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2013 ~ 2014 学年第 2 学期《荧光灯电子镇流器》课程设计报告题目：荧光灯电子镇流器专业：电气工程及其自动化班级： 11电气工程及其自动化1班姓名：张猛陈兴宇刘翔宇周成龙陈浩然王刚谢飞指导教师：***电气工程学院2014年6月6日1、任务书目 录摘 要 (IV)第一章绪论 (V)1.1背景 (V)1.2选题意义 (V)1.3国内外研究现状 ..................................................................................................................................... V II第二章 电子镇流器设计的基本要求 (VIII)2.1 主要技术数据 (VIII)2.2 镇流器应达到的要求（性能指标） (VIII)2.3电路主要用途及功能介绍 (VIII)第三章 电路总体方案的设计及相关原理 (X)3.1荧光灯简介 (X)3.1.1气体放电灯的基本原理 (X)3.1.2荧光灯的结构 (XI)3.1.3荧光灯的闪频现象 (XI)3.2.3 荧光灯的供电频率与灯发光效率之间的关系 (XI)3.3电子镇流器工作原理 ............................................................................................................................. X II3.3.1、 气体放电灯的负阻特性 ........................................................................................................ X II3.4高频电子镇流器组成 (XIV)3.4.4、电子镇流器的主要功能 (XIV)3.5 方案的最终设定 .................................................................................................................................... X V第四章 主电路设计及参数计算 .......................................................... X VII4.1 主电路的设计 (XVII)4.2相关参数的计算 ................................................................................................................................. X VIII4.2.1 输出电流电压的计算 ........................................................................................................... X VIII4.2.2整流二极管的计算 二极管的峰值电流为： max 12T K I A第五章 驱动电路设计 (XX)5.1对基极驱动电路的要求 ......................................................................................................................... X X5.2 驱动电路及其分析 ................................................................................................................................ X X第六章 保护电路的设计 (XXI)6.1保护电路及分析 (XXI)第七章 输入EMI 滤波电路的设计 ................................................... X XII7.1输入EMI 滤波电路及分析 (XXII)第八章 有源PFC 功率因数校正电路的设计 (XXIII)8.1有源PFC 电路架构及分析 ............................................................................................................... X XIII 课程设计总结 ....................................................................................... X XIV参考文献 (XXV)附录 ....................................................................................................... X XVI答辩记录及评分表 (XXVII)摘要自从我国在20世纪80年代末、90年代初研制并生产电子镇流器和节能灯以来，这一新兴的绿色照明产业已经得到了长足的发展，目前我国已经成为世界上照明电器产品生产规模最大的国家，产量居世界首位。
一种基于荧光灯简易模型的电子镇流器设计方法
尹焕平;孙宗海
【期刊名称】《照明工程学报》
【年(卷),期】2009(020)002
【摘要】基于目前电子镇流器设计中计算复杂,关键元器件参数选择困难,而且结果不够准确,本文提出一种荧光灯的简易电路模型,据此用仿真的方法来设计电子镇流器.这种方法通过简单的计算和仿真得到关键元器件参数和各个工作点的频率,电压及电流等参数.实验结果表明,该方法简单实用而且准确,适合各种荧光灯电子镇流器的设计.
