占空比太小，以至電感電流不連續(xù)，將失去ZVS工作特性，并且由于供電直流電壓較高，而使開關(guān)管上的應(yīng)力加大，這種不連續(xù)電流導(dǎo)通狀態(tài)將導(dǎo)致可靠性降低和加大EMI幅射。除了小的脈沖占空比，當(dāng)燈管發(fā)生故障時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)不連續(xù)電流工作狀態(tài)，當(dāng)燈為開路故障時(shí)，電感電流將流過諧振電容，由于這個(gè)電容的容量較小，所以阻抗較大。除非兩個(gè)開關(guān)管

22、有吸收電路保護(hù)，否則開關(guān)管將承受很大的電壓應(yīng)力。2004-3-17 11:24:04QQ 2、調(diào)頻調(diào)光法調(diào)頻調(diào)光法也是常用的調(diào)光方法。如果高頻交流電子鎮(zhèn)流器的開關(guān)頻率增加，則電感的阻抗增加，這樣，電感電流就會(huì)下降。調(diào)頻調(diào)光法的局限性：A調(diào)光范圍由調(diào)頻范圍決定，如果調(diào)頻范圍不大，則功率調(diào)節(jié)范圍也不大。B為了實(shí)現(xiàn)在低燈功率工作條件下實(shí)現(xiàn)調(diào)光，則調(diào)頻范圍應(yīng)很寬（即從25KHZ-50KHZ）。磁芯的頻率范圍、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路可能限制調(diào)光范圍。C在整個(gè)調(diào)頻范圍內(nèi)不易實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。輕載時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，并使開關(guān)管上的電壓應(yīng)力加大。硬開關(guān)的瞬態(tài)過渡是EMI幅射的主要來源。D如果半橋逆變器不工作在軟開關(guān)狀態(tài)

23、，則導(dǎo)致逆變器的損耗加大，導(dǎo)致效率降低。E當(dāng)開關(guān)頻率在紅外遙控的頻率范圍內(nèi)時(shí)，熒光燈將發(fā)射低電平的紅外線，如果調(diào)頻范圍很大，其它的紅外遙控裝置如電視機(jī)將會(huì)受到影響。F燈電流近似反比于逆變器開關(guān)頻率，調(diào)光與開關(guān)頻率間不是線性關(guān)系。G當(dāng)燈管發(fā)生開路故障時(shí)，將出現(xiàn)DCM工作狀態(tài)，特別是當(dāng)開關(guān)頻率很低時(shí)。3、改變半橋逆變器供電電壓調(diào)光法利用改變半橋逆變器供電電壓法實(shí)現(xiàn)調(diào)光有以下優(yōu)點(diǎn)：A調(diào)節(jié)半橋逆變器供電電壓來實(shí)現(xiàn)調(diào)光。B采用固定占空比（約0.5）的方法，使半橋逆變器工作在軟開關(guān)電感電流連續(xù)的寬調(diào)光范圍調(diào)光（這也可使開關(guān)控制電路簡化）。C由于開關(guān)頻率固定，所以可以針對(duì)給定的燈型號(hào)簡化控制電路設(shè)計(jì)。D由于

24、開關(guān)頻率剛好大于諧振頻率，所以可以降低無功功率和提高工作效率。E由于開關(guān)頻率固定，所以可以較方便的確定無源器件的參數(shù)。F在較寬的燈功率范圍內(nèi)（5%-100%）保持ZVS工作條件。G在很低的半橋逆變器供電電壓下，將會(huì)失去軟開關(guān)特性，將會(huì)出現(xiàn)電感電流不連續(xù)的工作狀態(tài)。然而在直流供電電壓很低的情況下，這種工作狀態(tài)不再是個(gè)問題，這時(shí)的開關(guān)管應(yīng)力和損耗將很小，即使硬開關(guān)在低直流供電電壓情況下（如20V），也不會(huì)產(chǎn)生太多EMI幅射。H可實(shí)現(xiàn)平滑和幾乎線性的燈功率控制特性。I可得到低功率解決方案，半橋逆變器的供電電壓可以選得很低（如5%-100%的調(diào)光范圍對(duì)應(yīng)30-120V），這樣可采用低電壓電容和MOSF

