高頻電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)與制作詳解

前言

　　電子鎮(zhèn)流器已經(jīng)進(jìn)入到社會(huì)生活的各個(gè)角落，電子鎮(zhèn)流器的研發(fā)與制造已經(jīng)形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)。對(duì)于研發(fā)、制造電子鎮(zhèn)流器的工程師或想成為電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)工程師的大學(xué)生、電子愛(ài)好者，非常需要電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。那么簡(jiǎn)易型電子鎮(zhèn)流器（節(jié)能燈）的工作過(guò)程詳盡分析、哪些因素影響電子鎮(zhèn)流器的最主要性能、電子鎮(zhèn)流器的性能對(duì)熒光燈有什么影響等知識(shí)或資料到哪才能找到呢？這可能是電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)工程師最頭疼的事，所以相關(guān)網(wǎng)站的論壇非?；馃帷Ｈ欢?，獲得知識(shí)的最好方法就是有一本或幾本能夠詳盡講述電子鎮(zhèn)流器原理、設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試的書(shū)籍。　　本書(shū)從熒光燈的基本原理和對(duì)電子鎮(zhèn)流器的要求開(kāi)始分析，以明確電子鎮(zhèn)流器應(yīng)該具有怎樣的性能，電子鎮(zhèn)流器的性能對(duì)熒光燈管工作性能和壽命的影響；接著本書(shū)詳盡地分析了簡(jiǎn)易型電子鎮(zhèn)流器的工作過(guò)程以及簡(jiǎn)易型電子鎮(zhèn)流器元器件選擇依據(jù)，提出簡(jiǎn)易電子鎮(zhèn)流器存在的問(wèn)題。為了解決簡(jiǎn)易電子鎮(zhèn)流器存在的問(wèn)題，本書(shū)以作者研制的性能優(yōu)異的直流供電熒光燈逆變器為例，對(duì)熒光燈逆變器的設(shè)計(jì)、制作和調(diào)試進(jìn)行詳細(xì)講解；對(duì)于交流市電供電的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)，本書(shū)為讀者提供了幾種典型的采用IR系列電子鎮(zhèn)流器控制芯片構(gòu)成的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)詳解?！　”緯?shū)的另一個(gè)特點(diǎn)就是給出了詳盡的測(cè)試數(shù)據(jù)并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。這對(duì)于加深電子鎮(zhèn)流器對(duì)熒光燈管影響的理解、參數(shù)的改進(jìn)具有特別的參考價(jià)值。本書(shū)用大量篇幅著重論述了應(yīng)用不同的電子鎮(zhèn)流器控制芯片構(gòu)成電子鎮(zhèn)流器燈絲預(yù)熱功能和異常狀態(tài)的危害以及異常狀態(tài)保護(hù)的實(shí)現(xiàn)。通過(guò)良好的燈絲預(yù)熱，可以使熒光燈管的使用壽命得到大大延長(zhǎng)；通過(guò)完善的異常狀態(tài)保護(hù)，可以確保在熒光燈管出現(xiàn)故障時(shí)電子鎮(zhèn)流器不會(huì)燒毀?！　⊥ㄟ^(guò)閱讀本書(shū)，讀者可以按書(shū)中的設(shè)計(jì)實(shí)例做出符合性能要求的電子鎮(zhèn)流器。使讀者在電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)方面的水平得到提高。通過(guò)對(duì)本書(shū)學(xué)習(xí)也可使原來(lái)的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)門(mén)外漢快速入門(mén)并具備一定的水平，這對(duì)于初人社會(huì)的大學(xué)生更是一個(gè)從入門(mén)到提高的捷徑，對(duì)改善其就業(yè)質(zhì)量會(huì)有很大的幫助?！　”緯?shū)共分為四篇：基礎(chǔ)知識(shí)篇、電子鎮(zhèn)流器電路原理與設(shè)計(jì)篇、直流供電的熒光燈逆變器設(shè)計(jì)詳解篇、應(yīng)用IR系列電子鎮(zhèn)流器控制芯片的電子鎮(zhèn)流器解決方案篇和其他，一共二十章內(nèi)容。其中第一章、第二章、第三章、第四章、第十六章、第十九章、第二十章由遼寧工業(yè)大學(xué)陳永真、遼寧醫(yī)學(xué)院李錦共同執(zhí)筆，其他章由陳永真執(zhí)筆?！　”緯?shū)是作者多年來(lái)從事電子鎮(zhèn)流器研制工作經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，如果本書(shū)能夠使讀者在電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)方面得到提高將是作者的最大欣慰，更希望讀者提出寶貴的意見(jiàn)。

