数字功放高功率因素加热运行电子镇流器

王冬梅 刘明

　　荧光灯管沟通交流电子镇流器在中国已经有15年的进步历史时间。目前为止，除出口商品外，在中国市面上难以发觉合乎GB15143和GB/T15144(或IEC928/929)规范规定的40W及40W之上荧光灯管及高韧性充放电(HID)灯所适用的电子镇流器。这并不是工艺层面的缘故，只是中国一般消费能力和商品价格难题。具体地说，合乎产品执行标准规定的40W及40W双管荧光灯电子镇流器，出入口价钱一般在10～15美金，而选用简单电路的无法合格的电子镇流器，在中国市面上的价格约为10元RMB。文中详细介绍一种价格为30元上下、顾客可以进行的电子镇流器，电路设计图如图所示1所显示。

　　图1所显示的电子镇流器电源电路功率为40W，只需更改极少数元器件(如LP、L1)主要参数，能够连接30W多管和40W双管荧光灯。

一、电路的组成

　　在图1所显示的线路中，VD1～VD4构成桥式整流电源电路。功率因素校准(PFC)控制板IC1、带磁元器件T1、变压二极管VD6和输出功率电源开关MOSFET(VT1)等，构成数字功放PFC变压SPWM。桥式整流电源电路輸出端并接的电力电容器C2，作为高频率噪音过滤(假如C2选用大功率的电解电容器器，PFC电源电路的作用可能无效)。电子镇流器操纵和半桥控制器IR2156及VT2、VT3等，构成电子镇流器操纵及半桥逆变电源电源电路。扼流线圈L1及led灯管两边串联的灯启动电容C16等，构成LC并联谐振电源电路。

二、原理

1.数字功放PFC变压SPWM

　　选用桥式整流和电容滤波电源电路的电子镇流器，因为只能在AC键入工作电压幅度值超过耦合电容上的电流时，整流二极管才处在正方向参考点而通断，因此二极管导通角不大(仅约60°)，使沟通交流键入电流量不会再是正弦波形，只是变为总宽为3～4ms的窄顶峰单脉冲。那样的交流电波型中仅三次谐波就可做到基波的60%～80%，导致路线功率因素不够0.6。

　　在VD1～VD4与耦合电容C6中间，插入了以IC1做为控制板的数字功放PFC变压SPWM。维持AC键入工作电压波型的全波整流輸出脉动饮料工作电压，根据R1与R2电阻分压器取样，经IC1的③脚被內部乘法器检验。PFC变压SPWM在C6两边的直流电输出电压，经R8、R9和R10构成的电阻分压器抽样，键入IC1的①脚被內部误差放大器检验。根据变压电感器绕阻LP的电流量，被其副绕阻传感，经IC1⑤脚键入到里面的零电流量探测器。穿过开关管VT1的电流量，在R7上变换为电流数据信号，经IC1④脚键入到里面的电流量传感电压比较器。IC1内乘法器的輸出，决策IC1④脚的幅值。当IC1⑦脚底的PWM輸出推动VT1通断时，变压二极管VD6截至，根据LP的电流量所有流过VT1。当VT1截至时，VD6通断。IC1操纵的結果，使整流二极管导通角基本上为180°，沟通交流键入电流量持续流动性，且时时刻刻追踪沟通交流键入工作电压瞬间转变 运动轨迹，并与沟通交流键入工作电压维持同相位差，呈正弦波形波型，将路线功率因素提升到0.99之上。此外，PFC变压SPWM还当做高功率因素开关电源电路。沟通交流键入电流在85～265V范畴变动时，总是能輸出400V的平稳工作电压。

　　PFCSPWM选用变压形式，在一定的功率下，能够减少輸出电流量，进而能够应用小一些的带磁元器件和过滤电力电容器。

2.电子镇流器操纵与光耦电路

　　IC2(IR2156)根据R11和C7运行以后，在脚和脚底造成推动輸出，促进开关管VT2和VT3更替通断。半桥輸出讯号经缓存电力电容器C14衰减系数后，根据VD9整流器和C7过滤，增加到IC2的VCC脚(②脚)，为IC2给予所须要的工作中电流量。VCC的运行幅值工作电压是11.5V，欠工作电压关掉幅值工作电压是9.5V。VCC內部串联一只齐纳二极管，将VCC脚底工作电压箝位在15.6V。

　　IC2被运行以后，逐渐輸出一个加热頻率fPH对钨丝加温。因为fPH较高，灯电源电路中扼流线圈L1的特性阻抗(XL1=2πfL1)很大，不可以在led灯管两边造成一个高电压使led灯管通断。加热頻率fPH由IC2④脚外接电阻器R13、⑤脚外接电阻器R14和⑥脚外接电容器C9的数据决策。当R13=43kΩ、R14=68kΩ和C9=470pF时，fPH≈70kHz。IC2⑦脚外接电容器C11决策加热時间tph。入选取C11=0.22μF时，tPh=0.5s。⑥脚外接电容器C9的数据决策IC2高档(脚)和中低端(脚)。推动輸出的过载時间tDT。当C9=470pF时，tDT≈0.6μs。

　　加热時间完成后，IC2輸出頻率沿往下的陡坡偏位到运作頻率fRUN，如图所示2所显示。随頻率降低，造成由L1和C16等构成的LC电源电路产生连接起来串联谐振，在C16两端造成一个1500Vp-p的高压脉冲将led灯管点燃。一旦灯被打火，L1只起过流保护功效。运作(引燃)頻率fRUN由R13和C9的数据决策。若选择R13=43kΩ，C9=470pF,依据公式计算fRUN=1/2·CT·(0.51·RT 1475)，fRUN≈43kHz。

　　IC2的③脚(VDC)作为检验DC总相电压。在DC总相电压过低时，为防发生“硬电源开关”毁坏输出功率MOSFET，将执行欠压保护校准作用。VT3源极串联电阻R16，做为半桥电流量传感元器件。只需IC2⑩脚底的电流超出1.3V，谐振电路将截至，IC2脚和脚底的推动輸出被“锁住”在低电频上，VT2和VT3均处在关闭情况。

　　一旦低直流电总相电压或过电流量常见故障标准消除，IC2则会自行重启。

三、 关键元器件的选择

　　二极管VD1～VD4采用IN4007，VD6采用迅速修复二极管IN4937，VD7采用11DF4，VD5、VD8和VD9采用IN4148。VT1～VT3采用IRF830，IC1采用L6561，IC2采用IR2156。T1主要参数由PFC变压SPWM输出电压、功率和AC键入工作电压等主要参数决策。在本线路中，T1可选用EI-25(PC30)磁心，用φ0.45mm丝包线线圈电感，LP=110T,LS=7T,磁密为1mm，初中级绕阻电感器量是1.9mH。扼流线圈L1选用EI-25(PC30)磁心，用φ0.5mm丝包线线圈电感，共125T，磁密是0.4mm，电感器量为2.8mH。一旦功率更改，T1、L1等元器件主要参数应作适度调节。

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