無極燈鎮(zhèn)流器技術重點研究問題之二：EMC濾波 - 淺談無極燈鎮(zhèn)流器（逆變器）的技術核心

　　無極燈EMC干擾主要是輻射干擾和傳導干擾兩部分，輻射干擾指向空間發(fā)射電磁波，也叫射頻干擾，傳導干擾指對電網(wǎng)的干擾；其主要來源于功率因數(shù)校正、變頻輸出、電路耦合等幾個地方。由于無極燈工作頻率極高，輸出功率大，功率管在開關過程中的硬開關特性會產(chǎn)生大量的奇次諧波與偶次諧波干擾，相對來講變頻輸出(鎮(zhèn)流器工作頻率)的干擾占大部分，在EMC檢測中體現(xiàn)出來的就是工作頻率與它的倍數(shù)頻率附近的干擾明顯增大，隨著鎮(zhèn)流器功率的增大，干擾強度增大，針對這個問題必須從輸入級的濾波電路、功率因數(shù)校正電路、諧振電路上做出相應的處理。高頻電路的PCB設計和工藝、結構對EMC至關重要，重要元器件的位置、走線、接地、散熱等都要認真分析，慎重放置。在經(jīng)過對電子鎮(zhèn)流器進行傳導、輻射測試的大量數(shù)據(jù)分析后知道，電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)品所產(chǎn)生的電磁干擾中，在9~150KHz頻率范圍主要以差模干擾為主；150KHz~30MHz頻率范圍主要以是共模干擾為主。找到干擾源，又知道其產(chǎn)生干擾原因，只需采取相應措施加以抑制其干擾，使通過該條款的考核并非難事。

　　除了在鎮(zhèn)流器的輸入端（電源端）加串ＥＭＩ濾波器外，還可以在鎮(zhèn)流器產(chǎn)生干擾的部件上下功夫。從前面的分析知道，開關管在其導通和斷開瞬間會產(chǎn)生幅度較高的脈沖電壓或電流，只要把這個脈沖電壓或電流消除或減弱即可降低鎮(zhèn)流器的干擾電壓?？煞謩e在開關管基極和發(fā)射極之間并一個瓷片電容，降低晶體管的深飽和，有助于降低脈沖電壓的幅度，而且還可防止開關管的共態(tài)導通，不致于損壞開關管；或在開關管集電極和發(fā)射極之間加入阻尼網(wǎng)絡（Ｄ、Ｒ、Ｃ），以吸收其通斷間產(chǎn)生的浪涌電流，對開關管起保護作用，并能有效降低干擾強度。

　　無極燈鎮(zhèn)流器技術重點研究問題之三：諧振電路的參數(shù)設計

　　諧振電路由鎮(zhèn)流電感、耦合電感、諧振電容等構成，在通電時產(chǎn)生諧振電壓，燈亮后鎮(zhèn)流電感與耦合器構成穩(wěn)定的電壓分配關系。在電路設計中要考慮的因素有工作頻率、諧振頻率、功率控制、諧振電壓等參數(shù)在合理的范圍內。

　　無極燈鎮(zhèn)流器的工作頻率，目前有2.65MHz（自激震蕩驅動）與250KHz（它激震蕩驅動）兩種，一般為固定頻率。當頻率、燈泡/管功率確定后由燈泡/管功率向前反推設計參數(shù)。設計諧振參數(shù)時，可設燈管為開路狀態(tài)，鎮(zhèn)流器電感、耦合器電感、電容形成一串并聯(lián)（LCC）電路。其中f0為諧振頻率，L1為鎮(zhèn)流電感，L2為耦合電感，C2為諧振電容。通常取L1，L2基本相等，根據(jù)燈管功率、燈管溫度等，耦合器線徑、匝數(shù)、磁環(huán)參數(shù)、電感量即可確定。耦合器與燈泡/管相似變壓器關系，其初級為耦合器，次級為燈泡/管，次級電流將改變初級電感量，使諧振電路參數(shù)發(fā)生改變，f0偏移，鎮(zhèn)流器則以恒定頻率工作在感性負載狀態(tài)（即輸出頻率略高于驅動頻率）。鎮(zhèn)流電感的負反饋的作用可調節(jié)燈泡/管功率。適當提高諧振電壓和反饋電壓幅度，以利于在低溫啟動時留有充足的余量。
?

無極燈鎮(zhèn)流器技術重點研究問題之四：異常情況下的保護

　　無極燈的異常情況保護主要有幾方面：高溫保護、過電壓保護、工作中保護、啟動保護。

　　由于無極燈電子鎮(zhèn)流器為電子元器件，鎮(zhèn)流器長時間在超過70度以上工作時，容性元件的使用壽命會大大降低，故而在工作中必須設置高溫保護電路來保證鎮(zhèn)流器的壽命與穩(wěn)定性。

　　在雷擊等異常情況下，電網(wǎng)供電電壓會產(chǎn)生極短時間的高壓浪涌，若沒有有效的電路把這種瞬間的能量導出電路以外，會對鎮(zhèn)流器產(chǎn)生永久性的破壞，根據(jù)浪涌等級的不同，需要設置不同強度的保護電路。

　　工作中保護是指在燈管正常點亮之后，在管殼破裂、漏氣、功率激增的異常情況的保護，這種異常情況下，若保護電路反應時間過長或者沒有保護的話，鎮(zhèn)流器會在極短時間之內損壞。

　　啟動保護是指燈管因漏氣、低溫等情況下點火失敗時，電路處于容性或弱感性狀態(tài)下時對電路的保護，這種保護十分關鍵，大多數(shù)無極燈的損壞由于這一現(xiàn)象引起，這種情況下跟據(jù)不同的情況須采取多重保護的辦法。

　　無極燈的異常保護一般分非鎖定和鎖定兩種方式；非鎖定方式在保護過程中，開關管仍然處于工作狀態(tài)，保護狀態(tài)不斷啟動，如保護狀態(tài)時間較長，容易造成功率開關管或保護開關管的損壞。鎖定方式的開關管在保護過程是不工作的，電路支持保護狀態(tài)一定的時間（國標要求大于50秒），重啟電源開關工作。

　　無極燈鎮(zhèn)流器的幾種拓撲


??????????????????????????? 高壓端反饋、觸發(fā)式

?????????? 自激式???? 低壓端反饋、觸發(fā)式

高頻?????????????????????????????????????????????????????? 非鎖定/鎖定 保護方式

?????????? 它激式??? （暫缺）

????????????????????????? 高壓端反饋、觸發(fā)式

?????????? 自激式???? 低壓端反饋、觸發(fā)式

低頻??????????????????????????????????????????????????????? 非鎖定/鎖定 保護方式

?????????? 它激式??? 主動式?????? （略）

?????????????????????????? 反饋式?????? （略）

　　分析無極燈的這幾個環(huán)節(jié)，可見無極燈鎮(zhèn)流器要解決的技術問題為：變頻、高轉換效率、EMC濾波、諧振電路設計、異常情況下的保護等幾個部分。目前，各個廠家生產(chǎn)的無極燈電子鎮(zhèn)流器其基本工作原理大體相同，只是在工藝結構和電路異常保護方面、在參數(shù)設計方面有所區(qū)別。
?