內(nèi)容概要

本書(shū)以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，對(duì)電子鎮(zhèn)流器的原理、設(shè)計(jì)方法及要點(diǎn)、元器件選擇、制作與調(diào)試進(jìn)行了系統(tǒng)講解。本書(shū)的最大特點(diǎn)是給出了電子整流器設(shè)計(jì)的完整步驟和測(cè)試數(shù)據(jù)，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行了詳盡分析。讀者在學(xué)習(xí)完本書(shū)后，根據(jù)書(shū)中給出的完整設(shè)計(jì)實(shí)例即可以設(shè)計(jì)制作出性能符合要求的電子鎮(zhèn)流器。    本書(shū)適合電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)工程師閱讀、參考，更適合廣大電子愛(ài)好者和電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)入門(mén)者，尤其是即將步入社會(huì)的大學(xué)生學(xué)習(xí)使用。

書(shū)籍目錄

前言第一篇  基礎(chǔ)知識(shí)  第一章  熒光燈基本原理    第一節(jié)  熒光燈基本工作原理    第二節(jié)  熒光燈的起輝特性與發(fā)光原理    第三節(jié)  熒光燈管的結(jié)構(gòu)    第四節(jié)  熒光燈管的電參數(shù)    第五節(jié)  影響燈管性能的因素    第六節(jié)  不同的起輝方式對(duì)熒光燈壽命的影響    第七節(jié)  熒光燈管的生產(chǎn)與廢棄熒光燈管對(duì)環(huán)境的影響    第八節(jié)  綠色照明的意義  第二章  電子鎮(zhèn)流器的性能及對(duì)熒光燈的影響    第一節(jié)  燈管的開(kāi)關(guān)壽命    第二節(jié)  燈管的最佳預(yù)熱狀態(tài)    第三節(jié)  燈管電流的波形系數(shù)    第四節(jié)  燈管壽命終了對(duì)電子鎮(zhèn)流器安全性的影響    第五節(jié)  燈管過(guò)電流與欠電流對(duì)燈管壽命的影響  第三章  電子鎮(zhèn)流器原理及其對(duì)熒光燈管工作條件的影響    第一節(jié)  電子鎮(zhèn)流器的起輝與鎮(zhèn)流原理    第二節(jié)  熒光燈鎮(zhèn)流條件的實(shí)現(xiàn)    第三節(jié)  燈管工作時(shí)起輝電容器的作用    第四節(jié)  高頻交流電供電時(shí)熒光燈端電壓的變化    第五節(jié)  高頻交流電供電時(shí)熒光燈管光效增加的解釋    第六節(jié)  高頻電子鎮(zhèn)流器的節(jié)  能因素    第七節(jié)  電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動(dòng)熒光燈管的燈絲加熱情況分析第二篇  電子鎮(zhèn)流器電路原理與設(shè)計(jì)  第四章  簡(jiǎn)易電子鎮(zhèn)流器原理與設(shè)計(jì)    第一節(jié)  為什么電子鎮(zhèn)流器采用高頻交流電逆變輸出    第二節(jié)  高頻交流電的實(shí)現(xiàn)    第三節(jié)  簡(jiǎn)易型電子鎮(zhèn)流器的興起    第四節(jié)  簡(jiǎn)易型電子鎮(zhèn)流器電路    第五節(jié)  簡(jiǎn)易型電子鎮(zhèn)流器啟動(dòng)過(guò)程分析    第六節(jié)  逆變電路工作過(guò)程分析    第七節(jié)  逆變電路主要元器件的狀態(tài)分析    第八節(jié)  各種規(guī)格的簡(jiǎn)易電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)實(shí)例    第九節(jié)  市場(chǎng)上品牌節(jié)能燈的測(cè)試結(jié)果    第十節(jié)  簡(jiǎn)易電子鎮(zhèn)流器對(duì)電路中主要元器件的要求    第十一節(jié)  簡(jiǎn)易電子鎮(zhèn)流器存在的問(wèn)題    第十二節(jié)  簡(jiǎn)易電子鎮(zhèn)流器的無(wú)奈與走出誤區(qū)的思路第三篇  直流供電的熒光燈逆變器設(shè)計(jì)詳解  