高頻電子熒光燈的頻率匹配原理
作者: 茆學華
摘要:熒光燈管與高頻電子鎮流器的非阻抗匹配性質,導致在負載燈管一端引入電感電容,使之與電子鎮流器與之阻抗匹配,由于電感電容的振蕩特性,使電子鎮流器與燈管、電容電感的阻抗匹配有顯不同,電感電容的振蕩頻率與電子鎮流器的振蕩頻率必須相匹配,否則會引起開關管工作波形異常,影響電子鎮流期工作壽命.
關鍵詞:鎮流器、燈管、頻率匹配
第一章:頻率匹配理論依據
1、概念:1.阻抗匹配,高頻電子節能燈也遵守電源與 負載阻杭相匹配原理.
2.節能燈負載又有特殊性:a.負阻特性b.啟動之前短路特性.C.與電源不匹配,需加電感與電容,使之與電源進行阻抗匹配.d.加了電感、電容,就有振蕩頻率產生.
3.燈管的熱陰極特點,需進行預熱,需減少電子粉損失,才能達到長壽命.
4.燈管啟動時,如不預熱而進行冷啟動,導致啟動電壓高,引起陰極螺旋之間橫向打火,造成電子粉燒傷濺射.
5.燈管工作時,如陰極之間電壓大于8-10V以上,在1000℃工作溫度下,引起陰極螺旋之間橫向打火,造成電子粉燒傷蒸發.
6.節能燈管與鎮流器匹配,就圍繞著燈管負載的特性設計.
國慶六十周年慶典論文------高頻電子熒光燈的頻率匹配原理
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負載的頻率匹配問題
負載的頻率匹配問題,是被國內工程師忽視的一個重要問題.說到忽視,是因為在國內沒有見過這方面的書籍或有關介紹,與許多照明工程師朋友在一起交談時,多數人不知道電子鎮流器的開關電路與負載之間還需要頻率匹配.
電子鎮流器的工作電路中存在兩種振蕩頻率:一種是我們前面提到的開關電路的振蕩頻率(簡稱工作頻率);另一種R燈管、限流電感(L)和啟動電容(C)之間的諧振頻率(簡稱諧振頻率).由于諧振電路是開關電路的負載,因此,工作頻率與諧振頻率之間存在以下三種關系:
工作頻率大于諧振頻率時,開關電路的負載呈感性:
電子鎮流器的負載呈弱感性時是最佳工作狀態,也就是說工作頻率稍快于諧振頻率時是最佳工作狀態.特別是使用場效應管做開關的電路,由于場效應管本身帶有反向并聯的阻尼二極管,可以有效抑制弱感性負載產生的浪涌電壓;對于使用雙極性三極管的電路,最好在三極管的集電極和發射極之間反向并聯二極管.但是,在負載感性過大時,三極管關斷時需要承受很大的浪涌電壓沖擊,會導致器件應力變差,容易損壞.
工作頻率等于諧振頻率時,開關電路的負載呈阻性:
大家往往都認為電子鎮流器的負載呈阻性時,工作頻率與諧振頻率相等,L的感抗與C的容抗相等,此時會出現諧振電壓非常高的現象.實際上,L的銅阻、磁阻,C上的損耗,燈管并聯的因素,電路中其他元器件造成的損耗等等,決定了LC的諧振Q值不可能很高.因此,電子鎮流器完全可以工作在阻性負載情況下.
工作頻率小于諧振頻率時,開關電路的負載呈容性:
容性負載對于電子鎮流器開關電路來講危害是最大的(致命的)!圖一a是開關電路的負載呈容性時場效應管的柵極驅動波形,在波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一b和圖一c是開關電路的負載呈容性時雙極性三極管的基極驅動波形,圖一b波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一c波形則產生了很嚴重的波形斷裂,相當于開關了兩次.這些波形都說明電子鎮流器開關電路是
負載的頻率匹配問題,是被國內工程師忽視的一個重要問題.說到忽視,是因為在國內沒有見過這方面的書籍或有關介紹,與許多照明工程師朋友在一起交談時,多數人不知道電子鎮流器的開關電路與負載之間還需要頻率匹配.
電子鎮流器的工作電路中存在兩種振蕩頻率:一種是我們前面提到的開關電路的振蕩頻率(簡稱工作頻率);另一種R燈管、限流電感(L)和啟動電容(C)之間的諧振頻率(簡稱諧振頻率).由于諧振電路是開關電路的負載,因此,工作頻率與諧振頻率之間存在以下三種關系:
工作頻率大于諧振頻率時,開關電路的負載呈感性:
電子鎮流器的負載呈弱感性時是最佳工作狀態,也就是說工作頻率稍快于諧振頻率時是最佳工作狀態.特別是使用場效應管做開關的電路,由于場效應管本身帶有反向并聯的阻尼二極管,可以有效抑制弱感性負載產生的浪涌電壓;對于使用雙極性三極管的電路,最好在三極管的集電極和發射極之間反向并聯二極管.但是,在負載感性過大時,三極管關斷時需要承受很大的浪涌電壓沖擊,會導致器件應力變差,容易損壞.