25、ET。J調(diào)光控制僅通過控制SEPIC變換器輸出電壓實(shí)現(xiàn)。由于半橋逆變器工作在恒頻工作狀態(tài)，所以可采用簡單的AC/DC控制即可實(shí)現(xiàn)調(diào)光。K燈電流近似和DC變換器的電壓成正比，調(diào)光幾乎和SEPIC DC變換器的輸出直流電壓成正比。調(diào)光曲線如圖6所示。4、脈沖調(diào)相調(diào)光法利用調(diào)節(jié)半橋逆變器中兩支開關(guān)管的導(dǎo)通相位的方法來調(diào)節(jié)輸出功率，從而達(dá)到輸出調(diào)光的目的。調(diào)相法調(diào)光曲線圖如圖7所示。相控調(diào)光法主要有以下特點(diǎn)：可調(diào)光至此1%；可在任意調(diào)光設(shè)定值下啟動(dòng)；可應(yīng)用于多燈應(yīng)用場合；調(diào)光相位燈功率關(guān)系線性好。（五）兩級(jí)高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器常用IC及特點(diǎn)由于高頻交流電子鎮(zhèn)流器的巨大市場和經(jīng)濟(jì)效益，國際上許多有實(shí)力的

26、半導(dǎo)體廠商紛紛開發(fā)相應(yīng)的集成電路，以方便用戶、生產(chǎn)廠商使用，大批量生產(chǎn)。有的半導(dǎo)體廠商還給出了相關(guān)的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)軟件。世界上主要生產(chǎn)、開發(fā)高頻交流電子鎮(zhèn)流器的主要生產(chǎn)廠商有：美國國際整流器公司（IR）、莫托羅拉公司（MC）、美國微線公司（ML）、韓國三星公司等。下面以美國IR公司為例，介紹其主要電子鎮(zhèn)流器用控制集成電路、相關(guān)設(shè)計(jì)軟件。美國國際整流器公司（IR）主要有以下型號(hào)的新型高頻交流電子鎮(zhèn)流器控制集成電路，它們分別為： IR21571、IR2159/IR21591、IR2167、IR2153、IR2156等型號(hào)。它們分別用于以下場合：IR21571：驅(qū)動(dòng)600V MOSFET的熒光燈和高

27、強(qiáng)度放電燈（HID）的電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)控制集成電路。IR2159/IR21591：調(diào)光控制和600V MOSFET驅(qū)動(dòng)控制功能合一的電子鎮(zhèn)流器控制集成電路。IR2167：具有PFC功能的高集成度，600V MOSFET驅(qū)動(dòng)控制集成電路，常用于熒光燈和高強(qiáng)度放電燈（HID）的驅(qū)動(dòng)控制。IR2153：IR2153/IR2151驅(qū)動(dòng)控制集成電路的改進(jìn)型，用以驅(qū)動(dòng)半橋功率變換級(jí)。IR215振蕩頻率可偏程和用于高壓半橋驅(qū)動(dòng)。IR2153、IR2156：常用于鹵素?zé)舻目刂乞?qū)動(dòng)。下面以IR21571、IR2159/IR2157為例介紹其主要功能。如表1所示。表1 常用IR 電子鎮(zhèn)流器IC特點(diǎn)特 點(diǎn) 型 號(hào)IR

28、21571 IR2159/IR2157啟動(dòng)功率低 電源供電穩(wěn)壓二極管保護(hù) 600V半橋驅(qū)動(dòng) 工作頻率可編程控制 -死時(shí)間控制 固定閉環(huán)調(diào)光 -模擬調(diào)光接口 -過流保護(hù) 故障保護(hù) 過溫保護(hù) 鄰近諧振保護(hù)near resonance protection 自動(dòng)再啟動(dòng)關(guān)斷 功率因數(shù)校正 - -電源供電電壓穩(wěn)壓 - -DIP和SOLC封裝 16 16（六） IR公司的相關(guān)設(shè)計(jì)軟件美國IR公司為了方便它的IC使用和高頻交流電子鎮(zhèn)流器電路設(shè)計(jì)，它推出了相關(guān)設(shè)計(jì)軟件，軟件具有以下特點(diǎn)：IR公司的相關(guān)電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)軟件具有以下功能和相應(yīng)設(shè)計(jì)步驟：1、設(shè)計(jì)步驟：(1)對(duì)給定的電路類型和輸入電壓范圍，可生成相應(yīng)的

29、電路圖、元件表和印刷電路板圖。(2)良好的圖形設(shè)計(jì)界面，可給出電子鎮(zhèn)流器的電參數(shù)、元件值和整個(gè)電子鎮(zhèn)流器的相關(guān)文件。2、主要特點(diǎn)：三步設(shè)計(jì)流程；燈型號(hào)流覽；設(shè)計(jì)流覽；良好的顯示界面；電子鎮(zhèn)流器工作點(diǎn)的計(jì)算；電子鎮(zhèn)流器工作點(diǎn)的圖形表示；Windows的圖形顯示界面； LC諧振腔元件參數(shù)計(jì)算；PFC元件參數(shù)計(jì)算；IR21571外圍相關(guān)元件參數(shù)計(jì)算；電路圖；元件清單；PCB圖；電參數(shù)圖；元件參數(shù)表。燈的選擇和電路基本設(shè)計(jì)選擇主要包含：燈的選擇含以下內(nèi)容：燈型號(hào)、燈功率、燈管工作電壓、最大燈管預(yù)熱電壓、燈管最小點(diǎn)火電壓、預(yù)熱電流、預(yù)熱時(shí)間（秒）?；驹O(shè)計(jì)選擇含以下內(nèi)容：最低電源電壓、最大電源電壓、預(yù)熱