【总页数】4页(P59-62)
【作者】尹焕平;孙宗海
【作者单位】华南理工大学,自动化科学与工程学院,广东,广州,510640;华南理工大学,自动化科学与工程学院,广东,广州,510640
【正文语种】中文
【中图分类】TU8
【相关文献】
1.一种荧光灯模型与电子镇流器的仿真设计方法 [J], 尹焕平;孙宗海
2.一种大功率可调光紧凑型荧光灯电子镇流器 [J], 蒋孝平;毛兴武
3.电子镇流器与荧光灯管匹配的设计方法 [J], 樊路加;诸玉华
4.基于荧光灯简易模型的电子镇流器频率特性分析 [J], 徐红梅
5.一种新型的荧光灯电子镇流器用振荡电路的简易实现方法 [J], 郭丽娜;成民;杨洪强;陈星弼
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高功率因数荧光灯电子镇流器设计——PWM型AC/DC和DC/AC变换电路综合应用专题照明技术与我们日常生活息息相关，在工厂、办公室、图书馆、餐厅、学校、商店等场所，照明技术为我们提供了宜人的工作、生活环境。
在现代照明技术中，电子镇流器由于其效率高、无频闪、无噪声、体积小等优点得到了广泛应用，此外，电子镇流器还能够实现调光，功率因数校正、同时驱动多支灯管等功能。
照明系统依赖于镇流器与灯源的协同工作，了解灯源的工作特性是设计电子镇流器的前提。
一、荧光灯的结构和工作特性1、荧光灯的结构组成家庭及工业照明用荧光灯（俗称日光灯）是一种低压汞蒸汽放电灯，其大部分光是由放电产生的紫外线激发管壁上的荧光粉涂层而发射出来的。
附图5-1是直管形荧光灯结构示意图。
荧光灯的核心部分是管形玻璃管和灯丝，其中，玻璃附图5-1 直型荧光灯管的结构示意图管的内壁上涂有荧光粉。
管内填充有惰性气体（如氩）和低气压汞蒸汽。
在灯两端各有一个电极，电极通常由钨螺旋做成，上面涂有热电子发射材料，人们将这种涂有电子发射材料的灯丝称为阴极。
灯丝两端与被称为导丝的支架相连接，导丝又与两个引出电极相连。
导丝和喇叭管等组成芯柱，其作用是保证电导线与玻璃壳进行气密性封接。
荧光灯工作时，放电发生在低气压的汞蒸汽和惰性气体的混合气中，产生很强的253.7nm的紫外辐射，经荧光粉转换成可见光。
2、荧光灯的主要特性与其它一些气体放电灯一样，荧光灯具有负阻抗特性，典型的荧光灯电压—电流（V-I）特性曲线如附图5-2所示。
当施加于荧光灯两端的电压低于触发启动电压（U strike ）时，灯呈高阻关断状态，灯中没有电流通过，一旦外加电压达到了灯的点火电压值，灯则导通，并且其两端电压立即降低，灯电流增大，呈现负阻特性。
由于外接镇流器的限流作用，使灯电流稳定在额定值，并且灯两端的导通电压降（U on ）也基本保持不变。
荧光灯的触发启动电压和正常工作时灯两端的电压降与灯管长度、灯管直径、灯管内填充气体的种类、气压、温度以及电极种类（是冷阴极还是热阴极）等因素有关。
用荧光灯交流电子镇流器驱动LED的解决方案（山东沂光电子股份有限公司副总经理高级工程师）摘要：目前荧光灯电子镇流器电路已十分成熟，用其驱动LED只要求输出级电路稍作变动，在成本上几乎没有增加，从而为设计离线式AC-DC LED驱动电路提供了一种现成的解决方案。
关键词：荧光灯镇流器驱动LED 电路1、引言众所周知，荧光灯交流电子镇流器已有20余年的发展历史，在技术上早已十分成熟，并且在世界范围内得到广泛应用，目前几乎全部取代了电感式镇流器。
能否用荧光灯交流电子镇流器电路来驱动LED呢？毫无疑问，答案是肯定的，在技术上是完全可行的。
只要将荧光灯电子镇流器电路稍作改动，就可以用来驱动LED。
2、LED与荧光灯对于驱动要求完全不同荧光灯是一种低压汞蒸气放电灯，其大部分光是由放电产生的紫外线激发灯管内壁上的荧光物质涂层释放光子产生的。
荧光灯的工作温度较低，通常约为40℃，寿命约在5000h 与10000h之间。
荧光灯需要灯丝预热，可以是电流预热，也可以是电压预热，目的是延长灯的寿命。
荧光灯需要一个约1000V的高压触发启动，在运行期间需要一个工频（50Hz/60Hz）或高频（约40kHz）电流来支持。
荧光灯交流电子镇流器电路是一种AC-DC和DC-AC两级转换器，其核心是直流-交流（DC-AC）高频逆变器，将DC电压转换成高频电源。
LED是一种含有一个PN结的半导体器件，其工作原理与荧光灯完全不同。
当PN结加一个正向偏置电压时，N区电子通过降低了的势垒区注入到P区，P区的空穴注入到N区，注入的电子和空穴在PN结处相遇复合，将多余的能量以光的形式释放出来，从而观察到PN结处发光。
LED是一种半导体器件，LED照明即半导体照明，亦称为固态照明。
