電子鎮(zhèn)流器是指采用電子技術(shù)驅(qū)動(dòng)電光源，使之產(chǎn)生所需照明的電子設(shè)備。與之對(duì)應(yīng)的是電感式鎮(zhèn)流器（或鎮(zhèn)流器）。現(xiàn)代日光燈越來(lái)越多的使用電子鎮(zhèn)流器，輕便小巧，甚至可以將電子鎮(zhèn)流器與燈管等集成在一起，同時(shí)，電子鎮(zhèn)流器通?？梢约婢邌⑤x器功能，故此又可省去單獨(dú)的啟輝器。
本文首先介紹了磁性材料的特性，然后根據(jù)它的特性，討論電子鎮(zhèn)流器中電感線圈參數(shù)的選擇與計(jì)算方法，包括選用磁芯尺寸、氣隙大小、線圈圈數(shù)和漆包線線徑等。
一、錳鋅鐵氧體磁性材料的一般特性
表征磁性材料的磁性參數(shù)有以下數(shù)種：
1、初始磁導(dǎo)率μ1
初始磁導(dǎo)率是基本磁化曲線上起始點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B與磁場(chǎng)強(qiáng)度H之比。任何一種磁性材料的初始磁導(dǎo)率可以按以下方法求得：用該材料做成截面積為A（cm2）的圓環(huán)，平均直徑為D（cm），在圓環(huán)上均勻分布繞線N匝，在LCR電橋（例如TH2811C數(shù)字LCR電橋）上，測(cè)出其電感為L(zhǎng)（H），則可按下述計(jì)算公式求出其磁導(dǎo)率
式中，Le、Ae分別代表磁芯磁路的有效長(zhǎng)度及有效面積，如式（1）除以真空磁導(dǎo)率μ0（μ0=4π×10-7（H/m）），則得到相對(duì)初始磁導(dǎo)率，它可以表示為：
式（1）、（2）中，L的單位為亨（H），D、有效長(zhǎng)度Le的單位為cm，A、有效面積Ae的單位為cm2。如D、A分別換用mm、mm2為單位，則式（2）中最后一項(xiàng)應(yīng)換成1010。公式（2）由于除以μ0，所以是無(wú)量綱的，一般在磁性材料的工廠手冊(cè)中給出的初始磁導(dǎo)率，就是按式（2）求得的。
例1有一個(gè)R5K材料磁環(huán)，其尺寸為外徑12mm、內(nèi)徑6mm、厚4mm，試計(jì)算其相對(duì)初始磁導(dǎo)率。
解：在磁環(huán)上繞4匝線圈，測(cè)出其電感（用TH2811C數(shù)字LCR電橋在10kHz條件下測(cè)量電感）為53.1μH。直接查廠家提供的數(shù)據(jù)表，查得磁環(huán)的有效磁路長(zhǎng)度Le=26.1mm，有效截面積為11.3mm2。如沒有這些數(shù)據(jù)，作為粗略估算，其有效磁路長(zhǎng)度可按外徑和內(nèi)徑的平均值計(jì)算出圓環(huán)的周長(zhǎng)來(lái)代替，即Le=π（12+6）/2=9πmm=28.2mm；有效截面積并非等于由磁環(huán)厚度與其外徑、內(nèi)徑之差的乘積計(jì)算出的實(shí)際面積，而應(yīng)考慮磁場(chǎng)強(qiáng)度（或磁通密度）沿半徑方向內(nèi)強(qiáng)外弱的線性變化，磁通并非均勻分布，故實(shí)際面積應(yīng)除以2，才是其有效面積。按這樣方法求得的值為12mm2，與手冊(cè)表中所給數(shù)據(jù)差不多，代入式（2）得：
根據(jù)以上計(jì)算，上述材料應(yīng)為R5K材料。目前工廠使用的測(cè)量磁導(dǎo)率的儀器，如磁環(huán)參數(shù)分選儀UI9700，儀表指示的不是相對(duì)初始磁導(dǎo)率的絕對(duì)值，而是它的相對(duì)大小。
磁性材料的初始磁導(dǎo)率μi不是固定的，它隨溫度的變化而變化，如圖1所示。圖中給出的是金寧公司的磁性材料JP4A（相當(dāng)于TDK的PC40）的初始磁導(dǎo)率隨溫度變化的曲線。
?。ㄏ鄬?duì)）初始磁導(dǎo)率隨溫度之變化
2、有效磁導(dǎo)率eμ（Effectivepermeability）
在閉合磁路中，用有效磁導(dǎo)率μe來(lái)表示磁心的導(dǎo)磁性能：
