节能灯工作原理及相关电路分析课件.ppt

节能灯工作原理及相关电路分析演讲：杨志国安全实业有限公司电力仪器部2015年4月10日*节能灯原理简介功能特点：1)宽工作电压：170V250V适合中国供电需求，长寿命，平均使用寿命8000小时无噪音、无频闪，对通讯、家用电器设备无干扰比普通白炽灯泡省电80%2)采用优质纯三基色荧光粉灯管，光效高、光衰小，光线自然，耗电少，发热低，是照明光源的最佳选择电子节能灯结构三部分组成：灯头、电路板、灯管3.灯管灯管（厂家称之（厂家称之为毛管）为毛管）由两个由两个U型灯管组成，每个型灯管组成，每个U型灯管前端内部有型灯管前端内部有一根灯丝并引出两一根灯丝并引出两条接线，两个灯管条接线，两个灯管共引出四条接线接共引出四条接线接到电路板到电路板2.电路板电路板 各元器件构成震荡电各元器件构成震荡电路，提供灯丝电压和高压点亮路，提供灯丝电压和高压点亮灯管，也叫电子整流器板灯管，也叫电子整流器板1.灯头灯头 内部引出两根电内部引出两根电源线源线(交流交流220V)到电路板，到电路板，灯头型号灯头型号E27节能灯原理简介*节能灯原理简介电路分为三部分：电源、启动电路、振荡电路镇流器电路原理*节能灯原理简介1.电源电路：220V交流电经过D1D2D3D4桥式整流和C5滤波，给后面电路提供300伏直流电，极性为上面正极，下面负极。

镇流器电路原理*节能灯原理简介2.启动电路：其工作原理：当电源刚刚接通时，300伏直流电压经R1,R2,C2构成回路，C2两端没有电压，三极管Q2截止Q1也截止同时，直流电压经过R1,R2分压经变压器的原边2，1端和扼流圈L2,L2以及2个灯管的灯丝、C5,C5和上面的灯丝到电源正端构成回路，预热灯丝R2,C2同时有2个电流流向负极然后，C2的电压上升到使DB触发二极管导通，给三极管Q2基极提供电流，Q2导通镇流器电路原理*节能灯原理简介Q2导通后，R2C2放电到约等于0，灯丝回路向Q1送电，Q1具备导通条件，Q2截止同时，变压器副边的极性使Q1Q2的导通、截止起到助力作用，电路就此震荡起来当灯丝热到一定程度，内阻下降辉光放电，使得高频扼流圈与电容的谐震回路由谐振变为失谐，电压下降，电流增加，维持灯管发光镇流器电路原理*节能灯原理简介电子镇流器工作最基本的原理是把50Hz的工频交流电，变成2050kHz的较高频率的交流电，半桥串联谐振逆变电路中，上、下两个三极管在谐振回路电容、电感、灯管、磁环的配合下轮流导通和截止，把工频交流电整流后的直流电变成较高频率的交流电输出在1000V以上高压，发射电子激发荧光灯里面的水银蒸汽和氩气粒子，以至荧光粉发光！镇流器电路原理*节能灯涉及的电路及电子部件1、二极管及其整流电路。

2、电容及其滤波电路3、双向二极管4、三极管及其开关电路5、高频变压器6、电感线圈7、串联谐振电路二极管及其整流电路*二极管及其整流电路*二极管及其整流电路基本概念二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)，另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场当外加电压等于零时，由于p-n结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性*二极管及其整流电路二极管是最常用的电子元件之一，他最大的特性就是单向导电，也就是电流只可以从二极管的一个方向流过，二极管的作用有整流电路，检波电路，稳压电路，各种调制电路，主要都是由二极管来构成的，其原理都很简单，正是由于二极管等元件的发明，才有我们现在丰富多彩的电子信息世界的诞生，既然二极管的作用这么大那么我们应该如何去检测这个元件呢，其实很简单只要用万用表打到电阻档测量一下正向电阻如果很小，反相电阻如果很大这就说明这个二极管是好的。