工作頻率等于諧振頻率時,開關電路的負載呈阻性:
大家往往都認為電子鎮流器的負載呈阻性時,工作頻率與諧振頻率相等,L的感抗與C的容抗相等,此時會出現諧振電壓非常高的現象.實際上,L的銅阻、磁阻,C上的損耗,燈管并聯的因素,電路中其他元器件造成的損耗等等,決定了LC的諧振Q值不可能很高.因此,電子鎮流器完全可以工作在阻性負載情況下.
工作頻率小于諧振頻率時,開關電路的負載呈容性:
容性負載對于電子鎮流器開關電路來講危害是最大的(致命的)!圖一a是開關電路的負載呈容性時場效應管的柵極驅動波形,在波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一b和圖一c是開關電路的負載呈容性時雙極性三極管的基極驅動波形,圖一b波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一c波形則產生了很嚴重的波形斷裂,相當于開關了兩次.這些波形都說明電子鎮流器開關電路是
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@qdbs888
負載的頻率匹配問題負載的頻率匹配問題,是被國內工程師忽視的一個重要問題.說到忽視,是因為在國內沒有見過這方面的書籍或有關介紹,與許多照明工程師朋友在一起交談時,多數人不知道電子鎮流器的開關電路與負載之間還需要頻率匹配.電子鎮流器的工作電路中存在兩種振蕩頻率:一種是我們前面提到的開關電路的振蕩頻率(簡稱工作頻率);另一種R燈管、限流電感(L)和啟動電容(C)之間的諧振頻率(簡稱諧振頻率).由于諧振電路是開關電路的負載,因此,工作頻率與諧振頻率之間存在以下三種關系:工作頻率大于諧振頻率時,開關電路的負載呈感性:電子鎮流器的負載呈弱感性時是最佳工作狀態,也就是說工作頻率稍快于諧振頻率時是最佳工作狀態.特別是使用場效應管做開關的電路,由于場效應管本身帶有反向并聯的阻尼二極管,可以有效抑制弱感性負載產生的浪涌電壓;對于使用雙極性三極管的電路,最好在三極管的集電極和發射極之間反向并聯二極管.但是,在負載感性過大時,三極管關斷時需要承受很大的浪涌電壓沖擊,會導致器件應力變差,容易損壞.工作頻率等于諧振頻率時,開關電路的負載呈阻性:大家往往都認為電子鎮流器的負載呈阻性時,工作頻率與諧振頻率相等,L的感抗與C的容抗相等,此時會出現諧振電壓非常高的現象.實際上,L的銅阻、磁阻,C上的損耗,燈管并聯的因素,電路中其他元器件造成的損耗等等,決定了LC的諧振Q值不可能很高.因此,電子鎮流器完全可以工作在阻性負載情況下.工作頻率小于諧振頻率時,開關電路的負載呈容性:容性負載對于電子鎮流器開關電路來講危害是最大的(致命的)!圖一a是開關電路的負載呈容性時場效應管的柵極驅動波形,在波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一b和圖一c是開關電路的負載呈容性時雙極性三極管的基極驅動波形,圖一b波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一c波形則產生了很嚴重的波形斷裂,相當于開關了兩次.這些波形都說明電子鎮流器開關電路是
圖復制不上去,還是看壓縮文吧! 1030231252732660.rar
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@qdbs888
負載的頻率匹配問題負載的頻率匹配問題,是被國內工程師忽視的一個重要問題.說到忽視,是因為在國內沒有見過這方面的書籍或有關介紹,與許多照明工程師朋友在一起交談時,多數人不知道電子鎮流器的開關電路與負載之間還需要頻率匹配.電子鎮流器的工作電路中存在兩種振蕩頻率:一種是我們前面提到的開關電路的振蕩頻率(簡稱工作頻率);另一種R燈管、限流電感(L)和啟動電容(C)之間的諧振頻率(簡稱諧振頻率).由于諧振電路是開關電路的負載,因此,工作頻率與諧振頻率之間存在以下三種關系:工作頻率大于諧振頻率時,開關電路的負載呈感性:電子鎮流器的負載呈弱感性時是最佳工作狀態,也就是說工作頻率稍快于諧振頻率時是最佳工作狀態.特別是使用場效應管做開關的電路,由于場效應管本身帶有反向并聯的阻尼二極管,可以有效抑制弱感性負載產生的浪涌電壓;對于使用雙極性三極管的電路,最好在三極管的集電極和發射極之間反向并聯二極管.但是,在負載感性過大時,三極管關斷時需要承受很大的浪涌電壓沖擊,會導致器件應力變差,容易損壞.工作頻率等于諧振頻率時,開關電路的負載呈阻性:大家往往都認為電子鎮流器的負載呈阻性時,工作頻率與諧振頻率相等,L的感抗與C的容抗相等,此時會出現諧振電壓非常高的現象.實際上,L的銅阻、磁阻,C上的損耗,燈管并聯的因素,電路中其他元器件造成的損耗等等,決定了LC的諧振Q值不可能很高.因此,電子鎮流器完全可以工作在阻性負載情況下.工作頻率小于諧振頻率時,開關電路的負載呈容性:容性負載對于電子鎮流器開關電路來講危害是最大的(致命的)!圖一a是開關電路的負載呈容性時場效應管的柵極驅動波形,在波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一b和圖一c是開關電路的負載呈容性時雙極性三極管的基極驅動波形,圖一b波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一c波形則產生了很嚴重的波形斷裂,相當于開關了兩次.這些波形都說明電子鎮流器開關電路是
茆工辛苦了,支持奉獻!