第五章  鐵路客車(chē)用熒光燈逆變器    第一節(jié)  鐵路客車(chē)用熒光燈逆變器問(wèn)題的提出    第二節(jié)  現(xiàn)有的熒光燈逆變器及其存在的問(wèn)題    第三節(jié)  鐵道部關(guān)于熒光燈逆變器的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介    第四節(jié)  鐵路非空調(diào)客車(chē)逆變器應(yīng)用環(huán)境簡(jiǎn)介    第五節(jié)  BY系列鐵路客車(chē)熒光燈逆變器的設(shè)計(jì)缺陷分析  第六章  控制IC的原理分析    第一節(jié)  TL494內(nèi)部電路框圖    第二節(jié)  開(kāi)路集電極、開(kāi)路發(fā)射極的輸出級(jí)    第三節(jié)  輸出方式選擇    第四節(jié)  脈沖分頻觸發(fā)器    第五節(jié)  死區(qū)時(shí)間的建立與控制    第六節(jié)  內(nèi)置振蕩器    第七節(jié)  PWM比較器    第八節(jié)  誤差放大器  第七章  20W鐵路客車(chē)用熒光燈逆變器設(shè)計(jì)思路    第一節(jié)  常規(guī)性能指標(biāo)的設(shè)計(jì)思路    第二節(jié)  確保開(kāi)關(guān)壽命的設(shè)計(jì)思路    第三節(jié)  異常狀態(tài)保護(hù)的設(shè)計(jì)思路    第四節(jié)  浪涌電壓抑制與瞬態(tài)過(guò)電壓保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)思路    第五節(jié)  絕緣性能的設(shè)計(jì)思路  第八章  20W鐵路客車(chē)用熒光燈逆變器設(shè)計(jì)詳解    第一節(jié)  逆變器主回路的選擇    第二節(jié)  選擇自激式還是選擇他激式及特點(diǎn)分析    第三節(jié)  開(kāi)關(guān)管的選擇與確定    第四節(jié)  控制IC的選擇分析與設(shè)計(jì)    第五節(jié)  預(yù)熱起輝的設(shè)計(jì)思路    第六節(jié)  異常狀態(tài)保護(hù)的設(shè)計(jì)思路    第七節(jié)  控制電路的電源電路設(shè)計(jì)    第八節(jié)  變壓器的設(shè)計(jì)    第九節(jié)  鎮(zhèn)流電感的選擇與設(shè)計(jì)    第十節(jié)  起輝電容器的選擇    第十一節(jié)  旁路電容器的選擇    第十二節(jié)  瞬變過(guò)電壓抑制電路與器件的選擇    第十三節(jié)  完整電路  第九章  20W鐵路客車(chē)用熒光燈逆變器測(cè)試及測(cè)試結(jié)果分析    第一節(jié)  測(cè)試條件與測(cè)試儀器    第二節(jié)  輸入功率    第三節(jié)  照度    第四節(jié)  燈管參數(shù)測(cè)試    第五節(jié)  燈管電流波峰系數(shù)    第六節(jié)  燈管電壓波形及相關(guān)信息    第七節(jié)  鎮(zhèn)流電感電流及相關(guān)信息    第八節(jié)  起輝電容器的電流波形及相關(guān)信息    第九節(jié)  燈絲電壓波形和相關(guān)信息    第十節(jié)  燈管的燈絲電壓、電容電流波形與相應(yīng)的功率信息    第十一節(jié)  預(yù)熱時(shí)間    第十二節(jié)  不起輝試驗(yàn)    第十三節(jié)  其他異常狀態(tài)試驗(yàn)    第十四節(jié)  濕熱試驗(yàn)與絕緣介電強(qiáng)度試驗(yàn)    第十五節(jié)  開(kāi)關(guān)壽命試驗(yàn)    第十六節(jié)  高溫試驗(yàn)和低溫試驗(yàn)    第十七節(jié)  損耗測(cè)試    第十八節(jié)  20W熒光燈逆變器設(shè)計(jì)測(cè)試總結(jié)  第十章  40W鐵路客車(chē)用熒光燈逆變器(電子鎮(zhèn)流器)設(shè)計(jì)詳解    第一節(jié)  與20W熒光燈逆變器設(shè)計(jì)的不同之處    第二節(jié)  逆變電路輸出電壓選擇    第三節(jié)  變壓器設(shè)計(jì)    第四節(jié)  鎮(zhèn)流電感設(shè)計(jì)    第五節(jié)  異常狀態(tài)保護(hù)電路設(shè)計(jì)特別之處    第六節(jié)  輸入旁路電容器與起輝電容器型號(hào)選擇與參數(shù)選擇    第七節(jié)  開(kāi)關(guān)管選擇    第八節(jié)  絕緣電壓的解決方案分析    第九節(jié)  