电子镇流器是采用开关电源技术和谐振启辉技术,将50Hz的工频电流转换成20~60kHz的高频交流电,以满足点亮日光灯管的要求。

电子镇流器电路结构尽管与日光灯的功率有一定关系,但其工作原理也没太大区别。现以一款55W的电子镇流器来解析其工作原理。

日光灯电子镇流器接线图详细图解(日光灯电子镇流器电路解析)(1)

KMH-YZ55 荧光灯电子镇流器

日光灯电子镇流器接线图详细图解(日光灯电子镇流器电路解析)(2)

荧光灯电子镇流器印刷电路

只要是开关电源就必须有驱动电源。接入220交流电,D1~D4组成的桥式整流输出约198V(0.9*220)脉动直流电压,经电容(C1、C2)滤波输出约310V(√2*220)直流电。

C1、C2这样的滤波方式在电路板上很常见,之所以由两个串联分压电容组成,这是因为在半桥逆变器高频振荡电路中C1、C2还要兼作“隔直流、通交流”的作用。

在接通电源的瞬间,Q1和Q2中的某只晶体管优先导通。电路中独石电容C4具有隔直通交的作用,当C4通过R3//R4充电,电压上升到一定程度(约36V),双向稳压二极管DB就会导通,Q1基极B得电首先导通。

电流回路是:V →C2→灯丝34→C5→灯丝12→L→绕组BT1→Q1ce→R9→V-,对谐振电容C5充电。

Q1导通后,集电极电流从零开始逐渐增大,磁环变压器初级绕组BT1会产生感应电动势,通过耦合,磁环变压器次级BT2和BT3也会产生感应电动势,这两个感应电动势的方向相反。

其中BT2上的感应电动势会使Q1基极电位逐渐升高,形成正反馈,基极电流和集电极电流进一步增大,使Q1迅速饱和导通。

Q1饱和的同时,磁环变压器也相应饱和,流过BT1的电流则逐渐减少,在BT1上产生与原来相反的感应电势,次级绕组BT2和BT3的电势也相应反转,即Q1因基极电位下降会迅速由饱和导通变为截止。

相反,Q2基极电位逐渐升高,Q2则由截止变为导通。电流回路是:V →Q2ce→R8→BT1→L→灯丝12→C5→灯丝34→C1构成的放电回路。

Q2导通后,Q2集电极和基极也因正反馈作用,会从零逐渐增加,到最后饱和,而后截止。这样借助于高频磁环变压器BT的耦合和反馈作用下,使三极管Q1、Q2交替导通与截止,使高频振荡电路进入自激振荡状态,输出方波脉冲电压。

方波脉冲电流通过电感L,灯丝电阻,C5组成串联谐振,其电流变为接近正弦波,并在C5两端产生了一个很高的电压(约800V,其值由电感L的Q值及电容C5值决定)加到灯管上,灯管中的汞蒸气电离击穿而将灯管点亮。

日光灯管点亮后,其内阻急剧下降,振荡回路的高频电流基本上从灯管回路通过,LC串联振荡失谐,电感L形成的阻抗(ZL=2πfL,因为频率高,电感体积比较小)在电路中将起限流作用,维持日光灯管正常发光的电压(约60V~108V)。

日光灯电子镇流器接线图详细图解(日光灯电子镇流器电路解析)(3)

凯美华荧光灯电子镇流器

电容C5与灯丝构成的回路也有微小电流通过,以维持灯丝上适当的温度,减少灯丝上的电子粉损耗。灯丝上的电子粉耗尽时,尽管灯丝未断,灯管也不能再点亮了。

D5用来隔离启动电路和振荡电路,使振荡电流不会经过C4到地。

C3为续流电容,当Q1、Q2在交替开关同时截止阶段,使灯丝有电流通过,并且R1、C3组成的放电网络可同时避免两个三极管电流重叠,提供一个死区时间。

D8、D9是并联在三极管的基极和发射极之间的续流二极管,实际上也是与BT2、BT3反向并联,用以释放BT2、BT3残余电动势,以保护三极管,提高三极管开关速度。

虽然电子整流器已逐渐退出市场,但这种分立元件组成的电路要比集成电路好理解得多,个人觉得把电子整流器的工作原理弄明白了,对弄懂其它开关电源也很有帮助。

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