30、直流總線電壓、啟動(dòng)點(diǎn)火直流總線電壓、直流工作總線電壓、PFC工作頻率、鎮(zhèn)流器工作頻率。并且BDA軟件有兩種工作方式：1標(biāo)準(zhǔn)3步法（含以下步驟）：選燈型、選擇電路形式、自動(dòng)生成設(shè)計(jì)結(jié)果。2高級(jí)工作方式（含以下設(shè)計(jì)步驟）：工作點(diǎn)計(jì)算和IR21571外圍元器件計(jì)算；允許預(yù)先設(shè)定所要求參數(shù)值；設(shè)計(jì)靈活，方便。三、單級(jí)高性能、高功率因數(shù)高頻交流電子鎮(zhèn)流器由于雙級(jí)式高頻交流電子鎮(zhèn)流器使用元件多，價(jià)格較高。所以盡管性能指標(biāo)好，但也難于大批量生產(chǎn)、使用，為了進(jìn)一步簡化電路，提高電子鎮(zhèn)流器的性能指標(biāo)，國內(nèi)外的一些科研院所、高等院校、大公司紛紛提出了單級(jí)新型、高功率因數(shù)高頻交流電子鎮(zhèn)流的新概念、新電路，下面分別加

31、以介紹。（一）高功率因數(shù)、低電磁幅射、具有寬調(diào)光范圍的電子鎮(zhèn)流器這種電路由香港城市大學(xué)的S.Y.Ron Hui教授（Ph.D）提出。這種鎮(zhèn)流器具有以下特點(diǎn)：(1)低電磁幅射，傳導(dǎo)干擾低，可調(diào)光范圍寬；(2)功率調(diào)節(jié)范圍為10%-100%；(3)采用SEPIC DC/AC變換調(diào)壓；(4)低EMI，低電壓應(yīng)力；(5)可用于單管、多管熒光燈照明。（二）一種改進(jìn)電荷泵功率因數(shù)校正（CPPFC）的電子鎮(zhèn)流器這種電路由美國李澤元教授領(lǐng)導(dǎo)的VPEC的Jin Rong Qian教授（Ph.D）和李澤元教授提出。主要有以下特點(diǎn)：(1)引入了電荷泵的概念、工作原理、電路；(2)提高功率因數(shù)的工作原理分析；(3)波

32、峰比為1.6，200V交流電壓輸入，效率為80%；(4)只用一個(gè)電感，由于電荷泵采用了一個(gè)電容，而電容又比電感在電路上好處理。（三）一種用于緊湊型熒光燈的新型自激E類電子鎮(zhèn)流器由美國（CIeveland State University的Louis Robert Nerone 教授（Ph.D）提出。論文和實(shí)驗(yàn)對(duì)點(diǎn)火和燈電路穩(wěn)態(tài)運(yùn)行進(jìn)行了分析、討論，并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。有限流保護(hù)功能，可適用于任何Q值和占空比，價(jià)格低。（四）一種改進(jìn)單級(jí)電子鎮(zhèn)流器起動(dòng)特性的新方法由我國臺(tái)灣National Chung Cheng University的Tsai-fu 教授（.）和他的學(xué)生YongJing Wu提出，

33、并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這種方法主要有以下特點(diǎn)：、利用同步開關(guān)技術(shù)（Synchronous Switch Technique,SST）來改進(jìn)電子鎮(zhèn)流器的啟動(dòng)特性。、利用變形單級(jí)電子鎮(zhèn)流器技術(shù)實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)流（Single-Stage Inverter、SSI）。、討論了半級(jí)和逆變電路半級(jí)間功率不平衡而引入的較高電壓應(yīng)力對(duì)開關(guān)器件的影響。、討論了電子鎮(zhèn)流器的工作狀態(tài)、控制策略和元件電壓應(yīng)力間的相互關(guān)系。、討論了利用熱阻檢測電路來減小燈絲濺射的問題，并通過實(shí)驗(yàn)證明了這種電路燈管開關(guān)工作18000次后燈絲無明顯濺射。、論文和實(shí)驗(yàn)電路對(duì)單級(jí)鎮(zhèn)流電路的變化特性進(jìn)行了分析，并給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（五）采用反激推挽集成變換器

