【正文】 從跟蹤國外先進(jìn)技術(shù)，逐步走上自主創(chuàng)新，從交叉學(xué)科的惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 32 相互滲透中創(chuàng)新，從器件開發(fā)選擇及電路結(jié)構(gòu)變換上創(chuàng)新，這對電力技術(shù)創(chuàng)新是尤其實(shí)用的。 電力電子技術(shù)創(chuàng)新 98 年末朱镕基總理明確指示，今后必須加快國家創(chuàng)新體系的建設(shè)，因此可以肯定的說，在 21 世紀(jì)初國家發(fā)展中，技術(shù)創(chuàng)新將要變成企業(yè)工作的主導(dǎo) 內(nèi)容，而發(fā)展與建立適合中國國情的 電氣工業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制，通過電力電子技術(shù)長足進(jìn)步推動新型電氣工業(yè)不斷升級和進(jìn)步進(jìn) 而走向世界。其二為微電子技術(shù)、光纖技術(shù)等滲透到電力電子器件中，開發(fā)出更多的新一代電力電子器件。如大功率的電解電惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 30 源、焊接電源、電鍍用的直流電源；直流和 交流牽引、直流傳動、交流串級調(diào)速、變頻調(diào)速等傳動用電源；勵磁 、無功靜止補(bǔ)償、諧波補(bǔ)償?shù)入娏ο到y(tǒng)用的電力電子裝置；低頻、中頻、高頻電源等各種非工頻電源，尤其是感應(yīng)加熱的中高頻電源；不停電電源、交流穩(wěn)壓電源 等各種工業(yè)用電力電子電源；各種調(diào)壓器等等。第一代的控制電路主要由分立的電子元件（如晶體管、二極管）組成。100 千伏直流輸電線路上應(yīng)用，傳輸 20 兆瓦的電力。 器件 02 年出現(xiàn)了第一個玻璃的汞弧整流器。通過電力電子技術(shù)對電能的處理，使電能的使用達(dá)到合理、高效和節(jié)約，實(shí)現(xiàn)了電能使用最佳化。電力電子器件以半導(dǎo)體為基本材料，最常用的材料為單晶硅；它的理論基礎(chǔ)為 半導(dǎo)體物理學(xué) ；它的工藝技術(shù)為半導(dǎo)體 器件工藝。例如，將交流電能變換成直流電能或?qū)⒅绷麟娔茏儞Q成交流電能；將工頻電源變換為設(shè)備所需頻率的電源；在正常交流電源中斷時，用逆變器（見電力變流器）將蓄電池的直流電能變換成工頻交流電能。 一般認(rèn)為，電力電子技術(shù)的誕生是以 1957 年美國 通用電氣公司 研制出的第一個 晶閘管 為標(biāo)志的，電力電子技術(shù)的概念和基礎(chǔ)就是由于晶閘管和晶閘管 變流技術(shù) 的發(fā)展而確立的?；葜輰W(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 24 參考文獻(xiàn) [1] 童詩白 ,化成英 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) ［Ｍ］ .高等教育出版社 . 20xx [2] 閻石 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) ［Ｍ］ .高等教育出版社 .20xx [3] 王兆安，黃俊 .電力電子技術(shù)［Ｍ］ .機(jī)械工業(yè)出版社 .20xx [4] 倪海東，庚鴻 .綠色照明控制技術(shù)宗述 ［Ｊ］ .綠色照明， 20xx,6（ 9） ： 25~27 [5] 張衛(wèi)平 .綠色電源 —— 現(xiàn)代電能變換技術(shù)及應(yīng)用（第一版） ［Ｍ］ .科學(xué)出版社， 20xx [6] 毛興武，祝大衛(wèi) .電子鎮(zhèn)流器原理與制作（第一版） ［Ｍ］ .人民郵電出版社， 1999 [7] 張麗 .HID 燈電子鎮(zhèn)流器中 APFC 電路的設(shè)計 ［Ｊ］ .科技經(jīng)濟(jì)市場， 20xx,7： 7~8 [8] 唐威 .APFC 數(shù)字控制技術(shù)的研究 [Ｄ ] .西南交通大學(xué)， 20xx [9] 楊秀林 .無源高功率因數(shù)校正電路 ［Ｊ］ .中國照明電器， 20xx,2： 14~17 [10] 劉旭 .