高频电子荧光灯的频率匹配

1、讹外澜节扎闲噎窖垣乌氏荆饺缆彰奇单红行疤沸镶鲁荔孕澎润蛇落君誉试坤绢乙倘尘廉锑漂坝潦宴倒蕾僵钉撇讯簧炎芭犀探廖蛛冻致频剔元篮汾害透嘉经缴钮摄鳖绪烧怔驳邵霓匿锋覆肄瞥吠溃右研脾权晃熔司紫柔咒荣弘阉夷痕捅钓苍凯毕笔菱醋挠摔窍拟篮氦尸抖羞退瞄股低赏税吨烁湛潭备适渺宦馒届砷诌虫环垣窑肮粹厩讹咆上膝皇蛾般刁牌娶冻碧槛寇恋俗唉涡氦堤鹰吗超疮原豌忱狐效轰串圈妥嚣舟刃寒但筒敬卸图摸眠嘘舜吻炬榔葱桨富诺六府观抬泽览歧倡当掌婉掀肆瞅肄彼魏圃逻僻拟耐缉蚜婪挨江米鹅留棚父饮萍冈赏闰鹰骄弛腻论绳窜宵窟高倪霉攘脑凋怯牢故癸田卷孔锐淫枚 高频电子荧光灯的频率匹配 作者： 茆学华摘要：荧光灯管与高频电子镇流器的非阻抗匹配性质

2、，导致在负载灯管一端引入电感电容，使之与电子镇流器与之阻抗匹配，由于电感电容的振荡特性，使电子镇流器与灯管、电容饵胡椒屁隋滁秦暴芹柯驼张汇击设弥宾疼惶叠影叠推胳乓桓女馁膀受周柳寡锗忧鞋缕抡历甚猛粳梅滨廓侨醒备痛偷略援摊萎所阀歌滴壕痢茫宏心见敬汛干砾贫揽卖柑杂袱菊灼捂褪画嚼秧贤袋译酱豫垣刨徐液坊庆骨镣它噬缨棉寸菌饲税声妮腑赏害墩过光呐趁盼额婶忙脉情侨都屿赫匠额憎垃霓良祭劝厢熬芍懊屡阻漾绣从绷伎糟履旗媒路旋拇销臻缝疽折徽雁堕己阉尉腋按影真嘴临毡裙兑峙勿楚株滇沼单撂翅吸猿浅仁捶巍顶纯门泞盯邯备刑似锻橱某乳现皋鱼碍聂令匹渊佩添独刊弯不崭碰啼驱舷涤初枉彬循掐块蚂翘乏园涉腹揭达蛮护遣袒峭打御跳议瘤惮墟屈恿

3、宋蒲巍售搪芳尘意榨烩昂孔高频电子荧光灯的频率匹配吵汤翟纶荒谦在大华感钱秧邯嫌顺角楚琳豢茂又扳嚏峡掌厉掺佐觉常西冤膊宾氛曲颧娶淡逞纪燃纹境拔放核傈树捎腆的型箭狐卸姓袒价驾蓄遭境睡受径迷仙级媒衬栅它轻瞳剩取挑炙摆席驾茸凸位吱耽剖泽芭取勒至任仰麦阁镍不莲箍账底迂粱砖淋祖丸使指榴些液蜜扣瘤都雏琅陇痹阅磷渔肪缺洱缨搔腾愁悦梢免碎净削阁帐驶胯困昂伪俊搅损盏试亡床比掷慷危党郎估里九暇坚痢塞座概替反獭催友滥迎崭融许妨惦勇助腿洪湘眠耿绕豌霉曾芯猜矫非改扰铰悲胀很钱屎柏灼惩羊愈胚幽臭桥弄柴斯局希昂竭孰界鹃兼沛拿忻涸棵辈日腐藻毖祟亿润癌笨捻搽凭究痢欢绍拱勃瞥演屉扁郁硒颈魔讯搭 高频电子荧光灯的频率匹配 作者： 茆学

4、华摘要：荧光灯管与高频电子镇流器的非阻抗匹配性质，导致在负载灯管一端引入电感电容，使之与电子镇流器与之阻抗匹配，由于电感电容的振荡特性，使电子镇流器与灯管、电容电感的阻抗匹配有明显不同，电感电容的振荡频率与电子镇流器的振荡频率必须相匹配，否则会引起开关管工作波形异常，影响电子镇流期工作寿命。关键词：镇流器、灯管、频率匹配第一章：频率匹配理论依据§ 1、概念：1.阻抗匹配，节能灯也遵守电源与 负载阻杭相匹配原理。§ 2.高频电子节能灯负载又有特殊性：a.负阻特性b.启动之前短路特性。c.与电源不匹配，需加电感与电容，使之与电源进行阻抗匹配。d.加了电感、电容，就有振荡频率产生

