20～40W电子镇流器原理与维修

　　电感镇流器的缺点是体积和重量比较大，自身功耗大，有噪音。而电子镇流器具有低电压启辉、无频闪、无噪音、高效节能、开灯瞬间即亮的优点，因此电子镇流器有了更广阔的发展空间。

　　电子镇流器实物图如图1所示。

　　

 

　　图1 电子镇流器实物图

　　根据实物绘制的电路原理图如图2所示。

　　

 

　　图2 电路原理图

　　本电路由整流滤波电路、功率开关与驱动电路、镇流器与灯丝负载回路三部分组成。组成电路的各个元件的作用如下：

　　①整流二极管VD1~VD4和滤波电容器C1、C2串联组成桥式整流滤波电路，功能是将220V交流电经整流滤波后在C1、C2两端得到空载310V的直流电压，为后面的高频逆变电路提供工作电源。

　　②功率三极管VT1、VT2,作为开关管使用，工作于饱和与截止状态，其开关速度要快。

　　③电阻R1、R6是起振电阻，是为VT2初始导通提供偏置，从而激发VT1、VT2形成自激振荡。

　　同时电阻R1与电容C3并联组成降压启动电路，可在一定程度上减少过电压所带来的损失。为保证电容C3可靠工作，其耐压值应选择大于两倍的电源电压，C3耐压值为630V.

　　④二极管D5和D6,其作用是保护三极管VT1、VT2,并联在三极管基极和发射极之间可以大大削弱电荷存储效应，从而提高三极管开关速度。

　　⑤变压器T起信号互感耦合作用。它是由单股芯线T1、T2、T3绕在磁环上形成的，由于开关管与其驱动电路部分是紧密联系相互依存，因此它们参数之间的关系在生产过程中比较难确定。此电路中T1为3圈、T2为3圈、T3为5圈。

　　⑥电容C4并接于VT2基极和发射极之间，可防止基极和发射极间电位突变，能在一定程度上保护三极管VT2.

　　⑦电阻R2、R3、 R4、 R5为保护电阻，用来保护三极管的，但是作用有限。

　　⑧电容C5是启动电容，有隔直流通交流的作用，阻止310V的直流电压直接进入日光灯管，允许20kHz的高频交流电压通过。

　　⑨扼流圈L、谐振电容C6组成串联谐振电路，其作用是起辉日光灯管和限制灯管工作电流。

　　电子镇流器的基本功能是将50Hz的工频电源转换成20kHz高频电源，而直接点亮日光灯管。其工作过程是：接通电源后，经整流滤波后的 310V直流电压通过 C3、R1并联再与R5串联，给VT2的基极提供一个窄电流脉冲使VT2首先导通。在VT2导通期间，电流流通路径是：+V→ C5→灯管上端灯丝→C6→灯管下端灯丝→扼流圈L→变压器T3→VT2的集电极-发射极→地形成回路，对谐振电容C6充电。由于变压器T的线圈T3对T1和T2的感应耦合作用，T1上的感应电压将使三极管VT1导通，而T2上的感应电压将使 VT2截止。在VT1饱和导通期间，电流流通路径是：谐振电容C6→灯管上端灯丝→C5→VT1的集电极-发射极→变压器T3→扼流圈L→灯管下端灯丝→C6,该电流流向即为C6的放电回路。借助于变压器T的耦合作用，使三极管VT1、 VT2交替导通，输出方波脉冲电压，此电压通过扼流圈L、灯丝电阻、C6组成串联谐振，在C6两端产生一个高压脉冲，将日光灯管中的汞蒸气电离击穿形成导电通路而将灯管点亮。电路起振后，电容C4将通过二极管D6和三极管VT2迅速放电，以防止VT2无法退出饱和导通状态。当日光灯管被点亮后，其内阻急剧下降，该内阻并联于C6两端，故C6两端下降为正常的工作电压(约80V)，维持日光灯管稳定的正常发光。

　　故障的现象是：整个线路板被烧的黑乎乎一片，外壳也熏黑了，如图3.

　　

 

　　图3

　　我用刷子蘸着酒精把面板擦试了一下，再用干净的布把线路板擦干净。

　　用万用表检测整流滤波电路，发现这部分电路良好。

　　再着手检查以后的电路，发现电阻R2、R3、R4、R5被烧断开路，用万用表Rx10K挡检测R1、R5,发现没有损坏。用万用表Rxlk挡检测三极管VT1、VT2的两个PN结电阻，发现VT1、VT2击穿短路。发生故障的原因是元件过热烧毁造成的。究其原因认为存在两种因素：外在因素是一方面电阻R1、R2、R3、R4、R5、 R6,三极管VT1、VT2,二极管D5和D6安装的过于密集造成的烧毁。另一方面是三极管VT1、VT2功率太小，且没有带散热片。电阻R2、R3、R4、R5功率也偏小，工作时易发热。内在因素是：三极管工作于饱和与截止两个区域，开启时间和关断时间是衡量三极管开关速度地重要参数，存储时间是决定开关速度的重要因素，而存储时间是开关管的固有特性，没有办法让它变为零，但可以让它尽量小一些，因此在基极和发射极之间接上二极管，并选用参数尽量一致的开关管，可以大大削弱电荷存储效应，从而提高开关速度、降低负荷发热不均匀情况。而三极管本身的损耗会使其温度上升，从而来导致参数恶化，开关性能变差，二次击穿特性下降，反过来进一步促使管子发热量增大，这样的恶性循环最终会导致三极管的击穿烧毁。另外在工作过程中可能造成两个管子存储时间不一致，或集电极电压波形上下不对称，均可能造成两管子负荷发热不均匀，严重时会使管子提前失效，从而烧毁电路。至于D5和D6,它们的耐压较高，磁环变压器T绕组线径粗，绝缘也好，都没有损坏。找到原因找到损坏的元件就好说了，把烧坏的R2、R3、R4、R6焊下，换上等值的电阻，三极管VT1、VT2选择参数完全一致的管子，原来使用的是两个13005,拆下换上了两个相同的13005(可以用两个相同的13003代替)，把电路复原，仔细检查一下电路板上的焊点及元件有无短路、触碰、松动、断裂的地方。

　　经校正无误后加电，日光灯恢复正常工作了。待电子镇流器工作正常后，加电10分钟，断电，立刻用手摸各元器件，看是否有温升异常的元件。重点是三极管VT1、VT2,只有微温才是正常的。另外注意电子镇流器应避免在高温高湿的环境中使用和不宜频繁开关灯。