电子镇流器电感计算和谐振电容计算

电子镇流器电感计算和谐振电容计算!供电电压DC:400V功率:40W频率:40KHz管压:115V计算:限流电感,和谐振电容?有效电压值=400V -115V=285V电感压降=285-115=120V电感感抗Zl=120V/(40W/115V)=482.425欧电感量L=Zl/(2*pi*f)=482.425/(2*3.14*40000)=0.00192H =1.92mH谐振公式f = 1/(2*pi*根号(LC))C = 1/(平方(2*Pi*f) *L)C = 1/(2*3.14*40000)*(2*3.14*40000)*0.00192= 0.0000000082539F= 8.3nF略谈荧光灯电子镇流器的应用和发展楼彬浙江省义乌冶炼厂（322000）用传统的电感式镇流器点燃荧光灯的电路原理图为图1所示。

这种电感式镇流器制造工艺简便，成本6元左右，镇流器本身寿命较长。

但是，它的缺点有：①耗电：一盏40W荧光灯的电感镇流器本身耗电约 10W，占灯功率的 20％左右。

②耗费硅钢片和钢材，每年里耗费国家大量的金属材料。

③在市电电压低于180V时，启动困难。

④有频闪现象，在这种照明下看书，会影响视力。

⑤启辉器易坏。

自80年代以来，我国已研制并生产了一种先进的电子式镇流器，它比原电感式镇流器有许多突出的优点。

其电原理图如图2所示。

现在简单介绍一下电子式镇流器的工作情况。

市电 220V经电阻R7限流，T1为抗干扰线圈，T1是ǿl4铁氧体磁芯，用塑料电线穿过圆心绕制 12圈而成，VD1-4组成桥式整流。

C1电解电容器，市电220V经桥式整流和滤波作用；就变成直流电压308V左右，加在电阻R1和C2以及二只大功率开关管上，直流电压经电阻R1向电容器C2充电，当充电电压大于32V时，因为VD5触发二极管的击穿电压是32V，VD5就被击穿导通，就有一个脉冲电流加入大功率开关管V2的基极，这时V2就会导通了，它的集电极电流经小变压器T2的次级L3和扼流圈L、电容器C6、电阻R6、给荧光灯上下二组灯丝预热。

由于小变压器上绕有三组线圈L1、L2、L3，如图 3的结构。

（注意带黑点的表示同名端，绕制时注意，否则不会起振的。

）因L3和L2相位相同，所以 L3上的感应电动势会使V2关断，又使V1导通，这样就组成一个振荡电路，使V1管及V2管轮流导通或关断。

在V1和V1轮流导还时，这二管的电流都流经扼流圈L和电容器C6，这时L和C6组成串联谐振，当C6上的谐振电压加在荧光灯管二端大于灯管的点燃电压时，荧光灯就被点亮了。

用电子镇流器点亮荧光灯，它的工作频率约25kHZ左右。

和电感式镇流器对比，一盏40W荧光灯在相同亮度的情况下节电20％。

电子镇流器和荧光灯配接方法十分简便，如图4所不。

电子镇流器的常见故障有：1．二极管击穿。

现象是保险丝烧断，或R7断。

2．C1电解电容器失效。

现象是灯闪，不太亮。

3．开关管V1和V2坏。

现象是荧光灯不亮，用万能表测V1或V2，看是极间去穿还是断路。

4．电容器C6击穿。

现象是荧光灯不亮，用万能表测C6二端可判断是否击穿。

电子镇流器式荧光灯电原理图荧光灯电子镇流器问世于八十年代初，由荷兰飞利浦公司首先研制成功。

由于它与传统的电感式镇流器相比，特别在电性能上更有独特之处。

所以电子镇流器是具有强大的生命力。

电感式镇流器与电子式镇流器的比较如下：电感式镇流器/电子式镇流器功率因数：低（一般为0.5左右）/高（达到0.7以上，设有校正电路的可达到0.9以上）电能损耗：较大（一般损耗功率20%左右）/很小（节电15——20%左右）低电压启动性能：较差（低于180v启动困难）/很好（150v仍能正常启动）频闪效应：50Hz频闪无法克服，对视线不利/因工作频率在20KHz以上，故无闪烁感觉。