34、的電子鎮(zhèn)流器該電路和實(shí)現(xiàn)主要由巴西federal University of Minas Genais的Ricardo Nedersondo Prado教授（P.）等人完成。這種電子鎮(zhèn)流器具有以下特點(diǎn)：(1)由于采用反激式電路，所以電路簡單，使用靈活；(2)具有隔離、自啟動(dòng)、單開關(guān)的電路特點(diǎn)；(3)可實(shí)現(xiàn)短路保護(hù)；(4)反激式，所以具有不必使輸出電壓高于輸入直流電壓，可在工作方式下，在固定導(dǎo)通時(shí)間控制方式下得到功率因數(shù)近似為的效果；(5)由推挽變換器實(shí)現(xiàn)燈的高頻交流供電、鎮(zhèn)流；(6)僅用一級(jí)電路就可實(shí)現(xiàn)和高頻變換，實(shí)現(xiàn)了單開關(guān)變換，簡化了電路；(7)通過占空比控制可實(shí)現(xiàn)調(diào)光。（六）基于單級(jí)高功

35、率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器該工作由巴西Federal University of Espirito SantO,Vitoria的Marcio Aimeida Co教授（P.）及他的同事完成的。它具有以下特點(diǎn)：(1)單功率級(jí)，高功率因數(shù)，半橋功率逆變器工作在諧振狀態(tài)；(2)自激振蕩式，功率因數(shù)校正工作在DCM模式，輸入、輸出隔離；(3)由于工作在自激振蕩方式，所以具有保護(hù)作用；(4)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停?0W熒光燈、40KHZ、220V交流市電供電；(5)給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模型分析。（七）一種新型單級(jí)恒功率高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器這項(xiàng)工作由西班牙的University of Oviedo,Gijon大學(xué)的Manuel

36、RicoSecades教授（P.）和他的幾個(gè)同事共同完成的。該電子鎮(zhèn)流器具有以下特點(diǎn)：(1)由buckboost和半橋LC諧振共同組成單級(jí)高頻交流電子鎮(zhèn)流器；(2)具有可調(diào)光和恒功率特性；(3)高功率因數(shù)（0.98）；(4)給出了實(shí)驗(yàn)電路、穩(wěn)態(tài)分析、低頻電路模型；(5)給出了設(shè)計(jì)實(shí)例、方法；(6)給出了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（八）基于反激變換器的單級(jí)高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器該項(xiàng)工作由西班牙的3.7部分的科研課題組完成。該項(xiàng)工作具有以下特點(diǎn)：、將反激變換PFC和半橋變換合為一體，作為單級(jí)高頻交流電子鎮(zhèn)流。、反激工作于恒頻、恒占空比。、由于在中引入了一個(gè)變壓器，所以逆變器的輸入電壓可以設(shè)定，從而優(yōu)化了逆變器的設(shè)計(jì)

37、。、給出了實(shí)驗(yàn)電路、穩(wěn)態(tài)分析、實(shí)驗(yàn)結(jié)果。四、總結(jié)通過以上的分析討論可以看出，貌不驚人的高頻交流電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)、制作是一個(gè)涉及電路拓?fù)?、電子元器件選擇、電路動(dòng)態(tài)靜態(tài)分析，電光源等多學(xué)科的一個(gè)知識(shí)密集性電子產(chǎn)品。它主要要求在電路盡可能簡單的條件下實(shí)現(xiàn)高效率、高可靠、低諧波成分、低電磁幅射干擾、高功率因數(shù)。所以對(duì)電路設(shè)計(jì)、選型、生產(chǎn)提出了較高的要求。隨著電子技術(shù)、電子元器件、電路拓?fù)渌降牟粩嗵岣撸哳l交流電子鎮(zhèn)流器的質(zhì)量、性能會(huì)不斷提高?；仡欁?0世紀(jì)70年代世界上第一只高頻交流電子鎮(zhèn)流器的面市，到今天高頻交流電子鎮(zhèn)流器廣泛進(jìn)入家庭、樓堂館所的照明，印證了高頻交流電子鎮(zhèn)流器的不斷發(fā)展，質(zhì)量、性能

38、不斷提高的過程。熒光燈電子鎮(zhèn)流器工作原理再細(xì)探 信息來源:互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布日期:07-09-20 23:50:25瀏覽次數(shù)：38 編者按：近年來，電子鎮(zhèn)流熒光燈行業(yè)持續(xù)大發(fā)展，產(chǎn)品水平不斷提高，中國在世界上作為節(jié)能燈大國的地位已經(jīng)確立。但要進(jìn)一步成為節(jié)能燈強(qiáng)國，就需要對(duì)產(chǎn)品技術(shù)和相應(yīng)的技術(shù)基礎(chǔ)理論進(jìn)行進(jìn)一步的探索。在對(duì)燈用三極管損壞機(jī)理的深入研討中，筆者感到以前對(duì)熒光燈電子鎮(zhèn)流器工作原理的描述越來越滿足不了需要，其中甚至還有謬誤之處，有必要對(duì)其進(jìn)行更深入仔細(xì)的研究探討。為避免復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，文中用較多的實(shí)測波形圖加以說明。電子鎮(zhèn)流器工作最基本的原理是把的工頻交流電，變成的較高頻率的交流電，半橋串聯(lián)諧

