电子镇流器设计技术

电子镇流器电子镇流器设计技术设计技术撰稿人：HeroWen2007.02.28目录目录TableofContentTableofContentz光源的基础知识（3-6）z电光源的基础知识（7-9）z电子镇流器的基础知识（10）z电子镇流器的基本组成（11-16）z电子镇流器的整体电路组成（17）z电子镇流器常用的元器件表（18-25）z电子镇流器智能调光系统的分析（26-30）z电子镇流器的研发与制造（31-33）z电子镇流器的标准与认证（34-35）((一一))光源的基础知识光源的基础知识1、可见光光实际上是一种电磁波，能引起人眼的视觉反应的这段电磁波称之为可见光，其波长范围：380nm-780nm。((一一))光源的基础知识光源的基础知识2、各种颜色光线的波长表：备注：波长大于780nm的光叫红外线（光）；波长小于380nm的光叫紫外线（光）。((一一))光源的基础知识光源的基础知识3、光的常用度量单位：光源每消耗1W的功率可发出的光的lm数。lm/W光效率5照明光源与参考光源(日光/黑体)相比较，各种颜色在视觉上的失真度。Ra(指数)显色性7光源的光色与加热到绝对温度的黑体所发出的光色相同，此时的绝对温度就是色温。K光色温6在光源发光方向的截面上所接收到的发光强度。cd/m2光亮度4被照物体表面单位面积所接收的光通量。lm/m2光照度3光源在特定方向单位立体角所辐射的光通量。Cd(坎德拉)光强度2光源在单位时间内发光的总和。Lm(流明)光通量1描述单位名称序号((一一))光源的基础知识光源的基础知识4、自然光的色温数据表：((二二))电光源的基础知识电光源的基础知识1、电光源的分类：电光源按发光原理可分为三大类：第一类：热致发光光源；第二类：气体放电发光光源；第三类：固体发光光源。2、常见电光源的色温表：((二二))电光源的基础知识电光源的基础知识3、常见电光源的显色指数：((二二))电光源的基础知识电光源的基础知识4、莹光灯的伏安特性曲线图：5、高压气体放电灯的伏安特性曲线图：((三三))电子镇流器的基础知识电子镇流器的基础知识1、电子镇流器具有体积小、重量轻、低价格、高效节能、无闪烁、无噪音、低电磁辐射干扰、使用安全可靠、延长灯的寿命、启动电压低等优点；2、电子镇流器的技术含量高：是一个集电路拓扑、高频电子变换、谐振开关（ZVS/ZCS）、LC串/并联谐振、功率因数较正（APFC/PPFC）、电磁兼容（EMC）、信号传感/采集/控制、电子元器件、电光元器件于一身的电子电力技术产品；3、电子镇流器不仅符合灯的技术特性，更要符合国际标准，如功率、高频谐波成分、效率、电磁辐射干扰（EMI）、总谐波失真（THD）等。4、电子镇流器不仅对灯起到预热、点火的作用，还要对灯有限流的功能，在交流市电过零时也能正常地工作；5、电子镇流器不仅具有高的功率因数，还要具有过压、过流保护功能，在交流市电变化时，能稳定灯的工作电压、电流及功率。((四四))电子镇流器的基本组成电子镇流器的基本组成1、电子镇流器组成方框图如下：((四四))电子镇流器的基本组成电子镇流器的基本组成2、电子镇流器组成部分简述表：莹光灯、霓虹灯、HID灯(金卤灯、钠灯、汞灯)气体放电灯主要由输出变压器、点火电路、LC电路等组成输出网络主要由检测电路、保护电路、调光电路、智能遥控电路等组成控制电路主要由PWMIC、半桥/全桥电路组成DC/AC逆变器主要由大容量/高电压电解电容组成DC滤波器主要由有源(APFC)/无源(PPFC)功率因数校正电路组成PFC升压变换器主要由四个整流二极管组成的桥式整流器全波整流器主要由L/C组成的T型/π型/双π型滤波器及软启动电路、RFI滤波器AC输入主要有：100V-120V/60Hz220V-240V/50Hz，一般在AC输入电路中还需要加入软启动电路、抗高压峰值电路、保险丝等AC输入简述名称((四四))电子镇流器的基本组成电子镇流器的基本组成3、输入与整流滤波电路：在这部分电路中主要解决电磁干扰(EMI)问题，同时还需要加入过压/过流保护电路。