基于ir2167的电子镇流器的设计_毕业设计论文(编辑修改稿)

基于ir2167的电子镇流器的设计_毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

的 功能要求： （ 1）能 限制和稳定荧光灯的 正常 工作电流。 （ 2）在交流 电过零时， 能够 比较 正常 的 工作。 （ 3） 为灯的点火提供所需要 的点火电压。 （ 4）在灯点火工作期间 里 ， 能 够控制灯点火所需 ，使灯 的 电极 可以 被适当预热，并确保灯丝 的电极保持正常 工作温度。 当然电子镇流 器电路 体积小、工作寿命长和低功耗也是很重要的技术要求。 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 4 （ 5）同时电子镇流器也应具备以下 几个 控制功能： ① 较 高 功率 的 因数。 ② 限制交流输入 电的总谐波失真（ THD） ③ 限制灯电路的短路工作电流或避免由于灯电极电流过 热过 载 ④ 有效地抑制电磁辐射的干扰，避免 干扰其它 电子设备的正常工作。 ⑤ 当灯电路不能正常点火时 时候 能 够自动关断电路，这对电子镇流器电路是很 重要的。 ⑥ 在交流 供电电压变化时，能够 稳定灯的工作电压、电流和功率。 电子镇流器的特点 （ 1）节约能源：电子镇流器 一般 使用 1065kHZ 频率供给 荧光 灯管，使灯管的效率比 供电工频提升 了 15％， 自身功耗 也 低，使得灯的总输入功率下降了 30％， 达到 更佳的节能的作用。 （ 2）消除闪烁，发光 稳定 性高。 可以提高视觉分辨率、 功效；降低连续作业的视觉劳累 ， 利于保护眼睛。 （ 3）起 点更可靠。 预热灯管后一次就可以 成功， 从而 避免 多次起点。 （ 4）功率因数高。 符合国家标准的 20W 以上的荧光灯 (LED)，其功率因数高于。 但应当 注意，国家标准对 20W 以下的灯管规定的谐波限值很高，以致使其功率因数下降到。 （ 5） IR2167 是完全集成、 保护，可驱动大多数 类型荧光灯的 600V 电子镇流器 的控制芯片 （ IC）。 PFC 电路以临界导通模式（ CCM）工作 可获得较高 的功率因数 （ cosΦ） ，有较低的谐波系数 （ THD）且直流电压可以调节。 IR2167 的特性包括预热时间、频率、点燃频率、运行频率 、死区时间以及过流门限电压都可以调节。 这些都为 科技 爱好者 提供了很好 的便利。 同时 IR2167 电子镇流器还具有完善保护功能：如 灯丝 的 故障 、灯管触发失败、灯寿命 的 保护、直流母线欠压 的 复位及 完全自动重新 启动等功能。 （ 6）延长灯管 的 寿命。 高性能 产品的恒功率和灯管电流 也 下降，以及起点可靠 性等因素可以延长灯 的 寿命。 （ 7）噪声小。 高 电子 性能电子 镇流器 的 噪音可达 35db 以下，人们 几乎 感觉不到 灯管 的 噪音。 （ 8）调节光源。 对于需调光的场所， 原使用白炽灯或卤钨 丝灯调光的场所，以高性能 电子镇流器 取代，可以 在 2%100%的大范 围调。 由于高频交流电子镇流器采用高频开关电子变换电路的方法实现 镇流，具有无频闪、效率高、体积小、质量轻、可调光、不使用大量铜 和硅钢材料等一系列优点，所以自 二十 世纪 七十年代以来，高频交流电子镇流器 就受到了广大用户的欢迎。 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 5 （ 9）稳定输入功率和输出光通量：高品质产品有良好的稳压性能，在电源、电压偏差很大时，仍能保持光源恒定功率，稳定光照度，有利于节能。 电子镇流器的发展趋势 二十 世纪 六七十 年代出现了 能源危机，节约能源的紧迫感迫使大多数公司致力于节能灯 和荧光灯电子镇流器的研究 开发 ，随着半导体技术 的飞速 发展，各种高反压功率开关器件不断涌现，为高频 的 交流 电子 镇流器的开发提供了条件。 七十年代后期 ，荷兰 的飞利浦等公司 推出 了 第一代 的 电子镇流 ,八十 年代 初的时候 飞利浦公司 研制 开发了BHF132H12 型（单管 32W）和 BHF232H12 型（双管 32W） 的荧光灯，利用 120 只 的分立元 件，是功能比较 完善的 具有 典型性 的 样品。 1985 年 德国 的 西门子公司 研制 开发了TDA4812 有源功率因数校正电路 （ APFC） 芯片 IC，功率因数 可以 达到 ， UK 的 索恩、 USA 的 奇异、德国 的 欧司朗 公司推出 了 集成 高频交流 电子镇流器 的电路 ， 1988 年芬兰 的 赫尔瓦利公司研发了 可以 调节光源 的 单片 机控制的 集成电路电子镇流器。 中国 对高频 电子镇流器的研究 却 相对起步较晚 而且 技术又相对缓慢 ， 等到 九十 年 代 才算真正进入。 从 1999 年 来， 高频电子镇流器的制作技术 有了快速 的进步 和改善，各种电子元件的 使用 都进入了比较 成熟 的时候。 高频电子镇流器现在 正向着高度集成化 、多功能 化、高性能 、 寿命 长 等 方向快速 发展。 电子镇流器的出现， 其 性能 的优越性 越来越明显 ，例如 解决 改善 了电路的效率，瞬时 的点亮，没有 闪烁、噪音小 等，特别引起了世人的眼睛 ，其在 销售市场上的占有比例连年提高，在中国， 电力供需紧张、电网幅度 变化 大、污染 特别严重，因此，需要设计生产高可靠、 参数合格、低价格的电子镇流器。 