40W燈管的鐵路客車(chē)用熒光燈逆變器(電子鎮(zhèn)流器)電路  第十一章  40W燈管的鐵路客車(chē)用熒光燈逆變器測(cè)試結(jié)果與分析    第一節(jié)  測(cè)試條件與測(cè)試儀器    第二節(jié)  基本工作性能測(cè)試結(jié)果    第三節(jié)  主要元器件及損耗的參數(shù)測(cè)試    第四節(jié)  預(yù)熱過(guò)程波形及測(cè)試    第五節(jié)  40W燈管測(cè)試結(jié)果第四篇  應(yīng)用IR系硼電子鎮(zhèn)流器控制芯片的電子鎮(zhèn)流器解決方案  第十二章  應(yīng)用IR2153系列的高性能電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)詳解    第一節(jié)  控制芯片IR2153簡(jiǎn)介    第二節(jié)  外接電路的設(shè)計(jì)    第三節(jié)  應(yīng)用IR2153的最簡(jiǎn)單電路    第四節(jié)  簡(jiǎn)單預(yù)熱功能的實(shí)現(xiàn)    第五節(jié)  具有簡(jiǎn)單預(yù)熱功能的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)實(shí)例    第六節(jié)  應(yīng)用IR2153實(shí)現(xiàn)帶有預(yù)熱功能和異常狀態(tài)保護(hù)功能的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)實(shí)例    第七節(jié)  帶有逐流方式的功率因數(shù)校正IR2153的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)  第十三章  組合電路IR51H420／IR53H420構(gòu)成的電子鎮(zhèn)流器    第一節(jié)  IR51H420／IR53H420簡(jiǎn)介    第二節(jié)  應(yīng)用IR51H420／IR53H420的緊湊型節(jié)  能燈設(shè)計(jì)    第三節(jié)  應(yīng)用IR51H420帶有預(yù)熱啟動(dòng)與異常狀態(tài)保護(hù)的高頻電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)實(shí)例  第十四章  應(yīng)用IR2520的電子鎮(zhèn)流器解決方案    第一節(jié)  IR2520簡(jiǎn)介    第二節(jié)  IR2520電路原理框圖與工作過(guò)程簡(jiǎn)介    第三節(jié)  IR2520原理分析——欠電壓鎖定    第四節(jié)  IR2520原理分析——VCO工作分析    第五節(jié)  IR2520原理分析——振蕩器    第六節(jié)  IR2520原理分析——故障狀態(tài)保護(hù)    第七節(jié)  應(yīng)用IR2520的高頻電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)實(shí)例    第八節(jié)  電路試驗(yàn)與工作狀態(tài)測(cè)試    第九節(jié)  不同功率燈管的參數(shù)設(shè)計(jì)    第十節(jié)  采用IR2520D實(shí)現(xiàn)具有功率因數(shù)校正的55W緊湊型節(jié)  能燈鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)實(shí)例  第十五章  應(yīng)用功率因數(shù)校正和鎮(zhèn)流器控制IC——IR 2166的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)    第一節(jié)  IR2166簡(jiǎn)介與數(shù)據(jù)    第二節(jié)  IR2166原理分析    第三節(jié)  IR2166的鎮(zhèn)流器功能分析    第四節(jié)  IR2166的功率因數(shù)校正功能分析    第五節(jié)  相關(guān)設(shè)計(jì)公式    第六節(jié)  由IR2166控制的電子鎮(zhèn)流器工作過(guò)程分析    第七節(jié)  采用IR2166的全輸入電壓范圍T5管徑直管熒光燈的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計(jì)實(shí)例    第八節(jié)  IR2166應(yīng)用于高功率(105W)節(jié)  能燈設(shè)計(jì)實(shí)例第五篇  其他  第十六章  電子鎮(zhèn)流器的質(zhì)量對(duì)熒光燈壽命的影響    第一節(jié)  決定熒光燈壽命的主要因素    