荧光灯电子启辉器的工作原理

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在传统的荧光灯照明系统中,电感镇流器需要和氖灯启辉器配套使用才能让荧光灯点亮工作。这种启辉器内部是一个充满氖气的双金属片触点,利用双金属片的发热弯曲特性来接通和断开电源,以使镇流器产生自感高压来启动荧光灯管。这种启辉器在启动荧光灯的时候会产生很大的电磁干扰,而且启动时不能使荧光灯像白炽灯那样一开就亮,有时要跳动好几次才能点亮灯管。当电网电压较低或环境气温较低时,这种现象更加严重,有时灯管根本无法点燃。不仅使用不方便,还影响灯管的寿命。同时,氖管起辉器很容易损坏,这又增加了电感镇流器照明系统的维护成本。

使用电子启辉器来代换氖灯启辉器,可以很好的解决荧光灯随温度降低和电压变化而启动慢或不能启动的问题。电子启辉器能使荧光灯一开就亮,而且当气温低至-40℃或市电降到160V(220V电网)时,仍能使荧光灯可靠点燃。

常见的电子启辉器中,一般包括控制回路和开关器件两部分。开关器件有继电器、可控硅、MOSFET等多种,是用来代替氖管中的双金属片的,控制电路由分立器件或集成电路组成。采用分立器件的电子启辉器成本低廉,功能也比较简单,而使用集成电路的电子启辉器功能齐全,一般都具有过热和过流保护,有的还有异常态保护和灯管寿终保护功能。

电子启辉器具有启动性能好、可靠性高、无电磁辐射、寿命长等特点。由于它的体积与外形都参考传统的辉光启辉器设计,所以可以直接旋入现有的启辉器座里,使用非常方便。

1.荧光灯延寿电子起辉器

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电路中的可控硅作为开关启动器件,体积小巧,可装入普通起辉器的外壳里,它的启动性能极佳,能使荧光灯等像白炽灯泡一样一开就亮,而且当气温较低或电网电压降到160V时,仍能可靠工作。

闭合电源开关SW1后,市电经镇流器及灯丝加在电子启起辉器的两端,在市电正半周时,电阻R2、R3的分压给C1充电,当C1上的电压达到32V时,双向触发管D2击穿,可控硅SCR被触发导通,灯丝通电开始预热。在市电正半周结束时,SCR关断。由于感性负载的电流滞后电压90°,可控硅关断时恰好为市电负半周电压的峰值,由于电流的突然截止,镇流器产生的自感电压与电源电压串联后叠加在灯管两端,荧光灯启辉点亮。

灯管点亮后的管电压不高于120V, R1、R2的分压降低到D1的击穿电压以下,不能使SCR再次触发,启辉电路对荧光灯的正常工作不再产生影响。电路中的R1、C2网络是用来滤除SCR开关干扰的。

2.简易的无触点荧光灯电子启辉器

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这里介绍一种新颖的荧光灯电子起辉器,它具有电路简单、启动时间短、无电磁辐射等特点。

合上电源开关SW1后,市电经镇流器及灯丝加在电子起辉器的两端。在市电正半周时,电阻R1、R2的分压给C1充电,当C1上的电压达到双向触发管D2的转折电压时,可控硅SCR被触发导通,市电开始给灯丝提供预热。在市电过零时,可控硅突然截止,镇流器产生的自感电压与电源电压串联后加在灯管两端,荧光灯启辉点亮。灯管点亮后,由于灯管电压不高于120V, R1、R2的分压降低到D1的击穿电压以下,不能使SCR再次触发,启辉电路对荧光灯的正常工作不再产生影响。

本电路适用于36W的荧光灯管,不用调试就能正常工作。如果用于更小功率的荧光灯,应相应降低C1的容量。

3. 用于120V线路的荧光灯电子启辉器

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4.高效电子启辉器

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闭合电源开关SW1后,市电经镇流器及灯丝加在电子启起辉器的两端,在市电正半周时,当瞬态电压抑制器D2在电压峰值上升到100V左右时击穿,可控硅SCR被触发导通,市电开始给灯丝提供预热。在市电负半周时,可控硅突然截止,镇流器产生的自感电压与电源电压串联后加在灯管两端,荧光灯启辉点亮。

