电子节能灯电路图及原理

电子镇流器知识（一）

一、电子镇流器知识

1、概述：

20世纪70年代出现了世界性的能源危机，节约能源的紧迫感使许多公司致力于节能光源和荧光灯电子镇流器的研究，随着半导体技术飞速发展，各种高反压功率开关器件不断涌现，为电子镇流器的开发提供了条件，70年代末，国外厂家率先推出了第一代电子镇流器，是照明发展史上一项重大的创新。由于它具有节能等许多优点，引起了全世界的极大关注和兴趣，认为是取代电感镇流器的理想产品，随后一些著名的企业都投入了相当的人力、物力来进行更高一级的研究与开发。由于微电子技术突飞猛进，促进了电子镇流器向高性能高可靠性方向发展，许多半导体公司推出了专用功率开关器件和控制集成电路的系列产品，1984年，西门子公司开发出了TPA4812等有源功率因数校正电器IC，功率因数达到0.99。随后一些公司相继推出集成电子镇流器，89年芬兰赫尔瓦利公司又成功推出可调光单片集成电路电子镇流器，电子镇流器目前在全世界特别是发达国家已全国推广应用。

我国对电子镇流器的研究开发起步较晚，技术起点低，早期对这一产品的难度和复杂性认识不足，专用半导体器件开发未跟上，产品质量过不了关，而且市场极不规范，大量的低价劣质品被抛向市场，使消费者蒙受损失，严重损害了电子镇流器的形象。90年代后期，由于生产水平有了迅速发展和提高，从电路设计到了电子器件的配套都进入了较成熟阶段，优质产品进入建筑工程，随着我国绿色照明工程的实施，为电子镇流器推广应用铺平了道路，国产电子镇流器必将迅速赶上国际先进水平，在竞争的国际市场中占有一席之地。

2、电感镇流器和电子镇流器的工作原理：

为了使荧光灯正常工作，必须满足三个条件：

a、灯丝的预热电流或灯丝电流

b、高电压启动

c、限制工作电流

电子镇流器知识（二）

当开关闭合电路中施加220V 50HZ的交流电源时，电流流过镇流器，灯管灯丝启辉器给灯丝加热（启辉器开始时是断开的，由于施压了一个大于190V以上的交流电压，使得启辉器内的跳泡内的气体弧光放电，使得双金属片加热变形，两个电极靠在一起，形成通路给灯丝加热），当启动器的两个电极靠在一起，由于没有弧光放电，双金属片冷却，两极分开，由于电感镇流器呈感性，当电路突然中断时，在灯两端会产生持续时间约1ms 的600V-1500V的脉冲电压，其确切的电压值取决于灯的类型，在放电的情况下，灯的两端电压立即下降，此时镇流器一方面对灯电流进行限制作用，另一方面使电源电压和灯的工作电流之间产生55。-65。的相位差，从而维持灯的二次启动电压，使灯能更稳定的工作。

电感镇流由于结构简单，寿命长，作为第一种荧光灯配合工作的镇流器，它的市场占有率还比较大，但是，由于它的功率因数低，低电压启动性能差，耗能笨重，频闪等诸多缺点，它的市场慢慢地被电子镇流器所取代，电感镇流器能量损耗：40W（灯管功率）+10W（电感镇流器自身发热损耗）等于整套灯具总耗电为50W。

②、电子镇流器的工作原理：

电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器，其基本工作原理是：工频电源经过射频干扰（RFI）滤波器，全波整流和无源（或有源）功率因数校正器（PPFC 或APFC）后，变为直流电源。通过DC/AC变换器，输出20K-100KHZ的高频交流电源，加到与灯连接的LC串联谐振电路加热灯丝，同时在电容器上产生谐振高压，加在灯管两端，但使灯管"放电"变成"导通"状态，再进入发光状态，此时高频电感起限制电流增大的作用，保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流，为了提高可靠性，常增设各种保护电路，如异常保护，浪涌电压和电流保护，温度保护等等。