39、振逆變電路中，上、下兩個(gè)三極管在諧振回路電容、電感、燈管、磁環(huán)的配合下輪流導(dǎo)通和截止，把工頻交流電整流后的直流電變成較高頻率的交流電。但是，具體工作過程中，不少書刊都把諧振回路電容充放電作為主要因素來描述，甚至認(rèn)為“振蕩電路的振蕩頻率是由振蕩電路充放電的時(shí)間常數(shù)決定的”。實(shí)事上，諧振回路電容充電和放電是變流過程中的一個(gè)重要因素，但不能說振蕩電路的振蕩頻率就是由振蕩電路的充放電時(shí)間常數(shù)決定的，電路工作狀態(tài)下可飽和脈沖變壓器（磁環(huán)）磁導(dǎo)率變化曲線的飽和點(diǎn)和三極管的存儲(chǔ)時(shí)間是工作周期的重要決定因素。三極管開關(guān)工作的具體過程中，不少書刊認(rèn)為“基極電位轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)電位”使導(dǎo)通三極管轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂?，“（磁環(huán)）飽和

40、后，各個(gè)繞組中的感應(yīng)電勢為零”“基極電位升高，基極電位下降”；然而，筆者認(rèn)為實(shí)際工作情況不是這樣的。、三極管開關(guān)工作的三個(gè)重要轉(zhuǎn)折點(diǎn).、三極管怎樣由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟谝粋€(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)如圖所示，不管是用觸發(fā)管產(chǎn)生三極管的起始基極電流，還是基極回路帶電容的半橋電路由基極偏置電阻產(chǎn)生三極管的起始基極電流，三極管的產(chǎn)生集電極電流，通過磁環(huán)繞組感應(yīng)，強(qiáng)烈的正反饋使迅速增長，三極管導(dǎo)通，那么三極管是怎樣由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟?？?shí)踐證明，三極管導(dǎo)通后其集電極電流增長，其導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟倪^程有兩個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，首先是可飽和脈沖變壓器（磁環(huán)）磁導(dǎo)率的飽和點(diǎn)。圖中，上面為磁環(huán)磁化曲線（）及磁導(dǎo)率變化曲線，所以就是曲線的斜率。開始時(shí)

41、隨著外場的增加而增加，當(dāng)增大到一定值時(shí)達(dá)到最大，其最大值為曲線的峰值，即可飽和脈沖變壓器磁導(dǎo)率的峰值。此后，外場增加，減小。在電子鎮(zhèn)流熒光燈電路中，磁環(huán)工作在可飽和狀態(tài)，在每次磁化過程中，其值必須過其峰值。在初期，可飽和脈沖變壓器（磁環(huán)）磁導(dǎo)率隨著的增長而增長（圖）；增長到一定值，可飽和脈沖變壓器的磁導(dǎo)率過圖中峰值點(diǎn)，磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓環(huán)，而磁環(huán)繞組電感量（此公式還說明了磁環(huán)尺寸在這方面的作用），也就是說磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓與可飽和脈沖變壓器（磁環(huán)）磁導(dǎo)率成正比，磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓環(huán)過峰值（關(guān)于磁環(huán)繞組內(nèi)電流的情況在后文說明，這里先以實(shí)測波形圖說明），三極管基極電流同步過峰值（圖、圖），圖下半部分為三

42、極管、波形圖，圖上半部分和下半部分有一根垂直的連線，把基極電流的峰值點(diǎn)和可飽和脈沖變壓器的磁導(dǎo)率的峰值點(diǎn)連到了一起，這是外部電路改變?nèi)龢O管工作狀態(tài)的重要信號(hào)點(diǎn)，也就是三極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟牡谝粋€(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。隨著環(huán)的下降也下降，但這時(shí)基區(qū)內(nèi)部的電壓仍然是正的，當(dāng)磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓環(huán)低于基區(qū)內(nèi)部的電壓時(shí)（基區(qū)外電路所加電壓下降到低于基區(qū)內(nèi)部的電壓，但仍然是正的），少數(shù)的載流子就從基區(qū)流出，基極電流反向?yàn)樨?fù)值（圖深色曲線）；圖顯示了三極管基極電流峰值（深色曲線）和磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓峰值（淺色曲線）是同步的，過峰值后基極電流反向?yàn)樨?fù)值。在這期間，基區(qū)電流（稱為）是負(fù)，但是維持在飽和壓降（圖淺色曲線），而電流