音频噪声：有50Hz交流声/无体积：大/小重量：重/轻（只有电感式的2/10重）高频辐射：很小/较大价格：较便宜/较贵制造工艺：简单/较复杂荧光灯电子镇流器的电路设计有多种多样，在科学突飞猛进的今天，荧光灯电子镇流器的设计正趋向集成化或模块化，目的是使电路结构简单。

电气性能更可靠，稳定，安全。

下面介绍一种采用模块和少量电子元件构成的电子镇流器电路图。

HD9712模块内部主要有整流、电流跟踪和分级滤波组成。

荧光灯电子镇流器中的功率因数，灯电流波峰系数，电流谐波含量统称三项技术指标。

在一般荧光灯电子镇流器中想实现三项指标的同时达到部颁标准是有困难的，采用HD9712模块的电子镇流器就可以实现该三项指标，并能达到标准中的“H”级所规定的指标要求。

接通电源，电流经F1、C1输入HD9712电路的“1、2”脚。

经HD9712电路整流，电流跟踪及分级滤波后从“3”脚输出300V左右的直流电压，作为镇流器的工作电源；该电压经R2降压后加到C3和D2锯齿波产生器上。

通过C3、D2产生一个锯齿波脉冲去触发振荡器电路，使振荡器开始工作。

将工作频率25 30KHz的高频电压送至L4和C4升压后，将荧光灯管内气体电离，灯管点亮。

同时少量电流通过C4构成回路对灯丝起到辅助加热作用，以保持稳定照明。

R5是起到软启辉的作用，延长灯管寿命而设。

R1是过电压保护电阻。

电子镇流器工作原理首先提供一个电子镇流器原理图,然后再分析电子镇流器的工作原理，由于气体放电灯（如荧光灯、霓虹灯、金卤灯等）是一种具有如图1所示V-I特性的负阻性电光源，即为负值，从图1可以看出，当灯电流上升时，灯管的工作电压下降，但是供电电压不会下降，多出的这点电压加到灯管后会使灯电流进一步上升，如此循环，最终烧坏灯管或灯管熄灭，所以要使灯管正常工作，应配以如图2所示的镇流元件，用以限制和稳定灯电流。

这个限流装置叫做镇流器。

目前气体放电灯常用的镇流器有两种：电感式镇流器和高频交流电子镇流器。

由于电感式镇流器工作在工频市电频率，体积大、笨重，还需消耗大量铜和硅钢等金属材料，散热困难、工作效率低、灯发光有频闪，所以现在一些电光源界的科技工作者纷纷寻找新的镇流方法，而高频交流电子镇流器就是一种有效方法。

镇流原理如图3所示，镇流电路的工作特性曲线如图4所示。

灯电路串以电感镇流器的工作原理图目前，世界上一些著名的大专院校、科研院所、公司都投入了较大的力量进行高频交流电子镇流器的科研开发、生产。

如美国弗吉尼亚大学功率电子研究中心（VPEC）李泽元教授领导的科研中心每年都有相关论文和实验报告在IEEE功率电子学学刊刊出，并提出了如高频能量反馈、采用电荷泵功率因数校正的电子镇流器等概念，美国加州理工大学（UCT）的S.CUK教授关于单级高功率因数电子镇流器，一种用于紧凑型荧光灯的E类电子镇流器，西班牙、巴西、我国台湾和香港地区的一些著名高等院校、科研院所、公司都投入了一些高水平的科研人员、实验室进行科研开发。

同时，国内一些著名科研院所、大学等都投入了较大力量进行科研开发。

这一点可从国内相关科技文献看出。

但是勿容置疑的是我国是世界上电子镇流器的一个生产大国，有较多的公司、企业从事这种“绿色电光源”产品的生产。

特别是自20世纪80年代末、90年代初，IEC928（1990）、GB15143（1994）《管形荧光灯用交流电子镇流器一般要求和安全要求》及IEC929（1990）、GB/T15144《管形荧光灯用交流电子镇流器的性能要求》等技术标准相继颁布与实施，使交流电子镇流器的研究、开发、生产有了统一技术规范。