LED的结温一般不起过125℃，在工作过程中需要散热。
LED的寿命很高，目前可达60000h。
LED是一种点光源，为了照亮较大的区域，需要多个LED组成LED阵列。
LED不需要预热，也不需要用一个高压来启动，而仅需要一个恒流驱动，并要求LED阵列中的每个LED电流相匹配。
荧光灯电子镇流器原理荧光灯电子镇流器是一种用于荧光灯的电子设备，它主要用于提供稳定的电流，以确保荧光灯的正常工作。
在荧光灯电子镇流器中，有许多复杂的电子元件和电路，这些元件和电路共同协作，以实现对荧光灯的电流控制和调节。
本文将详细介绍荧光灯电子镇流器的原理，以帮助读者更好地理解这一设备的工作原理。
首先，荧光灯电子镇流器的主要原理是利用电子元件和电路来控制电流的大小和稳定性。
在荧光灯电子镇流器中，有一个称为电子变压器的元件，它可以将输入电压转换为适合荧光灯使用的电压。
此外，还有一些电容器和电感元件，它们可以帮助稳定电流，并滤除电路中的杂散信号和噪音。
通过这些元件和电路的协作，荧光灯电子镇流器可以提供稳定的电流，确保荧光灯的正常工作。
其次，荧光灯电子镇流器还利用高频振荡电路来提供交流电源。
在荧光灯电子镇流器中，有一个称为反激振荡电路的元件，它可以将直流电源转换为高频交流电源。
这种高频交流电源可以提供给荧光灯管，使其正常发光。
同时，这种高频振荡电路还可以帮助提高荧光灯的发光效率，延长荧光灯的使用寿命。
最后，荧光灯电子镇流器还利用控制电路来实现对电流的精确控制。
在荧光灯电子镇流器中，有一些称为功率因数校正电路和电流控制电路的元件，它们可以监测和调节电流的大小，以确保荧光灯的稳定工作。
这些控制电路可以根据荧光灯的工作状态和环境条件，自动调节电流的大小，以提供最佳的照明效果和能耗控制。
总的来说，荧光灯电子镇流器利用电子元件和电路，通过电压转换、高频振荡和电流控制等原理，实现对荧光灯的稳定供电和高效工作。
通过本文的介绍，相信读者对荧光灯电子镇流器的工作原理有了更深入的了解，这将有助于读者更好地使用和维护荧光灯电子镇流器。
11W-40W节能日光灯电子镇流器电路图集11W-40W照明灯电子镇流器电路图集
现在家庭的照明设备大多已用上由电子镇流器来触发的、既高效又节能的日光灯(荧光灯)，这类灯具具有寿命长、体积小、重量轻的优点．非常受居民欢迎。
笔者研究了外装电子镇流器的电路和内装电子镇流器的电路，发现它们的电路组成和原理都大同小异。
电参数基本都差不多，如果电子镇流器坏了。
修理起来也相当简单。
当然，由于结构上的原因．要修理一体化的内装电子镇流器的荧光灯，就比较困难一些(因维修拆卸时不能损坏灯管是前提)。
为此，笔者将测绘的六种日光灯(荧光灯)用的电子镇流器连接原理图，提供给维修人员参考。
作者：侯毓麟
图1为MX01-Y型40w节能目光灯电原理图。
图2为LX-Y32型32w节能日光灯电原理图。
图3为HQ-WJ型36w节能日光灯电原理图。
图4为现实牌36w节能目光灯电原理图。
图5为13w节能灯(荧火虫)内部电子镇流器电原理图。
图6为11w节能灯(小菊灯)内部电子镇流器电原理图。
百度文库- 让每个人平等地提升自我目录摘要....................................................................................................................................................................... ABSTRACT (I)1引言 02荧光灯电子镇流器系统组成框图及其工作原理 02.2荧光灯电子镇流器设计电路原理图 (1)2.3荧光灯电子镇流器工作过程 (1)3电子镇流器工作特点 (2)4 20W荧光灯电子镇流器元件参数 (2)5电子镇流器的接线图 (3)6电子镇流器的元器件选择 (3)6.1整流滤波电路 (3)6.2启动电路 (4)6.3半桥式逆变器电路 (4)6.4输出谐振电路 (7)7调试 (9)8 结束语 (10)参考文献 (11)致谢 (12)摘要荧光灯电子镇流器的工作原理及其组成电路决定了荧光灯电子镇流器比电感镇流器节能。
但由于大多数荧光灯电子镇流器的电路设计存在缺陷、生产商偷工减料等原因，其节能作用没有得到广泛认可。
随着性能优异的新产品的不断出现及绿色照明工程的不断深入，荧光灯电子镇流器的节能作用会越来越受人们的重视。
本文介绍了一种性能优良的荧光灯电子镇流器的电路结构，工作原理及其设计路线。
