目录目录 (Ⅰ)摘要 (1)关键词 (1)一、概述 (1)（一）荧光灯的使用 (1)（二）电子镇流器的优点 (1)（三）荧光灯对电子镇流器的基本要求 (2)（四）电子镇流器有关术语 (3)二、电子镇流器基础电路分析 (4)（一）电子镇流器基本组成 (4)(二) EMI滤波器 (4)（三）整流器电路（AC-DC变换器） (5)（四）DC-AC逆变器电路 (5)（五）输出级LC串联谐振电路 (6)三、电子镇流器电路设计 (7)（一）电路工作原理 (8)（二）各元件作用 (8)（三）各元件参数 (9)（四）影响镇流器工作频率的因素 (11)（五）安装与试调 (12)四、结束语 (12)参考文献 (13)摘要：本设计是以荧光灯电子镇流器为研究对象，通过对荧光灯交流电子镇流器电路进行剖析，讲述了电子镇流器的组成、工作原理和优点，荧光灯对电子镇流器的技术要求等相关知识。

并通过自己对电子镇流器的认识与理解，设计了一个荧光灯电子镇流器电路，并对其工作原理和每个电子元件的作用进行了讲解，列举元件参数供参考。

关键词：荧光灯电子镇流器原理设计一、概述（一）荧光灯的使用自从我国实施绿色照明工程和节能政策以来，由于荧光灯发光均匀、亮度适中、光色柔和等优点，使其在照明领域中得到了广泛的应用。

荧光灯是一种充有氩气的低气压汞气体放电灯，光电转换效率为23%，即所输入电能的23%被转换成了光能，而另外77%的输入电能被转换成了热能。

而白炽灯的光电转换效率为荧光灯光电转换效率的1/4～1/3，即输入电能仅有8%被转换成了光能，而其余92%的输入电能被转换成了热能。

如果仅将世界上现用的200亿只灯泡中的50亿只换成节能的气体放电电子镇流灯，就可以节省200GW的电能。

荧光灯是通过引燃灯管内稀薄的汞蒸气进行弧光放电的，汞离子受激产生紫外线，紫外线通过激发荧光灯管内壁涂层上的荧光粉发出可见光。

但是由于荧光灯的负阻工作特性( V//I)，荧光灯在使用时需配用镇流器件。

在现在使用的镇流器中，据估计利用高频交流电子镇流器后可较普通电感镇流器节电20%～25%，并且高频交流电子镇流器在使用过程中没有频闪效应。

因此电子镇流器得到了广泛的应用。

（二）电子镇流器的优点目前气体放电灯使用的镇流器主要有两种：电感式镇流器和高频交流电子镇流器。

由于电感式镇流器工作在工频市电频率，体积大、笨重，还需要消耗大量的铜和硅钢等金属材料，散热困难、镇流效率低、发光有频闪等缺点。

而电子镇流器则有以下优点：1、节能：电子镇流器自身的功率损耗仅为电感镇流器的40%左右，而且荧光灯在30KHZ左右的高频下，光效将提高20%。

，工作电流仅为电感的40%左右，并且能够在低温、低压下启动和工作。

2、无频闪、无噪声：灯管在30KHZ左右工作时，发光稳定，人眼感觉不出“频闪”，有利于保护视力，有利于在安静的环境中工作和学习。

4、灯管寿命延长：无需启辉器，易启动。

有异常状态保护功能，不被反复冲击和闪烁，不会使灯管过早发黑，减少维修和更换启辉器和灯管的工作量。

5、功率因数高：减少了无功损耗，提高了供电设备容量的有效利用率，减少线路的损耗。

（三）荧光灯对电子镇流器的基本要求根据荧光灯的特性，为保证灯能可靠启动和正常工作，对灯的性能不造成损害，电子镇流器必须满足以下几个方面的基本要求：1、能为荧光灯在启动之前提供灯阴极预热。

