雷士NHB140U-06电子镇流器电路分析
来源:本站整理 作者:佚名 2015-10-30 09:14:09
一款雷士NHB140J-06电子镇流器,重带要参数如下:功率40W,额定电流190mA,功率因数0.95,TC=70°C,U-OUT=220V。该镇流器电路有些特别,同样的灯管,配接该镇流器,灯管亮度明显提高。为此,特绘制其电路如图1所示,下面对其工作原理加以分析,不妥之处请斧正。
该镇流器主要由干扰抑制、整流与功率因数校正、启动与振荡、保护等电路组成。
一 市电输入与功率因数
校正电路
1.干扰抑制电路
电容C 1(0.1μF/275 V)、电感L3、电容C21(0.22μF/275V)等元件组成双π型滤波器,对来自电网以及镇流器工作时产生的高频干扰进行双向抑制,避免两者相互干扰。
2.整流与功率因数校正电路
市电经整流二极管D1~D4(1N4007)桥式整流后,输出单向的约205V脉动直流电,经过二极管D7(FR107)和电感L1后,送入由二极管D8(FR107)、电容C3、C4、二极管D9~D11、D14(FR107)、电解电容C10、C11(22μF/250V)等元件组成的复合泵式功率因数校正电路。
其中,D9~D11、D14、C10、C11、C5、C6等元件构成第一辅助电源(双泵电源),D7、D8、C3、C4等构成第二辅助电源(高泵电源)。
双泵电源:此为逐流电路的改进型。逐流电路的特点是延长了市电电流的导通时间,整流二极管导通角度延长至120°,电流为零(死区)的角度减小至60°,为零时间约占33.3%,功率因数可提高到0.9左右,电流谐波
失真值(THD)可降至30%~40%,但这时灯管供电电压波动大,电流波峰系数大于1.7(不达标)。
采用改进型的逐流电路后,加到L2及灯管支路中的高频电压除流向半桥无源端的电容C7外,其正、负半周还分别通过D14、D9整流,C11、C10、C5、C6滤波,形成了两个辅助电源。该辅助电源与脉动直流供电电压叠加,降低了电压的波动,使电流波峰系数小于1.7,但在市电输入电流的0°,180°,360°附近仍有间断,尽管可以通过减小C10、C11容量来减小间断角,但又会使灯管供电电压波动增大,电流波峰系数增高。在此阶段中,当市电电压低于C10、C11所充电压(约电源峰值电压的一半)时,市电中断,C10、C11中储存的电荷开始向负载放电,此时利用高泵电路可使市电电流保持连续,市电不中断。
高泵电源:加到L2和灯管支路中的高频电压的负半周送到C3的下端,市电通过D7、L1对C3充电,在C3上形成上+下-的电压,此时D8负端电压高于D7正端电压,D8不导通;在高频电压的正半周期间,C3上的电压与高频电压叠加,经D8整流,C4、C10、C11、C6、C5滤波后,形成约260V脉动直流电压给半桥电路供电。由于桥式整流输出端约205V电压与高频电压电路之间不停地充放电,从而使市电输入电流不间断,弥补了双泵电源中市电输入电流不连续的缺陷。此外,电路中串联的电感L1又具有平滑市电输入电流波形、减小电流谐波失真的作用。
经此设计后,该电路的功率因数、谐波含量、灯电流波峰系数等均达到了国标规定标准。
二 启动与振荡电路
通电后约260V直流电压通过偏置电阻R2、R3(680kΩ/0.5W)给功率管Q2(D 13005ED)的b极提供偏置,Q2开始导通,同时260V电压还通过C7、左灯丝、C14、右灯丝及D17(1N4007)、L2、T1的A-B绕组、Q2的c极、R5(0.5Ω/0.5W)到地,形成Q2集电极电流,T1各绕组产生了感应电势。在反馈电压的作用下,Q2快速退出饱和进入截止状态,Q1迅速由截止进入饱和状态。
此电路为变异型半桥逆变电路,在半桥桥路的无源侧C7下部与地端少了一个同容量电容。当Q1开始导通时,在Q2导通期间C7充有的上+下一电压,此时开始通过Q1的c极、R4(0.5Ω/0.5W)、L2、右灯丝、C14、左灯丝及D16(1N4007)放电。
由于电磁感应及反馈绕组的作用,Q1、Q2反复导通与截止,形成振荡。半桥在Q1、Q2的中点输出近似方波的脉冲,通过C14电流方向交替变化,使L2、C14、C7等组成的LC串联电路发生谐振,C14两端产生谐振高压点亮灯管。灯管被点亮后,内阻下降,LC串联电路失谐,Q值下降,灯管两端电压降低,同时L2又对灯管电流加以限流,满足了灯管高压启动、低压工作、电流稳定的要求。
电容C8起续流作用。在Q2截止、Q1转入导通前,流过L2中的电流(由右向左)通过C8、C7返回至灯管中,电流保持连续,避免中断;在Ql截止、Q2转入导通前,流过L2中的电流(由左向右)又通过C7,C8返回至灯管中,同样使电流保持连续,避免中断。最终保持灯管连续正常发光。实测此镇流器工作频率约为42kHz。
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