| 电子镇流器频率的研究 |
| 新闻出处：中国工控网
发布时间：2007-11-15 |
讨论电子镇流器频率对其性能和可靠性的影响。实验发现：电子镇流器的频率与输入电压有关；当输入电压一定时，电子镇流器的频率并不只取决于振荡回路的电感和电容，而是由振荡回路的电感/电容和脉冲变压器线圈绕组匝数及匝数比共同决定的。提出电子镇流器的振荡模型。在模型中，存在两个初始频率：一个是由回路的电感和电容确定的固有频率；另一个是由晶体管的开关时间确定的晶体管开关频率。这两个频率的相互作用，决定了电子镇流器的频率。当这两个初始频率相等时，电子镇压流器的频率达到最高值并等于固有频率；当这两个初始频率不相等时，电子镇流器的频率就不等于固有频率，而最终等于晶体管的开关频率。电子镇流器的最高频率由固有频率确定，电子镇流器的实际频率由晶体管的开关频率确定。
关键词
电子镇流器 振荡模型 频率 脉冲变压器线圈绕组
前言：
由于电子镇流器有许多优点，因此，它一问世便受到广泛重视。现已发展成一大产业。但是，要提高其可靠性及性价比，使其充分发挥特有的优点，还有不少问题有待研究和确决。本文只就电子镇流器的频率问题作一些分析和探讨。
1 电子镇流器工作频率对其性能和可靠性的影响
电子镇流器是一个通过电子电路，将工频电源变换成直流电源，再将直流电源插座变换成数十KHz甚至更高频率，集点燃和限流于一身的逆变装置，它给荧光灯提供一个较高较合适频率的电源。频率对其性能和可靠性的影响，至少涉及以下几方面。
(1) 光效 荧光灯的光效取决于其内部参数和外部条件多种因素,但是,就一定的荧光灯,试验发现,提高工作频率,荧光灯的光效随之提高。
(2) 元器件的损耗 元器件介质的损耗与频率有关例如磁性元件，频率越高损耗越大。就晶体管而言，在不一定开关状态下，开关工作的损耗与频率成正比。
(3) 噪音 电子镇流器中的磁性元件，在交变场的作用下，会出现磁致伸缩效应，可能会产生噪音。但是，如果其频率大于20KHz，则这种声波人们耳朵听不到。所以频率大于20KHz有利于工作和生活环境。
2 影响频率的因素
2.1 电子镇压流器的频率不只取决于振荡回路的电感L和电容C的一些实验数据
既然频率对电子镇流器的性能和可靠性影响很大,就有必要分析和探讨影响电子镇流器频率的因素, 从而控制和调整它,以便提高电子镇流器的性能和可靠性。为了探讨其中的关系，我们对图1a和图1b两种滤波线路的电子镇流器的工作频率f与回路的电感L、电容C和脉冲变压器B的线圈绕组的匝数及匝数比之间
的关系进行了测试，测试结果列于表1、表2、和表3。
2.4 晶体管的开关频率对电子镇流器工作频率的影响
下面应用上述模型，首先分析晶体管开关时间T（开关），对电子镇流器频率f的影响然后分析脉冲变压器的线圈绕组的匝数及匝数比对T（开关）的影响，最后分析输入电压对T（开关），也就是对f的影响，为了便于讨论，把晶体管作为理想开关器件，电感和电容作为理想器件，则T1和T2一旦导通，其e c两端电压值立刻为0，而T1和T2一旦截止，其e c两端电压值立刻1为E；把晶体管梯形开关曲线简化为方形曲线，开关时间长短的变化，引起梯形开关曲线斜边斜率的变化，简化为方形曲线时间长短的变化；把回路C（电容）的充放电非线性曲线简化为线性曲线。如果T（开关）=T（充电），也就是说，当回路刚好充电到最大额定电压E时，T1管刚好截止，T2管刚好导通，回路及时从充电状态转入放电状态；同理，当回路刚好放电到最低额定电压0时，而T1管刚好导通，T2管刚好截止，回路又及时从放电状态转入充电状态，如图3a所示，这就是f1=f0 的情况，则这时f就由回路的L和C决定，而且f=f1=f0=1/2 LC的频率稳定地工作下去。