对于这样的基础元件我们应牢牢掌握住他的作用原理以及基本电路，这样才能为以后的电子技术学习打下良好的基础晶体二极管整流电路晶体二极管整流电路1.2.1 单相半波整流电路单相半波整流电路1.2.2 单相全波整流电路单相全波整流电路*整流：整流：把交流电变成直流电的过程把交流电变成直流电的过程1.2 晶体二极管整流电路晶体二极管整流电路整流原理：整流原理：二极管的单向导电特性二极管的单向导电特性二极管单相整流电路：二极管单相整流电路：把单相交流电变成直流电的电路把单相交流电变成直流电的电路V：整整流流二二极极管管，把把交交流流电变成脉动直流电；电变成脉动直流电；T：电源变压器，把电源变压器，把v1变成变成整流电路所需的电压值整流电路所需的电压值v21.2.1 单相半波整流电路单相半波整流电路1电路电路 如图（如图（a）动画动画 单相半波整流电路单相半波整流电路*2工作原理工作原理 由波形可见，由波形可见，v2一周期内，负载只用单方向的半个波形，一周期内，负载只用单方向的半个波形，这种大小波动、方向不变的电压或电流称为脉动直流电上述这种大小波动、方向不变的电压或电流称为脉动直流电上述过程说明，利用二极管单向导电性可把交流电过程说明，利用二极管单向导电性可把交流电v2变成脉动直流变成脉动直流电电vL。

由于电路仅利用由于电路仅利用v2的半个波形，故称为半波整流电路的半个波形，故称为半波整流电路2）v2负半周时，负半周时，A点电位低于点电位低于B点电位，二极管点电位，二极管V反偏截反偏截止，则止，则vL01）v2正半周时，正半周时，A点电位高于点电位高于B点电位，二极管点电位，二极管V正偏正偏导通，则导通，则vLv2；设设v2为正弦波，波形如图为正弦波，波形如图1.2.1（b）所示3负载和整流二极管上的电压和电流负载和整流二极管上的电压和电流（4）二极管反向峰值电压）二极管反向峰值电压VRM （1.2.4）（1）负载电压）负载电压VL VL=0.45 V2 （1.2.1）（2）负载电流）负载电流IL（3）二极管正向电流）二极管正向电流IV和负载电流和负载电流IZ （1.2.3）*（1）二二极极管管允允许许的的最最大大反反向向电电压压应应大大于于承承受受的的反反向向峰峰值值电压；电压；（2）二二极极管管允允许许的的最最大大整整流流电电流流应应大大于于流流过过二二极极管管的的实实际工作电流际工作电流解决办法：解决办法：全波整流全波整流电路缺点：电路缺点：电源利用率低，纹波成分大电源利用率低，纹波成分大。

选管条件：选管条件：*V1、V2为为性性能能相相同同的的整整流流二二极极管管；T为为电电源源变变压压器器，作作用用是是产产生生大大小小相相等等而而相相位位相相反反的的v2a和和v2b1.2.2 单相全波整流电路单相全波整流电路 （一）变压器中心抽头式单相全（一）变压器中心抽头式单相全波整流电路波整流电路1.1.电路电路如图如图 1.2.2：图图1.2.2变变压压器器中中心心抽抽头头式全波整流电路式全波整流电路*2.工作原理：工作原理：（1）v1正半周时，正半周时，T次级次级A点电位高于点电位高于B点电位，在点电位，在v2a作作用下，用下，V1导通（导通（V2截止），截止），iV1自上而下流过自上而下流过RL；（2）v1负半周时，负半周时，T次级次级A点电位低于点电位低于B点电位，在点电位，在v2b的的作用下，作用下，V2导通（导通（V1截止），截止），iV2自上而下流过自上而下流过RL；可可见见，在在v1一一周周期期内内，流流过过二二极极管管的的电电流流iV1、iV2叠叠加加形形成成全全波波脉脉动动直直流流电电流流iL，于于是是RL两两端端产产生生全全波波脉脉动动直直流流电电压压vL故电路称为。

