芯片技術(shù)在電磁感應(yīng)燈(無(wú)極燈)上的應(yīng)用
上傳人:李維德 汪寶彤 龍奇 上傳時(shí)間: 2009-12-09 瀏覽次數(shù): 506 |
前言:
幾年前,北美照明協(xié)會(huì)(IESNA)的一為主席預(yù)言未來(lái)二十年內(nèi)照明系統(tǒng)將會(huì)是很容易適應(yīng)用戶需求變化的并有完全集成功能的系統(tǒng),而不是用一批分立元件的組合系統(tǒng)。分立元件的組合系統(tǒng)是由各種單個(gè)元件聯(lián)接起來(lái)的電子電路。集成芯片是相對(duì)于分立電路而言的,就是把整個(gè)電路的各個(gè)元件以及相互之間的聯(lián)接同時(shí)制造在一塊半導(dǎo)體芯片上,組成一個(gè)不可分割的整體。微電子學(xué)的迅速發(fā)展,芯片技術(shù)正日趨應(yīng)用在各種技術(shù)領(lǐng)域。集成芯片正在逐漸取代分立元件電路,打破了分立元件和分立電路的設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了材料、元件和電路的相統(tǒng)一。
一、市場(chǎng)上照明節(jié)能產(chǎn)品的技術(shù)分析
目前市場(chǎng)上的電子節(jié)能燈(CFL燈)和常規(guī)的獨(dú)立式電子鎮(zhèn)流器,普遍都是由分立元件組成。
在高頻振蕩驅(qū)動(dòng)部分:采用半橋電壓饋電串聯(lián)推挽逆變電路,由輸出電感和諧振電容串聯(lián),發(fā)生諧振時(shí)(頻率fo=1/2πLC),諧振電容兩端產(chǎn)生瞬間高壓,激活燈管內(nèi)汞離子點(diǎn)亮燈管。諧振的產(chǎn)生,不能自發(fā)完成,必須在電路中增加由電阻、電容和雙向二極管組成的啟動(dòng)電路提供觸發(fā)脈沖才能引起振蕩。元件的增加降低了工作的可靠性,通過(guò)脈沖振蕩變壓器的三個(gè)繞組相互耦合產(chǎn)生兩個(gè)相位相反的高頻脈沖方波,使雙極性晶體管循環(huán)開關(guān),熒光燈管能正常工作。因?yàn)榇穗娐返恼袷庮l率是由輸出電感的電感量、脈沖變壓器的匹數(shù)以及燈管并聯(lián)的諧振電容和燈管的負(fù)阻特性等共同決定。燈管既是輸出負(fù)載又是組成諧振電路的重要元件,燈管的性能成為影響電路工作的一個(gè)重要因素。一方面由于燈管是振蕩回路的組成部分,燈管的差異必然造成振蕩頻率的改變,而電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計(jì)都是以一恒定頻率為基礎(chǔ)的。振蕩頻率的改變會(huì)使鎮(zhèn)流器的性能與效率降低,并會(huì)影響到其壽命。另一方面如果燈管出現(xiàn)短暫的開路,振蕩的正反饋環(huán)路被切斷,鎮(zhèn)流器振蕩會(huì)立即被切斷而停止工作。與此同時(shí),這種電路中功率開關(guān)管的開關(guān)時(shí)間過(guò)長(zhǎng),造成開關(guān)損耗過(guò)大,特別對(duì)電磁感應(yīng)燈,工作頻率往往要求較高,開關(guān)損耗可能成為鎮(zhèn)流器損耗最大的一部分。故分立元件組成的驅(qū)動(dòng)線路,是相互牽制,且線路過(guò)于簡(jiǎn)單,整體電路的可靠性相對(duì)較差。
在AC/DC電源部分:設(shè)計(jì)上常見的是采用低功率因素(NPFC)和無(wú)源功率因素校正電路(PPFC)二種。燈管的波峰因素CF值與輸入功率的功率因素在電路上相互影響和牽制,在大功率電路上表現(xiàn)得更為突出。低功率因素電路因諧波干擾嚴(yán)重超標(biāo),故在稍大一些功率的電路上不可采用。雖然逐流式、高頻泵式、高頻雙泵式、疊加式反饋等無(wú)源功率因素校正電路上,將整流二極管的導(dǎo)通角增大,電源電流過(guò)零的死區(qū)時(shí)間縮短,功率因素能被提高,電流諧波有的能夠滿足強(qiáng)制性電氣安全國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-3-2的要求,但整體電路分析,弊大于利,由此帶來(lái)高頻電磁開撓嚴(yán)重。電路的穩(wěn)定性受到較大的破壞,易造成上下一對(duì)功率開關(guān)管工作狀態(tài)不平衡,功耗易集中,高低頻交疊。另燈管的波峰因素易超標(biāo),燈管兩端易發(fā)黑,加速燈管的光衰,且燈管閃爍,對(duì)用戶易造成頭暈?zāi)垦:徒暋4笈可a(chǎn)時(shí),廠家一般慎用此種電源設(shè)計(jì)電路。分立元件的電子鎮(zhèn)流器線路,因?yàn)榭紤]產(chǎn)品的成本和受到局部空間的限制,避免分立元件過(guò)多,故一般不具有調(diào)光功能和常見的異常保護(hù)功能如短路、開路、激活、過(guò)壓等。
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