如果晶体二极管管开关时间T（开关）大于回路的额定充放电时间T（充放），即f1﹤f0,在这种情况下，虽然回路充电己达到最大额定电压值E，但是由于T1仍未关断和T2仍未导通，回路仍然处于充电状态，未能及时转入放电状态使得充电时间延长了；同理，在回路的放电过程中，虽然回路的放电已达到最低额定电压值,但是由于T1管仍未导通和T2管及未关断，回路仍然处于放电状态，未能及时转入充电状态，使得充电时间延长了；如图3b所示。振荡稳定后，回路的实际充放电时间T（充放），便等于晶体开关时间T（开关），这样使得回路的振荡周期增大了，使振荡频率降低了，即f﹤f1, 而且最终f=f1,这里f并不只由回路的L和C决定，f要受f1的影响，也就是说f取决于晶体管的开关时间或周期T（开关）。这表明，凡是能改变晶体管的开关时间T（开关）的因素，都会改变电子镇流器的频率。
电子镇流器中串联的两个晶体管，一方面其开关是通过脉冲变压器B受到回路的控制，另一方面它的开关又控制着回路的振荡，两者相互作用和放制，因此，考虑回路的振荡时，不能只考虑回路的L和C作用，同时还必须考虑回路晶体管的开关作用。因为控制晶体管的开关信号是取自振荡回路，所以，只会出现f1=f0和f1f0的情况。这样，这种模型既考虑了回路的L和C对电子镇流器频率的影响，同时也考虑了晶体管的开关频率对电子镇流器的工作频率的影响。
2.5 输入电压对晶体管开关时间的影响,导致对电子镇流器频率的影响
对于一定的电子镇流器,在一定的脉冲变压器线圈绕组的匝数及匝数比下,当输入电压增加时,输出电流有效值Ie会随着增加,使脉冲变压器副边线圈两端的电压或流过的电流随着增加。这时加到晶体管基极与发射极之间的信号，就会更大地偏离晶体管临界饱和及临界截止的信号强度值，使T（开关）延迟更长，晶体管的开关频率f1=1/t（开关）下降就会更多。于是，电子镇流器的频率，就会随输入电压的变化而变化就出现3的情况。
通过以上的分析我们看到，即使回路的电感电容不变，只要改变脉冲变压器线圈绕组的匝数及匝数比，就会改变输入到晶体管基极的信号大小，就会改变晶体管的开关时间，从而改变晶体管的开关频率f1。各种作用都归结为对晶体管的开关频率f1的影响。f1改变了，由f0和f1两个频率的相互作用协调产生的电子镇流器的频率f也就改变了，于是就出现表1、表2和表3的情况。这样就从理论上解决了实现结果，并找到了通过改变脉冲变压器线圈绕组的匝数及匝数比，可以控制和调整电子镇流器的频率f的理论依据。
3 电子镇流器频率的控制
以上分析说明电子镇流器的频率f,由振荡回路的L、C和脉冲变压器线圈绕组的匝数及匝数比共同决定。只要改变L或C就会改变f0，只要改变脉冲变压器线圈绕组的匝数及匝数比就会改变f1。因此，可根据需要改变L或C或脉冲变压器线圈绕组的匝数及匝数比以便控制电子镇流器的频率f或使f=f0=1/2 lc，或使f
4 结论
（1） 电子镇流器工作频率对电子镇流器的性能和可靠影响很大，应合理选择频率。
（2） 电子镇流器的最高频率，由振荡回路的电感、电容决定，而其实际频率由晶体管的开关频率确定, 即由振荡回路的电感、电容和脉冲变压器的线圈绕组的匝数及匝数比决定，而不只是由回路的电感和电容决定。
（3） 对于一定的电子镇流器，其实际频率与输入电压有关。
（4） 通过改变振荡回路的电感L，或电容C，或脉冲变压器线圈绕组的匝数及匝数比，可以控制和调整电子镇
器的频率f，以便达到改善电子镇流器性能和可靠性的目的。
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