数字式5kW紫外灯电子镇流器的研究与设计.pdf

数字式 5kW 紫外灯电子镇流器的研究与设计 1 引言 紫外线固化是辐射固化的一类，是一种光化学过程，它利用紫外 线灯进行照射，将工业中广泛使用的油墨、油漆、黏合剂等加以瞬间固化。与 传统的热固化技术相比，紫外光固化提高了生产速度，减少了废品率，增强了 耐擦伤性和耐溶剂性，具有更好的附着力。大多数企业选用变压器镇流器作为 紫外线固化系统，该镇流器工作在工频 50 Hz ，体积笨重，发热量大，且调节 功率速度缓慢，而电子镇流器能工作在 0 ．02 ～20 kHz 的频率，可实现输出功 率的快速可调，同时自身能耗却非常小，且由于电子镇流器输出为方波，与传 统变压器镇流器输出的正弦波相比，可获得更好的固化效果。此处的研究目标 就是研制一套针对紫外线固化系统的绿色、稳定、智能、数字化的高性能大功 率紫外灯电子镇流器。 2 紫外灯伏安特性 紫外灯是典型的气体放电灯，具有 强烈的负阻抗特性。典型的紫外灯的电压、电流与时间的特性曲线如图 1 所示。 在点亮前阶段，随着电场的进一步增强，所有带电粒子全部到达阴极，此 时电流达到饱和，电流数值从数毫安到数十毫安，灯的等效内阻非常大。当电 压升高，且大于灯的击穿电压后，紫外灯进入击穿阶段工作。此时，强电场使 初始带电粒子速度急速增加，它们又与中性气体氩气原子碰撞使之电离，从而 形成更多的电子，这样电子数目雪崩似地增加，同时随着温度的升高，汞也随 之汽化，进而使电子产生速率加快，从宏观上看也就是灯管的等效内阻大幅下 降，电流迅速飙升。同时在镇流器的作用下，为了不至于将灯烧毁，管压也会 迅速下降，以保证紫外灯电流在一个合理的范围内，该过程是辉光放电阶段。 之后为预热阶段，该阶段是辉光转弧光放电阶段，随着灯管温度的上升，其电 阻也呈非线性地增大，此时灯管电流和电压也慢慢上升，直到它们都升到额定