【文章內(nèi)容簡介】 燈管壽命的影響：電子鎮(zhèn)流器無論是在低溫或低電壓情況下，都是經(jīng)過燈絲預熱后一次啟輝；b．電網(wǎng)電壓波動對燈管壽命的影響：電子鎮(zhèn)隙能做到在135V—250V的電網(wǎng)電壓范圍內(nèi)燈電流不變，使高壓鈉燈始終工作于最佳狀態(tài)，從而大幅度地提高燈管的使用壽命。電感鎮(zhèn)流器a．啟輝過程對燈管壽命的影響：電感式鎮(zhèn)流器往往要啟輝好幾次才能將高壓鈉燈點亮，而高壓鈉燈每啟輝一次就要縮短二小時壽命；b．電網(wǎng)電壓波動對燈管壽命的影響：當電網(wǎng)電壓偏低時，燈電流也隨著降低。燈電流的降低將造成燈絲加熱不足，燈絲電子粉濺射，造成燈管兩端發(fā)黑和縮短燈管使用壽命。當電源電壓偏高時，燈電流也隨著上升，燈電流過大將造成電弧管過早衰竭而縮短燈管壽命。(4)對環(huán)境的影響電子鎮(zhèn)流器a．噪聲：??；b．頻閃：幾乎無頻閃；c．溫升：電子鎮(zhèn)流器的表面最高溫度一般都在50度左右；d．電磁波干擾：電子鎮(zhèn)流器工作時產(chǎn)生的電磁干擾較小。電感鎮(zhèn)流器a．噪聲：大；b．頻閃：較慢；c．溫升：電感鎮(zhèn)流器自身損耗較大，造成了在工作時溫度很高；d．電磁波干擾：電感鎮(zhèn)流器工作時產(chǎn)生的電磁干擾較大。四輪比較過后，可以看出電子鎮(zhèn)流器在以下幾方面明顯優(yōu)于電感鎮(zhèn)流器：1) 節(jié)能：電子鎮(zhèn)流器自身的功率損耗僅為電感鎮(zhèn)流器的40%左右，而且高壓鈉燈在30KHZ左右的高頻下，光效將提高20%，工作電流僅為電感的40%左右，并且能夠在低溫、低壓下啟動和工作；2) 無頻閃：燈管在30KHZ左右工作時，發(fā)光穩(wěn)定；3) 無噪聲：有利于在安靜的環(huán)境中工作；4) 燈管壽命延長：無需啟輝器，不被反復沖擊，閃爍，不會使燈管過早發(fā)黑，一次啟動，減少維修和更換啟輝器和燈管的工作量；5) 功率因數(shù)高，減少了無功損耗，提高了供電設(shè)備容量的有效利用率，減少線路的損耗。 總體電路設(shè)計與分析 電路流程圖輸入交流電整流濾波后將高頻電逆變2kV瞬時啟動高壓鈉燈利用單片機控制來減小電壓進行節(jié)能總電路流程圖 高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器電路框圖根據(jù)電子鎮(zhèn)流器的基本要求，本文介紹的高頻電子鎮(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)校正控制及保護電路、點火電路、半橋逆變電路、半橋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，因為高強度氣體放電燈需要工作于交流狀態(tài)，防止極化；點火電路則在啟動瞬間提供高壓用于擊穿氣體；半橋逆變制及保護電路則為MOSFET提供脈沖及保護，使高壓鈉燈能正常工作。EMI濾波器及整流電路功率因數(shù)校正電路半橋逆變電路高壓點火電路單片機的控制與保護電路電路高壓鈉燈32 高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器電路框圖第4章 電子鎮(zhèn)流器整流與功率因數(shù)校正控制（1）整流電路工作原理設(shè)變壓器，u2為其有效值。178。 當u2為正半周期時，D1和D3管導通，D2和D4管截止，電流由A點流出，方向如圖所示。Uo=u2，D2和D4管承受的反向電壓為u2。178。 當U2為負半周期時，D2和D4管導通，D1和D3管截止，電流由B點流出，方向如圖所示。Uo=U2，D1和D3管承受的反向電壓為U2。由于D1,D3和D2，D4兩對二極管交替導通，致使負載電阻Rl上在U2的整個周期內(nèi)都有電流流過，而且方向不變，輸出電壓 Uo=||。如圖所示為其電壓和電流的波形，實現(xiàn)了全部整流。圖41 單相橋式整流電路原理圖 圖42 整流電路波形圖(1) 輸出電壓平均值Uo(2) 負載電流平均值的計算 由于我們?nèi)?20V的交流電壓電網(wǎng) 用二極管整流出來后 二極管承受最大的電壓為=266V輸出平均電壓為198V。我們選用1N4007型號整流二極管，其耐壓值≥1000V。為了減少鎮(zhèn)流器輸入電流的諧波失真，必須采取一些特殊措施，通常稱之為功率因數(shù)校正(PFCPowerFactorCorrection)技術(shù)來提高它的功率因數(shù)。大致說來，功率因數(shù)校正有兩種方案：無源功率因數(shù)校正(PassivePFC)和有源功率因數(shù)校(ActivePFC)，我們的電路設(shè)計應用的是有源功率因數(shù)校正。有源功率因數(shù)校正的基本原理可用下圖所示的簡單電路來說明，由APFC控制MOS管VT1的開通與關(guān)斷，使輸入電流變成一連串的的三角波，并且它的幅度按輸入電壓的正弦規(guī)律變化，因此可以大大提高電路的功率因數(shù)。此電路由功率MOS開關(guān)管VT升壓電感L、升壓二極管VD、輸出電容C。及APFC控制及APFC控制器IC所組成。