电子镇流器常见拓扑结构及工作原理

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电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理电子镇流器是一种用于稳定电流输出的电子装置,主要用于控制和调节电流的流动。

它是通过将电源的交流电转换为直流电,并通过电子元件进行调节和控制,以保持稳定的电流输出。

下面将详细介绍电子镇流器的工作原理。

1. 交流电输入:电子镇流器通常接收交流电源输入,其电压和频率根据不同的应用需求而有所不同。

交流电源输入普通通过插座或者电源线连接到电子镇流器的输入端。

2. 整流:电子镇流器的第一步是将交流电转换为直流电。

这通常通过整流电路来实现,常见的整流电路有单相整流桥和三相整流桥。

整流电路将交流电源的正半周或者正负半周转换为直流电信号。

3. 滤波:直流电信号通常还会存在一些脉动,需要通过滤波电路将其去除。

滤波电路通常由电容器和电感器组成,通过存储和释放电荷来平滑电流信号,使其更接近纯直流。

4. 电流调节:电子镇流器的核心部份是电流调节电路,它通过控制电流的大小和稳定性来满足不同应用的需求。

电流调节电路通常由半导体器件(如晶体管、二极管等)和控制电路组成。

- 调压器:电子镇流器通常具有调压器功能,可以根据需要调节输出电压。

调压器可以通过控制晶体管的导通和截止来调节电流的大小。

- 反馈回路:为了保持稳定的输出电流,电子镇流器通常采用反馈回路来监测和调节输出电流。

反馈回路通常由传感器、比较器和控制电路组成。

传感器用于检测输出电流的大小,并将其与设定值进行比较。

比较器将比较结果发送给控制电路,控制电路通过调节晶体管的导通和截止来使输出电流保持在设定值附近。

- 保护功能:电子镇流器通常还具有多种保护功能,以防止电流过载、短路和过热等情况发生。

这些保护功能通常由过流保护器、过压保护器和温度传感器等组成。

5. 输出电流:经过电流调节电路的处理,电子镇流器将稳定的直流电流输出到负载电路中。

负载电路可以是各种设备和应用,如LED灯、电动机等。

总结:电子镇流器是一种通过将交流电转换为直流电,并通过电子元件进行调节和控制的装置。

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理电子镇流器是一种用于限制电流和稳定电压的电子设备。

它主要用于控制电流流动并提供稳定的电压给电子设备。

电子镇流器的工作原理涉及到电子元件的使用和电流的调节。

1. 工作原理概述电子镇流器通过使用电子元件来控制电流的流动。

它内部包含了电感、电容和半导体器件等元件。

当电流通过电子镇流器时,这些元件会协同工作以限制电流的大小并稳定电压输出。

2. 电感元件电子镇流器中的电感元件通常是一个线圈,它由导线绕成。

当电流通过电感元件时,它会产生磁场。

这个磁场会反抗电流的变化,从而稳定电流的流动。

电感元件在电子镇流器中起到限制电流的作用。

3. 电容元件电子镇流器中的电容元件是由两个导体之间的绝缘材料构成。

它可以储存电荷并在需要时释放电荷。

电容元件在电子镇流器中起到稳定电压的作用。

当电流变化时,电容元件可以释放储存的电荷来稳定电压输出。

4. 半导体器件电子镇流器中的半导体器件通常是二极管和晶体管。

二极管可以控制电流的方向,防止电流逆流。

晶体管可以放大电流,并根据控制信号来调节电流的大小。

5. 工作过程电子镇流器的工作过程可以分为两个阶段:启动阶段和稳定阶段。

- 启动阶段:当电子镇流器刚开始工作时,电流会迅速增加。

在这个阶段,电子镇流器会通过电感和电容来限制电流的上升速度,防止电流过大。

同时,半导体器件会起到保护电子镇流器的作用,确保电流正常流动。

- 稳定阶段:一旦电子镇流器启动成功,电流会逐渐稳定下来。

在这个阶段,电子镇流器会根据电流的需求来调节电流的大小,并稳定输出电压。

电子镇流器会根据电流的变化来调节电感和电容的工作状态,以保持电流的稳定。

6. 优势和应用电子镇流器相比传统的电阻式镇流器具有以下优势:- 高效率:电子镇流器利用电子元件来控制电流,相比传统的电阻式镇流器,能够更有效地限制电流并稳定电压输出,从而提高能源利用效率。