电子镇流器知识（三）

③、电感镇流器与电子镇流器的比较：

电子镇流器知识（四）

3、电子镇流器的分类：

A、按安装模式可分为：a、独立式 b、内装式 c、整体式

B、按性能特点可分为：a、普通型 b、高功率因数型 c、高性能型d、高性价比型 e、可调光型五大类

序号类型性能特点

功率因数谐波含量三次谐波灯电流波峰比

1.普通型 0.6 ≥120% 90% 1.4~1.6 高频化使之小型、轻、有节电功能

2.高功率因数型H级≥0.9≤30%≤18%1.7~2.1采用无源滤波和异常保护

3.高性能电子镇流器L级≥0.95≤20%≤10% 1.4~1.7 有完善的异常保护功能，电磁兼容

4.高性价比电子镇流器L级≥0.97≤10%≤5% 1.4~1.7 采用集成技术和恒功率电路设计，电压波动影响照度小

5.可调光电子镇流器≥0.96≤10%≤5%≤1.7采用集成技术和有源可变频率谐振技术

4、电子镇流器的优点：

1) 节能：电子镇流器自身的功率损耗仅为电感镇流器的40%左右，而且荧光灯在30KHZ左右的高频下，光效将提高20%，工作电流仅为电感的40%左右，并且能够在低温、低压下启动和工作。

2) 无频闪：灯管在30KHZ左右工作时，发光稳定，人眼感觉不出"频闪"有利于保护视力。

3) 无噪声：有利于在安静的环境中工作和学习。

4) 灯管寿命延长：无需启辉器，不被反复冲击，闪烁，不会使灯管过早发黑，一次启动，减少维修和更换启辉器和灯管的工作量。

5) 功率因数高，减少了无功损耗，提高了供电设备容量的有效利用率，减少线路的损耗。

二、电子镇流器产品介绍

电子镇流器可分为4大系列15个品种：

1、一拖一，普通型与灯箱型专用电子镇流器分为20W、30W、40W共6个品种

2、一拖二，普通型与灯箱型专用电子镇流器分为2 X 20W、2 X 30W、2 X 40W共6个品种

3、环形灯用电子镇流器分为22W、32W共2个品种

4、石英灯变压器适用于35-60W共1个品种

注：20W、40W是针对T10、T12管来说的，18W、36W是针对T8灯管来说的。所以有时我们讲20W，也可以理解为18W，同时T8管的36W我们也可以理解为T10、T12的40W，因为它们的镇流器是通用的。

三、电子镇流器的性能及工艺

1、高功率因数，功率因数>0.9

2、流明系数>95%

3、工作温度 -15℃-+50℃

4、最高温升15℃

5、工作电压范围 160VAC-240VAC

6、产品设计与加工程序严格按ISO9002的质量保证体系来运作,原材料层层把关,筛选,成品最终要全部检验、老炼，合格方可入仓。

四、电子镇流器的实用场合

1、一拖一、一拖二灯箱专用电子镇流器是专门为户外灯箱，广告牌而设计的它有：

1）使用安全绝缘性能高，防水防潮性能好，镇流器温升低，不会影响灯箱布或灯箱片因受热而变黄。

2）方便：

a、可直接插到光管脚上，无须接驳安装接线柱；

b、镇流器底部附有海绵贴，可粘贴固定镇流器；

c、配备金属扣，无须灯管支架也可固定灯管；

d、省去频繁更换启辉器的麻烦。

3、一拖一、一拖二普通型电子镇流器适用于各种普通照明场合灯具的安装与更换；

4、环形灯电子镇流器是专门为环形灯而设计，它适用于安装在吸顶灯具内，如家庭阳台照明、走道照明、楼梯通道照明及其它公共场所照明。

5、石英灯变压器是专门为35W-60W的低压石英灯而设计的，用它配用的下射灯寿命长（是白炽灯的4倍）亮度高、色温恒定、体积小，可用于商店、展示橱窗、展览馆、珠宝店、酒吧、博物馆、专卖店等处的一般照明或特殊区的重点照明

现在就对照电路图来逐一分析：

L1-L2:是电感线圈，由铜线绕成，分别起耦合及镇流器的作用。利用高频节能，发热很小，比电感镇流器还耐用，在电子镇流器中从未被烧坏过。同类零件能使用10年以上。

D1-D4: 整流二极管，用于提供直流电，用耐压1000伏1A的1N4007，而电源的电压才250伏，故此，所有的损坏均表现为过流烧毁。

BG1-BG2: 开关三极管，电子镇流器中最贵的零件。交变振荡、启辉都由它完成。就是这两个零件最容易最经常坏。节能灯或电子镇流器是长寿还是短命主要的问题就在这里。因为它要求耐高温耐高电压并且工作点要为中点，过流、过压、过热、共态、干扰均会使它烧毁，特别娇气，因而即使采用最好最贵的零件，如果在设计时不能把所有的不可预料的情况都考虑进去，就会发生烧毁。实际上没有可能都预计到，因而没有不会坏的节能灯（包括电子支架头、电子镇流器）原因就在于此。解决办法一般有两种意见：

