下圖是雷士45W鎮(zhèn)流器電路圖的電源輸入部分,其實(shí)很簡(jiǎn)單前端的2個(gè)電感是去諧波的,提高功率因數(shù)用的,這款鎮(zhèn)流器標(biāo)稱的功率因數(shù)是大于0.9的;
后面變成整流濾波電路, C6同C7組成分壓電路,中點(diǎn)的電壓為160V
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下圖是完整的雷士45W鎮(zhèn)流器電路圖;(下圖有一錯(cuò)誤,V+實(shí)為VDD)
振蕩電路與其他的鎮(zhèn)流器大同小異,T1是一個(gè)圓形的磁環(huán)上面繞了3個(gè)繞組的小變壓器,用于提供1對(duì)Q1和Q2反相脈沖;
鎮(zhèn)流器上電時(shí),Q1和Q2是截至的;
但是由于Q2的基極上的DB3、R2、R8、R7的回路,使Q2導(dǎo)通;Q2導(dǎo)通后使得T1的各繞組感應(yīng)出反相的脈沖信號(hào),(注意各繞組的同名端);這個(gè)脈沖信號(hào)又使Q1 導(dǎo)通;Q2截至;(由于T1繞組感應(yīng)脈沖是反相的,所以Q1或Q2只有1個(gè)管導(dǎo)通)
而Q1導(dǎo)通時(shí),又在T1上感應(yīng)出脈沖信號(hào),使Q2導(dǎo)通,Q1截至;
就是這樣,鎮(zhèn)流器便振蕩起來(lái); 變壓器T?與C14 和燈管組成LC 電路,諧振振蕩頻率約為27K(用TEK 2467B 示波器測(cè)試得);諧振后熒光管發(fā)光;
用FLUKE 8840萬(wàn)用表 AC檔測(cè)試得C14與燈管2繞組間的電源約為170V
該鎮(zhèn)流器還增加了保護(hù)電流,一般的鎮(zhèn)流器 元件T?只是一只2條腿的電感,而雷士的鎮(zhèn)流器是增設(shè)一一個(gè)副邊的繞組,類(lèi)似電
流互感器,副邊繞組感應(yīng)出的脈沖經(jīng)過(guò)D14、C13、C14等元件整流濾波,正常時(shí)得到15V的電壓;
由于DB3-1 是33V的雙向二級(jí)管; 當(dāng)故障時(shí)繞組感應(yīng)出的電壓大于33V時(shí),即向可控硅Q4和三極管Q3提供保護(hù)控制信號(hào),
Q3導(dǎo)通使整個(gè)振蕩電路停止,并且Q4 可控硅導(dǎo)通防止,Q1與Q2 再次導(dǎo)通;
除非鎮(zhèn)流器 二次上電。
雷士電子鎮(zhèn)流器電路圖(型號(hào)NHB140U-06)詳解
一款雷士NHB140J-06電子鎮(zhèn)流器,重要參數(shù)如下:功率40W,額定電流190mA,功率因數(shù)0.95,TC=70°C,U-OUT=220V。該鎮(zhèn)流器電路有些特別,同樣的燈管,配接該鎮(zhèn)流器,燈管亮度明顯提高。為此,特繪制其電路如圖1所示,下面對(duì)其工作原理加以分析,不妥之處請(qǐng)斧正。
該鎮(zhèn)流器主要由干擾抑制、整流與功率因數(shù)校正、啟動(dòng)與振蕩、保護(hù)等電路組成。
一 市電輸入與功率因數(shù)
校正電路
1.干擾抑制電路
電容C 1(0.1μF/275 V)、電感L3、電容C21(0.22μF/275V)等元件組成雙π型濾波器,對(duì)來(lái)自電網(wǎng)以及鎮(zhèn)流器工作時(shí)產(chǎn)生的高頻干擾進(jìn)行雙向抑制,避免兩者相互干擾。
2.整流與功率因數(shù)校正電路
市電經(jīng)整流二極管D1~D4(1N4007)橋式整流后,輸出單向的約205V脈動(dòng)直流電,經(jīng)過(guò)二極管D7(FR107)和電感L1后,送入由二極管D8(FR107)、電容C3、C4、二極管D9~D11、D14(FR107)、電解電容C10、C11(22μF/250V)等元件組成的復(fù)合泵式功率因數(shù)校正電路。