- 节能环保:由于电子镇流器的高效率,它能够减少能源的浪费,降低能源消耗,从而达到节能环保的目的。

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理电子镇流器是一种用于控制电流的电子设备,主要用于调节和稳定电流的流动。

它可以将输入电源的电压和频率转换为适合特定负载的电流。

下面将详细介绍电子镇流器的工作原理。

1. 电子镇流器的基本结构电子镇流器通常由以下几个主要部份组成:- 整流器:将交流电源转换为直流电源。

- 滤波器:用于去除直流电源中的脉动。

- 逆变器:将直流电源转换为交流电源。

- 控制电路:用于控制电子镇流器的电流输出。

2. 工作原理电子镇流器的工作原理可以分为以下几个步骤:步骤1:整流首先,交流电源通过整流器将交流电转换为直流电。

整流器通常由二极管或者可控硅等元件组成。

当交流电源的电压为正向时,二极管导通,将电流导向滤波器;当交流电源的电压为反向时,二极管不导通,电流被阻断。

步骤2:滤波直流电源通过滤波器,去除直流电源中的脉动。

滤波器通常由电容器和电感器组成。

电容器可以存储电荷,并平滑输出电流;电感器可以抑制电流的急剧变化。

步骤3:逆变经过滤波后的直流电源通过逆变器,将直流电源转换为交流电源。

逆变器通常由晶体管、场效应管等元件组成。

逆变器的工作原理是通过控制晶体管的开关状态,改变电流的方向和大小,从而产生所需的交流电。

步骤4:控制控制电路用于监测和调节电子镇流器的电流输出。

通过传感器检测负载的电流变化,并将信息反馈给控制电路。

控制电路根据负载的需求,调整逆变器的开关状态和频率,以达到所需的电流输出。

3. 电子镇流器的优势电子镇流器相比传统的电阻式镇流器具有以下几个优势:- 高效率:电子镇流器可以通过控制电流的方式,提高能源的利用效率。

- 稳定性:电子镇流器可以稳定地输出所需的电流,不受电压和负载的波动影响。

- 节能环保:电子镇流器通过减少能量的损耗,降低能源消耗,达到节能环保的目的。

总结:电子镇流器是一种用于控制电流的电子设备,通过整流、滤波、逆变和控制等步骤,将输入电源的电压和频率转换为适合特定负载的电流输出。

它具有高效率、稳定性和节能环保的优势。

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理电子镇流器是一种用于调节电流和稳定电压的电子设备。

它主要用于控制和调节电子器件或灯具的亮度和功率。

在本文中,我们将详细介绍电子镇流器的工作原理及其基本组成部分。

一、工作原理电子镇流器的工作原理基于电子元件的控制和调节电流的能力。

它通过改变电流的频率和幅度来调节灯具的亮度和功率。

下面是电子镇流器的工作原理的详细解释:1. 输入电源:电子镇流器通常接收交流电源作为输入。

这个交流电源可以是家庭用电,也可以是其他形式的交流电源。

2. 整流器:电子镇流器的第一个组成部分是整流器。

整流器将交流电源转换为直流电源。

这是通过使用二极管进行整流来实现的。

3. 滤波器:直流电源经过整流后,仍然存在一些脉动。

为了去除这些脉动,电子镇流器使用滤波器。

滤波器通常由电容器和电感器组成,可以平滑直流电源的输出。

4. 逆变器:经过滤波后,直流电源进一步转换为高频交流电源。

逆变器使用晶体管或场效应管等开关元件来控制电流的频率和幅度。

5. 控制电路:电子镇流器还包括一个控制电路,用于监测和调节输出电流。

控制电路可以根据需要调整电流的频率和幅度,以实现灯具的亮度和功率的调节。

6. 输出:调节后的电流通过输出端口供应给灯具或其他电子器件。

电子镇流器可以根据用户的需求提供不同的电流输出。

二、基本组成部分除了上述工作原理外,电子镇流器还由一些基本组成部分构成,这些组成部分共同协作以实现电子镇流器的正常工作。

以下是电子镇流器的基本组成部分:1. 整流器:整流器将输入的交流电源转换为直流电源。

它通常由二极管桥或整流电路组成。

2. 滤波器:滤波器用于去除直流电源中的脉动。

它通常由电容器和电感器组成。

3. 逆变器:逆变器将直流电源转换为高频交流电源。

它使用开关元件(如晶体管或场效应管)来控制电流的频率和幅度。

4. 控制电路:控制电路用于监测和调节输出电流。

它可以根据需要调整电流的频率和幅度。

5. 输出端口:输出端口将调节后的电流供应给灯具或其他电子器件。

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理
电子镇流器是一种用于直流电源供电的装置,可以将电源输入的交流电转换为所需的直流电。