5.采用继电器控制的电子辉光启辉器

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本文介绍的电子启辉器可以直接替换传统的氖管式启辉器,在市电低至160V时仍能可靠工作。电路刚接通时,220V交流电经过灯丝加到电子启辉器两端。负半周电压经过继电器常闭触点J1-1给灯丝预热,正半周电压经C1、R1降压,D1半波整流后给C2充电,当C2上的电压达到6V时,继电器吸合,J1-1断开,电感镇流器产生的自感高压与市电叠加后使日光灯启辉点亮。启辉成功后,由于灯管的管压限制,C2两端电压不足以使继电器再次吸合,故启辉电路停止工作。

6.另一种采用继电器控制的电子启辉器

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合上电源开关SW1时,在市电正半周时,230V交流电经R1降压、D1半波整流后击穿压敏电阻RV,开始给C1充电,当C1的端压升到6V时,继电器动作,常开触点J1-1吸合,灯丝得电开始预热,同时C1经继电器绕组放电。当C1端压降到3V左右时,继电器释放,J1-1断开,电感镇流器上产生的高压使日光灯启辉点亮。灯管点亮后,由于管压不高于120V,不能再次击穿RV,故RV呈开路状态,继电器不会再次吸合。

预热时间由C1的容量及继电器线圈电阻决定,图中的压敏电阻RV也可以用一只110V1W的稳压管代替,使用效果一样。

7.可靠的电子启辉器

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当闭合电源开关SW1后,市电经过荧光灯灯丝与电子启辉器连通,并经阻容降压、桥堆整流、C2滤波、D5稳压后获得12V直流电压。在接通电源后的很短时间内,12V直流电压击穿稳压管D6,晶闸管SCR被触发导通,光电耦合器OP1也导通,大电流流过荧光灯的灯丝进行预热。同时,由于OP1的导通造成后级电路失电,当C3放电完成后,OP1将由导通变为截止,相当于将灯丝突然断开。电感镇流器的自感作用,产生瞬间高压加在荧光灯管两端,使其启辉点亮。

荧光灯点亮后,依据灯管的不同功率,其两端的电压降低到50V~110V左右,此电压再经阻容降压后获得的直流电压很低,不能使D6导通,因而SCR不会导通,OP1也不会工作,避免了再次启动。

8. BL8303荧光灯启辉器专用集成电路

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BL8303是上海贝岭公司生产的一款电子启辉器专用控制集成电路,通过对双向开关的控制,完成灯管的预热、点火功能。BL8303 在预热阶段通过PIN7、PIN8 两个管脚对预热时间进行设定,BL8303确保对不同型号灯管的充分预热,从而有效延长了灯管寿命。通过对PIN6 的设定,可设定重复点火4 次或8 次,实现灯管异常状态保护。

9.UBA2000T荧光灯启辉器专用集成电路

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UBA2000T是飞利浦公司生产的荧光灯电子启动器专用集成电路,具有很强的功能和很高的可靠性,且与传统的辉光开关启辉器完全兼容。该芯片的预热时间只由交流市电的频率决定,不受环境的影响。当灯管出现异常状态或寿命终止时,经过7次启动无效后,启动过程自动关断。电源中断后,在重新启动时芯片能自动复位。

10.EFS系列荧光灯电子启动器 IC及其应用

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EFS系列荧光灯电子启动器配件是ST公司的产品,它由驱动器和集成开关两片IC组成。驱动器提供程序保证荧光灯点火最佳化,集成开关内含一个功率开关和驱动器电源。两只芯片只需附加4只无源元件,就可组成高性能、高可靠的荧光灯电子启动器。与采用电感式镇流器的直管形荧光灯配套,不仅可与传统的启辉器完全兼容,而且具有启辉器所不具备的一系列优点。

EFS 系列IC包括EFS1A/EFS11、EFS2A/EFS21和EFS3A/EFS31三种组合,可用来启动18~125W 的直管形荧光灯。预热时间可选择1.5s或2s,且能精确控制。首次启动失败后可再启动,若7 次再启动均未成功,则自动停止工作。

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