对于绝大多数阴极预热型荧光灯来说，在灯管启动之前对灯丝先进行预热是绝对必要的。

灯阴极预热不仅可延长灯管的使用寿命，而且还能降低灯管的启动电压。

2、能为荧光灯提供可靠启动的高电压。

对于不同类型和不同功率的荧光灯，其启动电压一般在600 - 1500V之间。

目前绝大多数电子镇流器是利用LC串联谐振电路来产生高压脉冲对灯管进行点火的。

高性能的电子镇流器在灯触发失败之后应能自动重新启动。

若接连数次启动均失败，镇流器应能自动关闭。

3、灯管成功启动之后，能为灯管提供大小合适且稳定的工作电流。

若灯管电流偏小，则会影响灯管亮度；若灯管电流偏大，高于灯管的额定值，则会影响灯管寿命。

电子镇流器的输出电流和输出功率，必须与所驱动的灯管参数相匹配。

4、应采取功率因数校正( PFC)技术，有效抑制输入电流谐波失真，提高线的路功率因数。

如果交流电子镇流器的AC-DC变换器只是采用桥式整流和电容滤波电路，则会使交流输入电流波形发生严重畸变，污染电网，成为一种“电力公0.60的水平，严重影响节电效果。

为此，害”，同时导致线路功率因数只有0. 55~当电子镇流器的功率较大时（如25W以上），必须采用PFC电路。

5、具有较高的安全性和可靠性。

灯没有接入或灯不能启动等异常条件下，电子镇流器应不受损害。

电子镇流器用绝缘材料应具有足够的耐热和耐火性能，及其所用零部件应具有良好的防潮和防腐蚀性能。

电子镇流器具备防止意外接触带电体的保护功能。

电子镇流器在故障状态下工作时不得产生易燃气体，不得喷出火焰或熔化金属，也不得使防止意外接触带电体的保护装置受到损伤。

（四）电子镇流器有关术语镇流器：指安装在电源与一只或几只荧光灯之间的装置，其主要功能是利用电感、电容或其电子元件器件，将灯（单只或多只）电流限制到需要值。

它可以由一个或多个独立元件组成。

镇流器也可以包括电源电压的变压装置，以及有助于提供启动电压和预热、防止冷启动、减少频闪效应、校正功率因数和抑制无线电干扰的装置。

交流电子镇流器：指将电源的交流电变换为较高频率的交流电，并使一只或几只管形荧光灯正常启动和稳定’工作的变换器。

整流效应：指在灯寿命终止时，由于一个阴极损坏或电子发射不足，引起电弧电流在连续半周期中经常不一致的效应。

镇流器的流明系数：指灯与在额定电源电压下的被测镇流器配套工作时的光通量同该灯与在额定电源电压和额定电源频率下的基准镇流器配套工作时的光通量的比值。

基准镇流器：指专为试验镇流器和筛选基准灯管而设计的镇流器，其主要特点足在额定频率下具有稳定的电压／电流比，相对地不受电流、温度和周围环境变化的影响。

基准灯：指特选用于测试镇流器的灯。

该灯与基准镇流器配套在规定条件下工作时，其电特性应接近有关灯标准中规定的标称值。

基准镇流器的校准电流：作为调整和校准镇流器电流所依据的电流值。

线路功率：指在镇流器的额定电源电压和额定电源频率下，镇流器和灯的组合体所消耗的总功率。

线路功率因数：指镇流器和灯（一只或几只）组合体的功率因数。

高功率因数镇流器：指线路功率因数达0.85或0.85以上的镇流器。

高音频阻抗镇流器：指在250～2000Hz范围内，声频阻抗值符合带有声频符号标志Z的镇流器规定的镇流器。

预热启动：指灯电极被加热至电子发射温度后灯才触发启动。

非预热启动：指灯电极不需加热，利用高开路电压引起电极场致发射而使灯触发启动。

预启动时间：对非预热启动镇流器而言，指电源开关接通后灯电流小于或等于lOmA的一段时间。

二、电子镇流器基础电路分析电子镇流器是一个将工频交流电源转换成高频交流电源的变换器，其基本工作原理是：工频电源经过射频干扰(RFI)滤波器，全波整流和无源（或有源）功率因数校正器(PPFC或APFC)后，变为直流电源。