由于高频交流电子镇流器要求体积小、造价低，并且对电磁辐射干扰、输入功率因数、波峰因数、可靠性等技术指标要求严格，所以要做出一个满足高性能、低价格、体积小、低电磁辐射干扰、使用安全可靠等要求的高频交流电子镇流器并非易事，所以往往让人感到，看似简单的一个电子产品，但是技术含量很高，是一个涉及电路拓扑、高频电子变换、谐振开关（ZVS、ZCS）、LC串、并联谐振、功率因数校正（PF C）、电磁干扰抑制（EMC、EMI）、信号传感、采集和控制、电子元器件、电光源器件等电力电子技术方方面面的电子产品。

同时，如何测量高频交流电子镇流器的技术参数，如功率、高频谐波成分、效率、电磁辐射干扰（EMI），也是高频交流电子镇流器的研究热点。

实践证明，要做出一只高性能的高频交流电子镇流器，还需对它的灯负载技术特性、灯负载对电源的技术要求有所了解，否则要做出一只高性能的高频交流电子镇流器也是件不现实的事。

2、荧光灯50Hz交流市电供电时的发光闪烁和发光条纹现象由于交流市电供电的过零会使荧光灯在工作过程中出现发光“闪烁”效应，相对于50Hz的交流市电供电，“闪烁”效应的频率为100Hz，当然“闪频”效果和荧光灯所使用的荧光粉的“余辉”时间大小有关，“余辉”时间大的荧光粉“闪频”效应会弱些。

同样如果供电频率增加，“闪频”效应会弱些，所以采用高频电子镇流对改善荧光灯的发光“闪频”效应会有帮助。

荧光灯在50Hz交流市电供电时的“闪频”效应如图5所示。

3、荧光灯的供电频率与灯发光效率之间的关系气体放电灯在交流供电情况下工作时，气体或金属蒸气放电的特性取决于交流电的频率和镇流元件的类型。

气体放电灯在交流50Hz/60Hz供电时，灯的阻抗在整个交流供电周期内一直不停地变化，从而导致了灯的非正弦的电压和电流波形，产生了谐波成分。

当气体放电灯的工作频率大约为1kHz时，灯内的电离状态不再随着灯的工作电流而迅速变化，从而在整个工作周内形成几乎恒定的等离子体密度和灯阻抗，这时灯的V-I特性趋于线性，灯电流波形失真随之降低，灯的工作频率与50Hz供电时的灯发光效率对比曲线如图6所示。

从图6可以看出，当气体放电灯的交流供电频率大于20kHz时，荧光灯的发光效率比50Hz交流供电时荧光灯的发光效率η值高，据统计可以提高10%~20%，同时荧光灯工作在高频交流供电状态时，可以有效地克服荧光灯的发光闪烁现象。

这也是高频交流电子镇流器相对于电感镇流器的优点之一。

由于高频交流电子镇流器采用高频开关电子变换电路的方法实现镇流，具有无频闪、效率高、体积小、质量轻、可调光、不使用大量铜材和硅钢材料等一系列优点，所以自20世纪70年代以来，高频交流电子镇流器一经问世，就受到了广大用户的欢迎。

4、电子镇流器的主要功能荧光灯的工作性能在很大程度上与相配套工作的电子镇流器性能有关，在使用中应使荧光灯的工作性能和电子镇流器的工作性能相匹配（如灯阻抗和灯的工作特性），以使荧光灯能工作在最佳状态，使用中电子镇流器应满足以下功能要求：①能够限制和稳定荧光灯的工作电流。

②在交流市电过零时，也能正常工作。

③应能为灯的点火提供所需的点火电压。

④在灯点火工作期间，应能控制灯点火能量，使灯电极被适当预热，并确保灯丝电极保持正常工作温度。

当然电子镇流电路的体积小、工作寿命长和低功耗也是很重要的技术要求。