其中,D9~D11、D14、C10、C11、C5、C6等元件構(gòu)成第一輔助電源(雙泵電源),D7、D8、C3、C4等構(gòu)成第二輔助電源(高泵電源)。
雙泵電源:此為逐流電路的改進(jìn)型。逐流電路的特點(diǎn)是延長(zhǎng)了市電電流的導(dǎo)通時(shí)間,整流二極管導(dǎo)通角度延長(zhǎng)至120°,電流為零(死區(qū))的角度減小至60°,為零時(shí)間約占33.3%,功率因數(shù)可提高到0.9左右,電流諧波
失真值(THD)可降至30%~40%,但這時(shí)燈管供電電壓波動(dòng)大,電流波峰系數(shù)大于1.7(不達(dá)標(biāo))。
采用改進(jìn)型的逐流電路后,加到L2及燈管支路中的高頻電壓除流向半橋無(wú)源端的電容C7外,其正、負(fù)半周還分別通過(guò)D14、D9整流,C11、C10、C5、C6濾波,形成了兩個(gè)輔助電源。該輔助電源與脈動(dòng)直流供電電壓疊加,降低了電壓的波動(dòng),使電流波峰系數(shù)小于1.7,但在市電輸入電流的0°,180°,360°附近仍有間斷,盡管可以通過(guò)減小C10、C11容量來(lái)減小間斷角,但又會(huì)使燈管供電電壓波動(dòng)增大,電流波峰系數(shù)增高。在此階段中,當(dāng)市電電壓低于C10、C11所充電壓(約電源峰值電壓的一半)時(shí),市電中斷,C10、C11中儲(chǔ)存的電荷開(kāi)始向負(fù)載放電,此時(shí)利用高泵電路可使市電電流保持連續(xù),市電不中斷。
高泵電源:加到L2和燈管支路中的高頻電壓的負(fù)半周送到C3的下端,市電通過(guò)D7、L1對(duì)C3充電,在C3上形成上+下-的電壓,此時(shí)D8負(fù)端電壓高于D7正端電壓,D8不導(dǎo)通;在高頻電壓的正半周期間,C3上的電壓與高頻電壓疊加,經(jīng)D8整流,C4、C10、C11、C6、C5濾波后,形成約260V脈動(dòng)直流電壓給半橋電路供電。由于橋式整流輸出端約205V電壓與高頻電壓電路之間不停地充放電,從而使市電輸入電流不間斷,彌補(bǔ)了雙泵電源中市電輸入電流不連續(xù)的缺陷。此外,電路中串聯(lián)的電感L1又具有平滑市電輸入電流波形、減小電流諧波失真的作用。
經(jīng)此設(shè)計(jì)后,該電路的功率因數(shù)、諧波含量、燈電流波峰系數(shù)等均達(dá)到了國(guó)標(biāo)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
二 啟動(dòng)與振蕩電路
通電后約260V直流電壓通過(guò)偏置電阻R2、R3(680kΩ/0.5W)給功率管Q2(D 13005ED)的b極提供偏置,Q2開(kāi)始導(dǎo)通,同時(shí)260V電壓還通過(guò)C7、左燈絲、C14、右燈絲及D17(1N4007)、L2、T1的A-B繞組、Q2的c極、R5(0.5Ω/0.5W)到地,形成Q2集電極電流,T1各繞組產(chǎn)生了感應(yīng)電勢(shì)。在反饋電壓的作用下,Q2快速退出飽和進(jìn)入截止?fàn)顟B(tài),Q1迅速由截止進(jìn)入飽和狀態(tài)。
此電路為變異型半橋逆變電路,在半橋橋路的無(wú)源側(cè)C7下部與地端少了一個(gè)同容量電容。當(dāng)Q1開(kāi)始導(dǎo)通時(shí),在Q2導(dǎo)通期間C7充有的上+下一電壓,此時(shí)開(kāi)始通過(guò)Q1的c極、R4(0.5Ω/0.5W)、L2、右燈絲、C14、左燈絲及D16(1N4007)放電。