電路的具體工作情況如下：圖42 有源功率因數(shù)補償電路原理圖（1）開關(guān)管VT1導通在APFC控制器輸出高電平(正方波)信號的控制下使VT1導通時，開關(guān)管VT1導通，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。當電感電流的峰值增加到與該時刻輸入電壓大小相對應的某一數(shù)值I時，APFC控制器便輸出低電平的開關(guān)信號，使開關(guān)管VT1截止，電流IL停止上升。（2）開關(guān)管VT1截止時 由于電感電流IL不能突變，只能有原來的數(shù)值線性下降。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。因此這種電路稱為升壓式APFC電路。在開關(guān)管截止時，電感電流下降，下降到零時，他有輸出控制信號，是開關(guān)管在一次導通，開始下一個開關(guān)周期。功率因數(shù)校正可簡單地定義為有功功率與視在功率之比。即 PF=其中有功功率是一個周期內(nèi)電流和電壓瞬時值乘積的平均值，而視在功率是電流的rms值與電壓的rms值的乘積。如果電流和電壓是正弦波而且同相。如果兩者是正弦波但是不同相，則功率因數(shù)是相位角的余弦。在電工基礎(chǔ)課程中，功率因數(shù)往往就是如此定義，但是它僅適用于特定情況，即電流和電壓都是純正弦波。這種情況發(fā)生在負載由電阻、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。因為輸入電路的原因，開關(guān)模式電源對于電網(wǎng)電源表現(xiàn)為非線性阻抗。輸入電路通常由半波或全波整流器及其后面的儲能電容器組成，該電容器能夠?qū)㈦妷壕S持在接近于輸入正弦波峰值電壓值處，直至下一個峰值到來時對電容再進行充電。在這種情況下，只在輸入波形的各峰值處從輸入端吸收電流，而且電流脈沖必須包含足夠的能量，以便在下一個峰值到來之前能維持負載電壓。這一過程通過在短時間內(nèi)將大量電荷注入電容，然后由電容器緩慢地向負載放電來實現(xiàn)，之后再重復這一周期。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為平均電流的5到10倍。 功率因數(shù)校正控制及保護電路的分析該圖主要由ICL656電感T功率管Q色環(huán)電阻R整流二極管D大電容C7等周邊電路組成，構(gòu)成BoostPFC電路。L6562的1腳為誤差放大器反相輸入端，用來檢測大電容C7上的電壓(400V)，產(chǎn)生一個誤差信號，送乘法器(L6562內(nèi)部集成)輸入端。乘法器的另一個輸入(L6562的3腳)是經(jīng)整流的交流線路電壓的采樣，即乘法器的輸出信號是一個經(jīng)全波整流的正弦波。乘法器的輸出是一個參考電壓，作為電流感測比較器(L6562內(nèi)部集成)同相輸入端的輸入信號，R9上的電流采樣作為電流感測比較器的反相輸入端。電流感測比較器的輸出參與控制Q1的開關(guān)。當Q1導通時，D1截止，此時電感電流線性增加。一旦電流感測比較器反相輸入端上的電流感測信號達到同相端上的參考電平，比較器則改變狀態(tài)，使Q1關(guān)斷，而D1導通，這時電感器中的儲能釋放，電感電流線性減小，直到減小到零。感測器T1的輔助繞組用作高靈敏度的傳感器，當電感電流達到零，Q1立刻導通，新的開關(guān)周期開始，電感電流再次從零開始線性增加。各開關(guān)周期中的峰值電感電流的包絡(luò)波實際上是參考電壓電平，它正比于交流輸入電壓。由于平均輸入電流正比于輸入電壓，呈正弦波且與輸入電壓趨于同相位。從而實現(xiàn)了功率因數(shù)校正。圖43 L6562接線圖L6562采用8引腳DIP和SO封裝，L6562的內(nèi)部乘法器帶有THD最低化專門電路，能有效控制AC輸入電流的交越失真和誤差放大器輸出紋波失真，從而提供高功率因數(shù)和非常低的THDL6562的其它特點如下：～22V的寬電源電壓范圍；具有低于70t~A的啟動電流和低于4mA的工作電流，并且含有截止功能，因而特別適用于遙控開／關(guān)控制，并且能滿足“藍天使”、“能源之星”和“Energy2000”等標準；借助于電壓誤差放大器和41％的內(nèi)部精密電壓參考，可控制PFC的DC輸出電壓。有過電壓保護功能，能安全處理啟動和負載斷開時產(chǎn)生的過電壓；在電流感測腳內(nèi)嵌RC低通濾波電路，可減少外部元件數(shù)量和PCB面積；帶有源電流／灌電流為一600／800mA的推挽式輸出級，并帶有欠壓鎖定(UVID)下拉和15V的電壓鉗位，可驅(qū)動功率MOSFET或IGBT，從而可使變換器輸出功率高達300W圖44 L6562芯片組成框圖圖45 L6562芯片引腳圖符號引腳參數(shù)數(shù)值單位Vcc8IC電源電壓（Icc =20 mA）自動限制VIGD7輸出峰值電流177。A1 ~ 4模擬輸入和輸出 to 8VIZCD5零電流檢測器最大電流50（source）10（sink）MaPtot功耗Tamb = 50℃ （DIP8）(SO8)1WTj交界處的工作溫度范圍40 to 150176。CTstg存儲溫度55 to 150176。C表2第5章 電子鎮(zhèn)流器逆變介紹 高頻逆變是高壓鈉燈電子鎮(zhèn)流器的重要組成部分，通常采用半橋逆變電路和全橋逆變電路。半橋逆變電路的輸出電壓是全橋的一半，在同樣輸