小功率熒光燈電子鎮(zhèn)流器設(shè)計畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-21 22:51 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 8]。正常工作以后扼流圈L4 還仍起限流作用。與此同時，回路中 C3 還起到相位補償作用， D5 對 Q2 起保護作用，當(dāng)繞組 LI、L2中產(chǎn)生大的反電動勢時提供泄放回路，從而有效地保護了 Q1，Q2 的正常工作。3 電子鎮(zhèn)流器工作特點1）一次啟動，啟動速度快，工作頻率高(一般在 30KHz 以上)，無頻閃，可有效地延長燈管的使用壽命；而電感鎮(zhèn)流器啟動時頻閃嚴(yán)重，甚至有時不能啟動。2）低溫低壓下啟動良好，市電電壓降至 80V 以上仍能一次啟動，燈管仍能正常工作，且亮度隨電壓變化不明顯；普通電感鎮(zhèn)流器，市電電壓低于 170V 后，一般不能啟動。 3）無聲響，溫升低。熒光燈正常工作后，電子鎮(zhèn)流器無“嗡嗡”叫聲，溫升也特別低 ，能降低火災(zāi)事故的發(fā)生；電感鎮(zhèn)流器則常伴有“嗡嗡”聲，工作時內(nèi)部也以熱能形式聚能，溫度升高容易引起填充物外溢，甚至發(fā)生火災(zāi)。4）節(jié)約能源。經(jīng)過實際計算，對一只 20W 普通熒光燈管，使用電子鎮(zhèn)流器要比電感鎮(zhèn)流器大約節(jié)能 l5%左右 [9]。另外，電子鎮(zhèn)流器還有功率因數(shù)高，重量輕，節(jié)約材料，安裝簡便等許多優(yōu)點。但也不可否認，普遍存在的問題是電子鎮(zhèn)流器所用元件多，若因某一元件質(zhì)量不臺格易發(fā)生損壞，造成壽命稍短。我們的科學(xué)工作者正致力于這一問題的深人研究，相信不久就會給人們帶來更新、更耐用的產(chǎn)品。4 20W 熒光燈電子鎮(zhèn)流器元件參數(shù)C1=R1=390K R2=5 R3=15 R4=15 R5=680KQQ2 為 ALJ13002，D1～D5 為 IN4007，L1=6 圈、L2=2 圈、L3=2 圈在 Φ7 的磁環(huán)用單芯導(dǎo)線繞制。L4= 用 E5 的磁芯在骨架上繞 150 圈。5 電子鎮(zhèn)流器的接線圖圖 13 電子鎮(zhèn)流器的接線圖6 電子鎮(zhèn)流器的元器件選擇給定電子鎮(zhèn)流器 AC 的輸入電壓為 220V（50Hz） ，工作頻率 f=30KHz，配套熒光燈功率 PL=20W，額定工作電壓 VL=100V（燈點火電壓 Vtrig=800V） ，對其它技術(shù)指標(biāo)未提出特別要求。根據(jù)上述主要技術(shù)要求，我們可以選擇普通半橋逆變式熒光燈電子鎮(zhèn)流器電路。下面我們將根據(jù)如圖所示的電路，逐一進行分析，并在此基礎(chǔ)上來確定元件參數(shù)的選取。 整流濾波電路（1）整流二極管D1～D4 組成橋式整流器。在橋式整流器中，每支二極管所承受的反向峰值電壓為VAC。當(dāng)交流電源電壓 VAC=220V 時 1 VAC=220 310V?？紤]到在用電低谷期，22?電網(wǎng)電壓往往高達 270V，此情況下其峰值電壓為 270 382V，故二極管的耐壓應(yīng)不低于 400V。設(shè)電子鎮(zhèn)流器效率 η=80%，AC 輸入電流為 IIN=PO/ VINη=20/220ⅹ80%=。在整流二極管的選取上，一般要求其穩(wěn)態(tài)電流容量至少是計算值的 2 倍 [10]。據(jù)此可選用IN4007 型硅整流二極管，其電流容量為 1A，耐壓為 1000V。