1、在ACIN电路中，主要解决EMI问题，采取的方法如左图上、中两图中LC组成的电路。2、其次要解决的问题是输入保护，FU为保险丝，起过流保护作用；RV为压敏电阻，起瞬态电压抑制作用。3、RT为热敏电阻(NTC：负温度系数)，主要起抑制电源接通瞬间浪涌电流冲击的作用。((四四))电子镇流器的基本组成电子镇流器的基本组成4、PFC升压变换器与DC滤波电路：a)、在这部分电路中主要解决输入电流波形失真的问题，减小总谐波失真(THD)，将功率因数提高接近1(0.99以上)，在输入电压范围较大的情况下，仍能输出功率恒定，并使输出的直流电压纹波小较稳定，保证功率开关管处于最佳工作状态，灯管电流波峰系数很容易做到1.4左右。b)、功率因数校正电路(PFC)主要分为有源功率因数校正(APFC)及无源功率因数校正(PPFC)两大类。c)、有源功率因数校正(APFC)电路主要由变压器、功率晶体管、专用IC等有源器件组成，价格高，能够完全满足a)中的要求，这是发展的趋势。d)、无源功率因数校正(PPFC)电路主要由电阻、电容、电感、二极管等无源器件组成，价格低，但很难满足a)中的要求，逐渐被有源功率因数校正(APFC)电路所取代，只能用于一些低档的照明设施中，几乎没有发展的空间。((四四))电子镇流器的基本组成电子镇流器的基本组成5、控制电路：电子镇流器的控制电路主要由专用IC担任，其内部原理方框图如下：((四四))电子镇流器的基本组成电子镇流器的基本组成6、DC/AC变换器与输出电路，如下图所示：((五五))电子镇流器的整体电路组成电子镇流器的整体电路组成电子镇流器的整体电路如下图：此电路中的专用ICTDA4816C是将PFCIC与控制IC合(电子镇流器的工作频二为一的IC，使得电路的结构更加简化，占用空间更率为：20KHz-50KHz)小，适合做体积更小的电子镇流器。((六六))电子镇流器常用的元器件表电子镇流器常用的元器件表PFCIC、控制器IC、MCU等IC9双极型三极管(BJT)、高频高增益双极型管(H2BIP)、MOSFET、IGBT等三极管8整流二极管(1N4001-1N4007)、稳压二极管、双向二极管、快恢复二极管等二极管7PCB按材料可分为三大类：纸基板(FR-1、FR-2、FR-3、XPC、XXXPC)、玻纤板(FR-4、FR-5、G10、G11)、PCB6一般是指有绝缘层的导线(电子线、漆包线等)，常用的有：AWG(美国线规)、CWG(中国线规)、SWG(英国线规)等电磁线5PTC(可恢复式保险管)、保险管(保险丝主要由铝锑合金、铅锡合金组成)保险元件4EMI滤波电感、PFC升压电感、磁环变压器、镇流电感等磁芯使用的材料主要是：锰锌铁氧体磁性元件3纸介电容、有机介质电容(聚酯膜电容、聚丙烯电容、聚苯乙烯膜电容、聚丙烯酯电容)、陶瓷电容、铝电解电容等电容2碳膜电阻、金属膜电阻、高压电阻、阻燃型金属膜电阻、热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻等电阻1说明器件名称序号((六六))电子镇流器常用的元器件表电子镇流器常用的元器件表1、电子镇流器常用有源功率因数校正(APFC)IC表：MC33262/MC34262/MC33368…摩托罗拉7SG3561A…硅通8L6560/L6561…意法半导体6TDA4812/TDA4817/TDA4862/TDA4815/TDA4819…西门子5UC1852/UC2852/UC3852/UC1817/UC1818/UC2817/UC2818/UC3817/UC3818/UC3854/UC3857…尼创4ML4821/ML4822…微线性3KA7524…三星2FAN7527/KA7526/KA7527/FAN4821/FAN4822…仙童1IC编号公司名称序号((六六))电子镇流器常用的元器件表电子镇流器常用的元器件表UBA2014/UBA2021/UBA2070/UBA2030T/NE5565…PHILIPS12ATT2161/ATT2162…AT&T9TFA3351/TFA3352/TFA3353/TFA3354…SMI10MAX1160/MAX1161…美信11SG3525A/SG1524/SG2524/SG3524…硅通8MC33157…摩托罗拉7IR51Hxx厚膜IC/IR21xxIC/IR25xxIC…国际整流器13L6574/L6569/L6567…意法半导体6TDA4814/TDA4918…西门子5UC3871/UC3872/UCC3972/UCC3973UCC3976/UCC3977/UC3525/UC3842/UC3843/UC3844/UC3845/UC3846/UC3847…尼创4ML4821/ML4822/ML4830/ML4931…微线性3KA7522/KA7522D…三星2FAN7548/FAN7310/KA7540/KA7541/KA7542/KA7543…仙童1IC编号公司名称序号2、电子镇流器常用驱动(半桥/全桥)IC表：((六六))电子镇流器常用的元器件表电子镇流器常用的元器件表3、电子镇流器常用PFC与驱动二合一IC表：L6585/KA7531/UC3305/KA7531D/ML4835/TDA4816G…4、电子镇流器常用PFC二极管及MOSFET：IRFxx/STPxx/MTPxx…MOSFETMURxx/BYTxx…二极管5、电子镇流器常用DC/AC变换MOSFET：STPxx/IRFxx/PHxx/MJExx/BULxx/SIxx/BUKxx/BUPxx…6、电子镇流器常用双向二极管：VDB3/MKxx/DB3…((六六))电子镇流器常用的元器件表电子镇流器常用的元器件表7、电子镇流器常用漆包线数据表：((六六))电子镇流器常用的元器件表电子镇流器常用的元器件表8、电子镇流器常用磁芯数据表：((六六))电子镇流器常用的元器件表电子镇流器常用的元器件表9、电子镇流器常用铁氧体数据表：((六六))电子镇流器常用的元器件表电子镇流器常用的元器件表10、电子镇流器常用铁氧体数据表：((七七))电子镇流器常用调光系统电子镇流器常用调光系统电子镇流器常用的调光方法主要有以下四种：占空比调光法、调频调光法、调节高频逆变器供电电压调光法、脉冲调相调光法。1、电子镇流器常用模拟调光原理方框图：((七七))电子镇流器常用调光系统电子镇流器常用调光系统2、电子镇流器模拟调光整体原理图：((七七))电子镇流器常用调光系统电子镇流器常用调光系统3、电子镇流器常用数控调光原理方框图：((七七))电子镇流器常用调光系统电子镇流器常用调光系统4、电子镇流器数控调光整体原理图：((七七))电子镇流器常用调光系统电子镇流器常用调光系统5、电子镇流器智能调光控制系统主要采用：TCP/IP、DMX512、DALI等现场总线技术协议，其原理方框图如下。((八八))电子镇流器研发与制造电子镇流器研发与制造1、电子镇流器开发项目的来源于市场：首先要对市场需求进行调研，对技术及行业的发展前景作预测；其次要对客户的要求作分析，在现有产品的基础之上，对产品的系列化或是改型/提高；最后根据现有的人力、物力作出立项，并编出设计任务书：a）、任务来源；b）、产品的技术要求；c）、各阶段完成日期及参加人员；d）、研发费用及产品成本的预估。2、电子镇流器产品开发的四个步骤：1）、开发设计阶段：资料收集整理、结构图、电路原理图、PCB图、BOM、技术参数、实验参数等；2）、工程样品制作阶段：不少于6只样品的制作、电路原理图及PCB图的修改、BOM及元器件参数规范的制定、产品初步成本的预算等；3）、试产阶段：试产用的工装夹具准备、各种非标准件的确认、测试仪器的准备、测试方法及标准的制定、劳动工时及成本核算、标准文件拟定等；4）、量产阶段：完善与改进产品的设计、修改各种技术文件、达到产品设计验证及定型的目的。((八八))电子镇流器电子镇流器研发与制造研发与制造3、电子镇流器的