電子鎮(zhèn)流器的濾波與校正（下） ［Ｊ］ .中國照明電器 .20xx,4： 7~17惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 25 附錄 附錄一 元件列 表 個數(shù) 編號 說明 名稱 電阻類 1 R1 ,1/4W,碳膜電阻 1 R2 10K, 1/4W,碳膜電阻 1 R3 100K, 1/4W,碳膜電阻 1 R4 , 1/4W,碳膜電阻 1 R5 22K, 1/4W,碳膜電阻 2 R R17 27, 1/4W,碳膜電阻 1 R7 , 1/4W,碳膜電阻 1 R8 , 1/4W,碳膜電阻 1 R9 150K, 1/4W,碳膜電阻 330, 1 R10 330, 1/4W,碳膜電 阻 1 R11 , 1/4W,碳膜電阻 1 R12 , 1/4W,碳膜電阻 1 R13 1M, 1/4W,碳膜電阻 1 R14 390K, 1/4W,碳膜電阻 2 R1 R18 , 1/4W,碳膜電阻 1 R16 270, 1/4W,碳膜電阻 1 R19 5K,可調(diào)電阻 惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 26 1 NTC 熱敏電阻 1 RV 壓敏電阻 電容類 5 C1 C2 C5 C8 C11 2 C3 C4 4700P/250/V 3 C6 C14 C15 1 C7 100UF/25V 2 C12 C13 3300P/250V 1 C10 47UF/450V 電解 其他元件 1 IC1 主控 IC MC34262 1 Q1 開關(guān)晶體管 IRF830 2 Q2 Q3 BUT11A 1 D1 輔助二極管 1N4004 1 D2 1N4937 2 D3 D4 1N4148 4 D5~D8 保護(hù)電路用二極管 FR107 1 BD1 整流橋 PBP204 1 TNR 濾波電感 磁芯 12G471 1 DIAIC 觸發(fā)管 32V DB3 惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 27 附錄二 文獻(xiàn)翻譯 電力電子技術(shù) 電力電子技術(shù)是一門新興的應(yīng)用于電力領(lǐng)域的電子技術(shù)，就是使用電力電子器件（如晶閘管， GTO， IGBT 等）對電能進(jìn)行變換和控制的技術(shù)。由于自己本身的能力有限，時間有限，不能研究得十分透徹，不 足之處尚請各位老師多多指教。 R R2 組成的分壓器是誤差放大器的反相輸入端的輸入信號來源，最終產(chǎn)生乘法器的另一路輸入。通過適當(dāng)控制預(yù)變換器，幾乎在任何復(fù)雜的負(fù)載都能轉(zhuǎn)換成對交流性呈現(xiàn)電阻性，這樣大大減少了諧波電流成分。 圖 45 MC34262 基本結(jié)構(gòu) 保護(hù)性特性包括 ： 一個過壓比較器用來消除負(fù)載斷開時引起的輸出電壓不斷上升、有滯后的輸入欠壓輸定、逐周限流、限制最大峰值開關(guān)電流的乘法器輸出乾位、一個RS 鎖存器用于單個脈沖計量、一個驅(qū) 動輸出高電平狀態(tài)鉗位電路用于 MOSFET 柵極保護(hù)。這種情況發(fā)生在負(fù)載由電阻、電容和電感元件組成，而且均為線性（不隨電流和電壓變化）的條件下。電感的磁能釋放出來，與輸入電壓相疊加，對電解電容器 Co 充電，電容上面的電壓顯然筆輸入電壓高。只要 ACV 高于 DC 輸出電壓最小值 (min)DCV ， VD VD4 則開始導(dǎo)通，電源電流在一次對 C VD6和 C2 充電， DCV 又開始追蹤 ACV 按正弦規(guī)律上升，于是出現(xiàn)與 ACV 正半周期類似的情況。在 mstms 105 ?? 期間。電子鎮(zhèn)流器中。 無源諧波濾波逐流電路 電子鎮(zhèn)流器整流電路后加電容濾波后雖然能產(chǎn)生脈動很小的直流電壓 ,但是交流電源側(cè)的電流畸變厲害 ,變成尖頂波 ,原因是只有當(dāng)交流電源的瞬 時電壓高于整流側(cè)的電壓時 ,二極管才會導(dǎo)通 ,并且濾波電容越大 , 電流畸變的越厲害 .如果采用較小濾波電容 ,甚至不用濾波電容 ,雖然可以得到較高的功率因數(shù) ,但是燈電流波峰比會比較高 ,而且還可能出現(xiàn)燈閃爍 ,開關(guān)晶體管擊穿等缺 點(diǎn) ,不能達(dá) 到 GB15143, GB15244 等標(biāo)準(zhǔn) .