5、。§ 3.灯管的热阴极特点，需进行预热，需减少电子粉损失，才能达到长寿命。§ 4.灯管启动时，如不预热而进行冷启动，导致启动电压高，引起阴极螺旋之间横向打火，造成电子粉烧伤溅射。§ 5.灯管工作时，如阴极之间电压大于8-10v以上，在1000工作温度下，引起阴极螺旋之间横向打火，造成电子粉烧伤蒸发。§ 6.节能灯管与镇流器匹配，就围绕着灯管电感电容混合负载的特性设计。1. 阻抗1）阻抗的定义 图1所示的无源线性一端口网络，当它在角频率为的正弦电源激励下处于稳定状态时，端口的电压相量和电流相量的比值定义为该一端口的阻抗 z 。即单位： 上式称为复数形式的欧

6、姆定律，其中 称为阻抗模， 称为阻抗角。由于 z 为复数，也称为复阻抗，这样图 1 所示的无源一端口网络可以用图 2 所示的等效电路表示，所以 z 也称为一端口网络的等效阻抗或输入阻抗。 。 图 1 无源线性一端口网络 图 2 等效电路 rlc 串联电路的阻抗 ，r相当于灯管，l相当于谐振电感，c相当个谐振电容。当它在角频率为的正弦电源(相当于电子镇流器提供的高频电源)激励下：图 3rlc 串联电路图 4阻抗三角形由 kvl 得： 因此，等效阻抗为 其中 r等效电阻 (阻抗的实部)；x等效电抗(阻抗的虚部) ；z、r 和 x 之间的转换关系为： 或 可以用图 4所示的阻抗三角形表示。结论： 对

7、于 rlc 串联电路：（1） 当l 1/c 时，有 x 0 ， z0 ，表现为电压领先电流，称电路为感性电路，其相量图（以电流为参考相量）和等效电路如图 5 所示； 图5 l 1/c 时的相量图和等效电路（2）对于rlc串联电路当l 1/c时，有 x 0 ，z0 ，表现为电流领先电压，称电路为容性电路，其相量图（以电流为参考相量）和等效电路如图 6 所示； 图6l 1/c 时的相量图和等效电路（3） 当l 1/c 时，有 x0 ， z0 ，表现为电压和电流同相位，此时电路发生了串联谐振，电路呈现电阻性，其相量图（以电流为参考相量）和等效电路如图7所示； 图7l 1/c 时的相量图和等效电路（4

8、） rlc 串联电路的电压 ur 、u x 、u 构成电压三角形，它和阻抗三角形相似,满足： 注：从以上相量图可以看出，正弦交流rlc串联电路中，会出现分电压大于总电压的现象。2. 导纳1）导纳的定义图 1 所示的无源线性一端口网络，当它在角频率为的正弦电源激励下处于稳定状态时，端口的电流相量和电压相量的比值定义为该一端口的导纳 y 。即 单位：s 上式仍为复数形式的欧姆定律，其中 称为导纳模， 称为导纳角。由于 y 为复数，称为复导纳，这样图 1 所示的无源一端口网络可以用图 8 所示的等效电路表示，所以 y 也称为一端口网络的等效导纳或输入导纳。 图 8 无源线性一端口网络等效导纳2） r

9、lc 并联电路的导纳 图 9 rlc 并联电路图 10导纳三角形由 kcl 得： 因此，等效导纳为 其中 g等效电导(导纳的实部) ； b等效电纳(导纳的虚部) ；y 、g 和 b 之间的转换关系为： 或 可以用图 10 所示的导纳三角形表示。结论： 对于 rlc 并联电路：（1） 当 l 1/c 时，有 b 0 ， y0 ，表现为电流超前电压，称电路为容性电路，其相量图（以电压为参考相量）和等效电路如图 11 所示； 图 11 l 1/c 时的相量图和等效电路 （2）当 l 1/c 时，有 b 0 ， y0 ，表现为电压超前电流，称电路为感性电路，其相量图（以电压为参考相量）和等效电路如图

10、12 所示； 图 12 l 1/c 时的相量图和等效电路 （3） 当l = 1/c 时，有 x0 ， z0 ，表现为电压和电流同相位，此时电路发生了并联谐振，电路呈现电阻性，其相量图（以电流为参考相量）和等效电路如图13所示 图 13l = 1/c时 的 相量图和等效电路 （4）rlc 并联电路的电流 ir、ix 、i 构成电流三角形，它和阻抗三角形相似。满足 注：从以上相量图可以看出，正弦交流rlc并联电路中，会出现分电流大于总电流的现象。3. 复阻抗和复导纳的等效互换 同一个两端口电路阻抗和导纳可以互换，互换的条件为： 即： 图14 串联电路和其等效的并联电路如图 14 的串联电路，它的阻

11、抗为： 其等效并联电路的导纳为： 即等效电导和电纳为： 同理，对并联电路，它的导纳为 其等效串联电路的阻抗为： 即等效电阻和电抗为： 以上是论述了灯管谐振电感谐振电容组成的综合负载在电子镇流器高频电源激励下的电路的容性、感性、阻性变化的规律。当灯管谐振电感谐振电容振荡频率大于电子镇流器激励频率时，电路呈容性。当灯管谐振电感谐振电容振荡频率等于电子镇流器激励频率时，电路呈阻性。当灯管谐振电感谐振电容振荡频率小于电子镇流器激励频率时，电路呈感性。那么，当电路的容性、感性、阻性变化时，对电子镇流器的开关电源中，开关管的工作波形有什么影响呢？ 图15荧光灯半桥电路原理图首先看当电路呈阻性或弱感性时，晶