式中，L為裝有磁心的線圈的電感量（亨利，H），N為線圈的匝數(shù)，le為磁芯的有效磁路長(zhǎng)度（mm），Ae為磁芯的有效截面積（mm2）。μ0為真空磁導(dǎo)率（4π×10-7H/m）
顯然這里μe是相對(duì)于真空磁導(dǎo)率的比值，也是無(wú)量綱的。
如果在閉合磁路中，磁芯各段截面積不同，此時(shí)磁芯的有效磁導(dǎo)率為
式中L為裝有磁芯線圈的自感量（亨），N為線圈匝數(shù)，
Li為具有均勻截面積第i部分的磁路長(zhǎng)度（mm）
Ai為該部分的截面積（mm2）
對(duì)于一個(gè)中心開有氣隙長(zhǎng)度為lg的E形磁芯，如忽略磁芯本身的磁阻，認(rèn)為磁場(chǎng)強(qiáng)度全部降落在氣隙上，則有效磁路長(zhǎng)度即等于lg，式（4）最后一項(xiàng)可去掉Σ符號(hào)，簡(jiǎn)單地寫作lg/Ae，如此，式（4）將變?yōu)?/p>
因?yàn)榭諝庀兜南鄬?duì)有效磁導(dǎo)率μe為1。以μe=1，帶入上式，由此可得氣隙lg的表達(dá)式為：
式中，lg以mm為單位，Ae以mm2為單位，L以亨為單位。在國(guó)外某些公司發(fā)表的技術(shù)資料中采用式（5）作為初步估算氣隙長(zhǎng)度的依據(jù)。但如果計(jì)算出來(lái)的氣隙不夠大，則磁芯部分不能忽略不計(jì)，這個(gè)數(shù)值是不夠準(zhǔn)確的。
3、電感因數(shù)（InductanceFactor）
電感因數(shù)是指磁芯的單匝電感量。一個(gè)裝有磁心的電感，繞有N匝線圈，其電感值為L(zhǎng)，則磁芯的單匝電感量即電感因數(shù)AL，可按下式求得：
AL單位為nH／匝2（有的資料省去分母不寫，簡(jiǎn)寫為nH）。一般取N=100，測(cè)得電感量L后，按式（6）計(jì)算出AL值，廠家在其產(chǎn)品手冊(cè)會(huì)給出未磨氣隙的每種規(guī)格磁芯的AL值以及有效磁路長(zhǎng)度、有效截面積、有效體積等，例如PC30材料EEI3的AL值為1000nH；EE16A的AL值為1100nH；EE25A的AL值為1900nH。由于磁性材料參數(shù)的零散性，這個(gè)數(shù)值并不很準(zhǔn)確，有+/-（15~25）%的誤差。我們使用時(shí)，一般都磨氣隙，由于有氣隙存在，AL值雖然變小了，但是電感因子卻相對(duì)穩(wěn)定了，零散性也小了。為求得磨氣隙后磁芯的AL值，我們可以在相應(yīng)骨架上先繞100匝，裝上磁心，測(cè)得其電感值L，根據(jù)式（6），即可算出開氣隙后磁心的AL值。例如EE25A中心磨氣隙1.6mm.后，其AL值降為59.6nH。
已知某種型號(hào)磁芯的AL值，要求繞制的磁芯線圈的電感量為L(zhǎng)，可求得所需繞的線圈的匝數(shù)N
電感量和圈數(shù)的平方成正比，圈數(shù)變化1%，電感量大約變化2%。在繞制電感時(shí)，如只在小范圍內(nèi)改變電感量時(shí)，可按此原則調(diào)整、估算圈數(shù)。
例2已知EE16（中心磨氣隙0.8mm）的AL值為46.8nH/匝2，為繞制2.8mH的電感，應(yīng)繞多少匝數(shù)N？
例3已知某電感采用EE16磁芯，所繞匝數(shù)N1為305、電感量L1為4.5mH，今欲繞制的電感為L(zhǎng)2=3.4mH，試求出應(yīng)繞的匝數(shù)N2
4、飽和磁通密度（Saturation magnetic fux density）
