下圖是雷士45W鎮(zhèn)流器電路圖的電源輸入部分,其實很簡單前端的2個電感是去諧波的,提高功率因數用的,這款鎮(zhèn)流器標稱的功率因數是大于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;(下圖有一錯誤,V+實為VDD)
振蕩電路與其他的鎮(zhèn)流器大同小異,T1是一個圓形的磁環(huán)上面繞了3個繞組的小變壓器,用于提供1對Q1和Q2反相脈沖;
鎮(zhèn)流器上電時,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導通;Q2導通后使得T1的各繞組感應出反相的脈沖信號,(注意各繞組的同名端);這個脈沖信號又使Q1 導通;Q2截至;(由于T1繞組感應脈沖是反相的,所以Q1或Q2只有1個管導通)
而Q1導通時,又在T1上感應出脈沖信號,使Q2導通,Q1截至;
就是這樣,鎮(zhèn)流器便振蕩起來; 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 示波器測試得);諧振后熒光管發(fā)光;
用FLUKE 8840萬用表 AC檔測試得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)流器是增設一一個副邊的繞組,類似電
流互感器,副邊繞組感應出的脈沖經過D14、C13、C14等元件整流濾波,正常時得到15V的電壓;
由于DB3-1 是33V的雙向二級管; 當故障時繞組感應出的電壓大于33V時,即向可控硅Q4和三極管Q3提供保護控制信號,
Q3導通使整個振蕩電路停止,并且Q4 可控硅導通防止,Q1與Q2 再次導通;
除非鎮(zhèn)流器 二次上電。
雷士電子鎮(zhèn)流器電路圖(型號NHB140U-06)詳解
一款雷士NHB140J-06電子鎮(zhèn)流器,重要參數如下:功率40W,額定電流190mA,功率因數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,下面對其工作原理加以分析,不妥之處請斧正。
該鎮(zhèn)流器主要由干擾抑制、整流與功率因數校正、啟動與振蕩、保護等電路組成。
一 市電輸入與功率因數
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,對來自電網以及鎮(zhèn)流器工作時產生的高頻干擾進行雙向抑制,避免兩者相互干擾。
2.整流與功率因數校正電路
市電經整流二極管D1~D4(1N4007)橋式整流后,輸出單向的約205V脈動直流電,經過二極管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)等元件組成的復合泵式功率因數校正電路。
其中,D9~D11、D14、C10、C11、C5、C6等元件構成第一輔助電源(雙泵電源),D7、D8、C3、C4等構成第二輔助電源(高泵電源)。
雙泵電源:此為逐流電路的改進型。逐流電路的特點是延長了市電電流的導通時間,整流二極管導通角度延長至120°,電流為零(死區(qū))的角度減小至60°,為零時間約占33.3%,功率因數可提高到0.9左右,電流諧波
失真值(THD)可降至30%~40%,但這時燈管供電電壓波動大,電流波峰系數大于1.7(不達標)。
采用改進型的逐流電路后,加到L2及燈管支路中的高頻電壓除流向半橋無源端的電容C7外,其正、負半周還分別通過D14、D9整流,C11、C10、C5、C6濾波,形成了兩個輔助電源。該輔助電源與脈動直流供電電壓疊加,降低了電壓的波動,使電流波峰系數小于1.7,但在市電輸入電流的0°,180°,360°附近仍有間斷,盡管可以通過減小C10、C11容量來減小間斷角,但又會使燈管供電電壓波動增大,電流波峰系數增高。在此階段中,當市電電壓低于C10、C11所充電壓(約電源峰值電壓的一半)時,市電中斷,C10、C11中儲存的電荷開始向負載放電,此時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半周送到C3的下端,市電通過D7、L1對C3充電,在C3上形成上+下-的電壓,此時D8負端電壓高于D7正端電壓,D8不導通;在高頻電壓的正半周期間,C3上的電壓與高頻電壓疊加,經D8整流,C4、C10、C11、C6、C5濾波后,形成約260V脈動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。
經此設計后,該電路的功率因數、諧波含量、燈電流波峰系數等均達到了國標規(guī)定標準。
二 啟動與振蕩電路
通電后約260V直流電壓通過偏置電阻R2、R3(680kΩ/0.5W)給功率管Q2(D 13005ED)的b極提供偏置,Q2開始導通,同時260V電壓還通過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各繞組產生了感應電勢。在反饋電壓的作用下,Q2快速退出飽和進入截止狀態(tài),Q1迅速由截止進入飽和狀態(tài)。
此電路為變異型半橋逆變電路,在半橋橋路的無源側C7下部與地端少了一個同容量電容。當Q1開始導通時,在Q2導通期間C7充有的上+下一電壓,此時開始通過Q1的c極、R4(0.5Ω/0.5W)、L2、右燈絲、C14、左燈絲及D16(1N4007)放電。
由于電磁感應及反饋繞組的作用,Q1、Q2反復導通與截止,形成振蕩。半橋在Q1、Q2的中點輸出近似方波的脈沖,通過C14電流方向交替變化,使L2、C14、C7等組成的LC串聯電路發(fā)生諧振,C14兩端產生諧振高壓點亮燈管。燈管被點亮后,內阻下降,LC串聯電路失諧,Q值下降,燈管兩端電壓降低,同時L2又對燈管電流加以限流,滿足了燈管高壓啟動、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轉入導通前,流過L2中的電流(由右向左)通過C8、C7返回至燈管中,電流保持連續(xù),避免中斷;在Ql截止、Q2轉入導通前,流過L2中的電流(由左向右)又通過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。實測此鎮(zhèn)流器工作頻率約為42kHz。
三、保護電路
在保護電路中,除保險絲FUSE(0.39Ω/0.5W)提供最基本的短路保護外,還有以下保護:
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)、過壓取樣電阻R9、R10(150kΩ)、R14(680kΩ/0.5W)等組成燈管過壓保護電路。當燈管壽終(EOL)、陰極出現整流效應等引起燈管電壓過高時,通過D18、D19等整流濾波后的電壓達到約33V、DB3導通,Q3導通,二極管D15(FR107)正極電壓被拉低,Q1因失去激勵而截止,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,避免電流過大造成燈絲上的發(fā)射物質過熱而損害,影響其使用壽命。C7下端連接接插件CM③腳及D16負極,在無燈空載通電時,C7處于開路狀態(tài),無電流通過,T1繞組無法產生正反饋,避免了空載通電時,L2、C14發(fā)生串聯諧振而燒毀元件。
電感L5、L4(33pH)的作用是防止Q1、Q2的b極輸入電壓過高,避免三極管深度飽和帶來的開關損耗;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)起交直流負反饋作用,穩(wěn)定電路工作狀態(tài),同時又是Q1,Q2過流保護電阻,當燈管壽終等情況引起過流時,R4、R5被燒斷,防止故障擴大;Q1、Q2內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內部阻尼管、C6或Q1內部阻尼管、C7等吸收(負載續(xù)流),避免Q1,Q2過壓擊穿。
此電路預留有二極管D13、D12安裝孔,分別并接于半橋橋路有源側中點與電源正、負極之間。當采用的Q1、Q2不帶阻尼管時,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型萬用表直流檔測得,僅供參考。