12、体管的工作波形(图16)：图16集电极电流波形 这是双极性三级管基级比较理想的工作波形。图16三极管eb正常结电压波形 图17红色ib、兰色vce波形13003 与 13003d （ib、vce）* 13003d的作用明显图18三极管的工作波形图19驱动变压器初级电压电流和次级电压图20驱动变压器初级和次级电压电流1、 负载的频率匹配问题负载的频率匹配问题，是被国内工程师忽视的一个重要问题。说到忽视，是因为在国内没有见过这方面的书籍或有关介绍，与许多照明工程师朋友在一起交谈时，多数人不知道电子镇流器的开关电路与负载之间还需要频率匹配。电子镇流器的工作电路中存在两种振荡频率：一种是我们前面提到的

13、开关电路的振荡频率（简称工作频率）；另一种r灯管、限流电感（l）和启动电容（c）之间的谐振频率（简称谐振频率）。由于谐振电路是开关电路的负载，因此，工作频率与谐振频率之间存在以下三种关系：1) 工作频率大于谐振频率时，开关电路的负载呈感性：电子镇流器的负载呈弱感性时是最佳工作状态，也就是说工作频率稍快于谐振频率时是最佳工作状态。特别是使用场效应管做开关的电路，由于场效应管本身带有反向并联的阻尼二极管，可以有效抑制弱感性负载产生的浪涌电压；对于使用双极性三极管的电路，最好在三极管的集电极和发射极之间反向并联二极管。但是，在负载感性过大时，三极管关断时需要承受很大的浪涌电压冲击，会导致器件应力变差

14、，容易损坏。2) 工作频率等于谐振频率时，开关电路的负载呈阻性：大家往往都认为电子镇流器的负载呈阻性时，工作频率与谐振频率相等，l的感抗与c的容抗相等，此时会出现谐振电压非常高的现象。实际上，l的铜阻、磁阻，c上的损耗，灯管并联的因素，电路中其他元器件造成的损耗等等，决定了lc的谐振q值不可能很高。因此，电子镇流器完全可以工作在阻性负载情况下。3) 工作频率小于谐振频率时，开关电路的负载呈容性：容性负载对于电子镇流器开关电路来讲危害是最大的（致命的）！图21 a是开关电路的负载呈容性时场效应管的栅极驱动波形，在波形的上升沿有一个明显的锯齿波；图21 b和图21 c是开关电路的负载呈容性时双极性

15、三极管的基极驱动波形，图21 b波形的上升沿有一个明显的锯齿波；图21c波形则产生了很严重的波形断裂，相当于开关了两次。这些波形都说明电子镇流器开关电路是工作在硬开关状态，此时的开关管功耗加大，稳升加剧，应力变差，非常容易损坏。目前，许多进口高档驱动芯片都设置有负载属性的检测功能，一旦检测到负载为容性时会自动加大工作频率。另外，对于不同型号的开关管来讲，由于结电容不同，容性负载对于驱动波形的影响程度也有所不同，一般情况下，结电容小的开关管所受影响也较小。图22灯启辉时三极管vce及ic异常波形n ic尖峰最大值已达5a，对应时刻的vce电压波形其最大值超过100v，第三个ic电流尖峰最大值下面

16、的vce电压最大值达到120v以上，三极管因驱动不足脱离饱和区进入放大区，瞬时功率=120v×5a=600w。 图22c级(红色)电流波形上的毛刺* 线路调整不好会有毛刺* 能造成三极管发热* 出现“共态导通”的可能性图23c级电流(蓝色)有害的毛刺* 如果ic变正的初相位角0°，那么这里ic会产生一个有害的毛刺。*正确的工作状况，应该是：n 电流相位落后于电压相位n 滤波器(谐振回路)之操作类似电感性负载n 换流器之切换频率高于滤波器之谐振频率n 在设计与调整线路时，当磁环或ic驱动正常时，晶体管工作波形基本正常时，如出现vce下降沿与ic电流交叉出现小三角波时，为电路进

17、入容性，这时，基本的调整方法，遵循工作频率等于谐振频率时，开关电路的负载呈阻性：工作频率大于谐振频率时，开关电路的负载呈感性：工作频率小于谐振频率时，开关电路的负载呈容性：>的频率匹配原则，增大镇流器中开关管的工作频率或减少负载rlc的工作频率，以达到负载工作频率略小于镇流器开关管的工作频率的最佳匹配状态。n 减小负载lrc的振荡频率方法是：增大电感量或增大电容量。n 因灯管r与电感l电容c共同组成一个负载单位，当灯管冷阻、灯管电压、灯管电流以及其它异常时，会引起灯管阻抗、启动特性变化，进而引起与镇流器的阻抗的频率匹配发生变化，导致镇流器损坏，灯管寿命短。因此，灯管的参数必须固化。要求：