１、增加各种昂贵的保护电路来保护它。这就是"高档"节能灯卖得贵的最主要原因。成本高，就不会坏吗？因而大部分的厂家都不采用这个方法。

２、把不太需要的保护电路去掉，想办法降低成本及售价，坏了也值。

大部分的节能灯厂家及电子镇流器厂家都采取了第二种的做法，特别是低价产品的厂家。他们把几乎所有的保护电路都省略了，并采用便宜的三极管，把成本压

到最低，以获得绝对的价格竞争力。因为不可预料的情况总是很少出现的，与其花重本去防止，不如干脆降低成本，增加包用期，并宣传"反正便宜，坏了就干脆扔掉算了"的口号。

正因为这些廉价的节能灯都不带有保护电路，因此在实际使用中，不可预料的情况出现了：有的节能灯运气不好，只用几天就坏了，有的可用差不多一年。更多的情况是，刚过包用期（一般是一两个月），就坏了。让消费者颇有怨言。不明就里的消费者还以为是有的品牌质量好，有的品牌质量不好。其实质量都差不多一样。

厂家要竞争国内的市场，就应针对这个弱点，真正落实包修包用的承诺。例如，把这些零售５元的节能灯、支架头、镇流器，包用期延长到半年，真正满足消费者的需求，觉得质量可靠。但这样做必定给厂家带来特别大的维修压力。在此讲两个减压方法：

１、在D1-D4前面加上一个0.7安的保险管，４个二极管就几乎没有会坏的可能，只会老化，能使用10年以上。保险管若带保险座可以方便维修时更换，高档电子镇流器中都有。

２、在三极管前面也加上插座。城市照明期刊曾提到过。一般来说，三极管是必坏件。

这样，在维修时可达到几乎看也不用看，直接换掉这两个零件就修好。极大地提高了厂家维修的效率。那么其它的零件就肯定不会坏了吗？

以下就再说说其它零件的功能及损坏情况。

大家都知道，一个成熟的电路设计，在相同工作条件下，只要其各零件的数值不被改变，这个电路就能一直正常工作。

本电路其余零件都是起启动及保护作用的辅助零件，在实际使用中很少坏。只要选择正品零件与合理的参数（图中已给出参考数值），就不会出问题。

C1-C2: 滤波保护电容（重点，常坏，表现为爆炸、漏液、阻抗变小或容量减少）。应用450伏105度的无感电容，可以承受320伏的电源电压。用正品电容，可保证其内部的电解液10年不干枯，温度特性比较好，因而能使用10年以上。不过成本也有所增加。

D5: 保护二极管。用耐压1000伏的4007，但实际工作电压才2伏，因而能使用10年以上。

R1-R2: 启动电阻（重点，常坏，表现为断路）。只是在开灯时用到一下。建议用正品电阻是关键，保证工艺上无虚焊，就不会发生无法启辉的现象。寿命就

有10年以上。

R3-R4: 保护电阻（重点，常坏，表现为烧毁，经常能凭肉眼看出）。用来保护三极管的，但作用很有限。一定要用1瓦以上功率的电阻，要比三极管耐烧，免得烧坏三极管时连自己也被烧掉。有的厂家为了省下5分钱，就使用0.25瓦的电阻，结果使得扩大了损坏范围。用1瓦以上功率的电阻就不会再出现烧毁现象，因为L1没有那么大的负载功率。

C3: 是50伏的启动电容。有隔直流通交流的作用。只是在开灯时用到一下。实际的工作电压才2伏，实际使用中从未出现损坏，用正品电容能使用10年以上。

C4: 保护电容，用来保护三极管的。它内部无电解液，用小于400伏的被击穿的机会会大很多。只要选择耐压大于630伏的，一般就能用10年以上，高档电子镇流器就是这样取值。

C5:（重点，常坏），是1200伏的启动电容，只是在开灯时用到一下。很多厂家贪图便宜，只使用400伏的启动电容，但由于有时候市电会偏高，及其它不稳定因素，电压常会升到600伏以上，因而一定要使用1200伏的启动电容，才能保证使用10年以上。

