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電子鎮(zhèn)流器電路

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電子鎮(zhèn)流器電路

東莞充電器生產(chǎn)廠家電子鎮(zhèn)流器的基本電路模塊如圖所示。用來驅(qū)動熒光燈的DC/AC逆變器并沒有直接接在交流電源上，而是接在功率因數(shù)校正模塊上。

現(xiàn)代熒光燈電源的模塊圖。DC/AC逆變器的輸出頻率是由一個串聯(lián)或并聯(lián)自諧振電路來決定的，其請振頻率范圍是20~50kH。鎮(zhèn)流器通常是一個電容或是串聯(lián)譜振電路的受控源阻抗。

   假如沒有功率因數(shù)校正，而輸入整流后又需要直接接一個大電容，則這個大電容就會使線電流產(chǎn)生很高幅值的尖峰，其脈寬很窄并含有大量諧波，同時陡峭的上升沿會對附近的電子設(shè)備產(chǎn)生EM和RMI干擾。非正弦電流的有效值比直流負載真正需要的電流有效值要高，這樣輸入電源線和發(fā)電機繞組就會產(chǎn)生過熱。對于很多在辦公大樓里或小型艦艇上的發(fā)電機來說，這種現(xiàn)象持續(xù)較長時間無疑是一個較大的問題。
   功率因數(shù)校正模塊通過去掉大的輸入濾波電容，使電流波形正弦化，并且使電流相位和輸入電壓相位一致，從而解決了上述問題。燈管鎮(zhèn)流器的制造商目前所制作的功率因數(shù)校正模塊要滿足DEC55-2的規(guī)定，即把輸入電網(wǎng)線上的諧波限制在一定范圍內(nèi)，電子鎮(zhèn)流器也必須要滿足FCC規(guī)定的 EMIRFI限制標準（CFR47， Part18）。

DC/AC逆變器的一般特性
電子鎮(zhèn)流器中DC/AC逆變器所用到的拓撲大多數(shù)為：在120V交流電下采用推挽式，在0V交流電下采用半橋式。但這些拓撲并不像開關(guān)電源那樣具有固定的頻率，并使用驅(qū)動芯片和方波電路去驅(qū)動DCAC逆變器。電子鎮(zhèn)流器是由串聯(lián)或并聯(lián)的LC自諧振蕩器構(gòu)成的。這樣做有許多原因。
其中，最重要的一點是因為燈管在正弦電流驅(qū)動下有很高的效率。正弦電流驅(qū)動相對于方波驅(qū)動而言，可以節(jié)省很多成本并縮小裝置體積，產(chǎn)生方波電流加上高次諧波的濾波元件。雖然采用芯片會很簡單，并很容易在整流后產(chǎn)生交流電流，但是它的價格不低。雖然采用LC振蕩器并沒有產(chǎn)生一個恒定的頻率，但這不重要，因為只要保持20kH以上的頻率，電源的效率變化就會很小。
并且采用正弦的電壓和電流有一個很明顯的優(yōu)點，那就是可以大大降低晶體管導通和關(guān)斷時的損耗，在采用正弦基極驅(qū)動電壓時會降低關(guān)斷后的電壓應力。在負半周期，基極電壓直接提供一個反向偏置，這將允許正常的高壓晶體管保持在較高的V額定電壓等級而不是較低的V額定電壓等級。

從圖中可以看出，以上任何一個拓撲在正弦基極驅(qū)動時都可以允許承受更高的集電極關(guān)斷電壓。同時可以看出，在集電極關(guān)斷時間里，在輸入電容的反偏協(xié)助下，基極驅(qū)動繞組的正弦負半波自動使基極處于反偏狀態(tài)。這樣使得高壓晶體管可以安全地承受V（而不是較低的V）額定電壓。現(xiàn)在你應該回憶起來了，V是雙極型品體管在關(guān)斷情況下當基極處于高阻抗或開路時，集電極和發(fā)射極之間所能夠承受的最大關(guān)斷電壓。另一方面，V額定電壓一般情況下比V要高100~300V，但其前提是晶體管在關(guān)斷情況下，基極要保持2~-5V的反偏電壓。這個負的偏置電壓是自動從啟動電壓的負半周期由振蕩變壓器的反饋繞組獲取的，如圖所示。這個反向偏置電壓也可以從圖中的備用基極驅(qū)動電路自動獲取。
從波形圖可以看到圖，這兩個常用的拓撲可以使晶體管在集電極電壓過零時關(guān)斷，這樣會大大減少關(guān)斷損耗。

DC/AC逆變器拓撲
圖所示的是電子鎮(zhèn)流器最為常用的4種拓撲結(jié)構(gòu)，它們分別是用于120V交流輸入下的推挽結(jié)構(gòu)和220V交流輸入下的半橋結(jié)構(gòu)的電流饋電式拓撲和電壓饋電式拓撲。

無論對于推挽拓撲還是半橋拓撲，電流饋電式結(jié)構(gòu)都會增加一到兩個額外的電感，這樣就會使晶體管在關(guān)斷時產(chǎn)生的電壓應力高于電壓饋電式拓撲。但是電壓饋電式拓撲設(shè)計的可靠性很難保證，因為它會產(chǎn)生很高的啟動電壓和瞬態(tài)電流，它們的幅值是由電路的品質(zhì)因數(shù)Q來決定的。啟動的瞬態(tài)電流可能有工作電流的5~10倍那么大。此外，電壓饋電式電路在燈管負載開路或短路的情況下很難正常工作，而電流饋電式電路卻能很容易地應對這種情況。
進一步說，電流饋電式結(jié)構(gòu)產(chǎn)生更干凈的正弦波，因此提供更高的效率。重要的是，電壓饋電式結(jié)構(gòu)只能驅(qū)動單個燈管，而電流饋電式結(jié)構(gòu)可以驅(qū)動一些并聯(lián)的燈管。
隨著雙極型品體管的耐壓值不斷提高和價格的不斷下降，電流饋電式拓撲具有較高的電壓關(guān)斷應力已經(jīng)不再是什么大問題。它的主要缺點就是元器件較多，這將會使造價有所上升。

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| 發(fā)布時間：2019.03.22    來源：
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