谐振电压反馈自驱动电子镇流器

谐振电压反馈自驱动电子镇流器 王传兵　刘晨阳 (浙江大学电气工程学院 　杭州 　310027) 摘 　要 探讨一种电压反馈自驱动电子镇流器。详细分析了其启动电路、谐振电路、控制系统。同时制作 了一个 36W 的电子镇流器进行验证 ,实验结果证明了理论分析的正确性。 关键词 　电子镇流器 　自激 　谐振 引言 目前的电子镇流器 ,按其控制方法可分为外加驱 动式电子镇流器和自驱动电子镇流器。由于自激式 电子镇流器无需外加 IC、结构简单、价格低等特点 , 目前广泛应用于紧凑型荧光灯中。 本文就一种典型的自激式电子镇流器 ———谐振 电压反馈自驱动电子镇流器进行深入的探讨 ,给出了 其启动电路、谐振回路参数、自驱控制的分析方法。 同时按照以上的分析方法制作一个 36W 荧光灯电子 镇流器进行实验验证。 1 　主电路结构 主电路包括三部分 :启动电路、RLC 谐振电路 ,以 及 MOS管及其驱动电路。 启动电路由双向触发二极管 (Diac) ,电阻 R1 、 R2 、R3 以及电容 Cd 组成。 谐振电路由 L R 、CR 以及灯的等效电阻 R 组成。 Q1 和 Q2 分别是 NMOSFET和 PMOSFET ,其自驱 动电路由电感 LD 、LB 以及两个稳压管 (Zener)组成。 111 　电路启动过程分析 加电源直流电压后 ,电感 LB 及 LD 相当于短路 , 电容 Cd 与电容 Cb 开始充电。当充电到一定的程度 后 ,电容 Cb 上的电压高于触发二极管的击穿电压 Vbo ,从而触发二极管导通 ,其端电压突变 ,对电感 LD 激励一个电流脉冲 ,从而驱动 MOS 管 ,电路开始启 动。 112 　RLC 谐振电路分析 : 图 1 　主电路结构图　并联谐振回路中利用基波等效法 :ÛUo ( jω)ÛU i ( jω) = 11 - ωω0 2 2 + ωω0 Q 2式中ω0 = 1L R CR 　Q = Rω0 L R ,选择合适的ω值 ,同时根据电路荧光灯的额定电压功率等可以计算出 L R和 CR 的值。113 　驱动电路的控制模型分析从控制角度出发 ,自驱动电子镇流器是一个非线性系统。如图 2 所示 ,其中 :(a)为实际的门极驱动电路 ;(b)为门极驱动电路的等效电路 ; 61 中 国 照 明 电 器 CHINA LIGHT &LIGHTING 　　　　　　　　　　　　　　 2005 年第 10 期 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. (c)为具有理想继电器的非线性环节 ; (d)为 (b) 电路的电压电流波形图。 图 2 　驱动电路的控制模型分析 　 对理想的稳压管 ,视为具有理想继电性的非线性 环节 ,如图 2 (c) ,其端电压 : IZ > 0 ,Vgs = Vz + Vd IZ < 0 ,Vgs = - Vz - Vd Vz 为稳压管的稳压值 ,而 Vd 为稳压管的正向导通压 降。根据图 2 (b) ,可以得到 : iLB ( t) = vzLB t + θ - πΠ2 ω 其中θ是图 2 (d)中 Is 与 ILB之间的电位差 ,当 iLB大于 is 时 ,流过稳压管的电流改变方向 ,此时开关从开通 状态转变到关断状态。当 t = <ω时 ,有 Ip N sin < = iLB <ω , < = π - θ ( Ip 为 Is 的峰值) sin < = Nπvz2 IpωLB = sin (π - θ) = sinθ 其中 N 是变压器的匝比。门极的移相角为 θ = arcsin Nπvz2 IpωLB 2 　实验数据及波形 输入电压 : 220VAC ,50Hz。输出负载 : 36W 荧光 灯一个。工作频率 : 40kHz。取 L R = 118mH , CR = 8nF ,变压器匝比 15∶1 ,LB = 250μH。 实验波形如图 3、图 4 所示。 图 3 　灯电压电流波形 　 图 4 　开关电压电流波形 　 3 　结语 本文中的谐振电压反馈自驱动电子镇流器具有 结构简单、价格低廉等特点 ,但是占空比严格控制在 015 ,相对地对其功能的拓展造成了限制 ,如无法进行 调光控制等。 