飽和磁通密度是一個(gè)很重要的參數(shù)，對(duì)鎮(zhèn)流器是否能可靠地工作關(guān)系很大。如所熟知，當(dāng)電流（或磁場(chǎng)）增加到某一數(shù)值后，磁芯就會(huì)飽和，磁通密度不再增加，如圖2的曲線所表示的那樣。此時(shí)，磁導(dǎo)率很低，該磁通密度稱為飽和磁通密度，以B.表示之。Bs不是固定的，隨溫度的升高而下降，在80~100C下，比室溫下低得很多。由圖2可以查出，在節(jié)能燈中常用的PC30、PC40材料在25C時(shí)，Bs=510mT，而在100C時(shí)， Bs只有390mT，下降了20%多。應(yīng)該指出的是，磁芯工作時(shí)允許的磁感應(yīng)強(qiáng)度要比上述的390mT低得多，一方面因?yàn)樵?00C時(shí)接近300 mT附近磁芯的磁導(dǎo)率已開始降低，另一方面，如工作時(shí)磁芯的磁感應(yīng)強(qiáng)度較大，則磁芯損耗亦較大（見圖4）。 所以在工程計(jì)算中均取B為200~230mT作為磁芯工作時(shí)允許的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度值，遠(yuǎn)離磁飽和。
在一體化節(jié)能燈或電子鎮(zhèn)流器中所用磁性材料，如果由于工作溫度升高，則其磁芯的B。值下降，造成磁導(dǎo)率及電感量減少，流過電感的電流上升，在電流的峰值附近出現(xiàn)很大的尖峰，如圖3所示。這種情形是很危險(xiǎn)的，它會(huì)導(dǎo)致電感量進(jìn)一步減少及電流進(jìn)-步加大，最終使電感失磁，L=0，三極管因電流過大、管子結(jié)溫過高而損壞。
5、磁性材料的功率損耗（Power loss of magnetic materia）
磁性材料的功率損耗是一個(gè)很重要的參數(shù)，它反映磁芯工作時(shí)發(fā)熱的程度，損耗大，發(fā)熱就厲害。帶有磁芯的線圈，其功率損耗包括線圈電阻的功率損耗（俗稱銅耗）和磁芯材料的功率損耗（俗稱鐵耗）。磁芯材料的功率損耗包括磁滯損耗、渦流損耗和剩余損耗三部分。
大家知道，磁芯中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度H的變化，并呈現(xiàn)出封閉的磁滯回線形狀，磁滯損耗的大小與磁滯回線所包圍的面積呈正比。也與頻率成正比。
渦流損耗則是由于交變磁通穿過磁芯截面時(shí)，在與磁力線相垂直的截面內(nèi)環(huán)繞交變磁通會(huì)產(chǎn)生渦流，渦流亦產(chǎn)生功率損耗。它與磁通變化的頻率，磁性材料的電阻大小有關(guān)。一般磁芯材料的電阻愈大、工作頻率愈低，渦流損耗煎小;反之亦然。
上述損耗與頻率及其工作時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度有關(guān)，工作頻率煎高、磁感應(yīng)強(qiáng)度愈大，則其損耗亦愈大。
由圖還知，在同一頻率下，磁芯損耗隨磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加而增加，例如在40kHz、100^C條件下，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度由150mT增加到 200mT時(shí)，功率損耗密度由 50kW/m3增加為100kW/m‘ 大約增加為原來(lái)的2倍， 如果磁感應(yīng)強(qiáng)度為300mT時(shí)，功率損耗密度將增加為250kW/m，大約增加為原來(lái)的5倍。
可見， 磁心損耗隨其工作感磁感應(yīng)強(qiáng)度的增加而增加。同-種材料和尺寸的磁心，在保持電感不變時(shí)，增加氣隙， 能減少其磁感應(yīng)強(qiáng)度（以后會(huì)講到），對(duì)于降低功率損耗是有利的?；蛘撸?在同樣的氣隙下， 減少電感量，就會(huì)減少磁感應(yīng)強(qiáng)度， 也能降低磁芯的損耗。當(dāng)然，如采用大一號(hào)的磁心，也會(huì)大大降低磁心的磁感立強(qiáng)度和它的發(fā)熱程度。不過，增加氣隙，雖能減少磁芯損耗，但線圈的圈數(shù)要增加，銅損會(huì)增大，而且窗口的面積會(huì)容納不下線圈。所以，氣隙的增加也是有限度的，并非愈大愈好。應(yīng)對(duì)銅損和鐵損兩者綜合加以考慮才對(duì)。