无极灯电子镇流器模型与关键技术分析

胡杰祥

（湖南省长沙市长郡中学 410002）

无极灯电子镇流器模型与关键技术分析

胡杰祥

（湖南省长沙市长郡中学 410002）

电磁感应灯属于新型光源，突破了传统灯的工作模式，节能效果理想、维护成本低、污染小，已经在大厅、公路、厂房、灯光工程照明中得到了应用。本文介绍了无极灯的等效模型，给出了无极灯电子镇流器的有源功率因数矫正电路的选取。并针对其中关键技术进行分析，确定了电子镇流器的闭环频率跟踪控制方案。

无极灯；电子镇流器；披露跟踪

电磁感应的无极灯和现在所使用的LED灯都是属于第四代光源，是在传统荧光灯的基础上与现在高频电磁感应原理相结合的创新型的一种电光源，这种新的光源打破了传统灯的工作形式，在这种新型的灯中并没有电极，因此被人们称作无极灯。它所具有的特征比传统的灯更有加鲜明，其工作时间长，节能效果明显，无闪烁以及绿色环保等特征，被现在很多家庭或者企业用于家庭照明或者办公场地的照明中。1998年生产出首盏无极灯以来，无极灯依靠其本身所具有的优良特征被广泛的运用，并且现在占据着我国光源市场很大的份额。现在在我国市场流通的无极灯主要分为三种形式：电感耦合式无极荧光灯；电容耦合式无极荧光灯；微波耦合式无极荧光灯。

1 无极灯电子镇流器模型

现在所使用的无极灯电子镇流器包含三个部分：①功率因数矫正模块，其主要工作的内容就是去除电子镇流器所产生的有害谐波，减小电流在输入时候产生波的失真性，从而为后面输出稳定的电压。②逆变器模块，在这个模块中其主要的作用就是把功率因数矫正电路所输出的电流以及电压变换成一种方波的形式，以供下级电路使用，其工作时一直处于一种高频的状态。③谐振电路，经过逆变器模块后输入的方波经过功率因数的矫正以及电容除直流以后，运用谐振把其转换成所需要的正弦电压，从而为无极灯提供良好的电源输入环境。

2 有源功率因数校正电路

无极灯电子镇流器中的电子设备一般情况下都是处于高频状态之中，属于一种非线性系统，现在电网在运作中都会产生大量的电流谐波以及无功能量，对于电网安全有着很大的威胁，因此现在的很多国家都对电力以及电子系统中的功率因数进行了相关规定与限制。对于现在的电子镇流器而言，就需要运用有源功率因数校正技术，从而达到抑制有害的和谐波的目的。现在非隔离有源功率校正电路的类型有：升压型、降压型以及升降压型等类型。其各自都有着自身的有缺点，现在分别进行论述。升压型：其主要优点就是输入的电压的适应性强，能够满足电压变化较大的电路，输入电压的大小都可以通过简单的操作进行控制，因此其功率因数较高。而缺点就是输入的电压一定要大于最大的输入电压，因此其输出的电压就会很高，很难用平时的开关来进行有效的控制与保护。降压型：其主要优点就是开关所能够承受的压力较升压型更小，能够很好的利用开关来保护整个电路。主要缺点就是当在输入电压正常周期内不能正常工作的话，就会使得同等功率的电流应力较大。升降型：其主要的优点就是输入电压的正弦周期都能够进行连续工作，因此输出电压范围较广，能够利用开关来实现电路的短路保护。其主要的缺点就是开关需要承受的点压力比较大，达到峰值时候的电流很大，这样就使得驱动起来更加复杂。

无极灯电子镇流器的输出电压高达400V左右，这样就远远大于现在的家庭电压，另外开关驱动的复杂程度较高，结合上面所提到的三种有源功率因数校正电路的相比较，一般会选择升压型有源功率因数校正电路作为无极灯镇流器的功率因数校正电路。

3 电子镇流器的控制方案

无极灯电子镇流器在正常工作的情况下，由于其负载参数的变化会受到耦合参数、材料以及环境温度或者湿度的影响，因此在使用的过程中工作频率往往会高于实际电路中的固有谐振频率点，从而导致电路输出电压降低，电路系统的逆变电路不能够实现软开关，从而大大降低了电路系统的工作效率，导致灯的明暗程度受到影响，严重的情况下会致使灯熄灭。由此，有必要对无极灯电子镇流器系统中设置频率跟踪参数，目前在国内一般都运用无极灯电子镇流器的环闭频率跟踪系统。在设计方案上，多采用模拟实验法，需要先设置出实际参数，再利用相关模拟实验来找出不同负载情况下的固有频率点，在系统工作时，即可根据负载情况来调节电路工作频率，保证系统谐振工作状态，但是，该种方式也会受到多种因素的影响，通用性较差。

4 结语

文章主要阐述了无极灯的含义以及无极灯电子镇流器的相关模型，对于无极灯电子镇流器的关键技术有源功率因数校正电路的选择进行分析，并且介绍了现在较为常用的三种有源功率因数校正电路的方式，即：升压型、降压型以及升降压型，尤其是对无极灯在正常工作时频率跟踪控制的系统进行了分析，最终提出在跟踪系统中选取电子镇流器的闭环控制办法，采取该种设置方式，可以有效提升无极灯工作的稳定性。

[1]姚晓芳，俞春华，张仁华.我国电磁感应无极灯的发展现状及前景[J].中国市场，2010（18）.

[2]张恩利，侯振义.有源功率因数校正主电路拓扑结构综述[J].电源世界，2004（01）.

[3]董惠娟，张广玉，董玮，蔡鹤皋，张其馨.压电超声换能器电端匹配下的电流反馈式频率跟踪[J].哈尔滨工业大学学报，2000（03）.

[4]邓凡李，魏常勇，徐晓冰，王建平.一种无极灯数字电子镇流器及控制方法[J].照明工程学报，2013（03）.

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2016-10-29