43、正常流動(dòng)（圖深色曲線），這時(shí)期對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)時(shí)間（）。在這段時(shí)間始終是正的，但是基區(qū)電流（稱為）是負(fù)的。有的書上說導(dǎo)通管的關(guān)閉是因?yàn)槠浠鶚O電位轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)電位，也有的說“（磁環(huán)）飽和后，各個(gè)繞組中的感應(yīng)電勢為零”，這不符合實(shí)際情況，從波形圖上我們可以清楚地看到這段時(shí)間始終是正的。導(dǎo)通管的基極電位轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)電位是在存儲(chǔ)結(jié)束，流過磁環(huán)繞組的電流達(dá)到峰值等于零的時(shí)刻之后，而不是在存儲(chǔ)剛開始的時(shí)刻。不少書刊說導(dǎo)通管的關(guān)閉是因?yàn)槠浠鶚O電位轉(zhuǎn)變?yōu)樨?fù)電位，這里多加幾幅插圖來說明。從圖可以看到在整個(gè)三極管集電極電流導(dǎo)通半周期內(nèi)，其基極電壓都是正的，一直到退出飽和開始下降；從圖可以看到在整個(gè)三極管集電極電流導(dǎo)通半周期內(nèi)，其

44、磁環(huán)繞組感應(yīng)電壓環(huán)也都是正的，一直到退出飽和才開始下降變負(fù)。比較圖和圖可以看到在三極管集電極電流接近最大值，也就是三極管進(jìn)入存儲(chǔ)工作階段時(shí)環(huán)，這也可以用來解釋是負(fù)值的原因?；鶚O電流反向?yàn)樨?fù)值是因?yàn)槿龢O管進(jìn)入存儲(chǔ)工作階段時(shí)環(huán)，但是，由于環(huán)是正的，所以基極電流反向電流是“流”出來，而不是“抽”出來的。磁環(huán)次級(jí)繞組電壓是由流經(jīng)電感的電流所決定，過零點(diǎn)在峰值點(diǎn)，即電流平頂點(diǎn)（圖）；經(jīng)過電感流向燈管的電流，在磁環(huán)繞組和扼流電感上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，其過零點(diǎn)為的峰值頂點(diǎn)（）（圖），這里也可以看到環(huán)變負(fù)的真正時(shí)間。1.2 三極管從存儲(chǔ)結(jié)束退出飽和，到三極管被徹底關(guān)斷（tf）第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)及第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)（）三極管進(jìn)入

45、存儲(chǔ)時(shí)間階段，變?yōu)樨?fù)值并一直維持（圖淺色曲線）；三極管存儲(chǔ)結(jié)束退出飽和：當(dāng)負(fù)電流絕對(duì)值開始減小的時(shí)刻（圖淺色曲線），也就是存儲(chǔ)結(jié)束開始減?。▓D深色曲線），離開飽和壓降開始上升的時(shí)刻（圖淺色曲線），這也就是三極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟牡诙€(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。整個(gè)過程也由兩部分組成，開始很快降低，后面還有很長一段電流很小的拖尾。當(dāng)沒有殘余電荷在基區(qū)里面時(shí)，衰減到零，而也為零，這是下降時(shí)間，三極管被徹底關(guān)斷，結(jié)承擔(dān)電路電源電壓，一般應(yīng)為左右（圖淺色曲線上毛刺對(duì)應(yīng)的時(shí)刻淺色曲線值為）。也就是三極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟牡谌齻€(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)到第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)這段時(shí)間，離開飽和壓降，開始上升到電路電源電壓。（圖淺色曲線

46、）（）電感電流與上下兩個(gè)三極管集電極電流、的關(guān)系，的作用（關(guān)斷過程之二）：在第二個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)與第三個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之間的波形有一個(gè)缺口，波形沒有缺口。三極管存儲(chǔ)結(jié)束，電流開始快速下降，后面還有很長一段電流很小的拖尾；這時(shí)另一個(gè)三極管仍然是截止的，還沒有開始導(dǎo)通，這樣就會(huì)造成一個(gè)電流缺口（圖）。但是電感上的電流是不可能中斷的，這個(gè)缺口由上管之間的的充放電電流來填補(bǔ)（圖）。上管從存儲(chǔ)結(jié)束，開始上升，整個(gè)過程也由兩部分組成，開始很快降低，后面還有很長一段電流很小的拖尾，從零上升到，也得充電到，其充電電流即為填補(bǔ)缺口的那部分電流（圖），電感中的電流得以平滑過渡。從零上升到，也得以充電到的那一時(shí)刻，其充電電流被關(guān)斷