其工作原理基于半导体器件的开关功能和控制电路的设计。

在电子镇流器中,一般使用MOSFET或IGBT等开关管作为
主要的控制元件。

当电源输入为交流电时,通过控制电路使开关管周期性地切换开和关。

当开关管处于导通状态时,电源输入的交流电经过变压器和整流电路后转换为直流电,供给负载使用。

而当开关管处于断开状态时,则断开电源输入与负载之间的电流通路。

控制电路会根据负载的电流需求和工作状态,通过调节开关管的导通时间和断开时间来控制输出的直流电压。

同时,为了保证输出的稳定性和质量,控制电路还会监测电流、电压等参数,并对开关管的工作频率和占空比进行动态调整。

这样可以实现在不同负载情况下的高效能电源调节和优化。

此外,电子镇流器还可以通过加入滤波电路来抑制输出中的高频噪声和干扰,提供更纯净、稳定的直流电。

滤波电路一般由电容、电感等元件组成,能够滤除输出电流中的脉冲、尖峰等不稳定成分。

总体来说,电子镇流器通过控制开关管的开关状态和频率,将输入的交流电转换为稳定的直流电。

这样就能满足多种需要直流电供电的应用场合,如LED照明、电动车充电、太阳能发
电系统等。

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理电子镇流器是一种用于调节电流的电子设备,主要用于LED灯等电子器件的驱动。

