120W無極燈的原理與制作(圖)
摘要： EB燈電源的核心部分是一個DC／AC逆變器，它產生2．65MHz的高頻功率用以點亮氣體放電燈泡，由此會帶來電磁干擾(EMI)和抗干擾(EMS)等問題。
一、電源濾波器
EB燈電源的核心部分是一個DC／AC逆變器，它產生2．65MHz的高頻功率用以點亮氣體放電燈泡，由此會帶來電磁干擾(EMI)和抗干擾(EMS)等問題。故EB燈必須滿足國標：GB／T18595-2001《一般照明設備電磁兼容抗擾度要求》和GB177430-1999《電氣照明和類似設備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》。
電源濾波器有兩種作用：其一，是防止燈電源噪聲竄入電力網，干擾其他用電設備；其二，可阻止電力網中的噪聲輸入燈電源，影響燈的正常工作。其電路如圖1所示。
電源濾波器是由電感和電容組成的兩級式電源濾波網絡，所要抑制的頻率主要是PFC的工作頻率約50kHz和DC／AC開關頻率2．65MHz，以及這兩個頻率的高次諧波。CX1、CX2、CX3也叫X電容。把差模干擾噪聲旁路掉。LF1、LF2為共模扼流圈，抑制共模噪聲。CY1、CY2也叫Y電容，用于抑制輸電線繼發的射頻噪聲。RV1為壓敏電阻器，用來吸收尖峰脈沖過電壓。在電源電路中串接一個功率型NTC熱敏電阻器，能有效地抑制開機時的浪涌電流。R1、R2是X電容的泄放電阻。
二、功率因數校正器(PFC)
MC33262是一款可靠且成本低廉的功率因數校正芯片，其應用電路如圖2所示。市電經電源濾波器和整流器得到脈動直流電。電流通過啟動電阻R10向C2充電至10V時，IC1開始工作。整流后的直流脈動電壓在R5的分壓作為取樣信號經IC1的③腳輸入乘法器。直流輸出電壓在R6和WR上的分壓經①腳輸至誤差放大器的反相輸入端，與2．5V的參考電壓比較放大后輸出一個直流誤差電壓，同時也輸入到乘法器。通過功率開關MOSFET的電流在源極電阻R9上轉換為電壓信號，輸入到IC1的④腳，并與乘法器的輸出電壓進行比較。隨AC電壓從零到峰值正弦地通過，乘法器的輸出電壓控制IC④腳的閥值，從而使Q1的峰值電流跟蹤AC輸入電壓，致使校正電路的負載呈電阻性。
由于MC33262的控制作用，使輸入電流緊緊跟隨AC電壓而變化，呈平滑的正弦波。同時，PFC電路又是一種升壓型開關穩壓電源，使無極燈的功率和光通量不會隨市電電壓的漲落而變化。
三、點燈逆變器
逆變電路如圖3，它將PFC電路輸出的高壓直流變換為供無極燈使用的高頻交流電。國際電工委員會CISPR15允許對磁場感應標準的頻率范圍為2．2MHz～3．0MHz，其中心頻率為2．6MHz。接通電源后PFC輸出直流電壓．通過R19、R18加到電容C12上，C12開始充電。當C12上所充電壓達到觸發管(DI-AC)D8～D16的轉折電壓時，DIAC由關斷轉為導通狀態。積分電容C12所儲存的電荷經DIAC加于振蕩變壓器BT1的初級繞組W20，依靠W22、W21兩個繞組使Q81、Q82獲得幅度相等，相位相差180°的驅動信號。在Q82導通時Q81被強迫關斷截止；Q81導通時，Q82又被強迫關斷截止。
逆變器的振蕩頻率由繞組W21、W22的電感量與場效應管Q81、Q82的輸入電容以及補償電容C81、C82共同決定，燈回路網絡的諧振頻率必須與輸入回路的諧振頻率相同，例如：諧振頻率為2．65MHz。還要盡力優化Q81、Q82驅動信號的幅度和波形，使其自身功耗降到最低。
二極管：D8′有兩個作用：正向時用來泄放C12上的電荷，防止逆變電路因誤觸發而出現共同導通現象，起保護作用；反向時，利用反向恢復時間的反向電流為振蕩變壓器輸入激勵信號
圖3中Lz、C14、C15為諧振電感和諧振電容，它們是設計中重要的參數。在啟動階段，燈泡的等效電阻很大，Lz、C14、C15發生串聯諧振，諧振電路可以在燈兩端形成很高(約3000V)的點火電壓。無極燈引燃后，進入正常運行階段，泡體內電弧等效電阻在數百歐姆，當燈電流生成后，諧振回路失諧，C14、C15上的諧振電壓降到燈的工作電壓。燈點亮后由Lz穩定燈的電弧電流。與此同時，由于輸出回路的選頻濾波作用，點燈電能為一余弦波的電壓和電流，其頻率為激勵信號的基頻。
四、異常保護電路
當出現燈泡接線脫落或者燈泡漏氣等異常狀態時，無極燈不能正常啟動，諧振引火電路一直處于諧振狀態，逆變器輸出的電流增大到正常電流的3～5倍。如果不采取有效的保護措施，就會造成點燈逆變器以及前級單元電路因過載而燒毀，甚至引起冒煙、爆裂等事故。異常保護電路如圖4所示。
在異常狀態時：在諧振電容C14、C15的中點引出異常保護采樣電壓，，通過電容C16、C18的分壓和D18、D19、R24整流后成為控制電壓，通過R25、R21和C19延時電路，在C19上得到隨時間上升的直流電壓，當此電壓大于DZ1的穩壓值時便被擊穿，可控硅MCR導通，通過阻塞二極管D17將Q82柵極與地短路，迫使半橋逆變電路停止工作。而在正常狀態下，C19上的電壓還未上升到DZ1的穩壓值，燈就點亮了，燈點亮后諧振電路便失諧，因而DZ1一直處于截止狀態。R20的數值不能取得太大，其電流一般為1～2mA，保護電路的動作時間不能取得太大，一般為1～2秒。C20、R23起抗干擾作用，防止單向硅因干擾信號而誤動作。
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