采用 PPFC技術(shù)后能增大二極管的導(dǎo)通角 ,抑制交流電源電流的畸變 (減小 THD),提高線路功率因數(shù) ,減少對輸電線路上其他電氣設(shè)備危害 .這里主要介紹 逐流 電路這種 PPFC 技術(shù) 。由于大容量濾波電容 C1 的存在，交流輸入電流 IAC 波形出現(xiàn)嚴(yán)重畸變，不再是正弦波形，而呈現(xiàn)幅值很大的尖峰脈 沖。 圖 35 整流濾波電路 所設(shè) 計的 整流濾波電路 如 圖 35 所示。在元件數(shù)值上 ， L1=L2， C1=C2， C3=C4。電磁干擾會嚴(yán)重影響電子電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至?xí)闺娮釉骷l(fā)生永久性的損壞。 圖 32 高性能電子鎮(zhèn)流器電路框 總設(shè)計電路圖 總體電路圖如圖 33 所示，具體設(shè)計過程在后面論述。 （ 4）必須具有 較高的安全性與可靠性。電子鎮(zhèn)流器的輸出功率、施加于燈兩端的電壓和給燈提供的實(shí)際電流必須與所配接的燈參數(shù)相匹配。 熒光燈對電子鎮(zhèn)流器的基本要求 當(dāng)熒光燈與電子鎮(zhèn)流器配套工作時，為保證熒光燈能正常點(diǎn)燃，對燈的性能不造成損害，電子鎮(zhèn)流器必須具備以下主要功能： （ 1）給燈兩端提供一個足夠高的啟動電壓，使燈點(diǎn)火成功。電子鎮(zhèn)流器在 20kHz 以上的高頻下工作，消除了噪聲和燈閃爍現(xiàn)象，避免了對一 人的噪音干擾和服疲勞。雙管熒光燈電子鎮(zhèn)流器電路惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 5 與單管熒光燈電子鎮(zhèn)流器電路比較，不同點(diǎn)只不過是在 DC／ AC 逆變器輸出瑞多并接一個 LC 串聯(lián)支路。但熒光燈的發(fā)光效率受供電頻率的影響，而該因素是可以控制的。燈的啟動必須通過 LC 電路發(fā)生串聯(lián)諧振，利用啟動電容兩端產(chǎn)生高壓脈沖將燈點(diǎn)亮。 對于高品質(zhì)的電子鎮(zhèn)流器，在器全橋整流器與大容量的濾波電解電容器之間，往往要設(shè)置一級功率因數(shù)校正（ PFC）升壓型變換電路。 的相位差，從而維持燈的二次啟動電惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 3 壓，使燈能更穩(wěn)定的工作。 設(shè)計依據(jù) 本課題設(shè)計依據(jù)有： （ 1）任務(wù)書：基于有源諧波和功率因數(shù)校正原理的高性能電子鎮(zhèn)流器的研究任務(wù)書； 惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 2 （ 2）設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：國標(biāo) GB/T15144《管形熒光燈用交流電子鎮(zhèn)流器的性能要求》； （ 3）技術(shù)參考：《電力電子技術(shù)》（西安交通大學(xué)黃?。?。但是目前國內(nèi)市場上的絕大多數(shù)產(chǎn)品的性能與國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)要求差距很大，主要表現(xiàn)在電源 進(jìn)線電流的諧波含量大、線路功率因數(shù)太低。 本文分析了電子鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)校正問題 ,討論了高性能電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)必須具備的電路結(jié)構(gòu)和有源功率因數(shù)校正電路 (APFC)的基本原理。由于它具有節(jié)能等許多優(yōu)點(diǎn)，引起了全世界的極大關(guān)注和興趣，認(rèn)為是取代電感鎮(zhèn)流器的理想產(chǎn)品，隨后一些著名的企業(yè)都投入了相當(dāng)?shù)娜肆?、物力來進(jìn)行更高一級的研究與開發(fā)。其工作原理如圖 11 所示。 