节能灯工作原理及相关电路分析.ppt
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1、节能灯工作原理及相关电路分析,演讲:杨志国,安全实业有限公司电力仪器部,2015年4月10日,节能灯原理简介,功能特点:1)宽工作电压:170V250V适合中国供电需求,长寿命,平均使用寿命8000小时。无噪音、无频闪,对通讯、家用电器设备无干扰。比普通白炽灯泡省电80%。2)采用优质纯三基色荧光粉灯管,光效高、光衰小,光线自然,耗电少,发热低,是照明光源的最佳选择。,电子节能灯结构 三部分组成:灯头、电路板、灯管,节能灯原理简介,节能灯原理简介,电路分为三部分:电源、启动电路、振荡电路,镇流器电路原理,节能灯原理简介,1.电源电路:220V交流电经过D1D2D3D4桥式整流和C5滤波,给后面
2、电路提供300伏直流电,极性为上面正极,下面负极。,镇流器电路原理,节能灯原理简介,2.启动电路:其工作原理:当电源刚刚接通时,300伏直流电压经R1,R2,C2构成回路,C2两端没有电压,三极管Q2截止。Q1也截止。同时,直流电压经过R1,R2分压经变压器的原边2,1端和扼流圈L2,L2以及2个灯管的灯丝、C5,C5和上面的灯丝到电源正端构成回路,预热灯丝。R2,C2同时有2个电流流向负极。然后,C2的电压上升到使DB触发二极管导通,给三极管Q2基极提供电流,Q2导通。,镇流器电路原理,节能灯原理简介,Q2导通后,R2C2放电到约等于0,灯丝回路向Q1送电,Q1具备导通条件,Q2截止。同时,
3、变压器副边的极性使Q1Q2的导通、截止起到助力作用,电路就此震荡起来。当灯丝热到一定程度,内阻下降辉光放电,使得高频扼流圈与电容的谐震回路由谐振变为失谐,电压下降,电流增加,维持灯管发光。,镇流器电路原理,节能灯原理简介,电子镇流器工作最基本的原理是把50Hz的工频交流电,变成2050kHz的较高频率的交流电,半桥串联谐振逆变电路中,上、下两个三极管在谐振回路电容、电感、灯管、磁环的配合下轮流导通和截止,把工频交流电整流后的直流电变成较高频率的交流电。输出在1000V以上高压,发射电子激发荧光灯里面的水银蒸汽和氩气粒子,以至荧光粉发光!,镇流器电路原理,节能灯涉及的电路及电子部件,1、二极管及
4、其整流电路。2、电容及其滤波电路。3、双向二极管。4、三极管及其开关电路。5、高频变压器。6、电感线圈。7、串联谐振电路。,二极管及其整流电路,二极管及其整流电路,二极管及其整流电路,基本概念二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode),另外,还有早期的真空电子二极管;它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的转导性。一般来讲,晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场
5、引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的二极管特性,二极管及其整流电路,二极管是最常用的电子元件之一,他最大的特性就是单向导电,也就是电流只可以从二极管的一个方向流过,二极管的作用有整流电路,检波电路,稳压电路,各种调制电路,主要都是由二极管来构成的,其原理都很简单,正是由于二极管等元件的发明,才有我们现在丰富多彩的电子信息世界的诞生,既然二极管的作用这么大那么我们应该如何去检测这个元件呢,其实很简单只要用万用表打到电阻档测量一下正向电阻如果很小,反相电阻如果很大这就说明这个二极管是好的。对于这样的基础元件我们应牢牢掌握住他的作用原理以及基本电路,这样才能为以后的电子技术学习打下良好
6、的基础。,晶体二极管整流电路,1.2.1 单相半波整流电路,1.2.2 单相全波整流电路,整流:把交流电变成直流电的过程。,1.2 晶体二极管整流电路,整流原理:二极管的单向导电特性,二极管单相整流电路:把单相交流电变成直流电的电路。,V:整流二极管,把交流电变成脉动直流电;T:电源变压器,把v1变成整流电路所需的电压值v2。,1.2.1 单相半波整流电路,1电路 如图(a),2工作原理,由波形可见,v2一周期内,负载只用单方向的半个波形,这种大小波动、方向不变的电压或电流称为脉动直流电。上述过程说明,利用二极管单向导电性可把交流电v2变成脉动直流电vL。由于电路仅利用v2的半个波形,故称为半
7、波整流电路。,(2)v2负半周时,A点电位低于B点电位,二极管V反偏截止,则vL0。,(1)v2正半周时,A点电位高于B点电位,二极管V正偏导通,则vLv2;,设v2为正弦波,波形如图1.2.1(b)所示。,3负载和整流二极管上的电压和电流,(4)二极管反向峰值电压VRM(1.2.4),(1)负载电压VL VL=0.45 V2(1.2.1),(2)负载电流IL,(3)二极管正向电流IV和负载电流IZ(1.2.3),(1)二极管允许的最大反向电压应大于承受的反向峰值电压;(2)二极管允许的最大整流电流应大于流过二极管的实际工作电流。,解决办法:全波整流,电路缺点:电源利用率低,纹波成分大。,选管
