一种负反馈电子镇流器设计

【摘要】本文属于电子镇流器可靠性方面的论述，笔者简单介绍了负反馈对于电子镇流器工作可靠性的重要性，着重讲述了通过由直流磁场引起的负反馈作用，实现对电子镇流器的磁环变压器进行控制，以达到改变输出功率增强可靠性的目的。最后给出实用电路，并通过试验数据进行印证。

【关键词】电子镇流器；负反馈；直流磁场

一、前言

荧光灯用电子镇流器作为照明的核心电器，它的可靠性直接保证了照明的可靠性。当前国内市场上大部分电子镇流器的电路拓扑是自激式半桥逆变谐振电路。这种普遍在使用的电子镇流器电路是开环的，它的功率输出极易随环境温度、输入电压的波动而剧烈变化，因此对可靠性的影响很大。从实际使用情况看，电子镇流器的损坏已经成为一些企业售后服务的一个压力了，一般工程技术人员为了得到更高的可靠性，往往会采取降额的设计方法，或者加大器件的设计余量，或者加装异常状态保护电路，这些做法对产品可靠性具有一定的贡献，但也存在较大的局限性。例如异常状态保护电路主要针对灯开路、灯不能启动等一些极端情况下，通过控制电路使得电路振荡器停振，关闭高频变换器的输出，实现对电子镇流器的保护。而大部分时间，电子镇流器是工作在一个温度、电压时刻在变化的环境中，此时，异常保护电路并不起作用，也无需起作用。这种情况下，如果通过某种反馈控制电路，在检测到温度、电压达到一定的变化量时，能迅速作出反应，通过调整电路某个参量，来降低输出，达到提高电路可靠性的目的。由此分析，笔者在电子镇流器电路中增加了一种磁场构成的负反馈，借助直流磁磁场反馈可以实现对因温度、电压异常变化而导致的功率变化进行压制，以使功率维持在可靠的范围内。

二、直流磁场反馈的实现

本文着重讲述一种以直流偏磁的方式来影响改变逆变器的频率，最终实现控制电子镇流器的输出功率。

下面以一实用电子镇流器电路来分析设计这一反馈网络。

基于以上分析，在电子镇流器电路中，如能取得一直流磁场，使得磁环变压器置于该磁场中，这个外置磁场影响就能改变磁环的磁导率，从而影响磁环变压器的输出。

实质上，是在外置磁场的作用下，磁环的磁感应强度B接近了饱和磁感应强度Bs，导致磁导率的下降。

综合上述分析，解决方案是这样的：当采样电路检测到输入电压或电路工作温度异常升高，达到所设定的基准值，这时接通外磁场，使磁环变压器置于该磁场中，于是磁环的磁导率下降，磁环变压器输出降低，电路工作频率升高，感抗增大，灯电流减小，致使工作温度降低，输出功率减小。电子镇流器的可靠性增强。

这过程可以简单表示如下：

三、外置直流磁场的设计

在实用中，可在直流电源与铁芯线圈之间设置一电子开关，如果电子镇流器正常工作，则直流电源与铁芯线圈之间连接断开，不对电路产生任何影响，反之，当检测电路检测到工作异常（如电压或温度升高），则开关合上，激励源施加在铁芯线圈上，磁环变压器因磁导率减小，使感应出的驱动电压减小，工作频率提高，压制功率上升，维持相对的稳定。

需要提及的是该线圈用的铁芯要求饱和磁感应强度高，磁滞回线面积窄，一般采用继电器用软铁作为该线圈铁芯。驱动该线圈所费功耗极低，属低功耗电路。

四、实用电路设计

综合以上所述，现提供一种实用电路如图5所示。

磁场反馈原理简单描述如下：

当电子镇流器接通电源后，电子镇流器正常工作，由高压采样电路R1和R2分压得到的电压低于稳压二极管的击穿电压值，此时三极管处于截止状态，铁芯线圈没有产生外磁场，对磁环变压器没有影响。把电子镇流器的输入电压通过调压器逐渐升高，当采样电路R1和R2分压得到的电压大于稳压管Dz的击穿电压值，此时三极管处于饱和导通状态，铁芯线圈产生磁场，感应强度B作用于磁环变压器，磁环变压器驱动减弱，电路工作频率变高，灯功率由此下降。

在这个电路中，高压取样电路也可换做温度取样，利用温度传感器，采集电子镇流器内部的温度转化为电压，与基准电压比较，后续执行电路与上述相同。则可以实现因高温而适当降低功率的目的，从而保证电子镇流器的高可靠性。这一技术优势，已在节能灯筒灯试验中体现出来了。

五、测试结果与结论

从此可以很清楚的看到，有外加磁场反馈的电子镇流器，能有效遏制住功率随输入电压上升而变大的趋势。进一步对外置磁场感应强度进行适当调节，可以在输入电压上升到一定程度时，维持功率不变，实现恒功率输出。顺便提一句，在大功率自镇流荧光灯的设计上，该技术的应用优势特别明显。更进一步，从此控制电路延伸出去，可以实现电子镇流器对荧光灯的调光。调光效果好，可靠性高，成本低。

总而言之，产品的可靠性是产品质量的基础，开发产品的一切工程技术人员必须不遗余力的去提升它。

参考文献

[1]毛兴武,祝福卫.电子镇流器原理与制作[M].北京:人民邮电出版社,2000:200-230.

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