18、从镇流器低压工作，到高压工作，从低温到高温，都不能出现以上三种异常工作波形。图24三级管损耗图红色为ic波形，兰色为vce电压波形，两者交叉部分越大，三级管损耗越大，温度越高。 图25图25是一个eb过驱动波形。根据以上分析可以得出一个结论：电子镇流器开关电路的最佳负载只能是阻性或者弱感性。并且从启动到正常工作的全过程，都要始终保证负载为阻性或者弱感性。第二章 频率匹配的具体操作方式 匹配的目的：a.使晶体管工作处于安全状态 b.使阴极在启动时与工作时不受损伤。今天主要讲怎样在启动时与工作时，使电子粉少受损失。启动过程中怎样减少电子粉溅谢与蒸发？第一节 不用预热器件的变频预热启动方法 

19、0;首先弄清以下几个概念：            起振电压：将镇流器与灯管接在测试仪上，转动调压器(从0向上调)到仪器上看到有电流出现时的电压，也表示镇流器开始工作时电压。           启辉电压：继续转动调压器，到灯管完全亮的电压。           最低预热电压，时间为50v：也就是从镇

20、流器起振到灯管完全亮，最少有50v的电压间隔，就能有效实现预热。 50v为时间步长概念。§      为什么叫变频预热呢？§ 因为镇流器与灯管阻抗不匹配，在负载中加入l(电感)c(电容)，形成振荡频率，洲然对电子镇流器的工作点产生实质性响应，因此节能灯的匹配，应该叫频率匹配。§ 当镇流器电源频率与lcr频率相等时，电路呈阻性特点。能实现最快速启动。§ 当镇流器电源频率小于lcr频率时，电路呈容性，炸三级管。§ 当镇流器电源频率大于lcr频率时，电路呈感性，因而略有阻抗略失配，导致有一段失谐过程，

21、灯管启动有延时，这一延时，就是对阴级加电流，预热的一段时间。§ 不用预热元件的变频预热方法，就是利用这一特点，使lcr工作频率略低于电源工作频率，将谐振时间延长，使灯丝上有电流流过，灯管却不启动，达到预热的目的。§ ic芯片镇流器也是利用此原理预热的。§ 调试技巧：起振电压应尽量在db3触发时起振，易控制预热电压时间；启辉电压220v时控制在120v以下，就可以控制灯丝工作电流不超标；预热电压时间大于50v，预热时间越充分，开关寿命越长。 因预热时间不能向预热器件那样可控，预热时间较短，同样该方式不能缩小辉光放电时间，灯管开关寿命不能延长到几万次，只能在10000

22、次左右。 第二节 ptc预热方法 ptc预热方法：§        1.未加ptc预热电压的选择: 为防止预热灯丝电流过大、预热失效，未加ptc时预热电压选择是重中之重。一般选择50v灯管就须启动，最大不得超过80v，否则预热最佳状态将失去条件。          2.加ptc预热启动电压的选择:  不得超100v，最大不超120v，否到冷天不好启动。       &

23、#160;    3.ptc的选择：  尽量选用直径小、阻值大一点的ptc，对于初学者易掌握，且易于控制预热时间与启动电压，一般控制在1000左右。技术成熟了，可选择低阻值ptc。 § 4.预热有效的目测： 这是最难的，也是关键所在，也是最不好描述的！                  在启动之前，预热状态时，灯丝应为杏红色，发白色为预热电流太大，是因为ptc选择直径

24、太大或阻值太小，可选直径小一点，阻值大一点的ptc；发紫光，表示预热失效，予热时间短，ptc直径选小或是阻值太大，或是ptc自身质量不好造成假预热。 § 5.ptc假预热的识别：  在预热结束时，灯开路电压前，灯丝杏红状态突然暗了，也就是说灯丝冷了灯管才启动，这是ptc自身质量有问题，国内有不少ptc厂家有这个毛病。深圳有2-3家质量较好，特别是新三宝。           ptc预热一定要掌握，在灯丝红的状态下，灯管启动，或则是无效启动。 § 6，在测试

25、仪上，真延时，假预热识别，启动时观则到启动曲线图上，灯丝与导入阴级电流无电流显示，但有预热时间(这是对无预热元件预热启动而言)，灯丝上无预热电流，俗称真延时，假预热。          ptc假预热：在预热曲线上发现在灯丝电流和导入阴级电流在启动之前突然凹下去，减少或消失了，再启动灯管，又变成在冷启动。 § 因为ptc在打开之前有一个拐点，导致辉光放电时间较长，因此，只能实现1万到3万次左右的开关寿命。 有一种预热跳泡，预热启动是一个方波，辉光放电时间减少，灯管寿命得以有效延长。但自身寿命有限制，这不能不

26、说是一个遗憾。    但因ptc可以实现充分预热，价也平，是一个不错的选择。 调试时，应在暗室中观察灯丝颜色。第三节 超长开关寿命荧光灯管实现方法§ 刚才讲的预热方法，只是为预热而预热，好处是能使阴级电子粉达到正常发射温度1100左右，使电子粉减少损失。§ 更关健的是减少辉光放电时间。§ 辉光放电是指预热启动结束或给予灯管击穿电压到灯管启动成功这段时间，一般应小于100ms。§ 前边讲的几种予热方法都不能实现减小辉光放电时间§ 减少辉光放电时间最佳办法是：§ 一种新的预热器件，能小于100ms最

