1、电子工程学院课外学分设计报告题目：自制电子镇流器设计时间： 目 录1. 专业综合设计任务12. 方案设计与论证33. 硬软件设计44.实现与测试（或调试）45分析与总结51. 专业综合设计任务电子镇流器起源20 世纪 70 年代出现了世界性的能源危机，节约能源的紧迫感使许多公司致力于节能光源和荧光灯电子镇流器的研究，随着半导体技术飞速发展，各种高反压功率开关器件不断涌现，为电子镇流器的开发提供了条件，70 年代末，国外厂家率先推出了第一代电子镇流器，是照明发展史上一项重大的创新。由于它具有节能等许多优点，引起了全世界的极大关注和兴趣，认为是取代电感镇流器的理想产品，随后一些著名的企业都投入了相
2、当的人力、物力来进行更高一级的研究与开发。由于微电子技术突飞猛进，促进了电子镇流器向高性能高可靠性方向发展，许多半导体公司推出了专用功率开关器件和控制集成电路的系列产品，1984 年，西门子公司开发出了 tpa4812 等有源功率因数校正电器 ic，功率因数达到 0.99。随后一些公司相继推出集成电子镇流器，89 年芬兰赫尔瓦利公司又成功推出可调光单片集成电路电子镇流器，电子镇流器目前在全世界特别是发达国家已全国推广应用。 我国对电子镇流器的研究开发起步较晚，技术起点低，早期对这一产品的难度和复杂性认识不足，专用半导体器件开发未跟上，产品质量过不了关，而且市场极不规范，大量的低价劣质品被抛向市
3、场，使消费者蒙受损失，严重损害了电子镇流器的形象。90 年代后期，由于生产水平有了迅速发展和提高，从电路设计到了电子器件的配套都进入了较成熟阶段，优质产品进入建筑工程，随着我国绿色照明工程的实施，为电子镇流器推广应用铺平了道路，国产电子镇流器必将迅速赶上国际先进水平，在竞争的国际市场中占有一席之地。 电子镇流器知识简介： HID 电子镇流器使用半导体电子元件，将直流或低频交流电压转换成高频交流电压，驱动低压气体放电灯(杀菌灯)、卤钨灯等光源工作的电子控制装置。应用最广的是荧光灯电子镇流器。 电子镇流器分：荧光灯电子镇流器、高压钠灯电子镇流器、金属卤化物灯电子镇流器。由于采用现代软开关逆变技术和
4、先进的有源功率因数矫正技术及电子滤波措施，具有很好的电磁兼容性， 降低了镇流器的自身损耗。 产 品 优 点（ 1） 节 能 。 荧 光 灯 的 电 子 镇 流 器 ， 多 使 用 2060khz 频 率 供 给 灯 管 ， 使 灯 管 光 效比 工 频 提 高 约 10%（ 按 长 度 为 4 尺 的 灯 管 ） ， 且 自 身 功 耗 低 ， 使 灯 的 总 输 入 功 率 下 降约 20%， 有 更 佳 的 节 能 效 果 。 电 子 镇 流 器（ 2） 消 除 频 闪 ， 发 光 更 稳 定 。 有 利 于 提 高 视 觉 分 辨 率 ， 提 高 功 效 ； 降 低 连 续 作 业 的
5、视觉 疲 劳 ， 有 利 于 保 护 视 力 。 （ 3） 起 点 更 可 靠 。 预 热 灯 管 后 一 次 起 点 成 功 ， 避 免 了 多 次 起 点 。 （ 4） 功 率 因 数 高 。 符 合 国 家 标 准 的 25W 以 上 的 荧 光 灯 ， 其 功 率 因 数 高 于0.95。 但 应 注 意 ， 国 家 标 准 对 25W 以 下 的 灯 管 规 定 的 谐 波 限 值 很 高 ， 以 致 使 其 功 率 因数 下 降 到 0.70.8。 （ 5） 稳 定 输 入 功 率 和 输 出 光 通 量 ： 高 品 质 产 品 有 良 好 的 稳 压 性 能 ， 在 电 源 、
6、电 压偏 差 很 大 时 ， 仍 能 保 持 光 源 恒 定 功 率 ， 稳 定 光 照 度 ， 有 利 于 节 能 。 （ 6） 延 长 灯 管 寿 命 。 高 品 质 产 品 的 恒 功 率 和 灯 管 电 流 下 降 ， 以 及 起 点 可 靠 等 因 素可 使 灯 管 寿 命 延 长 。 （ 7） 噪 音 低 。 高 品 质 电 子 镇 流 器 噪 音 可 达 35db 以 下 ， 人 们 感 觉 不 到 噪 音 。 （ 8） 可 以 调 光 。 对 于 需 要 调 光 的 场 所 ， 如 ： 原 使 用 白 炽 灯 或 卤 钨 灯 调 光 的 场 所 ，代 之 以 高 效 荧 光 灯
