胡杰祥

（湖南省長沙市長郡中學(xué) 410002）

無極燈電子鎮(zhèn)流器模型與關(guān)鍵技術(shù)分析

胡杰祥

（湖南省長沙市長郡中學(xué) 410002）

電磁感應(yīng)燈屬于新型光源，突破了傳統(tǒng)燈的工作模式，節(jié)能效果理想、維護(hù)成本低、污染小，已經(jīng)在大廳、公路、廠房、燈光工程照明中得到了應(yīng)用。本文介紹了無極燈的等效模型，給出了無極燈電子鎮(zhèn)流器的有源功率因數(shù)矯正電路的選取。并針對(duì)其中關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析，確定了電子鎮(zhèn)流器的閉環(huán)頻率跟蹤控制方案。

無極燈；電子鎮(zhèn)流器；披露跟蹤

電磁感應(yīng)的無極燈和現(xiàn)在所使用的LED燈都是屬于第四代光源，是在傳統(tǒng)熒光燈的基礎(chǔ)上與現(xiàn)在高頻電磁感應(yīng)原理相結(jié)合的創(chuàng)新型的一種電光源，這種新的光源打破了傳統(tǒng)燈的工作形式，在這種新型的燈中并沒有電極，因此被人們稱作無極燈。它所具有的特征比傳統(tǒng)的燈更有加鮮明，其工作時(shí)間長，節(jié)能效果明顯，無閃爍以及綠色環(huán)保等特征，被現(xiàn)在很多家庭或者企業(yè)用于家庭照明或者辦公場(chǎng)地的照明中。1998年生產(chǎn)出首盞無極燈以來，無極燈依靠其本身所具有的優(yōu)良特征被廣泛的運(yùn)用，并且現(xiàn)在占據(jù)著我國光源市場(chǎng)很大的份額?，F(xiàn)在在我國市場(chǎng)流通的無極燈主要分為三種形式：電感耦合式無極熒光燈；電容耦合式無極熒光燈；微波耦合式無極熒光燈。

1 無極燈電子鎮(zhèn)流器模型

現(xiàn)在所使用的無極燈電子鎮(zhèn)流器包含三個(gè)部分：①功率因數(shù)矯正模塊，其主要工作的內(nèi)容就是去除電子鎮(zhèn)流器所產(chǎn)生的有害諧波，減小電流在輸入時(shí)候產(chǎn)生波的失真性，從而為后面輸出穩(wěn)定的電壓。②逆變器模塊，在這個(gè)模塊中其主要的作用就是把功率因數(shù)矯正電路所輸出的電流以及電壓變換成一種方波的形式，以供下級(jí)電路使用，其工作時(shí)一直處于一種高頻的狀態(tài)。③諧振電路，經(jīng)過逆變器模塊后輸入的方波經(jīng)過功率因數(shù)的矯正以及電容除直流以后，運(yùn)用諧振把其轉(zhuǎn)換成所需要的正弦電壓，從而為無極燈提供良好的電源輸入環(huán)境。