这种由整流滤波电路、启动电路、半桥式逆变器电路、输出谐振电路组成的半桥逆变式荧光灯电子镇流器电路，具有低压启动、快速启动、效率高、自身耗电小、体积小、重量轻、适应电源电压范围宽等优点。
实验结果证明这种电子镇流器具有良好的工作性能。
关键词：荧光灯电子镇流器；高频振荡；串联谐振；节能AbstractThe working principle and composing circuits of fluorescence lamp electronic-ballast ensure it more energy-saving than induction ballast. Because there are defects in circuits designing of most fluorescence lamp electronic-ballasts and the manufacturers use inferior materials, energy-saving function of electronic-ballast hasn’t been wildly recognized. With the appearance of new productions with excellent performances and the development of the Green Lighting Project , people will attach more importance to the energy-saving function of fluorescence lamp electronic-ballast.In this paper we analyze the circuit structure of a electric-ballast, working principle and design line. This rectification by the rectifier filter circuit, the start circuit, half-bridge inverter circuits, the output resonant circuit half-bridge inverter fluorescence lamp electronic-ballast circuit, start with the advantages of low-voltage start, quick start, high efficiency, small power consumption of their own, small size, light weight, to wide supply voltage range. The experiments show that these electronic-ballasts worked stably and reliably.Keywords:fluorescence lamp electronic-ballast;high-frequency oscillation;series resonance; energy-saving1引言电力危机是当今制约经济发展的一大难题，它不但造成巨大的经济损失,同时也给人们的日常生活带来诸多的不便。
要从根本上解决电力危机，一是扩大电力供应能力；二是提高电力使用效率，即寻找最好的节电技术[1]。
在电力供应增长滞后于社会经济发展的情况下，提高电力使用效率更为可行。
据统计，我国的照明用电占总发电量的12%左右,近几年推广节能照明产品的实践经验证明,用高效照明产品代替传统的低效照明产品,不仅具有节约电量、电力的双重作用，而且与电力开发建设相比具有投入少、见效快的显著特点，是终端用电设备中节电率和发电污染减排率较高、成本效益较好的一项节电措施，被国际社会公认为是实施能源可持续发展的成功典范[2]。
照明节电的措施有很多种，如使用高效电光源、高效灯具、智能照明控制器、高效镇流器等等。
荧光灯电子镇流器就是一种节电效果显著、影响面广的节能照明产品[3]。
荧光灯管是通过气体弧光放电工作的。
为使灯管中的水银蒸气产生弧光放电，必须在灯管两端加一瞬时高压。
因气体放电具有负伏安特性，工作时要将其与一具有正伏安特性的元器件串联使用，这个元器件即为镇流器[4]。
目前，我们使用的荧光灯电路大都由灯管、镇流器、启辉器等组成。
其中，镇流器作用之一就是由其自感作用产生瞬时高压，配合启辉器启动荧光灯管发光；之二就是灯管启动后，利用其本身感抗限制流过灯管的电流(即端电压)。