7、 配 可 调 光 电 子 镇 流 器 ， 可 实 现 在 2%100%的 大 范 围 调 光 。 需 要 注 意 的 是 ， 只 有 设 计 优 良 的 电 子 镇 流 器 才 能 发 挥 以 上 各 种 优 点 。 虽 然 都 是 电 子镇 流 器 ， 用 于 金 卤 灯 的 电 子 镇 流 器 要 比 用 于 荧 光 灯 的 复 杂 很 多 ,或 者 说 几 乎 完 全 不 一 样 。 如 果 设 计 或 制 造 工艺 不 到 位 ， 一 个 非 常 小 的 疏 漏 ， 都 会 造 成 故 障2. 方案设计与论证电感镇流器和电子镇流器的工作原理： 简述为了使荧光灯正常工作，必须满足三个条件
8、： a、 灯丝的预热电流或灯丝电流 b、 高电压启动 c、 限制工作电流 使用半导体电子元件，将直流或低频交流电压转换成高频交流电压，驱动低压气体放电灯、卤钨灯等光源工作的电子控制装置。应用最广的是荧光灯电子镇流器 具体分析电子镇流器的工作原理 由于气体放电灯（如荧光灯、霓虹灯、金卤灯等）是一种具有如图 1 所示 V-I 特性的负阻性电光源，即为负值，从图 1 可以看出，当灯电流上升时，灯管的工作电压下降，但是供电电压不会下降，多出的这点电压加到灯管后会使灯电流进一步上升，如此循环，最终烧坏灯管或灯管熄灭，所以要使灯管正常工作，应配以如图 2 所示的镇流元件，用以限制和稳定灯电流。这个限流装置
9、叫做镇流器。目前气体放电灯常用的镇流器有两种：电感式镇流器和高频交流电子镇流器。在 灯 电 路 稳 定 工 作 期 间 ， 灯 管 上 的 电 压 是 稳 定 的 ， 所 以 灯 功 率 主 要 取 决 于 灯 电流 的 大 小 ， 而 灯 电 流 的 大 小 和 镇 流 元 件 的 阻 抗 和 电 源 供 电 电 压 的 高 低 有 关 ， 并 且 供 电 频率 对 荧 光 灯 的 工 作 也 有 影 响 ， 如 图 5 和 图 6 所 示 。 例 如 对 电 感 镇 流 ， 镇 流 电 感 的 阻 抗ZL=2fL， 电 感 镇 流 器 的 电 感 量 和 它 的 绕 组 匝 数 和 铁 心
10、 的 尺 寸 有 关 ， 所 以 当 电 源 供 电 频率 较 高 时 ， 镇 流 电 感 的 体 积 也 会 小 些 。 这 就 是 采 用 高 频 交 流 电 子 镇 流 电 路 后 ， 镇 流 电 感的 体 积 和 尺 寸 会 很 小 的 原 因 。电路图3. 硬软件设计普通电子镇流器（采用分离元器件）最常用的电子元器件有： 1.二极管，主要是整流二极管，用于 220V 输入电源的桥式整流。 2.电解电容，主要有用于整流后的电源滤波,常用的有 400V10UF 和 400V4.7uf。 3.无极性电容，如 CBB 电容，CL11 电容等,用于启动以及和 L 等构成特定的谐振电路。 4.双
11、向触发二极管，如 DB3， 5.NPN 功率三极管，核心工作元件。如 MJE13003，MJE13005 等。 6.电阻器，常用的有 RT14，RT15，RJ14 几种。 7.脉冲变压器，通常用小磁环与三组细电线卷绕，用于功率三极管推拉启动和交替工作。 8.电感器 L，用 EE、EI 磁芯、电木骨架、0.31MM 左右漆包线卷绕而成。 9.热敏电阻，与启动电容并联的 PTC 热敏电阻主要用于灯管的预热延时启动，其目的是为了延长灯管使用寿命。 10.保险管，电流过大时熔断起保护作用。 11 压敏电阻，过高电压时起保护作用。因增加设计成本，采用厂家较少。 等等。4.实现与测试（或调试）5分析与总结