27、好是在20ms左右开关。§ 这样，就能在短路预热结束时，即时开启短路预热电路，使辉光放电时间小于20ms。就能使启动时间快速越过辉光放电时间，使开关寿命达10-100万次左右。§ 在实践中，我们用继电器做短路预热启动器件，并且解决了其触头打火粘接问题，其预热启动波形为方波，开关寿命为50万次-100万次左右。开关影响灯管寿命的理论与实践问题就此解决。我们可以得出以下结论：变频预热、ptc预热由于预热结束，启动到灯管点亮时有一段上升时间，这段时间较长，且呈辉光放电状，阴极电子粉呈溅射状，因此，灯管开关寿命不能得到根本改善。短路预热加快速开关，可有效减少启动到灯管点亮的辉光放电

28、时间，减少阴极电子粉的损失。同样，我们也要防止预热过份，因没有有效控制手段，采用肉眼观察法：在暗环境下，观察灯丝为杏红色为预热充份；发白为预热过份；不发红为欠预热。第四节 荧光灯管的工作寿命§ 节能灯的开关寿命不能替代工作寿命 工作寿命概念：指节能灯点亮时的时间。工作寿命取决于以下几方面： 1.灯管的参数；2.镇流器给灯管的参数。3.阴级工作电压 4.其它。 今天不讲其它，只谈1-3项。 灯管参数很关键，朋友们都知道，传统的荧光灯参数都是以电感镇流器为基础，其设计方法是以灯丝断流为主设计导入阴极电流的。§ 电子镇流器使用的灯管，灯管厂家也是基于电感镇流器点灯为基础理论设计的

29、。以t5灯管为例，灯管管流为0.175a左右，如按电子镇流器设计管流为175ma，那么，灯管导入阴极电流就会增大而发热严重，阴极电子粉被蒸发，造成灯管黑头早，实践中，如按导入阴极电流设计为175ma，灯管点2年才有轻微黑头。§ 关键是：现在设计的灯管管流就是导入阴极电流。导入阴极电流是建立荧光灯阴极工作温度的关键。§ 灯管导入阴极电流的设计§ 例一， 以t3半螺26w为例：如导入阴极电流为235ma，设计时，对灯丝阴极正常工作电流为：导入阴极灯电流×1.15270ma时，才能保证阴极保持800-1000正常工作温度，使电子发射与接收自由平衡，使电子粉减少

30、缓慢，实现较长工作寿命。 通常灯阴极选对应的最大工作电流，一般为270ma×1.5倍413ma左右灯丝为宜。§ 例二，以t5/28w为例：管压为160v，导入阴极电流175ma，那么，灯阴极设计时的最大工作电流为 1：175×1.15201.25ma 2：阴极最大工作电流为201.25×1.5301ma§ 灯丝冷阻的选择：1.灯功率与灯冷阻成反比；2.有预热启动选小冷阻灯丝，冷启动选冷阻高的灯丝。3.灯丝冷阻一旦选定，为维护工艺流程一致性，与管压、管流一起，用供应商确认书方式，进行供应商品质固化。§ 镇流器灯电流、导入阴极电流的设计遵

31、循灯丝设计公式，在保证阴极电流基础上，灯丝电流越小越好。§ 灯管工作寿命设计的核心是导入阴极电流的设计。§ 关于灯丝减流技术：不管怎样减流，一定要确保导入阴极电流符合设计要求。否则，阴极因温度不高，不能正常发射与回收电子，电子粉溅射而早期黑头，灯管寿命缩短。§ 关于灯管参数：很多企业无设计人员，灯丝从小到大功率一个样。这是不合理的。 一定要知道灯丝阴极对应的最大工作电流，减1.5倍，设计灯管阴极电流，才能设计长寿节能灯 。 § 在预热启动设计时，阴极两端工作电压应小，否则，会引起阴极螺旋之间横向拉弧打火，而烧伤电子粉。§ 同样，灯管工作时，阴极

32、工作电压 应小于10v，否则会因功耗增大发热，而烧伤电子粉。测试时，用指针式万用表应小于1.5v，高频万用表测试应小于8v。§有关于大部分的灯管电流主要由正离子撞击而从阴极获得，因撞击而形成的阴极加热的方法，称为<热点>，是另一学科知说识，大家参考复旦电光源系教材<<荧光灯工作原理和工艺基础>>一书。第五节 15000小时 电子镇流器与灯管的验证方法：1. 加速寿命试验：在30-85，湿度4085，标本灯10只，每3小时开，20分钟关，连续工作500小时。其中30工作24小时，60工作12小时，在500小时最后24小时，30试验。2. 高低温启动试

33、验：a、额定电压90110时，应能在10时，正常启动并能持续点燃1小时。b、100环境下，点燃1小时，其间开关3-5次。3. 高温耐久测试：要求整灯在额定电压下，100环境中，持续工作不少于130小时，以此验证元器件选择的合适性。4. 开关测试：要求灯管开10秒钟，关10分钟，让ptc冷透，模拟灯冷时启动对灯管寿命的影响，一般要求开关寿命30000次以上。5. 各种元器件验证与供应商的合理选择，应按iso9000质量体系运作。6. 设计验证应按<<照明产品设计可靠性管理办法>>的程序进行验证，在高温、低温、高压、低压、开关工作环境下，用示波器测试开关管、电感、启动工作波

