无极灯的原理与制作工艺
字号: 小 中 大 | 打印 发布: 2009-2-04 00:43 作者: ILight 来源: 照明工程师社区 查看:
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编者按：EB灯电源的核心部分是一个 DC／AC逆变器，它产生 2．65MHz的
高频功率用以点亮气体放电灯泡，由此会带来电磁干扰(EMI)和抗干扰(EMS)等
问题。
一、电源滤波器
EB灯电源的核心部分是一个 DC／AC逆变器，它产生 2．65MHz的高频
功率用以点亮气体放电灯泡，由此会带来电磁干扰(EMI)和抗干扰(EMS)等问
题。故 EB灯必须满足国标：GB／T18595-2001《一般照明设备电磁兼容抗扰
度要求》和 GB177430-1999《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值
和测量方法》。
电源滤波器有两种作用：其一，是防止灯电源噪声窜入电力网，干扰其他用
电设备；其二，可阻止电力网中的噪声输入灯电源，影响灯的正常工作。其电路
如图 1所示。
电源滤波器是由电感和电容组成的两级式电源滤波网络，所要抑制的频率主
要是 PFC的工作频率约 50kHz和 DC／AC开关频率 2．65MHz，以及这两个
频率的高次谐波。CX1、CX2、CX3也叫X电容。把差模干扰噪声旁路掉。LF1、
LF2为共模扼流圈，抑制共模噪声。CY1、CY2也叫 Y电容，用于抑制输电线
继发的射频噪声。RV1为压敏电阻器，用来吸收尖峰脉冲过电压。在电源电路
中串接一个功率型NTC热敏电阻器，能有效地抑制开机时的浪涌电流。R1、R2
是 X电容的泄放电阻。
二、功率因数校正器(PFC)
MC33262是一款可靠且成本低廉的功率因数校正芯片，其应用电路如图 2
所示。市电经电源滤波器和整流器得到脉动直流电。电流通过启动电阻 R10向
C2充电至 10V时，IC1开始工作。整流后的直流脉动电压在 R5的分压作为取
样信号经 IC1的③脚输入乘法器。直流输出电压在 R6和WR上的分压经①脚
输至误差放大器的反相输入端，与 2．5V的参考电压比较放大后输出一个直流
误差电压，同时也输入到乘法器。通过功率开关MOSFET的电流在源极电阻R9
上转换为电压信号，输入到 IC1的④脚，并与乘法器的输出电压进行比较。随
AC电压从零到峰值正弦地通过，乘法器的输出电压控制 IC④脚的阀值，从而使
Q1的峰值电流跟踪 AC输入电压，致使校正电路的负载呈电阻性。
由于MC33262的控制作用，使输入电流紧紧跟随AC电压而变化，呈平滑
的正弦波。同时，PFC电路又是一种升压型开关稳压电源，使无极灯的功率和
光通量不会随市电电压的涨落而变化。
三、点灯逆变器
逆变电路如图 3，它将 PFC电路输出的高压直流变换为供无极灯使用的高
频交流电。国际电工委员会 CISPR15允许对磁场感应
标准
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的频率范围为 2．
2MHz～3．0MHz，其中心频率为 2．6MHz。接通电源后 PFC输出直流电压．
通过 R19、R18加到电容 C12上，C12开始充电。当 C12上所充电压达到触
发管(DI-AC)D8～D16的转折电压时，DIAC由关断转为导通状态。积分电容
C12所储存的电荷经DIAC加于振荡变压器BT1的初级绕组W20，依靠W22、
W21两个绕组使 Q81、Q82获得幅度相等，相位相差 180°的驱动信号。在
Q82导通时 Q81被强迫关断截止；Q81导通时，Q82又被强迫关断截止。
逆变器的振荡频率由绕组W21、W22的电感量与场效应管 Q81、Q82的
输入电容以及补偿电容 C81、C82共同决定，灯回路网络的谐振频率必须与输
入回路的谐振频率相同，例如：谐振频率为 2．65MHz。还要尽力优化 Q81、
Q82驱动信号的幅度和波形，使其自身功耗降到最低。
二极管：D8′有两个作用：正向时用来泄放 C12上的电荷，防止逆变电路
因误触发而出现共同导通现象，起保护作用；反向时，利用反向恢复时间的反向
电流为振荡变压器输入激励信号
图 3中 Lz、C14、C15为谐振电感和谐振电容，它们是设计中重要的参数。
在启动阶段，灯泡的等效电阻很大，Lz、C14、C15发生串联谐振，谐振电路
可以在灯两端形成很高(约 3000V)的点火电压。无极灯引燃后，进入正常运行
阶段，泡体内电弧等效电阻在数百欧姆，当灯电流生成后，谐振回路失谐，C14、
C15上的谐振电压降到灯的工作电压。灯点亮后由 Lz稳定灯的电弧电流。与此
同时，由于输出回路的选频滤波作用，点灯电能为一余弦波的电压和电流，其频
率为激励信号的基频。
四、异常保护电路
当出现灯泡接线脱落或者灯泡漏气等异常状态时，无极灯不能正常启动，谐
振引火电路一直处于谐振状态，逆变器输出的电流增大到正常电流的 3～5倍。
如果不采取有效的保护措施，就会造成点灯逆变器以及前级单元电路因过载而烧
毁，甚至引起冒烟、爆裂等事故。异常保护电路如图 4所示。
在异常状态时：在谐振电容 C14、C15的中点引出异常保护采样电压，，
通过电容C16、C18的分压和D18、D19、R24整流后成为控制电压，通过R25、
R21和 C19延时电路，在 C19上得到随时间上升的直流电压，当此电压大于
DZ1的稳压值时便被击穿，可控硅MCR导通，通过阻塞二极管 D17将 Q82
栅极与地短路，迫使半桥逆变电路停止工作。而在正常状态下，C19上的电压
还未上升到DZ1的稳压值，灯就点亮了，灯点亮后谐振电路便失谐，因而 DZ1
一直处于截止状态。R20的数值不能取得太大，其电流一般为 1～2mA，保护
电路的动作时间不能取得太大，一般为 1～2秒。C20、R23起抗干扰作用，防
止单向硅因干扰信号而误动作。
无极灯的原理与制作工艺
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