8、条件:,V1、V2为性能相同的整流二极管;T为电源变压器,作用是产生大小相等而相位相反的v2a和v2b。,1.2.2 单相全波整流电路,(一)变压器中心抽头式单相全波整流电路,1.电路如图 1.2.2:,图1.2.2变压器中心抽头式全波整流电路,2.工作原理:,(1)v1正半周时,T次级A点电位高于B点电位,在v2a作用下,V1导通(V2截止),iV1自上而下流过RL;,(2)v1负半周时,T次级A点电位低于B点电位,在v2b的作用下,V2导通(V1截止),iV2自上而下流过RL;,缺点:单管承受的反峰压比半波整流高一倍,变压器T需中心抽头。,3负载和整流二极管上的电压和电流,(1)负载电压V
9、L(1.2.5),(2)负载电流IL(1.2.6),(3)二极管的平均电流IV(1.2.7),(4)二极管承受反向峰值电压(1.2.8),(二)单相桥式全波整流电路,1电路如图,V1V4为整流二极管,电路为桥式结构。,(2)v2负半周时,如图1.2.4(b)所示,A点电位低于B点电位,则V2、V4导通(V1、V3截止),i2自上而下流过负载RL;,图1.2.4 桥式整流电路工作过程,2.工作原理,(1)v2正半周时,如图1.2.4(a)所示,A点电位高于B点电位,则V1、V3导通(V2、V4截止),i1自上而下流过负载RL;,由波形图1.2.5可见,v2一周期内,两组整流二极管轮流导通产生的单
10、方向电流i1 和i2叠加形成了iL。于是负载得到全波脉动直流电压vL。,优点:输出电压高,纹波小,较低。应用广泛。,3负载和整流二极管上的电压和电流,(1)负载电压VL(1.2.9),(2)负载电流IL(1.2.10),(3)二极管的平均电流IV(1.2.11),(4)二极管承受反向峰值电压(1.2.12),例1.2.1 有一直流负载,需要直流电压 V,直流电流 A。若采用桥式整流电路,求电源变压器次级电压 并选择整流二极管。,查晶体管手册,可选用整流电流为3安培,额定反向工作电压为100伏的整流二极管2CZ12A(3A/100V)四只。,二极管承受的反向峰值电压,流过二极管的平均电流,因为,
11、所以,解,图1.2.8 半桥和全桥整流堆,优点:电路组成简单、可靠。,(1)半桥:2CQ型,如图1.2.8(a)所示;(2)全桥:QL型,如图1.2.8(b)所示。,整流元件组合件称为整流堆,常见的有:,双向二极管,双向触发二极管又称触发二极管(DIAC)属三层结构,具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅,在电路中作触发、过压保护等用途。,双向二极管的特性,图a是它的构造示意图。图b、图c分别是它的符号及等效电路,可等效于基极开路、发射极与集电极对称的NPN型晶体管,图d是其伏安特性图。,双向触发二极管正、反向伏安特性几乎完全对称。当器件两端所加电压U低于正向转折电压V(B0)时,器
12、件呈高阻态。当UV(B0)时,管子击穿导通进入负阻区。顾名思义,它是一种双方向皆可导通的二极管,亦即不论外加电压极性,只要外加电压大于触电压VBO就可导通。一旦导通,要使它恢复断流,只有将电源切断或使其电流、电压降至保持电流,保持电压以下。同样当U大于反向转折电压V(BR)时,管子同样能进入负阻区。转折电压的对称性用V(B)表示。V(B)=V(B0)-V(BR)。一般V(B)应小于2伏。双向触发二极管的正向转折电压值一般有三个等级:20-60V、100-150V、200-250V。,由于转折电压都大于20V,可以用万用表电阻挡正反向测双向二极管,表针均应不动(RX10k),但还不能完全确定它就
13、是好的。检测它的好坏,并能提供大于250V的直流电压的电源,检测时通过管子的电流不要大于是5mA。用晶体管耐压测试器检测十分方便。如没有,可用兆欧表按图6所示进行测量(正、反各一次),电压大的一次V(BR)。例如:测一只DB3型二极管,第一次为27.5V,反向后再测为28V,则V(B)=V(B0)-V(BR)=28V-27.5V=0.5V2V,表明该管对称性很好。,电容滤波电路,电容器,电容器的特点,电容器的特点就是:对直流电表现出的阻抗极大,相当于不通。对交流电,频率越高阻抗越小。利用电容器的这个特点,我们就可以把混杂在直流电里的交流成分过滤出来,所以叫“滤波”。经过滤波,交流成分都经过电容
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- 节能灯 工作 原理 相关 电路 分析
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