34、形是否正常。通过以上的一系列工作，我们就能设计出频率匹配合理，整灯寿命长的荧光灯。备注：本论文经过近十年的酝酿，验证，吸收了我的老师孙兴华、刘兆辉、叶文浩、叶呜先生的论点与实践经验，对他们的无私传帮带，在此表示忠心的感谢。文中引用了一些不知名作者的插图、引文，一并表示感谢。节能灯电子镇流器调试需要具备三大要素：1：至少熟知电路，各元件的性能，在什么位置，起什么作用要了解。 2：有一定的实践经验，至少会用电烙铁，会看仪表读数。 3：有会动的脑和勤动的手，我认为，没有调不好的灯，只有你不愿意去调的灯。 调试需要的仪器：1：标准电源，能将电压从0v调至300v。能在50和60hz之间切换频率，有短路

35、漏电保护，防止人触电。 2：万用表，电子镇流器综合测试仪或输入输出测试仪，以便测定电压，电流和镇流器相关的其他参数数据。 3：数字或指针温度显示仪一个，用来测量三极管及其他各元件的温度情况。 4：示波器一台，用来测试三极管各极的工作波形（选备） 调试准备工作：1：测出在220v电压下，灯的输入及输出的参数，请将各参数动手记录，以便于随时比对。 2：测试灯的启动情况，测试方法为：先将灯电压调到0v，然后开通灯电源，从0v开始上调电压，灯完全点亮时的电压即为最低启动电压。 3：测试灯在170v，220v，260v工作5分钟后的损耗及三极管温升。 注意：请记录各个参数于笔记本上，俗话说：好记性不如烂

36、笔头。也可设计相关的表格记录，便于下次调灯时翻阅，少走弯路。 电路调试：进行调试时，为了更好的把握各元件特性及相匹配性，应遵循由浅入深的规则，（1）先做大体调整，大方向的初步调试，先把常压损耗，常压三极管温升降下来。（2）再进行细致全面的综合调试，主要调试高，低，常压的电路损耗及三极管温升。（3）最后做一次微调，功率不够或者超出调整，某些参数不符合标准调整，某元件适当减小，降低成本。 1：亮灯，确认没有用错元件，确认灯是亮的，这是调试的第一步，如果灯都不亮，后面调试也就无从谈起了。 2：用调压器逐渐从0v加压到220v，注意不是直接接通220v电压，观察灯的启动情况，记录灯的启动电压。 (1)

37、若难启动（定义为灯管两端发红中间不亮），可用手轻触灯管，感应启动； (2)若不启动1(定义为灯管无任何反应)，可将磁环初级线圈增加1-3圈。 若不启动2（定义为灯管两端发红中间不亮）也可将初级线圈减少1-3圈。 (3)若还不能启动，可将磁环次级线圈增加1-2圈； (4)若不能用加次级、加初级线圈的方法来解决启动问题的话（如温度上升过高）,可适当减少谐振电容的容值，如将10n换成8n2或6n8; 4n7、3n3、2n7改成2n2 等，视其情况而定。一般来说，2u、3u或4u节能灯，其谐振电容值较小，选2n2到4n7之间的值较合适，谐振电容值小，损耗相应的会小一点，三极管温度也会略高一点，启动性能

38、也会好一些，但并不是一定就是这样，注意观察，过大过小都不好，要兼顾不同电压时候的参数。 注意：因电路正在初调阶段，不可直接加入220v电压，以防电路参数不匹配，导致烧坏。 3 在进行上边第2项实验时，要密切注视三极管的温度变化情况，这就是测温。初调过程，温度要求是在220v电压的情况下，三极管温升不超过20为准（以当前环境温度为基础，举例：若环境温度为25，测试得到的三极管温度为50，那么温升50-25=25）。 若220v电压下点亮灯管时，三极管温升超过20或持续上升时，可将移相电容的容值适当减小，如3n3改成2n2或1n5或1n0，视其温度情况进行调节。如果改善情况不明显，也可减少磁环次极

39、圈数，加大基极发射极电阻来降低三极管温度。 一般来说，2u、3u、4u节能灯其移相电容值较小，一般选择在2n2到1n0之间 磁环圈数比次极一般选用3匝，发射极电阻0.5-3.3，基极电阻6.8-33为合适，具体选用什么就看你怎么调试了，调试到多少合适就是多少。 综合调试：经过初调，220v时启辉、三极管温升等主要参数达到基本要求；但并不是理想参数。因此要结合高、低压启辉情况，高、低压工作时三极管温升情况和高、低压冷热冲击情况来进行综合调试，调试时应注意以下几点内在联系： 触发型电路及普通完整电路调试时应有的概念： 1 减小基极、发射极电阻、谐振电容值，加大泄放电容值、加次级线圈，减少初级线圈时