它通过控制电流的大小和频率,确保电子器件能够正常工作,延长其使用寿命。

本文将详细介绍电子镇流器的工作原理。

一、电子镇流器的基本原理电子镇流器的基本原理是通过改变电流的波形来实现对电子器件的驱动。

传统的电子镇流器采用电感和电容等元件来实现电流的变化,而现代的电子镇流器则多采用半导体器件来实现电流的调节。

二、电子镇流器的工作方式电子镇流器的工作方式可以分为两种:线性调光和脉宽调光。

1. 线性调光线性调光是通过改变电流的大小来实现对电子器件的亮度调节。

电子镇流器会根据用户的需求,调整电流的大小,从而改变电子器件的亮度。

线性调光的优点是调光范围大,亮度变化平滑,但效率相对较低。

2. 脉宽调光脉宽调光是通过改变电流的频率来实现对电子器件的亮度调节。

电子镇流器会以一定的频率开关电流,通过控制开关的占空比,来改变电子器件的亮度。

脉宽调光的优点是效率高,但调光范围相对较小,亮度变化不够平滑。

三、电子镇流器的组成部份电子镇流器主要由以下几个组成部份构成:1. 输入电源电子镇流器的输入电源普通为交流电源,其电压和频率根据不同的应用需求而有所差异。

输入电源提供了电子镇流器所需的能量。

2. 整流电路电子镇流器的整流电路用于将交流电源转换为直流电源。

通过整流电路,电子镇流器可以将交流电源的电流转换为直流电流,以供后续的电路使用。

3. 滤波电路滤波电路用于去除直流电源中的纹波,使得电子镇流器输出的电流更加稳定。

滤波电路通常由电感和电容等元件组成。

4. 控制电路控制电路是电子镇流器的核心部份,它通过控制电流的大小和频率,来实现对电子器件的驱动。

控制电路通常由微处理器或者其他控制芯片组成,可以根据用户的需求进行调节。

5. 输出电路输出电路将经过调节的电流输出给电子器件,驱动其正常工作。

输出电路通常由晶体管或者其他半导体器件组成。

四、电子镇流器的工作流程电子镇流器的工作流程可以简单描述如下:1. 输入电源将交流电转换为直流电,经过滤波电路去除纹波,得到稳定的直流电源。

电子镇流器工作原理(一)2024

电子镇流器工作原理(一)2024

电子镇流器工作原理(一)引言概述:电子镇流器是一种广泛应用于照明领域的电子设备,其主要功能是将交流电转换为恰当的电流和电压以供给荧光灯管。

本文旨在介绍电子镇流器的工作原理。

正文:一、电子镇流器的组成部分1.输入滤波器:通过滤波作用对进入电子镇流器的交流电进行净化。

2.整流电路:将滤波后的交流电转换为直流电。

3.功率因数校正电路:对输入电流和电压波形进行校正,提高功率因数。

4.谐振电路:启动和维持荧光灯管的放电。

5.保护电路:保护电子镇流器和荧光灯管免受电压过高或过低的影响。

二、电子镇流器工作过程1.起动过程:电子镇流器会发出高频信号,通过谐振电路提供足够的能量来激活荧光灯管。

2.放电过程:一旦荧光灯管被激活,电子镇流器会维持恒定的电流和电压来供电。

3.调光过程:通过改变输入电流的大小来实现对荧光灯管的调光效果。

4.保护过程:当输入电压过高或过低时,保护电路会自动断开电流,保护电子镇流器和荧光灯管的安全性。

5.关闭过程:当需要关闭荧光灯管时,电子镇流器会停止供电并断开电流。

三、电子镇流器与传统镇流器的比较1.节能性能:电子镇流器比传统镇流器更节能,能够降低能耗。

2.启动时间:电子镇流器启动荧光灯管的速度更快,减少了等待时间。

3.调光效果:电子镇流器可以实现更广泛的调光范围。

4.噪音水平:电子镇流器产生的噪音较传统镇流器更低。

5.寿命:电子镇流器的寿命长于传统镇流器。

四、电子镇流器的应用领域1.办公室照明:电子镇流器适用于办公室的荧光灯照明系统。

2.商业建筑照明:电子镇流器可用于商业建筑中的荧光灯照明系统。

3.工厂照明:电子镇流器能够满足工厂照明的需求。

4.学校照明:电子镇流器可应用于学校的荧光灯照明系统。

5.医院照明:电子镇流器适用于医院照明系统,可以提供稳定的照明效果。

总结:本文介绍了电子镇流器的工作原理。

通过对电子镇流器的组成部分和工作过程进行阐述,可以了解到其在节能性能、启动速度、调光效果、噪音水平和寿命等方面的优势。

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理

电子镇流器工作原理电子镇流器是一种用于调节电流和保护电路的电子设备。

它可以将电源电压转换为适合负载的电流,并提供稳定的电流输出。

本文将详细介绍电子镇流器的工作原理,包括其组成部份、工作原理和应用。

一、组成部份电子镇流器通常由以下几个主要部份组成:1. 输入电源:电子镇流器需要接受来自电网的交流电源,通常为220V或者110V的电压。

2. 整流电路:整流电路用于将交流电源转换为直流电源。

它通常由整流桥或者整流二极管组成。

3. 滤波电路:滤波电路用于平滑直流电源,以减小电流波动。

它通常由电容器和电感器组成。

4. 控制电路:控制电路用于监测负载电流,并根据需要调节输出电流。

它通常由微控制器或者集成电路组成。

5. 输出电路:输出电路将调节后的电流提供给负载。

它通常由功率晶体管或者MOSFET组成。

二、工作原理电子镇流器的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 输入电源接入:将电子镇流器的输入端连接到电网,使其接收交流电源。

2. 整流转换:交流电源经过整流电路,将其转换为直流电源。

3. 滤波平滑:直流电源经过滤波电路,去除电流波动,使其更加稳定。

4. 控制调节:控制电路监测负载电流,并根据需要调节输出电流。

通过控制电路中的微控制器或者集成电路,可以实现对输出电流的精确控制。

5. 输出供电:调节后的电流通过输出电路提供给负载,以满足其需求。

三、应用电子镇流器具有广泛的应用领域,包括但不限于以下几个方面:1. 照明:电子镇流器可以用于LED灯具、荧光灯等照明设备,提供稳定的电流输出,延长灯具寿命。

2. 电子设备:电子镇流器可以用于电视、电脑显示器等电子设备的电源供应,保护设备免受电压波动的影响。

3. 工业控制:电子镇流器可以用于工业设备的电源调节,确保设备正常运行,并提供电流保护。

4. 太阳能发电:电子镇流器可以用于太阳能发电系统中,将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,以供电网使用。

