电子镇流器异常分析

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电子镇流器保护:
一、什么是异常?“异常”概念的提出主要来自电子镇流器,因实际使用时电子镇流器和灯管是一个配套组合体,所以在设计时需考虑到电子镇流器与灯管的配套使用问题,以确保连接过程中出问题时电子镇流器不会受到损坏。

(而这个概念在节能灯是不存在的,节能灯特有自镇流和一体化的结构,决定它与毛管是密不可分的整体,即使毛管损坏也就意味整支节能灯的损坏,不需要再设计异常电路进行保护)。

而针对荧光灯的电子镇流器的异常主要是指下三种情况: 1、灯管未接 2、灯管破碎、有裂缝(主要漏气或外界气体进入灯管,内部气压发生变化无法点亮) 3、灯管灯丝断路。

二、怎么样实现异常保护(常见的异常保护电路介绍)异常保护主要是通过打破上、下管正常工作状态,使之截止(停振)来起到半桥逆变电路停止工作的目的,同时还可以通过拉低触发启动电容处的电位,防止镇流器再次被触发工作。

同时异常保护电路还要满足在异常状态排除后,断电再重新通电能恢复正常工作。

要启动异常保护,则需要取样,通常取样方式有来自灯管的阴极取样和扼流电感的副(次)级线圈感应电压取样两种。

(异常时,频率很高,则扼流电圈线圈谐振电压就高)。

正常点亮:R8/R9→D3半波整流→C2充电(使C2电解电容在正常点亮的情况下保持一个相对的等待电压<一般等待电压设定为20V-26V>,以确保在异常状态能快速上升到保护电压)保护过程:灯管破碎→灯丝取样电压(异常发生后L3与CBB电容及灯丝再次产生串联谐振产生高压信号)→R8/R9→D3半波整流→C2再次充电→C2电压上升至触发管启动电压(28V-36V)→DB2导通→可控硅导通→D2下拉Q1→Q1截止→半桥逆变停振。

电路设计理念介绍:
1)通过R8/R9与R10构成分压取样电路,将C2在正常点亮中的充电电压,保持在适当的等待电压20V-26V 值,以确保既能在异常出现时快速升到DB2触发导通电压,又能确保在电网波动时C2不会过快达到DB2触发导通电压产生误动作。

2)通过调节R8/R9的阻值,对充电时间(理想值为RC)进行调节(例上图R8+R9=444,C=10uF则
T=RC=440000*0.00001=4.4S,则上图参数充至等待电压22V,约需2S)。

而实际电容充电特性表现为非线性特性,充电初期充电电流大充电快,随着电容电压的上升对应充电电流逐渐减小,充电速度变慢。

(所以这个周期比理想值要长一些。

1206(1/8W)的贴片电阻耐压值为200V,所以这里需使用两个同阻值电阻串联。

3)D3的作用实现了对取样信号的半波整流,为电解电容提供一个高频的直流电压。

4) R10的作用除了提供分压的等待电压,同时为C2提供一个泄放回路,及时将C2充电电压放掉使之退出对DB2的触发导通状态,以保证在故障排除重新通电时,镇流器恢复正常。

可控硅:在性能上,可控硅不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件(俗称"死硅")更为可贵的可控性.它只有导通和关断两种状态。

缺点:静态及动态的过载能力较差;容易受干扰而误导通。

所以在实际应用中,常常在可控硅的控制极并联105电容滤除干扰信号。

拉上管保护电路的缺点:潜在炸板的隐患,当三极管下管未导通时,经过上管的电流会通过基射极二极管、保护电路二极管及可控硅形成通路,产生大电流从而烧坏电路板;且炸板时必定伴随三极管、DB2、可控硅保护回路连环击穿的现象,损失很大,已逐渐为拉下管保护电路所替代。

保护过程:灯管破碎→灯丝取样电压(异常发生后L3与CBB电容及灯丝再次产生串联谐振产生高压信号)→EC1→R10/R11→D3半波整流→C2再次充电→C2电压上升至触发管启动电压(28V-36V)→DB2导通→可控硅导通→在R12上产生促使Q3导通的压降→Q3导通→Q2基极电流下拉对地→Q2截止/停触发→半桥逆变停振。

而能不能稳定下拉,关键在于Q3能不能将基极电流完全导入地,这样则需要至少满足以下几点。

1)可控硅的维持电流一般为2mA,这样便对限流电阻提出了很高的要求,目前限流电阻普遍使用1206(1/8W)的贴片电阻,例Vhv=300V,I=2mA,R=150K,而能满足过电流能力2mA,功率不超过
1/8W的则要求单枚电阻值不超30K,即至少需要5枚电阻串联才能满足维持电流的要求。

这样的结果给我们提出两个选择题,要么使用插件电阻(一般75K/1W体积约为5*12mm)跳出功率限制,要么使用维持电流更少(0.7mA)的可控硅,以确保在小体积的贴片电阻应用下满足稳定的维持状态,目前我司使用的可控硅的维持电流技术要求均已修改为0.7mA的标准,但实际应用时应给予足够的裕量电流。

2)在2mA维持电流作用下,必须确保R12上的压降能促使Q3导通,假设2mA电流均流入基极,而一般要求Q3的Ice电流必须达到300mA的下拉能力(即hfe=150倍)才能拉住下管使它截止,实际情况视调试参数而定。

3)所以能否可控下拉住下管,要考虑到可控硅的维持电流和Q3管的下拉能力(即三极管的放大倍数)。

4)这里特别运用了C1电容,用于检测灯管两端的局部整流效应(没有C1电容只能检测到一端的整流效应)但C1的应用必须配套使用D5,以确保C1充电后能通过D5及时放掉,不会出现充满电后取样回路断路的现象。

负压保护的特点在于灵活的运用了变压器的次级绕组电压取样,这里以PL‐55W电子件变压器为例(R变压器EF25_120T_0.12*11_18T_0.21_0.8J),初级绕组匝数为18T,次级绕组匝数为120T,匝数比1:6.6,形成一个升压变压器,将流过变压器的初级线圈较小的感应电动势升压为保护所需的高电压(正常点亮次线线圈整流后C2约为22V).
保护过程:灯管破碎→变压器取样(异常发生时将产生很高的谐振电压,经变压器升压后为保护电路提供异常触发电压)→→D3半波整流→C2再次充电→C2电压上升至触发管启动电压(28V-36V)→DB2导通→EC3开始充电→由于EC3两端电压不能突变(则表现为EC3负极在充电过程是由高电平向低电压变化)→同理,Q2发射极电压为高(+)→DB2导通后,则Q2与C2的阴极短接表现为低电位(-)→出现Q2 Vbe 偏置电压为负压而截止→同时可控硅导通→HV电压下拉为低电压→点亮的触发电路停止充电避免了异常排除前再次触发工作→电子件稳定停振。

微分电路很好体现了电容两端电压不能突变的事实,也更好的阐述了负压保护电路的工作原理。

综上,负压保护就是利用了电容不能突变,+/‐‐电位保持的特性实现了基射极偏置电压的逆转,使之截止的,然后利用可控硅关断触发启动电路,使之稳定停止工作。

总结:保护电路虽然在下拉截止的方式(拉上管、拉下管、下管负压截止、触发启动电路关断等。

)上存在差异,但其典型的取样方式只有两种,一种为灯管阴极电压取样,一种为变压器取样。

在保护实现上均采用了双向触发管和可控硅的共同组合,实现了正常点亮和异常的甄选保护功能。

而更多的应用和保护的稳定性则需要多番调试和验证,才能保证设计的产品质量。