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@qdbs888
負載的頻率匹配問題負載的頻率匹配問題,是被國內工程師忽視的一個重要問題.說到忽視,是因為在國內沒有見過這方面的書籍或有關介紹,與許多照明工程師朋友在一起交談時,多數人不知道電子鎮流器的開關電路與負載之間還需要頻率匹配.電子鎮流器的工作電路中存在兩種振蕩頻率:一種是我們前面提到的開關電路的振蕩頻率(簡稱工作頻率);另一種R燈管、限流電感(L)和啟動電容(C)之間的諧振頻率(簡稱諧振頻率).由于諧振電路是開關電路的負載,因此,工作頻率與諧振頻率之間存在以下三種關系:工作頻率大于諧振頻率時,開關電路的負載呈感性:電子鎮流器的負載呈弱感性時是最佳工作狀態,也就是說工作頻率稍快于諧振頻率時是最佳工作狀態.特別是使用場效應管做開關的電路,由于場效應管本身帶有反向并聯的阻尼二極管,可以有效抑制弱感性負載產生的浪涌電壓;對于使用雙極性三極管的電路,最好在三極管的集電極和發射極之間反向并聯二極管.但是,在負載感性過大時,三極管關斷時需要承受很大的浪涌電壓沖擊,會導致器件應力變差,容易損壞.工作頻率等于諧振頻率時,開關電路的負載呈阻性:大家往往都認為電子鎮流器的負載呈阻性時,工作頻率與諧振頻率相等,L的感抗與C的容抗相等,此時會出現諧振電壓非常高的現象.實際上,L的銅阻、磁阻,C上的損耗,燈管并聯的因素,電路中其他元器件造成的損耗等等,決定了LC的諧振Q值不可能很高.因此,電子鎮流器完全可以工作在阻性負載情況下.工作頻率小于諧振頻率時,開關電路的負載呈容性:容性負載對于電子鎮流器開關電路來講危害是最大的(致命的)!圖一a是開關電路的負載呈容性時場效應管的柵極驅動波形,在波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一b和圖一c是開關電路的負載呈容性時雙極性三極管的基極驅動波形,圖一b波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一c波形則產生了很嚴重的波形斷裂,相當于開關了兩次.這些波形都說明電子鎮流器開關電路是
這是好東東啊,茆老師還在寧波??
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@lvsezhaoming
請教茆工:普通半橋自激式振蕩電路怎樣才能調成負載成感性呢?開關電路的振蕩頻率也就是工作頻率是不是電子綜合特性測試儀上讀出來的那個頻率,還是要用示波器或者頻率儀測出來,諧振頻率就是利用公式算出來LC諧振的那個頻率嗎?
分兩個問題:1、自激式鎮流熒光燈,因調整lcr等影響頻率變化,因此,電子綜合特性測試儀上讀出來的那個頻率,不是工作頻率,也不是lc諧振頻率,是綜合頻率.2、它激式鎮流熒光燈,因驅動是獨立的,頻率不受其它因素影響,電子綜合特性測試儀上讀出來的那個頻率是工作頻率.
因目前還沒有儀器測試這兩個頻率,調試還較困難,但可以用示波器捕捉到容性點的波形,上述論文己有論述.
可以電話溝通.