总结:电子镇流器是一种重要的电子设备,通过将电源电压转换为适合负载的电流,并提供稳定的电流输出,保护电路和延长设备寿命。

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电子镇流器常见拓扑结构及工作原理复旦大学王凯版权保护抄袭必纠摘要金属卤化物灯(简称金卤灯)作为高强度气体放电灯的重要灯种,由于拥有诸多优点而在绿色照明领域得到广泛应用,特别是在城市道路、商业广场、超市、摄影和工矿照明中大量使用,有着非常大的市场发展空间,随着金卤灯的广泛应用,与之相配套的金卤灯电子镇流器的开发也成为了研究热点。

金卤灯作为高强度气体放电灯的一种,其物理和电特性与大多数高强度气体放电灯类似,论文第一章首先对高强度气体放电灯的发光原理和电子镇流器工作原理作了简单介绍。

论文第二章对常见类型的电子镇流器的结构及工作原理作了介绍。

论文第三章针对150W金卤灯的物理特性和电特性设计了一款低频方波式电子镇流器,并对镇流器各部分电路参数作了理论计算。

论文第四章通过MATLAB/simulink仿真了功率因数校正电路和低频方波逆变电路,仿真结果验证了电路的设计合理性,其中功率因数校正电路设计合理,校正后输入侧功率因数为0.97,满足设计要求;低频方波电路能实现灯的低频方波驱动和灯电流恒流控制。

论文同时对逆变电路在电流换向时所存在的电流过冲问题提出了一种解决方案,仿真结果显示,该方案能有效解决电流过冲问题。

论文第五章根据电子镇流器设计方案搭建了实际电路,实验结果验证了设计方案的有效性。

其中功率因数校正电路在不同输入电压下均能实现功率因数校正,校正后输入侧功率因数在左右。

低频方波逆变电路在开环状态下能实现灯电压的低频方波逆变,输出灯电压与理论设计吻合。

由于时间限制,对灯电流的恒流闭环控制功能并没有实现。

关键词:金卤灯,电子镇流器,功率因数校正,低频方波逆变1 绪论金卤灯是高强度气体放电灯的一种,本章首先介绍了气体放电灯的发光原理,然后对电子镇流器的镇流原理作了分析。

最后对气体放电灯所存在的声谐振现象作了介绍。

1.1 气体放电灯的基本特性在通常情况下,气体是良好的绝缘介质,其电路阻抗可视为无穷大。

但是在光辐射、强电场、离子轰击和高温加热等条件下,气体可能会被击穿,发生电离并产生可自由移动的带电粒子,此时气体由绝缘体转变为导体,这种现象称为气体放电。

气体被击穿后,带电粒子不断地从电场中获得能量,并通过与其他粒子相互碰撞的形式将能量传递给其它粒子。

这些得到能量的粒子可能会被激发,发生能级跃迁,但跃迁后的激发态粒子并不稳定,会自发返回基态,跃迁回基态的粒子会产生电磁辐射、释放光子,这即是气体放电灯的发光原理。

图1.1为气体在一定条件下放电的伏安特性曲线,各段的物理特性如下所示:图1.1 气体放电的伏安特性OA段:由场致电离所产生的少量的带电粒子在电场作用下向阳极运动,从而产生电流,随着电场强度逐渐增加,单位时间内到达阳极的带电粒子数增多,电流增大。

AB段:随着电场强度进一步增强,由场致电离产生的带电粒子在电场加速下能全部到达阳极,单位时间内到达阳极的带电粒子不在增加,电流饱和。

BD段:当电极间电压继续增大,通过电场加速后的带电粒子速度达到很大,它们与气体中的原子发生碰撞并使之电离,原子电离后所产生的电子又被电场加速,并再与其他原子碰撞,如此循环,导致电离产生的电子数目呈雪崩式增加,对应灯电流快速上升,这个放电过程也称为雪崩放电。