综上所述，看上去好象很多零件都有可能损坏的电子镇流器，但只要做到不该省的就不省，按照要求合理取值，廉价的节能灯和电子镇流器完全可以达到长寿的效果，从而真正实现绿色照明。

电子节能灯具有低电压启辉、无频闪、无噪音、高效节能、开灯瞬间即亮、使用寿命长（３０００小时以上，为普通白炽灯的３倍多）等优点，很受消费者的欢迎（尤其在电源电压波动频繁的地区）。

电子节能灯有玻罩型和裸露型。玻罩型又有球型、球柱型、工艺型等三个系列，前两个系列均有全透明、刻花、彩色刻花和乳白色４个品种。它具有外形美观、安装时不易损坏灯管、耐碰撞等优点；裸露型则有Ｈ型、ＵＨ型、３Ｕ型、４Ｕ型、２Ｄ型及螺旋型等。按发光的颜色分，则可分为红、绿、蓝、黄（色温为２７００Ｋ，属暖色光，类似于白炽灯的光色）、白（色温以６４００Ｋ居多，属冷色光，类似于日光灯的光色）；而色温为５０００Ｋ的灯管因光色接近于自然光，对眼睛无刺激，更适合于学生和精细工作。本文介绍的电子节能灯电路见图１，印板图见图２。该电路已加有软启动（灯丝预热）电路，可延长灯管寿命。多应用于护目灯和外销灯具中。

维修电子节能灯，首先要排除假故障。关灯后节能灯有间隙性的闪光，这并不是灯的质量问题。主要原因是电工线路安装不规范，将开关设在零线造成的。只要把进线端的零线与火线调换一下即可。使用了带氖灯的开关，关灯后仍然能形成微流通路，或借线安装双联开关的，会造成有时关灯后有闪光现象。

维修电子节能灯时，为安全应用１：１隔离变压器隔离市电。

一、灯不能正常点亮的检修

１．常见为谐振电容Ｃ６击穿（短路）或耐压降低（软击穿），应换为耐压在１ｋＶ以上的同容量优质涤纶或ＣＢＢ电容。

２．灯管灯丝开路。若灯管未严重发黑，可在断丝灯脚两端并联０．０４７μＦ／４００Ｖ的涤纶电容后应急使用。

３．Ｒ１、Ｒ２开路或变值（一般以Ｒ１故障可能性较大），用同阻值的１／４Ｗ优质电阻代换。

４．三极管开路。如发现只有一只三极管开路，但不能更换一只，而应更换一对耐压在４００Ｖ以上的同型号配对开关管。否则容易出现灯光打滚或再次烧管。

５．灯光闪烁不停。灯管若未严重发黑，检查Ｄ５、Ｄ６有无虚焊或开路，若Ｄ５、Ｄ６软击穿或滤波电容Ｃ１漏液及不良，也会使灯光闪烁不停。

６．灯难以点亮，有时用手触摸灯管能点亮或灯光打滚，这可能是Ｃ３、Ｃ４容量不足、不配对。

７．倘若单支小功率节能灯点亮后灯丝有发红或发光的现象，还应检查Ｄ１～Ｄ４有无

软击穿，Ｃ１是否装反或漏电，电源部分有无短路等。

８．扼流圈Ｌ及振荡变压器Ｂ的磁心有断裂。如若单换磁心，要注意三点：（１）使用符合要求的磁心，否则可能使扼流圈的电感值有较大出入，给节能灯埋下隐患；（２）磁隙不能过小，以免磁饱和；（３）磁隙间用合适的垫衬物垫好后，用胶粘剂粘上，并缠上耐高温阻燃胶带，以防松动。此外对Ｂ的同名端不能接错。

９．检修使用触发管的电子镇流器，应重点检查双向触发二极管，此管一般用ＤＢ３型，它的双向击穿电压为３２±４Ｖ。

二、有元件明显损坏的检修

１．虽不熔断保险、不烧断进线处线路而电阻等有明显损坏的，三极管必损无疑。这首先可能是灯管老化引起的，其次是使用环境差，另外可能是由Ｃ１失去容量造成的。对于前二种情况，在更换电阻、三极管时，最好也更换配对的Ｃ３、Ｃ４小电解。对于后一种，Ｃ３、Ｃ４不必更换，由于Ｃ１工作在高压条件下，务必选用优质耐热电解电容器进行代换。

