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單諧振是電子鎮(zhèn)流器的必由之路________________________________________按語-國產自激驅動方式電子鎮(zhèn)流器存在著致命的缺陷,單諧振方式是解決問題的有效途徑.美國、歐洲等發(fā)達國家和地區(qū)相繼推出停止銷售和使用電感式鎮(zhèn)流器的政策,無疑是一塊充滿誘惑的大蛋糕.如何抓住機遇搶占國際市場,盡快提升國產電子鎮(zhèn)流器的品質和檔次,成為國產電子鎮(zhèn)流器生產企業(yè)和科研工作者的重要課題.一、目前,國產電子鎮(zhèn)流器普遍存在著開關驅動方式上的致命缺陷 電子鎮(zhèn)流器的開關驅動方式,可以分為自激驅動方式(以下簡稱自激式)和它激驅動方式(以下簡稱它激式)兩種類型.國產電子鎮(zhèn)流器基本上都屬于自激式.自激式的起源可以追溯到四、五十年代以前的電子管放大電路,是驅動電路中最原始的驅動方法,屬于簡易型驅動方式,與它激式相比除了電路成本較低以外,幾乎找不出什么優(yōu)點,最重要的是他存在著兩個致命的缺陷,而且這些缺陷是不可逆的.為了分析方便,我們以最具代表性的熒光燈電子鎮(zhèn)流器半橋驅動電路為例進行具體分析. 1.振蕩頻率的穩(wěn)定性和離散性非常大,批量產品的質量很難控制.半橋電路的輸出電壓很低,采用PPFC的半橋電路在供電電壓低至150V時的輸出電壓僅有75V,而10W以上熒光燈所需要的工作電壓都高于這個值(例如T5-28W熒光燈管的正常工作電壓為162V).在電子鎮(zhèn)流器的輸出電壓低于燈管工作電壓的情況下,為了正常點亮熒光燈,必須依靠限流電感和啟動電容之間產生的串聯諧振,來提高和滿足燈管的工作電壓.而串聯諧振的建立,必須保證在特定工作頻率不變的情況下,限流電感的感抗與啟動電容的容抗相等.在電子鎮(zhèn)流器中限流電感與啟動電容的值一旦確定是不能改變的,因此,保證電子鎮(zhèn)流器工作頻率的準確性和穩(wěn)定性,是保證電子鎮(zhèn)流器工作質量的關鍵問題. 圖一是自激式電路的工作流程圖.從圖中可以看出,開關電路(包括驅動網絡)、限流電路(包括隔直電路)、負載(包括光源和啟動電路)、脈沖變壓器等電路中所有元器件的誤差和損壞,也包括供電電壓、環(huán)境工作溫度等外在因素的變化,都直接關系到開關電路工作頻率的穩(wěn)定性和離散性. 圖一圖二主要表現在a.產品質量離散性很大,同一批產品中有的可以用很多年,而有的只能用幾天;b.同一只鎮(zhèn)流器在更換燈管后工作數據會隨之改變;c.即使是使用同一只燈管,隨著元器件和燈管的老化,工作數據仍然會不斷變化;d,同一只鎮(zhèn)流器,使用同一只燈管,在同一天里,由于早、中、晚的溫差和電壓變化也會使工作數據有很大的不同. 顯然,電子鎮(zhèn)流器采用自激工作方式是一個錯誤.無論怎樣嚴格控制,都不可能保證批量生產的一致性和使用過程中的穩(wěn)定性.這是目前國產自激式電子鎮(zhèn)流器存在的第一個致命缺陷!也是為什么容易損壞的第一個主要原因. 2.自激式開關電路始終工作在硬開關狀態(tài).電子鎮(zhèn)流器的工作電路中存在兩種振蕩頻率:一種是開關電路的振蕩頻率(簡稱工作頻率);另一種是限流電感和啟動電容之間的諧振頻率(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匹配關系: 2.1工作頻率大于諧振頻率時,開關電路的負載呈感性: 2.2工作頻率等于諧振頻率時,開關電路的負載呈阻性: 2.3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(zhèn)流器開關電路來講危害是致命的.