DE段:经过雪崩放电后,气体放电灯管内气体阻抗迅速降低,管压降随即迅速下降,同时灯管中会产生可见的辉光。

D点一般称为气体放电着火点,D点电压也称为着火电压。

EF段:由图可知,在这一段内灯电流增加,但管压降基本保持不变,这段称为正常辉光放电阶段。

灯电流增加而管压降保持不变是因为阴极只有部分面积用于发射电子,其发射面积正比于灯电流,因此灯电流的增加只增加了阴极发射面积,但并不影响其管压降。

FG段:到达F点后,整个阴极面积都用于电子发射。

此时如果继续增大电流,同样的管压降所产生的阴极电子并不能满足电流增加,因此管压降必须上升,迸入异常辉光放电阶段。

GH段:继续增大电流,阴极温度逐渐上升,当阴极温度上升到能产生显著的热电子发射时,此时不再需要阴极位降来提供电子发射,阴极位降开始减小,管压降开始大幅下降,稳定后,放电管内产生强烈的弧光,这一阶段称为弧光放电阶段。

气体放电灯稳定工作时即工作在弧光放电区。

1.2 气体放电灯镇流器的工作原理金卤灯是高强度气体放电灯中的一种,其负载特性和电特性与气体放电灯基本无差别。

当气体放电灯正常工作时,其灯管处于弧光放电段,即图1.1中GH 段,由图可知,气体放电灯负载特性为负的伏安特性。

分析可知,将具有负伏安特性的负载单独接到电网中去时,气体放电灯是不能稳定工作的。

电网电压的扰动将导致灯电流无限止增加或者灯电弧很快熄灭。

如图1.2所示,通过给灯串联一个电阻或电感等阻抗性元件,就可以克服灯的负阻特性,从而改善弧光放电时电弧的不稳定性。

在交流情况下,能够改善灯负载特性的器件有电感、电阻、电容等,这些通称为限流器或镇流器。

图1.2 利用电阻或电感元件改善后的气体放电灯伏安特性曲线1.3 高强度气体放电灯的声谐振现象实验发现,当高强度气体放电灯工作在10kHz到几百kHz频率范围内时,灯电弧很不稳定,气体灯光输出不稳定、滚动、闪烁,照明效果严重下降,究其原因,是气体放电灯在高频工作时,灯管内气体发生声谐振,影响了电弧的稳定性。

声谐振发生时通常伴随着灯电压电流的变化,甚至可能会熄灭电弧乃至于损坏电子镇流器。

除此之外,发生声谐振时灯电弧会扭曲,在靠近灯管管壁的地方可能因为局部过热而使灯管炸裂。

声谐振现象是高强度气体放电灯在高频工作时所固有的现象,因此对于电子镇流器设计者而言,必须在设计时考虑如何有效防止声谐振现象的发生。

目前对于声谐振现象的消除[7]主要有以下几种方法: 选频运行; 频率调制;③超高频点灯;④低频方波点灯。

大量的研究表明[2、7],低频方波点灯能有效消除气体放电灯声谐振现象。

1.4 本课题的研究意义及研究现状1.4.1 本课题研究意义随着各种节能灯在照明领域的广泛应用,对镇流器的需求量也不断增大。

目前市场上应用广泛的老式工频电感镇流器,存在着效率低、耗能高、体积大等缺点。

使用电子镇流技术能有效减小镇流器体积、提高输入侧功率因数和镇流器效率,同时还能改善普通电感式镇流器存在的发光频闪问题,提高灯光效。

目前,电子式镇流器因其优越的性能正不断被市场接受,市场份额不断扩大。

金属卤化物灯(金卤灯)作为节能灯的一种,由于拥有诸多优点而在绿色照明领域得到广泛应用,特别是在商业广场、城市道路、摄影、超市和工矿照明中大量使用,同时,由于其显色性能良好,目前金卤灯在液晶背景光源和汽车头灯等领域的应用也越来越广泛。

随着金卤灯在照明市场应用逐渐增加,与之相配套的金卤灯电子镇流器的开发也成为了研究热点。

1.4.2 本课题研究现状目前金卤灯的研究方向主要集中在金卤灯声谐振现象的消除和金卤灯调光这两个方面:一、金卤灯由于其灯管结构的特殊性,其声谐振现象非常严重,对于金卤灯声谐振现象的消除目前主要采用低频方波点灯这种方式来避免声谐振,如何简化低频方波电路的电路结构并提高其稳定性是目前的研究热点方向,目前很多新型两级式低频方波电路已经提出[11][12],目前也有单级式电子镇流器结构被提出,但其电路可靠性并不高。