故电路称为全波整流电路全波整流电路缺缺点点：单单管管承承受受的的反反峰峰压压比比半半波波整整流流高高一一倍倍，变变压压器器T需中心抽头需中心抽头3负载和整流二极管上的电压和电流负载和整流二极管上的电压和电流（1）负载电压）负载电压VL （1.2.5）（2）负载电流）负载电流IL （1.2.6）（3）二极管的平均电流）二极管的平均电流IV （1.2.7）（4）二极管承受反向峰值电压）二极管承受反向峰值电压 （1.2.8）*（二）单相桥式全波整流电路（二）单相桥式全波整流电路1电路如图电路如图V1V4为整流二为整流二极管，电路为桥极管，电路为桥式结构动画动画 桥式全波整流电路桥式全波整流电路*（2）v2负半周时，如图负半周时，如图1.2.4（b）所示，）所示，A点电位低于点电位低于B点电点电位，则位，则V2、V4导通（导通（V1、V3截止），截止），i2自上而下流过负载自上而下流过负载RL；图图1.2.4 桥式整流电路工作过程桥式整流电路工作过程2.工作原理工作原理 （1）v2正半周时，如图正半周时，如图1.2.4（a）所示，）所示，A点电位高于点电位高于B点点电位，则电位，则V1、V3导通（导通（V2、V4截止），截止），i1自上而下流过负载自上而下流过负载RL；*由波形图由波形图1.2.5可见，可见，v2一周期内，两组整流二极管轮流导一周期内，两组整流二极管轮流导通产生的单方向电流通产生的单方向电流i1 和和i2叠加形成了叠加形成了iL。

于是负载得到全波于是负载得到全波脉动直流电压脉动直流电压vL优点：优点：输出电压高，纹波小，输出电压高，纹波小，较低应用广泛应用广泛3负载和整流二极管上的电压和电流负载和整流二极管上的电压和电流（1）负载电压）负载电压VL （1.2.91.2.9）（2 2）负载电流）负载电流IL （1.2.101.2.10）（3 3）二极管的平均电流）二极管的平均电流IV （1.2.111.2.11）（4 4）二极管承受反向峰值电压）二极管承受反向峰值电压 （1.2.121.2.12）*例例1.2.1 有有一一直直流流负负载载，需需要要直直流流电电压压 V，直直流流电电流流 A若若采采用用桥桥式式整整流流电电路路，求求电电源源变变压压器器次次级电压级电压 并选择整流二极管并选择整流二极管查晶体管手册，可选用整流电流为查晶体管手册，可选用整流电流为3安培，额定反向工作安培，额定反向工作电压为电压为100伏的整流二极管伏的整流二极管2CZ12A（3A/100V）四只二极管承受的反向峰值电压二极管承受的反向峰值电压流过二极管的平均电流流过二极管的平均电流因为因为 所以所以解解*图图1.2.8 半桥和全桥整流堆半桥和全桥整流堆 优点：优点：电路组成简单、可靠。

电路组成简单、可靠1）半桥：）半桥：2CQ型，如图型，如图1.2.8（a）所示；）所示；（2）全桥：）全桥：QL型，如图型，如图1.2.8（b）所示整流元件组合件称为整流元件组合件称为整流堆整流堆，常见的有：，常见的有：*双向二极管双向触发二极管又称触发二极管（DIAC）属三层结构，具有对称性的二端半导体器件常用来触发双向可控硅，在电路中作触发、过压保护等用途双向二极管的特性图a是它的构造示意图图b、图c分别是它的符号及等效电路，可等效于基极开路、发射极与集电极对称的NPN型晶体管，图d是其伏安特性图双向触发二极管正、反向伏安特性几乎完全对称当器件两端所加电压U低于正向转折电压V（B0）时，器件呈高阻态当UV(B0)时，管子击穿导通进入负阻区顾名思义，它是一种双方向皆可导通的二极管，亦即不论外加电压极性，只要外加电压大于触电压VBO就可导通一旦导通，要使它恢复断流，只有将电源切断或使其电流、电压降至保持电流，保持电压以下同样当U大于反向转折电压V（BR）时，管子同样能进入负阻区转折电压的对称性用V（B）表示V（B）=V（B0）-V（BR）一般V（B）应小于2伏双向触发二极管的正向转折电压值一般有三个等级：20-60V、100-。