第二節(jié)  電子鎮(zhèn)流器的性能對(duì)熒光燈壽命的影響    第三節(jié)  電子鎮(zhèn)流器是易耗品還是半永久裝置  第十七章  電子鎮(zhèn)流器對(duì)電解電容器的要求與選擇    第一節(jié)  電子鎮(zhèn)流器與節(jié)  能燈對(duì)電解電容器的要求    第二節(jié)  適用于電子鎮(zhèn)流器的高溫長(zhǎng)壽命鋁電解電容器    第三節(jié)  電子鎮(zhèn)流器應(yīng)用的推算實(shí)例  第十八章  所謂“容性負(fù)載”對(duì)開(kāi)關(guān)管的影響分析    第一節(jié)  問(wèn)題的提出    第二節(jié)  瞬態(tài)共同導(dǎo)通產(chǎn)生的原因與分析    第三節(jié)  解決方案    第四節(jié)  零電壓開(kāi)通可以消除瞬態(tài)共同導(dǎo)通  第十九章  燈絲預(yù)熱分析    第一節(jié)  電壓型預(yù)熱分析    第二節(jié)  電流型預(yù)熱分析    第三節(jié)  掃頻方式預(yù)熱分析  第二十章  其他問(wèn)題分析    第一節(jié)  功率因數(shù)校正方式對(duì)比分析    第二節(jié)  簡(jiǎn)易型電子鎮(zhèn)流器與優(yōu)質(zhì)電子鎮(zhèn)流器的對(duì)比分析    第三節(jié)  調(diào)光問(wèn)題分析參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　二、燈絲的作用　　在高壓汞燈和高壓鈉燈中并沒(méi)有燈絲也能正常工作。不僅如此，霓虹燈也是僅有電極而沒(méi)有燈絲。那為什么熒光燈需要燈絲呢？　　通過(guò)對(duì)比上述各種燈管的尺寸和工作電壓就會(huì)看到高壓汞燈電極之間的間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于熒光燈，而工作電壓則基本相當(dāng)，因此短尺寸的高壓汞燈可以直接利用電弧放電工作，而熒光燈要想也工作在電弧放電的狀態(tài)將需要數(shù)萬(wàn)伏甚至更高的電壓。霓虹燈管內(nèi)僅有惰性氣體，可以利用數(shù)千伏甚至數(shù)萬(wàn)伏的高壓實(shí)現(xiàn)放電，這種工作方式對(duì)于熒光燈也是不適應(yīng)的。那么怎樣才能使熒光燈工作在比較低的放電電壓呢？最好的辦法就是利用電場(chǎng)吸引空間電荷（電子），用運(yùn)動(dòng)中的電子撞擊汞離子，使其釋放紫外線(xiàn)?！　〗酉聛?lái)的問(wèn)題就是如何源源不斷地獲得空間電荷。由誰(shuí)來(lái)提供，當(dāng)然是電極，也就是電極能夠提供“空間電荷”。　　回顧一下真空管或汞整流管我們會(huì)看到，這些器件可以工作在很低電壓，但是可以流過(guò)電流。在汞整流管中可以看到，汞整流管工作時(shí)發(fā)出紫外線(xiàn)和紫色光，如果將熒光粉涂在汞整流管的玻璃管壁內(nèi)且不用陽(yáng)極屏蔽紫外線(xiàn)，則汞整流管照樣會(huì)像熒光燈一樣發(fā)光。　　不管是汞整流管還是真空管，都有一個(gè)共同特點(diǎn)：有燈絲。那么燈絲的作用是什么呢？　　要想讓電極能源源不斷地向空間提供電子，需要使電極上的電子脫離電極，而電子脫離電極需要能量，即電子逸出功。通過(guò)大學(xué)物理可以知道，導(dǎo)體的溫度越高，其電子逸出功越低，不同材料電子逸出功不同，以堿金屬（銣、銫）最好，常用來(lái)做光電管或光電倍增管；也可以是堿土金屬氧化物，如鍶、鋇的氧化物。對(duì)于堿土金屬氧化物，可以釋放自由電子所需要的溫度僅為1000～1100°K（660～760℃），這就是真空管燈絲溫度，真空管的陰極則涂敷堿土金屬氧化物，這是釋放自由電子最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的方法。因此，熒光燈也需要熱陰極發(fā)射自由電子，這樣就解決了熒光燈工作電壓?jiǎn)栴}?！　〕藷艄軆?nèi)部氣體性質(zhì)和質(zhì)量外，燈管燈絲特性也是最重要的特性，燈絲自由電子發(fā)射能力下降，燈管電流下降，發(fā)光能力變差，燈管工作電壓升高。當(dāng)燈管電流不足以維持放電所需電流時(shí)，燈管放電停止，燈管停止工作；當(dāng)燈絲喪失自由電子發(fā)射能力，燈管將徹底失效。所以經(jīng)常會(huì)看到熒光燈管接近壽命終了時(shí)，電感鎮(zhèn)流器配套的燈管就會(huì)有剛點(diǎn)燃就熄滅，再點(diǎn)燃，再熄滅現(xiàn)象。連續(xù)產(chǎn)生高電壓的電子鎮(zhèn)流器可以使熒光燈管電子發(fā)射能力徹底失效（不能起輝），這時(shí)會(huì)導(dǎo)致電子鎮(zhèn)流器的損壞。

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