2 有源功率因數(shù)校正電路

無極燈電子鎮(zhèn)流器中的電子設(shè)備一般情況下都是處于高頻狀態(tài)之中，屬于一種非線性系統(tǒng)，現(xiàn)在電網(wǎng)在運(yùn)作中都會(huì)產(chǎn)生大量的電流諧波以及無功能量，對(duì)于電網(wǎng)安全有著很大的威脅，因此現(xiàn)在的很多國家都對(duì)電力以及電子系統(tǒng)中的功率因數(shù)進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定與限制。對(duì)于現(xiàn)在的電子鎮(zhèn)流器而言，就需要運(yùn)用有源功率因數(shù)校正技術(shù)，從而達(dá)到抑制有害的和諧波的目的。現(xiàn)在非隔離有源功率校正電路的類型有：升壓型、降壓型以及升降壓型等類型。其各自都有著自身的有缺點(diǎn)，現(xiàn)在分別進(jìn)行論述。升壓型：其主要優(yōu)點(diǎn)就是輸入的電壓的適應(yīng)性強(qiáng)，能夠滿足電壓變化較大的電路，輸入電壓的大小都可以通過簡(jiǎn)單的操作進(jìn)行控制，因此其功率因數(shù)較高。而缺點(diǎn)就是輸入的電壓一定要大于最大的輸入電壓，因此其輸出的電壓就會(huì)很高，很難用平時(shí)的開關(guān)來進(jìn)行有效的控制與保護(hù)。降壓型：其主要優(yōu)點(diǎn)就是開關(guān)所能夠承受的壓力較升壓型更小，能夠很好的利用開關(guān)來保護(hù)整個(gè)電路。主要缺點(diǎn)就是當(dāng)在輸入電壓正常周期內(nèi)不能正常工作的話，就會(huì)使得同等功率的電流應(yīng)力較大。升降型：其主要的優(yōu)點(diǎn)就是輸入電壓的正弦周期都能夠進(jìn)行連續(xù)工作，因此輸出電壓范圍較廣，能夠利用開關(guān)來實(shí)現(xiàn)電路的短路保護(hù)。其主要的缺點(diǎn)就是開關(guān)需要承受的點(diǎn)壓力比較大，達(dá)到峰值時(shí)候的電流很大，這樣就使得驅(qū)動(dòng)起來更加復(fù)雜。

無極燈電子鎮(zhèn)流器的輸出電壓高達(dá)400V左右，這樣就遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于現(xiàn)在的家庭電壓，另外開關(guān)驅(qū)動(dòng)的復(fù)雜程度較高，結(jié)合上面所提到的三種有源功率因數(shù)校正電路的相比較，一般會(huì)選擇升壓型有源功率因數(shù)校正電路作為無極燈鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)校正電路。

3 電子鎮(zhèn)流器的控制方案

無極燈電子鎮(zhèn)流器在正常工作的情況下，由于其負(fù)載參數(shù)的變化會(huì)受到耦合參數(shù)、材料以及環(huán)境溫度或者濕度的影響，因此在使用的過程中工作頻率往往會(huì)高于實(shí)際電路中的固有諧振頻率點(diǎn)，從而導(dǎo)致電路輸出電壓降低，電路系統(tǒng)的逆變電路不能夠?qū)崿F(xiàn)軟開關(guān)，從而大大降低了電路系統(tǒng)的工作效率，導(dǎo)致燈的明暗程度受到影響，嚴(yán)重的情況下會(huì)致使燈熄滅。由此，有必要對(duì)無極燈電子鎮(zhèn)流器系統(tǒng)中設(shè)置頻率跟蹤參數(shù)，目前在國內(nèi)一般都運(yùn)用無極燈電子鎮(zhèn)流器的環(huán)閉頻率跟蹤系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)方案上，多采用模擬實(shí)驗(yàn)法，需要先設(shè)置出實(shí)際參數(shù)，再利用相關(guān)模擬實(shí)驗(yàn)來找出不同負(fù)載情況下的固有頻率點(diǎn)，在系統(tǒng)工作時(shí)，即可根據(jù)負(fù)載情況來調(diào)節(jié)電路工作頻率，保證系統(tǒng)諧振工作狀態(tài)，但是，該種方式也會(huì)受到多種因素的影響，通用性較差。

4 結(jié)語

文章主要闡述了無極燈的含義以及無極燈電子鎮(zhèn)流器的相關(guān)模型，對(duì)于無極燈電子鎮(zhèn)流器的關(guān)鍵技術(shù)有源功率因數(shù)校正電路的選擇進(jìn)行分析，并且介紹了現(xiàn)在較為常用的三種有源功率因數(shù)校正電路的方式，即：升壓型、降壓型以及升降壓型，尤其是對(duì)無極燈在正常工作時(shí)頻率跟蹤控制的系統(tǒng)進(jìn)行了分析，最終提出在跟蹤系統(tǒng)中選取電子鎮(zhèn)流器的閉環(huán)控制辦法，采取該種設(shè)置方式，可以有效提升無極燈工作的穩(wěn)定性。

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2016-10-29