２．在熔断保险、烧断进线处线路的情况下，若Ｃ１、Ｑ１、Ｑ２完好，则必须逐个对Ｄ１～Ｄ４进行常规检查和耐压测试。或把Ｄ１～Ｄ４全部用优质品代换。

３．Ｃ１爆裂，如伴有熔断保险、烧断进线的现象，应将Ｄ１～Ｄ４、Ｃ１全部更换。

４．只有Ｑ２一侧的阻容件、三极管烧坏的，应重点检查Ｃ２是否已击穿。

５．若高频变压器Ｂ损坏，可用∮０．３２ｍｍ高强线在１０ｍｍ×６ｍｍ×５ｍｍ的高频磁环上绕制，Ｔ１、Ｔ２各为４圈；Ｔ３为８圈（注意头尾）。扼流圈Ｌ：灯管功率５～４０Ｗ，相应为１．５～５．５ｍＨ之间。

三、少数电子节能灯有干扰遥控彩电的现象。

可调整Ｌ的电感量或Ｃ２的电容量，使其不干扰遥控电视机，又能安全工作。

四、使用节能灯的注意事项

１．节能灯不能在调光台灯、延时开关、感应开关的电路中使用。

２．应避免在高温高湿的环境中使用。

３．电子节能灯与其他照明灯具一样，不宜频繁开和关。

性能可靠的60W石英灯用电子变压器

卤素灯又称石英灯，它具有聚光性好、亮度高、显色性好、外形新颖和寿命长等优点，广泛应用于舞厅、宾馆和商场等场所做局部照明。由于普通石英灯使用12V电压，在使用时需要配备电源变压器，传统使用的工频变压器因效率低、体积重量大而逐渐减少使用。近年来，电子变压器以其高效率、小体积等优势已被大量应用于低压石英灯照明场合。本文介绍一种在国内应用较多、整机性能指标较好的电子变压器电路。

一、电路图

二、工作原理

L1、L2、C1组成EMC网络，一方面可以防止本机干扰泄漏到电网，另一方面又可以抑制从电网窜入的各种干扰信号。RV1是压敏电阻，用来旁路电网上的瞬间过压，以保护后级电路。T1选用φ10mm的磁环，N1、N3绕4匝，N2绕1匝，漆包线全部采用φ0.3mm 线径；T2使用EE28磁芯，N1用φ0.3mm漆包线绕120匝，N2用φ1.0mm漆包线绕12匝，磁芯不留气隙，组装后须用树脂浸渍处理。

三、PCB图

电子镇流器的电路改进

随着电子技术的发展，以电子镇流器配合日光灯管的高效节能灯，正悄悄地走进千家万户。使用中发现电子镇流器有两大缺点：(1)三极管(如C2482等)易损坏，使节能灯的寿命极短；(2)功率因数较低，节能效果并不理想。

现有电子镇流器电路如附图所示。市电经整流、滤波后供给逆变电路，使逆变电路工作，点亮日光灯管。这种电路的节能灯对电网呈容性，功率因数为0.7左右。由于电容滤波，输入逆变电路的直流电压，纹波系数较高，还会造成对电网的污染，对家电干扰较大。对电路做如下改进，便可有效地解决上述问题。

1.减少滤波电容容量，可将功率因数提高到0.85以上。改电容滤波为无源滤波，可有效减少纹波系数。具体做法是去掉附图中C1，换上虚线所示部分。C′1和C′2的容量因灯管瓦数不同而不同：使用15W以下灯管C′1和C′2为4.7μF/250V；使用15～30W 灯管时为10μF/250V，使用30W以上灯管时为22μF/250V。D′为1N4007。

2.在交流220V输入端串入电感线圈L0，并入电容C0，这样做能有效地抑制镇流器对电网的污染，并能在接通电源瞬间减小电流对三极管BG1、BG2的冲击，同时进一步提高了功率因数。

3.换用C2258视放管代替原三极管C2482，效果良好。

4.经以上改进后，灯管亮度会降低。解决的办法是取下L2的磁芯，垫上几层纸片再插回去，观察亮度变化。反复几次，直至亮度达到满意为止。最后用蜡将磁芯封住即可。