因目前還沒有儀器測試這兩個頻率,調試還較困難,但可以用示波器捕捉到容性點的波形,上述論文己有論述.
可以電話溝通.
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@solution
請教:在文章中提到---------在實踐中,我們用繼電器做短路預熱啟動器件,并且解決了其觸頭打火粘接問題,其預熱啟動波形為方波,開關壽命為50萬次-100萬次左右.開關影響燈管壽命的理論與實踐問題就此解決.--------我不是很懂,以我的感知,最好的高壓繼電器的壽命也達不到50萬次以上,也就是說,燈管還沒壽終,EB先掛了?
<最好的高壓繼電器的壽命也達不到50萬次以上,也就是說,燈管還沒壽終,EB先掛了?>
問題提的很對,十年前我們也遇此問題,十萬次也不到,但后來解決了繼電器的打火拉弧問題,"高壓吸合,低壓保持",這個問題已不是問題,且早就批量生產.
其實,繼電器還不是最佳開關器件,如在IC芯片控開關時間,那更好.
大家只要掌握啟動時,減小輝光放電時間,是提高燈開關時陰級壽命的核心問題,就可以找到更好的解決問題辦法.
問題提的很對,十年前我們也遇此問題,十萬次也不到,但后來解決了繼電器的打火拉弧問題,"高壓吸合,低壓保持",這個問題已不是問題,且早就批量生產.
其實,繼電器還不是最佳開關器件,如在IC芯片控開關時間,那更好.
大家只要掌握啟動時,減小輝光放電時間,是提高燈開關時陰級壽命的核心問題,就可以找到更好的解決問題辦法.
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@qdbs888
負載的頻率匹配問題負載的頻率匹配問題,是被國內工程師忽視的一個重要問題.說到忽視,是因為在國內沒有見過這方面的書籍或有關介紹,與許多照明工程師朋友在一起交談時,多數人不知道電子鎮流器的開關電路與負載之間還需要頻率匹配.電子鎮流器的工作電路中存在兩種振蕩頻率:一種是我們前面提到的開關電路的振蕩頻率(簡稱工作頻率);另一種R燈管、限流電感(L)和啟動電容(C)之間的諧振頻率(簡稱諧振頻率).由于諧振電路是開關電路的負載,因此,工作頻率與諧振頻率之間存在以下三種關系:工作頻率大于諧振頻率時,開關電路的負載呈感性:電子鎮流器的負載呈弱感性時是最佳工作狀態,也就是說工作頻率稍快于諧振頻率時是最佳工作狀態.特別是使用場效應管做開關的電路,由于場效應管本身帶有反向并聯的阻尼二極管,可以有效抑制弱感性負載產生的浪涌電壓;對于使用雙極性三極管的電路,最好在三極管的集電極和發射極之間反向并聯二極管.但是,在負載感性過大時,三極管關斷時需要承受很大的浪涌電壓沖擊,會導致器件應力變差,容易損壞.工作頻率等于諧振頻率時,開關電路的負載呈阻性:大家往往都認為電子鎮流器的負載呈阻性時,工作頻率與諧振頻率相等,L的感抗與C的容抗相等,此時會出現諧振電壓非常高的現象.實際上,L的銅阻、磁阻,C上的損耗,燈管并聯的因素,電路中其他元器件造成的損耗等等,決定了LC的諧振Q值不可能很高.因此,電子鎮流器完全可以工作在阻性負載情況下.工作頻率小于諧振頻率時,開關電路的負載呈容性:容性負載對于電子鎮流器開關電路來講危害是最大的(致命的)!圖一a是開關電路的負載呈容性時場效應管的柵極驅動波形,在波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一b和圖一c是開關電路的負載呈容性時雙極性三極管的基極驅動波形,圖一b波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖一c波形則產生了很嚴重的波形斷裂,相當于開關了兩次.這些波形都說明電子鎮流器開關電路是
好帖,頂!
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@qdbs888
該篇文章已發表于中國照明學會二十周年慶典論文集中
好貼啊.
有個問題請教卯工.
同樣型號的三極管13002用在同樣功率T5-14W的燈上,系統功率基本一樣.一個是低功率因數,一個是高功率因數(無源).在做高溫高壓試驗時高功率因數的管子卻炸機了.我把三極管的波形圖貼上,請卯工抽空幫分析下,謝謝. 112631259112377.rar
有個問題請教卯工.
同樣型號的三極管13002用在同樣功率T5-14W的燈上,系統功率基本一樣.一個是低功率因數,一個是高功率因數(無源).在做高溫高壓試驗時高功率因數的管子卻炸機了.我把三極管的波形圖貼上,請卯工抽空幫分析下,謝謝. 112631259112377.rar
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