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20~40W電子鎮(zhèn)流器原理與維修

 y@y 2012-05-20

20~40W電子鎮(zhèn)流器原理與維修

2011年11月29日 00:09 來源:《電子制作》 作者:張文靜 我要評論(0)

  電感鎮(zhèn)流器的缺點(diǎn)是體積和重量比較大,,自身功耗大,,有噪音。而電子鎮(zhèn)流器具有低電壓啟輝,、無頻閃,、無噪音、高效節(jié)能,、開燈瞬間即亮的優(yōu)點(diǎn),,因此電子鎮(zhèn)流器有了更廣闊的發(fā)展空間。

  電子鎮(zhèn)流器實(shí)物圖如圖1所示,。

  

圖1 電子鎮(zhèn)流器實(shí)物圖

 

  圖1 電子鎮(zhèn)流器實(shí)物圖

  根據(jù)實(shí)物繪制的電路原理圖如圖2所示,。

  

 

  圖2 電路原理圖

  本電路由整流濾波電路,、功率開關(guān)與驅(qū)動(dòng)電路、鎮(zhèn)流器與燈絲負(fù)載回路三部分組成,。組成電路的各個(gè)元件的作用如下:

 ?、僬鞫O管VD1~VD4和濾波電容器C1、C2串聯(lián)組成橋式整流濾波電路,,功能是將220V交流電經(jīng)整流濾波后在C1,、C2兩端得到空載310V的直流電壓,為后面的高頻逆變電路提供工作電源,。

 ?、诠β嗜龢O管VT1、VT2,作為開關(guān)管使用,,工作于飽和與截止?fàn)顟B(tài),,其開關(guān)速度要快。

 ?、垭娮鑂1,、R6是起振電阻,是為VT2初始導(dǎo)通提供偏置,,從而激發(fā)VT1,、VT2形成自激振蕩。

  同時(shí)電阻R1與電容C3并聯(lián)組成降壓啟動(dòng)電路,,可在一定程度上減少過電壓所帶來的損失,。為保證電容C3可靠工作,其耐壓值應(yīng)選擇大于兩倍的電源電壓,,C3耐壓值為630V.

 ?、芏O管D5和D6,其作用是保護(hù)三極管VT1、VT2,并聯(lián)在三極管基極和發(fā)射極之間可以大大削弱電荷存儲效應(yīng),,從而提高三極管開關(guān)速度,。

  ⑤變壓器T起信號互感耦合作用,。它是由單股芯線T1,、T2、T3繞在磁環(huán)上形成的,,由于開關(guān)管與其驅(qū)動(dòng)電路部分是緊密聯(lián)系相互依存,,因此它們參數(shù)之間的關(guān)系在生產(chǎn)過程中比較難確定。此電路中T1為3圈,、T2為3圈,、T3為5圈。

  ⑥電容C4并接于VT2基極和發(fā)射極之間,,可防止基極和發(fā)射極間電位突變,,能在一定程度上保護(hù)三極管VT2.

  ⑦電阻R2,、R3,、 R4、 R5為保護(hù)電阻,,用來保護(hù)三極管的,但是作用有限,。

 ?、嚯娙軨5是啟動(dòng)電容,有隔直流通交流的作用,,阻止310V的直流電壓直接進(jìn)入日光燈管,,允許20kHz的高頻交流電壓通過。

 ?、岫罅魅,、諧振電容C6組成串聯(lián)諧振電路,其作用是起輝日光燈管和限制燈管工作電流,。

  電子鎮(zhèn)流器的基本功能是將50Hz的工頻電源轉(zhuǎn)換成20kHz高頻電源,,而直接點(diǎn)亮日光燈管。其工作過程是:接通電源后,,經(jīng)整流濾波后的 310V直流電壓通過 C3,、R1并聯(lián)再與R5串聯(lián),給VT2的基極提供一個(gè)窄電流脈沖使VT2首先導(dǎo)通,。在VT2導(dǎo)通期間,,電流流通路徑是:+V→ C5→燈管上端燈絲→C6→燈管下端燈絲→扼流圈L→變壓器T3→VT2的集電極-發(fā)射極→地形成回路,對諧振電容C6充電,。由于變壓器T的線圈T3對T1和T2的感應(yīng)耦合作用,,T1上的感應(yīng)電壓將使三極管VT1導(dǎo)通,而T2上的感應(yīng)電壓將使 VT2截止,。在VT1飽和導(dǎo)通期間,,電流流通路徑是:諧振電容C6→燈管上端燈絲→C5→VT1的集電極-發(fā)射極→變壓器T3→扼流圈L→燈管下端燈絲→C6,該電流流向即為C6的放電回路。借助于變壓器T的耦合作用,,使三極管VT1,、 VT2交替導(dǎo)通,輸出方波脈沖電壓,,此電壓通過扼流圈L,、燈絲電阻、C6組成串聯(lián)諧振,,在C6兩端產(chǎn)生一個(gè)高壓脈沖,,將日光燈管中的汞蒸氣電離擊穿形成導(dǎo)電通路而將燈管點(diǎn)亮,。電路起振后,電容C4將通過二極管D6和三極管VT2迅速放電,,以防止VT2無法退出飽和導(dǎo)通狀態(tài),。當(dāng)日光燈管被點(diǎn)亮后,其內(nèi)阻急劇下降,,該內(nèi)阻并聯(lián)于C6兩端,,故C6兩端下降為正常的工作電壓(約80V),維持日光燈管穩(wěn)定的正常發(fā)光,。