47、。從截止轉(zhuǎn)為導(dǎo)通時(shí)，放電，其放電電流填補(bǔ)電流缺口。對(duì)于這一點(diǎn)，有的書上是這樣說的：“組成相位校正網(wǎng)絡(luò)，使輸出端產(chǎn)生的基頻電壓同相”說的應(yīng)該就是這個(gè)意思。的存在，實(shí)際上也避免了兩個(gè)三極管電流的重疊，即一個(gè)三極管尚未關(guān)斷，另一個(gè)三極管已經(jīng)導(dǎo)通，所謂“共態(tài)導(dǎo)通”的問題，提供了一個(gè)“死區(qū)時(shí)間”。二、三極管是怎樣由截止轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通的？有的書刊上說是三極管基極通過磁環(huán)次級(jí)繞組“得到正電位的激勵(lì)信號(hào)電壓而迅速導(dǎo)通”，實(shí)際上從三極管存儲(chǔ)結(jié)束的這一時(shí)刻開始，磁環(huán)次級(jí)繞組的電壓即過零開始變?yōu)檎娢唬侵钡奖粡氐钻P(guān)斷那一刻以前，一直沒有開通。圖、圖中可以清楚地看到三極管產(chǎn)生集電極電流的時(shí)刻落后于基極電壓（磁環(huán)繞組感

48、應(yīng)電壓環(huán)）變正的時(shí)刻這一段時(shí)間。確切地說，三極管產(chǎn)生集電極電流（開始開通）的準(zhǔn)確時(shí)刻應(yīng)該是另一個(gè)三極管被徹底關(guān)斷的時(shí)刻。從整個(gè)電子鎮(zhèn)流熒光燈電路來說，這也就是前面所說三極管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)榻刂沟牡谌齻€(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。從時(shí)間上來說三極管產(chǎn)生集電極電流（開始開通）的準(zhǔn)確時(shí)刻也就是上的充放電電流終了的時(shí)刻，而這個(gè)時(shí)刻也正是另一個(gè)三極管被徹底關(guān)斷的時(shí)刻。從波形圖上看，三極管產(chǎn)生集電極電流（開始開通）的時(shí)刻，正是電感兩端電壓的峰值點(diǎn)（圖）。另一管的開通：電感中的電流不能突變，而此時(shí)已為正，三極管產(chǎn)生一個(gè)反向電流，此時(shí)也正好是電感兩端電壓的峰值點(diǎn)（圖）。為什么在電子鎮(zhèn)流熒光燈電路中三極管的上升時(shí)間我們不予以關(guān)注？從上

49、面對(duì)三極管集電極電流的開通過程就可以得到答案。在這里，三極管集電極電流的上升過程不符合三極管的上升時(shí)間的定義，因此在這里也就失去了它原來的意義。由于從三極管存儲(chǔ)結(jié)束的這一時(shí)刻開始，磁環(huán)次級(jí)繞組的電壓即過零開始變?yōu)檎娢?，但是在上的充放電電流終了那一刻以前，正常情況下一直沒有開通；必須注意的是，當(dāng)線路調(diào)整不好的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有害的毛刺。 三極管集電極電流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(shí)因電感產(chǎn)生反電動(dòng)勢會(huì)收到一個(gè)高電壓。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(gè)反電動(dòng)勢的；在實(shí)際生產(chǎn)中，用世界上最好的示波器去觀察，也看不到高

50、于整流濾波后電源電壓的波形；對(duì)于燈用三極管設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家來說，三極管的電壓參數(shù)選取得是否合理，關(guān)系到如何真正做到“低成本、高可靠”；如果不切實(shí)際地把三極管的電壓參數(shù)選高了，用戶最需要的電流特性就會(huì)受到影響。那么，電路中的這個(gè)反電動(dòng)勢，是通過什么渠道泄放掉的？在上的充放電電流終了后，實(shí)際上就是通過三極管集電極電流初始值泄放的。（三極管并聯(lián)反向二極管的話，這個(gè)初始值被二極管分流一部分）。由于電感中的電流不能突變，三極管集電極電流的初始值必須和上的充放電電流終了值一致。上的充放電電流的初始值在數(shù)值上與另一個(gè)三極管的關(guān)斷終了值一致，但方向相反；而上的充放電電流的終了值與初始值相差不大，三極管集電極電流一