二、目前对于金卤灯调光控制主要集中在调频和调整导通占空比这两个方向。

对于模拟控制而言,要实现调频非常困难,而通过数字芯片很容易实现,但数字芯片的使用会导致电路成本升高,不利于电子镇流器的市场推广。

如何在电路成本控制下实现金卤灯的有效调光也是目前的研究重点。

2 电子镇流器常见拓扑结构及工作原理本章对目前常见类型的气体放电灯镇流器拓扑结构及其工作原理作了简单介绍。

2.1 普通工频电感式镇流器目前市场上工频电感式镇流器仍应用广泛,工频电感式镇流器的典型拓扑结构如图2.1所示图2.1工频电感式镇流器的拓扑结构其中电感L用作改善灯的负阻特性。

因为电感L会产生无功电流,并联电容C用作无功补偿,能提高输入端的功率因数。

工频电感式镇流器的主要缺点有:1. 由于加入了电感电容等阻抗元件,灯输入端的功率因数很低,功率因数在0.4左右。

2. 电感式镇流器工作在工频50Hz,因此镇流电感体积很大,不利于灯的小型化和集成化。

3. 在每个工频周期内,由于电感的存在,灯电流过零时电感会产生一个个电压尖峰,即所谓的再点火现象,这极大地降低了灯的寿命。

2.2 高频谐振式电子镇流器高频谐振式电子镇流器常见结构为两级式:PFC级+高频逆变级,电路拓扑如图2.2所示。

高频逆变级给灯提供高频驱动电流(通常为几kHz到几百kHz),由于工作在高频状态,电感体积极大地减小,有利于镇流器的小型化。

PFC级高频逆变级图2.2 高频谐振式电子镇流器但高频谐振式电子镇流器存在一个缺陷是,其工作频率与气体放电灯声谐振频率范围重叠,这极大的影响了高频谐振式电子镇流器的性能。

2.3 低频方波式电子镇流器低频方波式电子镇流器控制气体放电灯工作在低频方波状态,其工作频率一般为100-500Hz,由于可以彻底消除声谐振现象,目前这类电子镇流器已被广泛应用到金卤灯电子镇流器中。

低频方波式电子镇流器通过控制技术来改善灯的负阻特性,通过控制灯电流恒定可以不通过与灯串联阻抗元件便能使灯稳定工作,从而减小了镇流器体积。

从电路拓扑结构来看,低频方波式电子镇流器的常见结构有:典型的三级式低频方波电子镇流器、两级式低频方波电子镇流器、和单极式低频方波镇流器。

目前,从成本和可靠性来看,两级式低频方波镇流器最有发展前景。

2.3.1 三级式低频方波镇流器传统的低频方波电子镇流器包括三级结构:功率因数校正(PFC)电路、DC—DC 降压电路和全桥逆变电路,拓扑结构如图2.3所示。

其中第一级(PFC级)用于功率因数校正,提高电网侧输入功率因数;第二级为DC—DC级,通常为Buck 降压电路,电路工作在高频状态,可实现输出端的恒压限流、恒流或恒功率输出,从而改善金卤灯的负阻特性,实现灯的稳定驱动;第三级为DC-AC逆变级,使灯工作在低频方波状态。

图2.3 低频方波式电子镇流器的典型三级结构典型三级式电路原理简单,但结构比较复杂,对控制电路要求较高,而且镇流器所用器件较多,成本昂贵。

如何简化电路结构,控制电路成本已成为目前的研究热点。

2.3.2低频方波式电子镇流器的结构简化针对三级式电子镇流器结构复杂,成本较高等缺点,目前陆续提出了多种简化镇流器结构的方案,简化方向主要有两类:(1) 将PFC 级与DC-DC 级整合这种方法可以有效减小镇流器的结构复杂度,但简化后的电路功率因数校正效率较低且开关器件的应力较大。

目前这种方案主要应用于小功率场合。

(2) 将DC-DC 级与DC —AC 逆变级整合简化后的电路拓扑如图2.4所示,全桥逆变电路含有四个开关管,工作时它可以看成是两个Buck 电路的组合,因此理论上能将全桥电路与DC —DC 级整合。

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