北方工業(yè)大學(xué)信息工程學(xué)院微電子學(xué)系 魯 巖 江雪穎 魯亞松 王毛東

一、引言

電子鎮(zhèn)流器（Electricalballa-st），是鎮(zhèn)流器的一種，是指采用電子技術(shù)驅(qū)動(dòng)電光源，使之產(chǎn)生所需照明的電子設(shè)備。中國對電子鎮(zhèn)流器的研究開發(fā)起步較晚，技術(shù)起點(diǎn)低，對這一產(chǎn)品的難度和復(fù)雜性認(rèn)識(shí)不足。手工制作的鎮(zhèn)流器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)了燈的一些問題，本文對燈的一些問題作出了分析，并且提出了改進(jìn)措施。

在點(diǎn)燈的時(shí)候，點(diǎn)亮了一段時(shí)間后，再點(diǎn)得時(shí)候不能保證該燈仍可以點(diǎn)亮。下面我選擇A，B兩支燈管進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其他實(shí)驗(yàn)環(huán)境都相同，分別點(diǎn)亮1O分鐘，15分鐘，25分鐘，關(guān)了再開然后看其結(jié)果（見表一）。

從其結(jié)果我們可以看出了一些問題，兩支燈在點(diǎn)亮大約25分鐘的時(shí)候均不亮。本文提出的觀點(diǎn)是諧振點(diǎn)的偏移，以至于點(diǎn)火電壓不足而引起的該問題。另外，電感選擇不當(dāng)也會(huì)引起該問題。

圖一 用pspice仿真軟件搭建的諧振電路

表一

表二

二、諧振點(diǎn)的偏移

該實(shí)驗(yàn)的諧振電容選擇的是市面上可以買到的瓷片電容，對瓷片電容做了個(gè)實(shí)驗(yàn)，將諧振電容加熱，用儀器觀察其電容值，然后發(fā)現(xiàn)其電容值是隨著受熱時(shí)間逐漸下降的。從現(xiàn)象得出的結(jié)論是諧振電容的電容值受溫度的影響

我們將諧振電容依次改變，然后對其諧振電路進(jìn)行仿真，看其諧振頻率是否偏移。圖一是用pspice仿真軟件搭建的諧振電路。

其參數(shù)見表二。

從表二可以看出，如果我們規(guī)定燈的點(diǎn)火電壓為8OOv，那么隨著諧振電容受熱之后的變化，燈的點(diǎn)火頻率是變化的，隨著電容值的減小，點(diǎn)火頻率是逐漸增加的。因此點(diǎn)火電壓降低，達(dá)不到使燈點(diǎn)亮的點(diǎn)火電壓以至于燈點(diǎn)不亮。

鑒于上述結(jié)果，本文提出的改進(jìn)方法是選擇薄膜電容，因?yàn)楸∧る娙萜潆娙葜凳軣岵灰灼啤?/p>

三、諧振電感的選擇

熒光燈等氣體放電燈，接通電源正常工作后，燈電流有隨燈管溫升而上升的趨勢，而燈電流上升又會(huì)引起燈管更高的溫升，最終可能要到超過設(shè)計(jì)規(guī)范很高的溫度時(shí)才能達(dá)到平衡，這是要盡力避免的。故氣體放電燈一般都要配一個(gè)鎮(zhèn)流元件來扼制電流的這種增大，一般是串聯(lián)一個(gè)電感器來實(shí)現(xiàn)。由于電感器的阻抗與頻率成正比，故高頻電子鎮(zhèn)流器中的鎮(zhèn)流電感的體積遠(yuǎn)小于工頻電感鎮(zhèn)流器中電感的體積。高頻鎮(zhèn)流電感的設(shè)計(jì)是電子鎮(zhèn)流器中關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，尤其是選用多大的磁芯體積、選用何種材質(zhì)，是電子變壓器鎮(zhèn)流電感性能及成本的關(guān)鍵。關(guān)于如何選取磁芯，我查了一些資料，其中有三種選擇方法:

圖二 從右至左分別為5。0nF，5。5nF，6。0nF(粉紅，橘紅，藍(lán)色)

1.按照Ve選擇

2.磁芯面積AP值選取磁芯

AW為窗口面積，Ae為磁芯的橫截面積，從以下兩個(gè)因素來考慮磁芯的計(jì)算和選擇，既直觀又準(zhǔn)確：一是磁芯有合適的橫截面積Ae，不會(huì)因?yàn)楸焕@組中的電流激勵(lì)到過飽和而大幅降低電感量；另一個(gè)因素是磁芯有合適的繞線窗口面積AW，能夠繞得下足夠匝數(shù)的銅線。

Ve是磁芯的有效體積，Ip為穩(wěn)態(tài)時(shí)的峰值電流，Bm是穩(wěn)態(tài)時(shí)磁通密度振幅，H是磁通密度為Bm時(shí)的磁場強(qiáng)度，β為經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，文章當(dāng)中取的是5O，至于為什么取5O，這個(gè)我不太明白

式中K為磁芯窗口占用系數(shù)，J為銅線中有效值電流密度，L為電感量，I為峰值電流，這里B的取值我不太明白，文章當(dāng)中只是針對某一種型號(hào)的磁芯給出了取值，但是是否適用于所有的磁芯，這個(gè)我不太明白，而且式中K，J的選擇，文章當(dāng)中雖給出了取值，但是是否是個(gè)常數(shù)，這個(gè)也不太清楚。

3.AP值選取磁芯

這里與第二種方法的公式不同

P0是輸出功率，DCMA取值為3OO-5OO， ，f為運(yùn)行頻率。此方法簡便，實(shí)用。

廠家會(huì)根據(jù)不同磁芯提供AP值，我們用此公式算出AP值，然后再留出一定的裕度，選取所要的骨架。

本實(shí)驗(yàn)選擇的諧振電感的骨架為EE16，經(jīng)公式計(jì)算后，得出的AP值為O.186cm4，而廠家提供的EE16的AP值為O.O765cm4不符合要求，因此為了留出一定裕度，我們選擇EE19，其廠家提供的AP值為O。1243cm4。

四、結(jié)論

改善諧振電容以及諧振電感的磁芯后，性能得到了明顯的改善。

由于諧振電容選擇的不當(dāng)，電容值隨溫度的改變而改變。導(dǎo)致諧振頻率的偏移，點(diǎn)火電壓的下降以至于燈點(diǎn)不亮。磁芯大小的選擇也不是完全按照公式計(jì)算來選擇，而應(yīng)該兼顧考慮各方面的綜合因素來選擇，如PCB板面積是否夠?qū)捲?、磁芯成本、銅線成本等。

[l]毛興武,祝大衛(wèi).電子鎮(zhèn)流器原理與制作[M].北京:人民郵電出版社,2002.73.

[2]化運(yùn)朝.電子鎮(zhèn)流器用扼流圈設(shè)計(jì)[J].電子變壓器技術(shù),1997(4):5.