一、目前,國產(chǎn)電子鎮(zhèn)流器普遍存在著開關(guān)驅(qū)動方式上的致命缺陷

    電子鎮(zhèn)流器的開關(guān)驅(qū)動方式,可以分為自激驅(qū)動方式(以下簡稱自激式)和它激驅(qū)動方式(以下簡稱它激式)兩種類型.國產(chǎn)電子鎮(zhèn)流器基本上都屬于自激式.自激式的起源可以追溯到四、五十年代以前的電子管放大電路,是驅(qū)動電路中最原始的驅(qū)動方法,屬于簡易型驅(qū)動方式,與它激式相比除了電路成本較低以外,幾乎找不出什么優(yōu)點,最重要的是他存在著兩個致命的缺陷,而且這些缺陷是不可逆的.為了分析方便,我們以最具代表性的熒光燈電子鎮(zhèn)流器半橋驅(qū)動電路為例進(jìn)行具體分析.

    1.振蕩頻率的穩(wěn)定性和離散性非常大,批量產(chǎn)品的質(zhì)量很難控制.半橋電路的輸出電壓很低,采用PPFC的半橋電路在供電電壓低至150V時的輸出電壓僅有75V,而10W以上熒光燈所需要的工作電壓都高于這個值(例如T5-28W熒光燈管的正常工作電壓為162V).在電子鎮(zhèn)流器的輸出電壓低于燈管工作電壓的情況下,為了正常點亮熒光燈,必須依靠限流電感和啟動電容之間產(chǎn)生的串聯(lián)諧振,來提高和滿足燈管的工作電壓.而串聯(lián)諧振的建立,必須保證在特定工作頻率不變的情況下,限流電感的感抗與啟動電容的容抗相等.在電子鎮(zhèn)流器中限流電感與啟動電容的值一旦確定是不能改變的,因此,保證電子鎮(zhèn)流器工作頻率的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,是保證電子鎮(zhèn)流器工作質(zhì)量的關(guān)鍵問題.

圖一是自激式電路的工作流程圖.從圖中可以看出,開關(guān)電路(包括驅(qū)動網(wǎng)絡(luò))、限流電路(包括隔直電路)、負(fù)載(包括光源和啟動電路)、脈沖變壓器等電路中所有元器件的誤差和損壞,也包括供電電壓、環(huán)境工作溫度等外在因素的變化,都直接關(guān)系到開關(guān)電路工作頻率的穩(wěn)定性和離散性.

主要表現(xiàn)在a.產(chǎn)品質(zhì)量離散性很大,同一批產(chǎn)品中有的可以用很多年,而有的只能用幾天;b.同一只鎮(zhèn)流器在更換燈管后工作數(shù)據(jù)會隨之改變;c.即使是使用同一只燈管,隨著元器件和燈管的老化,工作數(shù)據(jù)仍然會不斷變化;d,同一只鎮(zhèn)流器,使用同一只燈管,在同一天里,由于早、中、晚的溫差和電壓變化也會使工作數(shù)據(jù)有很大的不同.

    顯然,電子鎮(zhèn)流器采用自激工作方式是一個錯誤.無論怎樣嚴(yán)格控制,都不可能保證批量生產(chǎn)的一致性和使用過程中的穩(wěn)定性.這是目前國產(chǎn)自激式電子鎮(zhèn)流器存在的第一個致命缺陷!也是為什么容易損壞的第一個主要原因.

    2.自激式開關(guān)電路始終工作在硬開關(guān)狀態(tài).電子鎮(zhèn)流器的工作電路中存在兩種振蕩頻率:一種是開關(guān)電路的振蕩頻率(簡稱工作頻率);另一種是限流電感和啟動電容之間的諧振頻率(簡稱諧振頻率).由于諧振電路是開關(guān)電路的負(fù)載,因此,工作頻率與諧振頻率之間存在以下三種匹配關(guān)系:

    2.1工作頻率大于諧振頻率時,開關(guān)電路的負(fù)載呈感性:

    2.2工作頻率等于諧振頻率時,開關(guān)電路的負(fù)載呈阻性:

    2.3工作頻率小于諧振頻率時,開關(guān)電路的負(fù)載呈容性:

    容性負(fù)載對于電子鎮(zhèn)流器開關(guān)電路來講危害是致命的.圖二a是開關(guān)電路的負(fù)載呈容性時場效應(yīng)管的柵極驅(qū)動波形,在波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖二b和圖二c是開關(guān)電路的負(fù)載呈容性時雙極性三極管的基極驅(qū)動波形,圖二b波形的上升曲線上有一個明顯的鋸齒波;圖二c波形則產(chǎn)生了很嚴(yán)重的波形斷裂,相當(dāng)于開關(guān)了兩次.這些波形都說明電子鎮(zhèn)流器開關(guān)電路是工作在硬開關(guān)狀態(tài),此時的開關(guān)管功耗加大,溫升加劇,應(yīng)力變差,非常容易損壞.

    我們知道,燈管在啟動和正常工作時的電壓、電流差異很大,這種差異導(dǎo)致半橋自激式電子鎮(zhèn)流器的啟動頻率與工作頻率不一致(啟動頻率高,工作頻率低),這就出現(xiàn)了一個致命的問題:為了保證燈管啟動時能夠獲得足夠的啟動高壓,諧振頻率必須與啟動頻率相等或者誤差很小,但在正常工作以后工作頻率降低,使得工作頻率小于諧振頻率,開關(guān)電路的負(fù)載呈容性,開關(guān)管工作在硬開關(guān)狀態(tài),承受的應(yīng)力很大,非常容易損壞.這是國產(chǎn)自激式電子鎮(zhèn)流器存在的第二個致命缺陷!也是為什么容易損壞的第二個主要原因.

我們知道,電網(wǎng)電壓在24小時內(nèi)變化很大,半橋自激式電子鎮(zhèn)流器,在供電電壓升高后,不能控制輸出功率,造成過載而損壞,同時也降低了熒光燈的使用壽命;這是這是國產(chǎn)電子鎮(zhèn)流器為什么容易損壞的第三個原因.

在采用晶體三極管作半橋推挽的鎮(zhèn)流器,三極管在高溫時它的最高耐壓值比常溫耐壓值是會有小許下降的.當(dāng)供電電壓超過三極管最高耐壓值,三極管便出現(xiàn)二次擊穿,引起集電極和發(fā)射極短路,因此, 對于有雷擊的環(huán)境, 此種鎮(zhèn)流器也不能抵抗雷擊.這是這是國產(chǎn)電子鎮(zhèn)流器為什么容易損壞的第四個原因.