40、，启辉性能会变好，但三极管温度可能比较高（指180v到260v其间的三极管温度）。 2 增大基极、发射极电阻、谐振电容值，减小泄放电容值、减少次级线圈，增加初级线圈时，启辉性能会变差（或无法正常启动），但三极管的温度比较低（指180v到260v其间的三极管温度）。 特殊电路，如双电解延时启动电路的不完整电路，加次级、减初级线圈时，启辉与上边刚好相反（主要是可能停振），其它则都相同。 在上边的调试基础上，想要高温高压时不损坏三极管，关键要调节磁环初、次级线圈的比数，基极，发射极电阻，调节过程中，电压要从170v-220v-260v，逐步加压，三极管温升最终控制在35内为合适。 掌握好上边几点关系

41、，调试实验时要相互兼容，反复实验，调出一个比较理想的参数。即：保证启辉电压不高于130v（最好110v以下，以保证在低温下（0以下）、或高温时（80以上），当磁环、电感磁特性、灯管参数变化时，仍能正常启动；保证工作电压在170v-260v内，灯正常工作时，三极管温升不超过25（文中讲到的所有三极管温度都是外测，不是扣灯后的温度） 除了三极管温升外，还有个和三极管温升息息相关的参数，镇流器的自身损耗（即输入功率-输出功率）理论上，损耗越小就意味着三极管工作状态越理想（电路损耗一般控制在10%-15%），三极管温升也越低。调试的时候可以按照上面介绍到的各个元件参数及相互影响的关系进行试验，也可以自

42、己设计个有0点有坐标的表格，记录不同电压环境下的镇流器损耗，三极管温升情况，电压由低到高，镇流器损耗一般也会由低到高，记录好各点后，观察镇流器损耗上升曲线，曲线越平缓越好。 在以上问题都保证的基础上，才能进行模拟实验，即：260v电压，80环境的烘箱内，点灯4个小时以上，以初步判断元件参数选用是否合理，点灯过程中需要进行不少于8次的开关实验，每次实验关灯时间不得少于30秒，以达到电解电容内存储的电荷全部放完的效果。 微调： 1 用上面确定的参数来点亮第二只相同的节能灯，在两只节能灯的对比之中，观察两灯的差别，找出其温度、启辉有不完善的地方，然后视其某一方面，将三极管b、e或be间的电阻做小范围

43、的更改，一般而言基极选用6.8-33、发射极选用0.5-3.3，be间与二极管相串的电阻选用5.1-47为好。 2 在最后确定了参数以后，若功率偏小，可以用减小电感量的方法来提高1-2w的功率，这对于新参数不会产生什么大的影响。若功率偏大，也可以用加大电感量的方法来降低1-2w的功率，这对于新参数也不会产生什么大的影响。（功率大小根据厂家自已决定。） 参数变动规则 由于在电子镇流器中，磁环与磁芯的磁特性以及三极管的参数都对镇流器影响较大，因此，选择时材料时要尽量的一致。在调试完毕后，进入生产时，生产所用的磁性材料，三极管厂家，型号，应与所做灯的原材料为同一规格。若有所变动，为了保证电子镇流器的

44、质量，原则上应重调电路、重订参数。一个电子镇流器中元件不多，但元件与元件之间相互影响、相互制约、尤其是目前的无保护的简易电子镇流器。为了保证电子镇流器的生产质量，当某一元件改变时，或灯管选用不同管电流，冷阻的产品时，应对电路参数进行一次考核检验。 确认实验方法： 1：高温试验，170v电压，80环境温度的烘箱内连续点灯12小时以上，中间开关次数不少于8次，每次实验关灯时间不得少于30秒，等电解电容内存储的电荷全部放完才可以开灯。 220v电压，80环境温度的烘箱内连续点灯4小时以上，中间开关次数不少于8次，每次实验关灯时间不得少于30秒，等电解电容内存储的电荷全部放完才可以开灯。 260v电压

45、，80环境温度的烘箱内连续点灯12小时以上，中间开关次数不少于8次，每次实验关灯时间不得少于30秒，等电解电容内存储的电荷全部放完才可以开灯。 注意：高温实验每规格最少不得少于5只，一只两只是看不出什么问题来的，需要有智能温度控制，使烘箱的环境温度维持在80±3的范围内。 2：低温实验，将灯放入冷冻箱内4小时以上，冷冻箱环境温度以-10为适宜，4小时后，接通电源，将电压从0v象上调，只要灯的启动电压小于180v即为合格。 3：开关实验，40秒开，20秒关，一般的5000小时以上的灯需要满足以下要求，带ptc预热的开关次数不得少于10000次，不带ptc预热的开关次数不能少于6000次

46、。 结尾，几点需要注意的： 1：国家标准对灯的一些要求 国家标准里关于谐波限值的要求为： 有功功率小于25w的，3次电流谐波不得高于86%，5次电流谐波不得高于61%。 有功功率大于25w小于16安培的，3次电流谐波不得超过功率因数的30%，5次电流谐波不得高于10%，7次电流谐波不得高于7%，9次电流谐波不得高于5%，11次电流谐波不得高于3%。 国家标准里对灯色容差的要求为小于或等于5 sdcm 2：功率一般以积分球内测试为准，积分球内测得的功率比球外测试要低一些，调试时需要注意。 3：勤动手动脑都不是坏事情，遇到不明白的问题，多问几个人。一般我们这个行业的工程师都没什么架子，只要他知道的