通过DC/AC变换器，输出20K-100KHZ的高频交流电源，加到与灯连接的LC串联谐振电路加热灯丝，同时在电容器上产生谐振高压，加在灯管两端，但使灯管“放电”变成“导通”状态，再进入发光状态，此时高频电感起限制电流增大的作用，保证灯管获得正常工作所需的灯电压和灯电流。

（一）电子镇流器基本组成图2-0电子镇流器主要由EMI滤波器、整流器电路（AC-DC变换器）、DC-AC逆变器电路、输出网络（LC串联谐振电路）组成，其中还可增加一些附加电路，比如异常保护电路、调光电路、浪涌电压和电流保护，温度保护等等。

（二）EMI滤波器滤波器主要由电感和电容元件组成。

它是抑制因辐射和传导所引起的电磁干扰，要求由外界来的电磁干扰不影响电子镇流器的工作，同时来自镇流器内部的高频干扰信号也不要通过传导方式和辐射方式对同一环境中其它无线电设备造成干扰，以便达到电磁兼容(EMC)。

图2-1为常用的滤波器电路：图2-1（三）整流器电路（AC-DC变换器）图2-2桥式整流器是利用二极管的单向导通性进行整流的最常用的整流电路。

桥式整流电路的工作原理如下（以图2-2为例）：E2为正半周时，对D1、D3加正向电压，Dl，D3导通；对D2、D4加反向电压，D2、D4截止。

电路中构成E2、Dl、Rfz、D3通电回路，在Rfz，上形成上正下负的半波整流电压，E2为负半周时，对D2、D4加正向电压，D2、D4导通；对D1、D3加反向电压，D1、D3截止。

电路中构成E2、D2、Rfz、D4通电回路，同样在Rfz上形成上正下负的另外半波的整流电压。

如此重复下去，结果在Rfz 上便得到全波整流电压。

（四）DC-AC逆变器电路由分立元器件组成的典型半桥逆变器电路如图2-3所示。

其中，电阻R1、电容C2、双向二极管VD6及二极管VD5组成自振荡启动电路；VT1与VT2为作为开关使用的率晶体管；T1为磁环变压器。

图2-3在加电后，直流总线电压VBUS通过电阻R1对电容C2充电。

当C2上的电压被充电到VD6的击穿电压值，VD6雪崩击穿而导通，通过VD6的电流注入到VT2的基极，使VT2导通。

此时的电流流向为：+VBUS→C5→右灯丝FL2→C4→左灯丝FL１→L1→T1a→VT2→R4→地。

在VT2导通时，C2放电，VD6不导通，T1维持建立的振荡。

在VT2导通后其集电极电流从零开始增大的过程中，对T1磁环变压器产生感应电动势。

当VT2进入饱和导通状态，T1达到饱和后，VT2的基极电位降低，VT1的基极电位则升高。

使VT2截止,VT1进入到饱和导通状态。

在VT1饱和导通时，电流路径为：+VBUS→VTl→R3→T1a→L1→FLl→C4→FL2→C6→地。

当T1的磁芯再次达到饱和，使VT1退出饱和并进入到截止状态，而VT2从截止状态进入到饱和导通状态。

如此周而复始，VT1和VT2轮流饱和导通，半桥在VT1和VT2的中间点输出近似方波的脉冲，通过灯启动电容C4的电流方向交替变化,使L1和C4等组成的LC串联电路发生谐振，在C4两端产生一个高谐振电压脉冲并施加到灯管两端，将灯管击穿、点亮。

一旦灯被成功启动，则进入稳态工作，L1起稳流作用。

在VT1与VT2导通转换期间存在一个电流为零的死区时间，以避免两个晶体管发生“直通”而损坏。

在死区时间内，与VT1并联的电容C3起续流作用，从而可保证流过灯管的电流连续。

（五）输出级LC串联谐振电路在电阻、电感、电容串联电路中，当电路端电压和电流同相时,电路呈电阻性，电路的这种状态叫做串联谐振。

采用半桥拓扑结构的荧光灯电子镇流器，其输出网络大多采用LC串联谐振电路，如在图2-4中，Lres为谐振电感，Cres为启动电容，Lres和Cres及C1、C2组成LC串联谐振电路。