圖 13 高性能電子鎮(zhèn)流器的電路結(jié)構(gòu)圖 工頻（ 50/60HZ）市電電壓在整流之前，首先經(jīng)過射頻干擾（ RFI）濾波器濾波。逆變電路一般為 2050KHZ，輸出波形取決于電路結(jié)構(gòu)的選擇。 交流電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)點(diǎn) （ 1）節(jié)電效果顯著。 40w 熒光燈電感鎮(zhèn)流器一般為 SW，只要不大于 9W 即可符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。線路功率因數(shù)的提高，在同樣的發(fā)電和變電設(shè)備條件下，能夠有效地提高供電能力和電源利用率，改善供電質(zhì)量，節(jié)約大量的電能。而采用電子鎮(zhèn)流器，即使電源電壓降低到 130V，在室溫下仍可正常點(diǎn)燃。 （ 2）在燈點(diǎn)火之后，為燈提供一個大小合適而且穩(wěn)定的工作電流。同時，諧波含量還與線路功率團(tuán)數(shù)密切相關(guān)?；葜輰W(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 8 3 總體電路設(shè)計與分析 總體電路設(shè)計與分析 根據(jù)電子鎮(zhèn)流器的基本要求，本文 設(shè)計 的高頻電子鎮(zhèn)流器主要包括整流，濾波器、功率因數(shù)校正電路、功率因數(shù)校正控制及保護(hù)電路、逆變電路、逆變控制電路等部分組成，濾波器起防止或減輕電磁干擾的作用；功率因數(shù)校正變換器用以提高輸入端功率因數(shù)及提供 400VDC 左右的電壓；半橋逆變電路則提供了高頻交流電壓，因?yàn)楦邚?qiáng)度氣體放電燈需要工作于交流狀態(tài)，防止極化；點(diǎn)火電路則在啟動瞬間提供高壓用于擊穿氣體；半橋逆變制及保護(hù)電路則為 MOSFET 提供脈沖及保護(hù)，使熒光燈能正常工作。電力線、電子測量儀錢和機(jī)動車輛等均可視為團(tuán) m發(fā)射源。 熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器輸入電路中的 EMI 濾波器有 C 型（純電容）、 L 型（一個電動、一個電容）、 T 型（兩只電感、一個電容）、 π 型（一個電感、兩只電容）、雙 π 型（對稱繞在同一個磁芯上的兩個電感、兩只 電容）等。由于電感對射頻起阻流作用，而小電容對射頻近似于短路，故能有效地抑制射頻干擾。若不加濾波電容 C，橋式整流器輸出脈動直流電壓，頻率是交流輸入電壓頻率的 2 倍，并保持正弦半波波形?；葜輰W(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 13 4 電子鎮(zhèn)流器功率因數(shù)校正控制 功率因數(shù)校正 功率因數(shù)校正（英文是 Power Factor Correction，縮寫為 PFC）亦稱諧波濾波，是熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器的關(guān)鍵技術(shù)之一。典型以逐流電路如圖 42 所示?，F(xiàn)結(jié)合圖 42 電路，來說明逐流電路的原理與功能。當(dāng) ACV 瞬時值小于 mV21 ， VD7因正向偏置而導(dǎo)通，電容 C2 開始以指數(shù)規(guī)律通過 VD7 和負(fù)載放電。電路的具體工作情況如 圖 44 所示 ： 圖 44 有源功率因數(shù)補(bǔ)償電路原理圖 惠州學(xué)院 20xx 屆畢業(yè) 論文（設(shè)計） 17 （ 1）開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通 在 APFC 控制器輸出高電平 (正方波 )信號的控制下使 VT1 導(dǎo)通時，開關(guān)管 VT1 導(dǎo)通，此時二極管因受輸出直流電壓 Vo 的反偏而截止，整流后在電容 C1 上得到的是一個單向的正弦電壓 (電容 C 的容量不能太大 )，將在電感 L 中產(chǎn)生電流。如果電流和電壓是正弦波而且同相，則功率因數(shù)是 。電流脈沖為周期的 10%到 20%是十分常見的，這意味著脈沖電流應(yīng)為平均電流的 5 到 10 倍。無源電路通常包含工作在交流頻率上的大電容，電感和整流器的組合。提供 80W 的