单级高功率因数调光式荧光灯电子镇流器设计.doc

单级高功率因数调光式荧光灯电子镇流器设计 (燕山大学，河北 秦皇岛066004） ??? 摘?? 要： 提 出 了 一 种 调 光 式 荧 光 灯 电 子 镇 流 器 的 设 计 方 法 。 基 于 该 方 法 设 计 了 一 种 能 调 光 的 高 功 率 因 数 的 电 子 镇 流 器 。 采 用 荧 光 灯 PSPICE模 型 做 仿 真 验 证 ， 结 果 表 明 方 案 和 参 数 设 计 合 理 ， 调 光 性 能 优 良 。??? 关键词： 调 光 ； 电 子 镇 流 器 ； 功 率 因 数 校 正 1 引 言??? 近 年 来 ， 高 频 荧 光 灯 电 子 镇 流 器 以 其 高 效 、 体 积 小 、 重 量 轻 、 无 频 闪 、 灯 寿 命 长 等 优 点 而 逐 渐 为 人 们 所 接 受 。??? 我 国 对 电 子 镇 流 器 的 研 究 和 发 展 是 在 上 世 纪 80年 代 末 到 90年 代 初 。 在 初 期 ， 很 多 厂 家 为 了 节 约 成 本 ， 选 用 的 拓 扑 结 构 较 简 单 ， 性 能 指 标 往 往 无 法 达 到 国 家 标 准 ， 而 且 极 易 损 坏 ， 这 无 疑 给 电 子 镇 流 器 的 普 及 造 成 了 更 多 障 碍 。 目 前 ,一 些 人 直 接 套 用 国 外 先 进 的 电 路 拓 扑 ， 致 使 设 计 方 法 纷 繁 复 杂 ， 甚 至 有 些 根 本 不 适 于 在 220 V/50 Hz电 网 下 工 作 。 随 着 节 能 问 题 越 来 越 受 到 关 注 ， 高 性 能 的 荧 光 灯 电 子 镇 流 器 需 要 增 加 调 光 功 能 ， 在 不 必 要 满 功 率 输 出 的 场 合 ， 降 低 输 出 功 率 ， 不 仅 节 能 ， 延 长 灯 的 使 用 寿 命 ， 而 且 还 能 起 到 变 换 视 觉 效 果 的 目 的 。 因 此 ,研 究 出 高 性 能 、 更 贴 近 灯 特 性 、 且 功 能 齐 全 的 电 子 镇 流 器 迫 在 眉 睫 。2 设 计 要 点2． 1 概 述??? 调 光 功 能 实 际 上 是 指 具 有 调 节 灯 上 的 输 出 功 率 的 功 能 。 当 照 明 装 置 并 不 需 要 满 功 率 输 出 时 ， 研 究 表 明 ， 应 用 调 光 系 统 可 节 能 50％ 。??? 在 传 统 的 无 调 光 系 统 镇 流 器 设 计 中 ， 由 于 灯 在 高 频 下 且 稳 定 工 作 时 ， 输 出 功 率 也 恒 定 ， 可 以 近 似 认 为 灯 是 定 常 电 阻 。 当 电 网 电 压 波 动 ， 或 由 于 其 它 原 因 使 灯 电 流 、 灯 电 压 发 生 变 化 ， 即 灯 电 压 、 灯 电 流 RMS值 及 灯 功 率 发 生 改 变 时 ， 只 要 通 过 闭 环 控 制 就 可 以 使 灯 稳 定 地 工 作 在 额 定 点 附 近 ， 灯 电 阻 就 不 会 发 生 很 大 的 变 化 。 然 而 ， 在 调 光 工 作 模 式 下 设 计 变 得 复 杂 了 ， 如 果 仍 然 把 灯 等 效 成 纯 阻 性 负 载 ， 会 产 生 相 当 大 的 偏 差 ， 因 为 在 不 同 的 调 光 等 级 ， 荧 光 灯 所 表 现 出 的 负 阻 特 性 是 不 同 的 。 因 此 设 计 调 光 式 电 子 镇 流 器 不 能 用 简 单 的 电 阻 负 载 来 等 效 灯 。??? 近 年 来 ， 由 于 采 用 计 算 机 辅 助 设 计 使 电 力 电 子 装 置 设 计 过 程 大 大 简 化 ， 并 且 可 以 得 到 更 多 的 电 路 工 作 信 息 。 常 用 的 仿 真 软 件 有 PSPICE、 MATLAB等 等 ， 而 在 电 力 电 子 装 置 的 设 计 中 以 使 用 PSPICE居 多 。 因 此 ，建 立 荧 光 灯 的 PSPICE模 型 成 为 迫 切 需 要 解 决 的 问 题 。2． 2 荧 光 灯 的 建 模??? 荧 光 灯 的 建 模 主 要 有 两 种 方 法 ， 一 种 是 物 理 建 模 ， 它 是 基 于 灯 的 物 理 放 电 现 象 ， 然 而 这 种 建 模 方 法 都 要 涉 及 较 复 杂 的 方 程 式 和 很 多 变 量 ， 不 适 合 电 路 仿 真 ； 另 一 种 是 采 用 曲 线 拟 和 的 方 法 ， 它 是 利 用 灯 的 V－ I特 性 曲 线 建 模 ， 根 据 实 验 结 果 用 含 有 待 定 系 数 的 曲 线 方 程 去