由于電磁感應(yīng)及反饋繞組的作用,Q1、Q2反復(fù)導(dǎo)通與截止,形成振蕩。半橋在Q1、Q2的中點(diǎn)輸出近似方波的脈沖,通過(guò)C14電流方向交替變化,使L2、C14、C7等組成的LC串聯(lián)電路發(fā)生諧振,C14兩端產(chǎn)生諧振高壓點(diǎn)亮燈管。燈管被點(diǎn)亮后,內(nèi)阻下降,LC串聯(lián)電路失諧,Q值下降,燈管兩端電壓降低,同時(shí)L2又對(duì)燈管電流加以限流,滿足了燈管高壓?jiǎn)?dòng)、低壓工作、電流穩(wěn)定的要求。
電容C8起續(xù)流作用。在Q2截止、Q1轉(zhuǎn)入導(dǎo)通前,流過(guò)L2中的電流(由右向左)通過(guò)C8、C7返回至燈管中,電流保持連續(xù),避免中斷;在Ql截止、Q2轉(zhuǎn)入導(dǎo)通前,流過(guò)L2中的電流(由左向右)又通過(guò)C7,C8返回至燈管中,同樣使電流保持連續(xù),避免中斷。最終保持燈管連續(xù)正常發(fā)光。實(shí)測(cè)此鎮(zhèn)流器工作頻率約為42kHz。
三、保護(hù)電路
在保護(hù)電路中,除保險(xiǎn)絲FUSE(0.39Ω/0.5W)提供最基本的短路保護(hù)外,還有以下保護(hù):
可控硅Q3(100-6)、雙向觸發(fā)二極管DB3、濾波電解電容C16(2μF/50V)、整流二極管D18、D19(1N4148)、過(guò)壓取樣電阻R9、R10(150kΩ)、R14(680kΩ/0.5W)等組成燈管過(guò)壓保護(hù)電路。當(dāng)燈管壽終(EOL)、陰極出現(xiàn)整流效應(yīng)等引起燈管電壓過(guò)高時(shí),通過(guò)D18、D19等整流濾波后的電壓達(dá)到約33V、DB3導(dǎo)通,Q3導(dǎo)通,二極管D15(FR107)正極電壓被拉低,Q1因失去激勵(lì)而截止,半橋電路停止工作。
D16、D17(1N4007)分別并接于燈管兩端燈絲中,兩燈絲互為陰、陽(yáng)極,利用1N4007正向約有0.6V的鉗位電壓,將熱態(tài)燈絲電壓限制約0.6V,并分流燈絲上的電流,避免電流過(guò)大造成燈絲上的發(fā)射物質(zhì)過(guò)熱而損害,影響其使用壽命。C7下端連接接插件CM③腳及D16負(fù)極,在無(wú)燈空載通電時(shí),C7處于開(kāi)路狀態(tài),無(wú)電流通過(guò),T1繞組無(wú)法產(chǎn)生正反饋,避免了空載通電時(shí),L2、C14發(fā)生串聯(lián)諧振而燒毀元件。
電感L5、L4(33pH)的作用是防止Q1、Q2的b極輸入電壓過(guò)高,避免三極管深度飽和帶來(lái)的開(kāi)關(guān)損耗;二極管D5(1N4007)、限流電阻R7(68Ω)及D6(1N4007)、R6(68Ω)分別組成Q1、Q2基極繞組反激電壓吸收電路,防止Q1、Q2被反激電壓擊穿;隔直電容C12、C13可使Q1、Q2直流偏置不受影響;電阻R4、R5(0.5SZ/0.5W)起交直流負(fù)反饋?zhàn)饔?,穩(wěn)定電路工作狀態(tài),同時(shí)又是Q1,Q2過(guò)流保護(hù)電阻,當(dāng)燈管壽終等情況引起過(guò)流時(shí),R4、R5被燒斷,防止故障擴(kuò)大;Q1、Q2內(nèi)部的阻尼二極管組成反激電壓抑制電路,在Q1或Q2截止瞬間,L2上的反激電壓分別被Q2內(nèi)部阻尼管、C6或Q1內(nèi)部阻尼管、C7等吸收(負(fù)載續(xù)流),避免Q1,Q2過(guò)壓擊穿。
此電路預(yù)留有二極管D13、D12安裝孔,分別并接于半橋橋路有源側(cè)中點(diǎn)與電源正、負(fù)極之間。當(dāng)采用的Q1、Q2不帶阻尼管時(shí),可用FR107型二極管安裝在D13、D12處。
注:圖中各處電壓是在市電約為230V、接燈管狀態(tài)下,用500型萬(wàn)用表直流檔測(cè)得,僅供參考。