  故障的現(xiàn)象是:整個(gè)線路板被燒的黑乎乎一片,,外殼也熏黑了,如圖3.

  

圖3

 

  圖3

  我用刷子蘸著酒精把面板擦試了一下,,再用干凈的布把線路板擦干凈,。

  用萬用表檢測整流濾波電路,發(fā)現(xiàn)這部分電路良好,。
再著手檢查以后的電路,,發(fā)現(xiàn)電阻R2、R3,、R4,、R5被燒斷開路,用萬用表Rx10K擋檢測R1,、R5,發(fā)現(xiàn)沒有損壞,。用萬用表Rxlk擋檢測三極管VT1、VT2的兩個(gè)PN結(jié)電阻,,發(fā)現(xiàn)VT1,、VT2擊穿短路。發(fā)生故障的原因是元件過熱燒毀造成的,。究其原因認(rèn)為存在兩種因素:外在因素是一方面電阻R1,、R2、R3,、R4,、R5、 R6,三極管VT1,、VT2,二極管D5和D6安裝的過于密集造成的燒毀,。另一方面是三極管VT1、VT2功率太小,,且沒有帶散熱片,。電阻R2、R3、R4,、R5功率也偏小,,工作時(shí)易發(fā)熱。內(nèi)在因素是:三極管工作于飽和與截止兩個(gè)區(qū)域,,開啟時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間是衡量三極管開關(guān)速度地重要參數(shù),,存儲時(shí)間是決定開關(guān)速度的重要因素,而存儲時(shí)間是開關(guān)管的固有特性,,沒有辦法讓它變?yōu)榱?,但可以讓它盡量小一些,因此在基極和發(fā)射極之間接上二極管,,并選用參數(shù)盡量一致的開關(guān)管,,可以大大削弱電荷存儲效應(yīng),從而提高開關(guān)速度,、降低負(fù)荷發(fā)熱不均勻情況。而三極管本身的損耗會(huì)使其溫度上升,,從而來導(dǎo)致參數(shù)惡化,,開關(guān)性能變差,二次擊穿特性下降,,反過來進(jìn)一步促使管子發(fā)熱量增大,,這樣的惡性循環(huán)最終會(huì)導(dǎo)致三極管的擊穿燒毀。另外在工作過程中可能造成兩個(gè)管子存儲時(shí)間不一致,,或集電極電壓波形上下不對稱,,均可能造成兩管子負(fù)荷發(fā)熱不均勻,嚴(yán)重時(shí)會(huì)使管子提前失效,,從而燒毀電路,。至于D5和D6,它們的耐壓較高,磁環(huán)變壓器T繞組線徑粗,,絕緣也好,,都沒有損壞。找到原因找到損壞的元件就好說了,,把燒壞的R2,、R3、R4,、R6焊下,,換上等值的電阻,三極管VT1,、VT2選擇參數(shù)完全一致的管子,,原來使用的是兩個(gè)13005,拆下?lián)Q上了兩個(gè)相同的13005(可以用兩個(gè)相同的13003代替),把電路復(fù)原,仔細(xì)檢查一下電路板上的焊點(diǎn)及元件有無短路,、觸碰,、松動(dòng)、斷裂的地方,。

  經(jīng)校正無誤后加電,,日光燈恢復(fù)正常工作了。待電子鎮(zhèn)流器工作正常后,,加電10分鐘,,斷電,立刻用手摸各元器件,,看是否有溫升異常的元件,。重點(diǎn)是三極管VT1、VT2,只有微溫才是正常的,。另外注意電子鎮(zhèn)流器應(yīng)避免在高溫高濕的環(huán)境中使用和不宜頻繁開關(guān)燈,。

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