圖二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;圖二b和圖二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,圖二b波形的上升曲線上有一個明顯的鋸齒波;圖二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(zhèn)流器開關電路是工作在硬開關狀態(tài),此時的開關管功耗加大,溫升加劇,應力變差,非常容易損壞. 我們知道,燈管在啟動和正常工作時的電壓、電流差異很大,這種差異導致半橋自激式電子鎮(zhèn)流器的啟動頻率與工作頻率不一致(啟動頻率高,工作頻率低),這就出現了一個致命的問題:為了保證燈管啟動時能夠獲得足夠的啟動高壓,諧振頻率必須與啟動頻率相等或者誤差很小,但在正常工作以后工作頻率降低,使得工作頻率小于諧振頻率,開關電路的負載呈容性,開關管工作在硬開關狀態(tài),承受的應力很大,非常容易損壞.這是國產自激式電子鎮(zhèn)流器存在的第二個致命缺陷!也是為什么容易損壞的第二個主要原因.我們知道,電網電壓在24小時內變化很大,半橋自激式電子鎮(zhèn)流器,在供電電壓升高后,不能控制輸出功率,造成過載而損壞,同時也降低了熒光燈的使用壽命;這是這是國產電子鎮(zhèn)流器為什么容易損壞的第三個原因.在采用晶體三極管作半橋推挽的鎮(zhèn)流器,三極管在高溫時它的最高耐壓值比常溫耐壓值是會有小許下降的.當供電電壓超過三極管最高耐壓值,三極管便出現二次擊穿,引起集電極和發(fā)射極短路,因此,對于有雷擊的環(huán)境,此種鎮(zhèn)流器也不能抵抗雷擊.這是這是國產電子鎮(zhèn)流器為什么容易損壞的第四個原因.為解決上述問題,本公司經過多年研究,開發(fā)成功世界首創(chuàng)的“單諧振熒光燈”并取得國家發(fā)明專利(專利號:200610005229.x).這種專利是“一種冷光源(CCFL)或氣體放電燈(日光燈)的驅動裝置;”它能提供一種單諧振電路裝置,在電壓波幅+25%~-20%時,會自動調整輸入電流,調整燈管功率,尋找到發(fā)光效率最佳點,保證燈管在工作中不受電壓波動,在寬電壓范圍內進行恒功率驅動,達到所耗之電,最大限度的用于發(fā)光,而不產生噪音和發(fā)熱.單諧振就是:采用單個場效應管(mosfet),采用單個高頻變壓器,工作頻率和諧振頻率歸一,即單諧振電路會自動尋找諧振頻率,同一個單諧振鎮(zhèn)流器還會自動適應不同的(燈電流相同的)燈管,輸出與燈管功率相適應的功率(如35W、28W、21W、14W的T5燈管).葉建國深圳市盈和利科技有限公司http://www.profurplus.com如下是單諧振與半橋電子鎮(zhèn)流器的比較:單諧振鎮(zhèn)流器與CAFH-320M半橋鎮(zhèn)流器的比較(一)輸入電壓V輸入電流A功率因素輸入功率W輸出亮度LUX光效LUX/WCAFH-320M半橋一托三T5鎮(zhèn)流器,配dotlight14wT5燈管三只2300.1780.9834123500573.17CAFH-320M半橋一托三T5鎮(zhèn)流器,配profurplus14wT5燈管三只223.60.2010.98444.326200591.42單諧振一托一T5鎮(zhèn)流器三只,配profurplus14wT5燈管三只2200.1950.93740.329000719.6單諧振一托一T5鎮(zhèn)流器三只,配的dotlight14wT5燈管三只223.60.1820.93838.324600642.3注:三只鎮(zhèn)流器合成的功率因素是三個功率因素相乘的積單諧振鎮(zhèn)流器與半橋鎮(zhèn)流器的比較(二)燈種管型輸入功率(W)管徑管長光通量 (220Vac)光效(220Vac)顯色指數燈電流波峰比輸入220Vac輸入250Vac(mm)(mm)(Lm)(Lm/w)(Ra)T8+(半橋)電子鎮(zhèn)流器T8-36W4048261199220060651.90-2.10T5+(半橋)電子鎮(zhèn)流器T5-28W2832.5161149260093851.70-2.10T5+單諧振鎮(zhèn)流器T5-28W26261626009885