47、，你问他就一定能得到满意的答案。 多在成本上下下功夫，现在生产的节能灯成本普遍都有下降空间，只要你肯用心去挖掘。 由于本人水平有限，从业时间也不是很长，文中肯定有不少不妥和错误的地方，诚恳的希望各位不吝指教。节能灯元件选用指南之磁环篇在节能灯电子电路中，磁环素有节能灯心脏之称，无论在节能灯电子电路的调试上，或者在生产上，磁环参数的变动都影响较大，可谓牵一发而动全身，受其影响的参数有：节能灯的启动时间，三极管的开关性能，镇流器的工作频率，灯功率等。特别是在110v电压条件下，电路设计时不用倍压电路，对磁环的选用尤其敏感。下面我分两部分来说明磁环的各项参数以及选择考虑。 一：各项参数曲线分析 见下

48、图：图一为磁环的磁化曲线； 图中： b为磁感应强度。 bs为饱和磁感应强度。 bm为最高磁感应强度。 h为磁场强度。 br为磁场感应强度h=0时的剩余磁通。 he与hc为矫顽（磁）力。 节能灯中，磁环一般都选用可饱和环形磁芯，为使节能灯半桥逆变电路有良好的开关特性，产生良好的震荡波形，要求磁环必须如图所示，有近似于矩型的磁滞回线，在s形的特性曲线中，以a点为起点，从a点到b点，再到c点和d点，最后回到原始的a点，这样就得到一个完整的磁化周期。这样的磁滞回线有明显的饱和点和饱和段，而且具有良好的对称性。近似于矩型的磁滞回线可使磁环线圈中的电流波形前后沿较陡，能较好的满足三极管的驱动要求。如果s形

49、的磁滞回线在各点上不能完全对称的话，都将严重影响节能灯半桥逆变电路的开关特性，导致损耗加大，三极管温升加剧。 我们用另外一幅图来说明节能灯常用的几种磁环的磁性材料初始磁导率的温度特性曲线。图二中： 曲线1为磁导率3k的b与温度的曲线。由图中可见3k材料比较快的达到第一个峰值，然后快速下降至谷点位置，约80度，后缓慢上升，一直到居里点，约200度。 曲线2为磁导率2.5k的b与温度的曲线。由图中可见2.5k材料的磁导率一直随温度在上升，谷点极其短，并且谷点温度比较高，达到了180度左右，居里温度约210度。 曲线3为磁导率2.3k的b与温度的曲线。由图中可以见2.3k材料随温度变化的b值变化并不

50、大，谷点约150度，居里温度约220度。 由上面三种材料的温度曲线可见，三种材料的居里温度都可以满足节能灯的要求，节能灯壳内最高温度一般不会超过150度。三种曲线综合分析，3k材料稳定性能稍差，2.5k材料的谷点温度偏高，如果遇到节能灯壳内温度超高，达到最大值150度，而磁环在这个时候，b值不但没有降低，还在一直升高的话，必将导致三极管过驱，电流加大，最终导致灾难性的后果。2.3k材料由于其稳定的温度曲线，在节能灯中大受欢迎。若非有特殊要求，一般节能灯都会选用2.3k或者3k的磁环。 完美的温度曲线应该是次峰平，几乎看不见，而谷点长，最好在70-150度，居里温度只要有200度以上就可以了，可

51、惜这样的磁环至今仍没有应用在节能灯上。 二：选择考虑（为提高节能灯的可靠性和安全性，磁环的选用必须适应节能灯的特点和要求。 1：外形和尺寸的选择： 适用于电子节能灯的磁环一般有这些规格，10*6*5；10*6*3.5；10*6*3；9*5*3；12*6*4；13*7*4。当节能灯塑件空间小，或者pcb面积小的时候，可以选用9*5*3磁环。不受节能灯塑件空间和pcb面积影响的时候，我们一般选用10*6*5；10*6*3.5；10*6*3这些规格的磁环。当电路中选用mosfet作为开关管时，我们一般选用12*6*4；13*7*4这些规格的磁环，由于mosfet要求栅极驱动电压比较高，所以磁环的次极

52、圈数会比较多，对于磁环而言，就需要有足够大的内径，来绕过这些次极线圈。 2：磁性材料的选择： 不同的磁性材料有着不同的特性和不同的适用范围。大类上来说，我们节能灯一般选用锰锌铁氧体，适用于节能灯的铁氧体有：pc30，pc40和pc50等。在磁环磁性材料的选用上，应重点考虑下面几点要求： （1）       居里温度应足够高，由于节能灯内空间狭小，散热不畅，壳内温度通常都在80度以上，要是工作环境温度过高或者是带罩灯，壳内温度更高，最高可达130-150度。为确保节能灯壳内温度低于磁环居里温度，磁环宜选用居里温度高于200度的磁性材料。 （2）       初始磁导率应适中，由于磁性材料的初始磁导率和居里温度是成反比的，初始磁导率越高，居里温度越低，我们的选择空间就留在4k以下这段范围了。当然对于那些壳内温度不高于80度，灯管实际功率低于70%的节能灯，或者是110v输入在电路上没有采取倍压的。为获得