这种镇流器启动电路简单，寿命长，但工作时镇流器本身也以热能形式耗能，而且其功率因数低，低电压时启动频繁，甚至不能启动。
电子镇流器是近年发展起来的，是人们一直致力研究的一种新型荧光灯镇流器。
它可取代传统电感镇流器，启动迅速、功率因数高、无频闪、一次性启动、低电压下仍能正常工作，既节约能源，又能有效地延长灯管使用寿命[5]。
并且它价格适中(市价每个在1O-l5元)，是我们使用荧光灯时首选镇流器。
2荧光灯电子镇流器系统组成框图及其工作原理2.1荧光灯电子镇流器原理框图图1-1 荧光灯电子镇流器原理框图如图1-1，从工作原理上看，电子镇流器与传统的电感镇流器基本是一样的。
它是把传统的电感镇流器的低频50Hz 交流电经过全波桥式整流滤波电路，变为平稳的脉动直流电，用来驱动两只功率管及脉冲变压器等组成的高频振荡电路，使其产生约30KHz 左右的高频交流电，使输出的RLC 串联电路产生串联谐振，用来提供启动荧光灯所需高压，从而点燃荧光灯管的[6]。
50Hz交流电 脉动 直流电 30KHz 左右交流电 荧光 灯管整流滤波 高频 振荡 串联 谐振2.2荧光灯电子镇流器设计电路原理图图1-2 荧光灯电子镇流器设计电路原理图电路如上图1-2，本电路可分为4个部分(其中2、3部分可合并)。
1）整流滤波电路：采用由D1～D4、C1、C2组成的全波桥式整流滤波电路。
2）启动电路：由R1、R5、C3、D5、C4构成。
3）高频振荡电路：由Q1、Q2、R2、R3、R4以及有三个绕组L1、L2、L3的脉冲变压器BT组成。
4）串联谐振电路：由C1、L4、灯管及C3、C5构成。
2.3荧光灯电子镇流器工作过程荧光灯交流电子镇流器都是利用桥式整流电路将交流电源转换成直流电源的。
未采取功率因数校正（PFC）措施的电子镇流器，大多都是采用电解电容作为滤波器，将全桥整流电路输出的脉动直流电压变成纹波较小的平滑直流电压，作为高频逆变器的供电电源[7]。
由D1～D4与两个参数完全相同的电容器C1、C2组成桥式整流与滤波电路，为后边的电路及灯管点燃提供一个峰值为310 V左右的脉动直流电压，C1与C2串联能有效地降低市电线路中电压波形产生的畸变。
R1、R5、C3、C4、D5等元件构成逆变电路的启动电路，电子镇流器接通220V、50Hz 的交流电源，由全波桥式整流滤波后输出脉动直流电压，此电压经R1，R5加于Q2的基极上，使其饱和导通，又由于其基极回路中串入电容C4，所以能使输出回路的谐振延时，对灯丝有延时预热作用。
由Q1、Q2、R2、R3、R4、L1、L2、L3等组成变异的变压器馈电半桥式逆变电路。
在荧光灯电子镇流器中逆变器是最关键的组成部分之一。
它实质上是一个DC/AC变换电路，用以产生20KHz以上的高频电压和电流。
晶体管发射极串联电阻R2起反馈作用。
晶体管的存储效应随温度升高而加强，R2可以抑制晶体管存储时间随温度增高变化的速率。
D5接于Q2的基极与发射极之间，起续流保护之用。
由于Q2的导通，输出回路中，整流滤波输出的直流电压经由电源正极→C1→灯丝→C5→灯丝→L4→BT的L1与L3的耦合→R4→Q2→电源负极的充电回路对C5充电，充电电流经L4时形成左正右负的感应电动势，C5上电压U C5为上正下负，而在BT绕组L1上形成上负下正的感应电动势。
由绕组同名端可知，L3上产生上正下负的感应电动势，也能保证Q2饱和导通，对地形成充电回路。
同时，在L2绕组上产生上负下正的感应电动势，保证Q1截止。
随着充电电流逐渐增加，当绕组L1储能饱和时，回路电流最大，L1感应电动势为零。
之后，电流下降，L1释放能量，其上感应电动势上正下负，由于BT耦合作用，L3绕组中产生上负下正的感应电动势，使Q2截止，与此同时L2上则产生上正下负的感应电动势，使Q1饱和导通，给C5提供放电途径；C5正端→灯丝→C3→R1→Q1→R2→L1→L4→灯丝→C5负端。
而BT绕组中充电电流与放电电流正好方向相反，L1感应电动势上正下负，随着放电电流增加，C5上电压U C5减小，L1反向储能增加。
当达到饱和时，反向电流最大，L1感应电动势又为零。
之后，电流再反向减小，L1感应电动势又为上负下正，Q2又饱和导通，Ql截止，C5再次充电。
如此周而复始，重复上述充放电过程，回路中电容上就可产生高频高压振荡，并且由于BT绕组L1的反馈作用及其与L2、L3的耦合作用，保证了功率管Q1，Q2的轮翻导通，给C5提供充放电途径，从而使振荡电路不断从电源摄取能量，把高频等幅振荡电压加于荧光灯管两端（即L4、C5组成的LC串联电路发生谐振，在C5两端产生一个高压脉冲，将荧光灯管中的汞蒸汽电离击穿形成导电通路），将荧光灯管点燃[8]。