51、個(gè)很大的負(fù)電流初始值就是這樣來的。這個(gè)很大負(fù)電流的流經(jīng)方式要分四種情況討論：（）三極管并聯(lián)反向二極管三極管結(jié)（圖）；（）三極管并聯(lián)反向二極管（圖）；（）三極管、同時(shí)并聯(lián)反向二極管（圖）；（）三極管、都沒有并聯(lián)反向二極管（圖）。在這四種情況中，我們首先討論第一種情況：從圖、圖可以看到，流經(jīng)三極管集電極的電流從三極管之間的二極管流過（圖）。三極管集電極發(fā)射極電壓加的是負(fù)電壓，三極管反向工作。在這以前，人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，以提高可靠性。其實(shí)三極管反向工作這一段時(shí)間的反向功率損耗也應(yīng)該引起足夠的注意，因?yàn)檫@一段時(shí)間三極管上的工作電壓、電流、延續(xù)時(shí)間都比較可

52、觀，因此其上的功率損耗也比較可觀。實(shí)際生產(chǎn)中，不加反向二極管，有一定比例的三極管損壞，且是結(jié)損壞，就認(rèn)為是三極管反向耐壓不夠，這是誤解。應(yīng)該是負(fù)電流的流經(jīng)渠道不暢造成三極管功率損耗過大。第二種情況，三極管并聯(lián)反向二極管（圖）：另一個(gè)三極管徹底關(guān)斷、充放電結(jié)束的時(shí)刻，電感內(nèi)的電流（相當(dāng)于充放電電流終了值）大部分流經(jīng)（），少部分仍然流經(jīng)三極管結(jié)（體現(xiàn)為三極管集電極電流）。第三種情況，三極管、同時(shí)并聯(lián)反向二極管（圖）：另一個(gè)三極管徹底關(guān)斷、充放電結(jié)束的時(shí)刻，電感內(nèi)的反向電流（相當(dāng)于充放電電流終了值）大部分流經(jīng)并聯(lián)反向二極管（），少部分仍然流經(jīng)三極管并聯(lián)反向二極管三極管結(jié)（體現(xiàn)為三極管集電極電流）。第

53、四種情況，采用觸發(fā)的小功率節(jié)能燈在三極管功率余量足夠時(shí)，可以不加反向二極管（圖），這是因?yàn)樨?fù)電流有一個(gè)通過磁環(huán)次級(jí)繞組、基極電阻、三極管結(jié)的流經(jīng)渠道（圖剛開始上跳時(shí)的波形），基極回路帶電容的半橋電路不能沒有并聯(lián)反向二極管。采用這一類帶續(xù)流二極管的抗過驅(qū)動(dòng)三極管，不要再加二極管。三極管、并聯(lián)反向二極管（基極回路帶電容的半橋電路在并聯(lián)反向二極管上還串聯(lián)有電阻）對(duì)整個(gè)電路的工作狀況有很大影響，特別是會(huì)對(duì)燈管起輝和三極管電流波形產(chǎn)生影響。 電流上升過程的討論電路工作狀態(tài)下可飽和脈沖變壓器（磁環(huán)）磁導(dǎo)率變化曲線的飽和點(diǎn)和三極管的存儲(chǔ)時(shí)間是工作周期的重要決定因素。那么什么是“電路工作狀態(tài)下”？其實(shí)就是那個(gè)

54、時(shí)候的電流上升過程，更準(zhǔn)確地說是流過磁環(huán)初級(jí)繞組的電流、三極管儲(chǔ)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(chǔ)時(shí)間的重要性；另一方面也沒有否定電路其他元器件（電容、電感、燈管）對(duì)電路工作狀況的重要作用。（）下管剛開始導(dǎo)通時(shí)，電路相當(dāng)于串聯(lián)電路加上直流電壓（圖）：電路電壓方程： （各段壓降之和）電壓平衡方程式是一個(gè)二階微分方程，它的解與的形式和的初始條件（接通時(shí)的值）有關(guān)。加直流電壓（圖）電路電壓方程：瞬態(tài)電流分下列三種情況（圖）：在時(shí)（過阻尼）在時(shí)（臨界阻尼）在時(shí)（欠阻尼），根據(jù)電路的實(shí)際工作情況，符合該式（振蕩頻率）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。（）下管截止、上管導(dǎo)通時(shí)，電路相當(dāng)于電容充電后通過放電（圖）：電路電壓方程：瞬態(tài)電流為：當(dāng)時(shí)（衰減振蕩）式中：電容上的初始電壓。負(fù)載電流不但受燈動(dòng)態(tài)電阻影響，而且同時(shí)受可飽和脈沖反饋?zhàn)儔浩鳎ù怒h(huán)）可變初級(jí)阻抗、三極管存儲(chǔ)時(shí)間的調(diào)制。瞬態(tài)電流通過有效磁導(dǎo)率變化對(duì)電路穩(wěn)態(tài)工作的控制作用：有效磁導(dǎo)率高，脈沖反饋?zhàn)儔浩鞒跫?jí)阻抗提高，較小的電流瞬時(shí)值就可以得到足夠的環(huán)，使電路提前轉(zhuǎn)換。開關(guān)頻率提高，電流初始值下降