（2）濾波用鋁電解電容器設(shè)濾波電容 C(CC2 串聯(lián))兩端的直流輸出電壓紋波峰峰值電壓 △V=35V ，C 維持電壓電平的時間（或 C 提供電流的時間）為交流輸入電壓的半周期，即 t=10ms，整流濾波電路 DC 輸出電壓 EC 300V，負載電流 IL=PL/ECη=20/30080%=,將這幾個數(shù)據(jù)代入濾?波電容的計算公式,得到:C= (11)Vt??C= （uf）35108.???即 CC2 可選用相同的 （105 0C）鋁電解電容器。 啟動電路RRC3 、C4 和 D5 等組成半橋振蕩器的啟動電路，其作用是為觸發(fā)低端開關(guān) Q2導(dǎo)通提供足夠的基極電流，從而啟動振蕩電路建立振蕩。為避免啟動電阻 R1 的損耗過大，通過 R1 的電流一般控制在 ～1mA。由于直流電壓約 300V，可選取 R1=390～ 470kΩ，功耗不低于 。由于 Q2 的基射極之間連接有 RLCR4 的電阻值較小，屬于低阻抗基極網(wǎng)絡(luò)，故要求 C3 能提供足夠大的放電電流脈沖注入到 Q2 的基極。RC 時間常數(shù)一般應(yīng)為晶體管開通時間的 5%左右，本設(shè)計要求 500ns，可選取 C3=，耐壓為 630V。該電路沒有使用雙向觸發(fā)二極管，故在變壓器 BT 的次級繞組 L3 上串接一個電解電容C4，相對成本要低很多，且不容易燒壞 [11]。可選取 C4=10uf，耐壓為 50V。在電源接通之后，Q2 首先由 RR5 提供一個基極觸發(fā)電流而導(dǎo)通，爾后依靠變壓器 BT 的電感正反饋耦合建立振蕩?？蛇x取 R5=680～820kΩ，功耗不低于 。二極管 D5 可選用 IN4007。 半橋式逆變器電路QQ2 和脈沖變壓器 BT 等，組成半橋式逆變器電路。這部分電路是電子鎮(zhèn)流器設(shè)計的核心和重點內(nèi)容。（1）功率開關(guān)晶體管的選擇①擊穿電壓由于 QQ2 的集射極之間連接有電解電容 CC2 ，當(dāng) Q1 或 Q2 截止時，其集電極發(fā)射極之間施加的最高電壓，是整流濾波電路的 DC 輸出電壓 VCC。根據(jù)橋式整流器中電解電容耐壓的選取原則，要求 QQ2 的 BVCEO 400V。?②集電極電流在穩(wěn)態(tài)工作條件下,燈電流 IL=PL/VL=20/100=200mA。設(shè)單個高頻燈電流為正弦波,峰值燈電流則為:I LP= IL=200 =280mA。設(shè)輸出網(wǎng)絡(luò)中 ,LC 串聯(lián)諧振電路的品質(zhì)因數(shù)2Q=3,在燈啟動期間的脈沖電流峰值 ISP=ILPQ= 3=。因此要求 QQ2 的集電極?額定工作電流應(yīng)在 到 之間，并且應(yīng)能承受 以上的峰值電流。③直流電流增益 hFE生產(chǎn)廠家在晶體管參數(shù)表上提供的 hFE 值，是在一定的 VCE 和 IC 下測量出的結(jié)果。高壓功率開關(guān)二極管的 hFE 都比較低，這主要是由于要求耐壓較高必須選用電阻率較高的半導(dǎo)體材料而決定的。在一定的溫度和 VCE 下，h FE 是隨 IC 變化而變的，并且在某一電流 IC下有一個最大值 hFE（PK ） 。下圖 14 示出的是高壓功率晶體管典型的 hFE—IC 曲線。 圖 14 高壓功率晶體管典型的 hFE—IC 曲線從理論上講，為在晶體管工作電流較大時，具有較小的基極驅(qū)動電流和較低的飽和降壓，減小輸出及驅(qū)動電路的開通損耗，h FE 應(yīng)盡可能高一些。但是，考慮到晶體管開關(guān)速度和電壓容限等其他方面的一些因素，并非是 hFE 愈高愈好。如果晶體管的 hFE 過高，往往會導(dǎo)致溫升加劇。在本設(shè)計中，作為折衷權(quán)衡，在 VCE=5V 和 IC
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