为了使其参数性能达到最优 ,对其进行深入的分 71王传兵 等 :谐振电压反馈自驱动电子镇流器 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved. 析是必要的。 参考文献 1 　张卫平. 绿色电源———现代电能变换技术及应用 [M] . 北京 :科学 出版社 2 　Louis Robert Nerone. Analysis and Design of a Self2Oscillating Class E Ballast for Compact Fluorescent lamps. IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS ,Vol 48 ,No. 1 FEBRUARY 2001 3 　刘晨阳. 自激电子镇流器控制模型的分析及实验研究. 电力电子技 术 , 2003 4 　R. N. do Prado A. R. Seidel F. E. Bisogno M. A. D. Costa. A Design Method for Electronic Ballast For Fluoresent lamps. IEEE (本文编辑 　江姗) 资 料 征 订 资 料 名 称 单　价 电光源实用手册 118 元Π册 绿色照明丛书 190 元Π套 ,7 册 交通运输照明光源科技文献汇编 70 元Π册 第三届全国电光源科技研讨会 会议资料 230 元Π套 ,2 册 全国电光源材料科技研讨会会议资料汇编 (2004 年 ,2005 年) 90 元Π册 ;100 元Π册 全国电光源设备科技研讨会会议资料 80 元Π册 消毒杀菌紫外光源及装置技术资料汇编 120 元Π册 新世纪高强度气体放电灯技术资料汇编、论文集 200 元/ 套 ,2 册 节能型环形电感镇流器 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 汇编 40 元/ 册 电气照明设计 50 元/ 册 霓虹灯、电子霓虹灯资料大全 280 元/ 套 ,5 册 金属卤化物灯技术资料专辑 130 元/ 套 ,2 册 节能型电感镇流器技术资料 150 元/ 套 ,3 册 节能型电感镇流器在节能灯具中的应用 50 元/ 册 霓虹灯技术资料与标准 150 元/ 套 ,5 册 反射型节能白炽灯技术资料专辑 50 元/ 套 ,2 册 1997 年电子镇流器专刊 20 元/ 册 灯用荧光粉工艺和理论 15 元/ 册 普灯灯丝导线生产 10 元/ 册 照明技术资料汇编 (发光二极管、导光管、光纤、背光照明、液晶显示照明、硫灯、无极灯等) 270 元/ 套 ,3 册 　　订阅办法 :邮局汇款 :北京市大北窑厂坡甲 3 号　全国照明电器信息中心　邮编 :100022 银行信汇 :工行北京市朝阳支行营业部　帐号 :892359263 　北京电光源研究所 《2004 年 ,2005 年全国电光源材料技术研讨会会议资料汇编》征订 2004 年汇编包括两部分 :一是会议邀请 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ,收录国内外著名电光源及电光源材料科研、生 产和使用单位的专家所作专题报告二十余篇。二是技术资料选编 ,收录精选论文十九篇。 2005 年汇编集中收录了电光源材料科研、生产、使用方面的最新论文和资料四十九篇。 欢迎业内同仁订阅。定价 :2004 年汇编 90 元Π册 ,2005 年汇编 100 元Π册 订阅方法 :银行信汇 :工行北京市朝阳支行营业部 　帐号 :892359 - 63 　北京电光源研究所 邮局汇款 :北京市大北窑厂坡甲 3 号 　全国照明电器信息中心 　邮编 :100022 电话Π传真 :010 - 67709368 81 中 国 照 明 电 器 2005 年第 10 期 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.