市场上 现在 流行 的低功率因数与电容二极管的 电子镇流器，前者输入 的功率因数与 谐波 是不合格，破坏了电网；后者输出的灯电流波峰系数比较低。 灯管 的光源效率比较低同时减少了灯光的寿命，较好的感性镇流器与电子镇流器又因为效率高 ，价格 昂贵，很难普及。 因为 电子镇流器采用 的技术是 高频开 关电能变换 ，那么 它 的体积可以 特别小。 同时电源总谐波失真较大、 电磁辐射干扰 也大，当大批电子镇流器同时使用的时候 ，会使电源中线电位严重偏离零电位，引 入极大的峰值电源电流，严重 会 干扰供电系统供电 的质量，也许会 造成严重的 经济损失。 从 世界能源危机 来 ， 世界 上各个的 国 开始 研发节能 型的 电光源， 大批 采用 了 节约能源的 产品。 USA 将用 紧凑型节能荧光灯 代替了 那种 白炽灯 、 荷兰菲利浦公司 第一个 利用三基色稀土细管荧光灯 与 电子 镇流器 的相结合 立即引起 其它 各国关注 （如 日本也 开始 发展新型 节能 灯 ）。 现在 美国 、 荷兰 、 日本 发展的速度较快 ， 俄罗斯 和 英国 也 有了较快的进步。 电子 镇流器发展 大概 经历了三个阶段： 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 6 第 1 个 阶段：电子镇流器 是 由分立 的 电子 元器件组成 ， 通过 滤波电路来 取得 直流 的电压， 而 缺点是 谐波含量 比 较 高，功率因数 大概 只有 左右，输出 的 直流电压 也 不 够稳定，影响灯管 的 正常使用， 减少 了 灯管 的 寿命； 第 2 个 阶段： 采用 特制的 高 集成电路， 同时 用有源的功率因数 来作 调正 电路 ， 十分有效地抑制了谐波 量， 从而 使功率因数提高到 了 ，电压 稳定，工作状态和照度 也 容易 稳定，有利于 延长 灯管 的 寿命。 第 3 个 阶段：在第 2 个 阶段 的基础之 上 ，增加了 一些 反馈 电路 、控制等附加 的 电路，完善了调光控制 的 功能，配以单片机 控制，实现了 多 功能 的 智能化产品。 以上 所 讲 ，国外 的 高频 电子镇流器已经 完全 解决了谐波 的 含量、预热 的 启动、 故障 、抗电 网 的 电 压、电磁兼容 干扰 和 寿命 等 问题。 国际电工组织 协会 IEC 也 公布 了 高频 电子镇流器的国际标准， 最终把 这一产品 带 入了发展的 高峰阶段。 第 1 代 ： 初级阶段 的时候 产品，把倍压电路当作镇流器来 采用。 对产品 的 宣传 是一开 就 亮 即使 一端断路的废荧光灯 也能点亮，以此在 感性 镇流器面前 有所作为 ， 当然 这种被叫做 的 “电 子镇流器 ” 给灯管带来 了 较大的 危害，使灯管 的 启动电流 变大 ， 使得 电子的 发射速度加快 了 ，启动 的时候 灯丝 发红，加速 了 老化 的程度 ， 多 次 的 开关下来灯管两端就发黑 了 一大段，并使功率消耗增加 达到了 20%， 30W 的灯管功耗 达到了 50W，这样 就 用不 了 多久，灯具就 成了废品。 此种劣质的 “ 电子镇流器 ” 在市场上 会 造成 极大的影响， 当然 是 不合格 的 产品。 第 2 代 ：经过 多次的 实践，不少 研发 生产单位认识到电子镇流器的预热启动和异常状态保护的 关键性 ，并 积极 采取措施成功地解决了预热启动和异常状态保护的 作用 ， 从而 安全性和技术性 能够 比第一代产品有了 很大的 改善。 自从 1993 年国家技术监督 部门抽查 的 结果来 观看 ，合格率有了 增长。 第 3 代 ：是 采用 1996 年国家 颁发 的电子镇流器国家标准研制的高性能 电子 产品。 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 7 第 2 章 荧光灯 荧光灯介绍 二十世纪初期 法国 发明氖气 的 放电 灯 ,通过 将汞充入 制成 的 灯管， 之后 又 通过 在灯管内壁 中 涂上荧光粉 而 制成 了具有 辐射白光的灯管。 1940 年 欧 美 一些 国 家 在此基础上研制出 了具有 热阴极 的 荧光放电灯。 四十年代 年 成功 研制 了 卤磷酸钙 的 荧光粉， 因为没有 毒、价 格低 廉、 发出的光比较 稳、 光效率 比较 高 ,现在还 是荧光灯的 最关键的 发光材料。 七十年代 荷兰的库达姆 研发了 三基色 的 荧光灯。 人的眼睛 在红、绿和蓝光 区间 存在三个视觉响应 最大的 值， 但是 这 种的 基本颜色光可以 组合 成白色 的 光。 所以 采用 发射红、绿、蓝三色窄光谱带的三种 的 荧光粉，可以 造出 发光效率 比较 高、显色性能 比较 好的三基色 的荧光 灯。 减小 荧光灯灯管直径 大小可 提高 灯的 发光 效率。 最近几年玻璃管 管直径从 33 28 减到了 25mm。 1978 年，荷兰 的 飞利浦公司 研发了 SL 灯 ，它是 将荧光灯管小型化 然 后与 镇流器 、 启辉器 集 合 在一起的单端 的 紧凑型荧光灯， 它的 外形尺寸 大小和一般的 照明白炽灯 相似。 为 了 实现照明 节能 ， 现在 已研制出 了 球、环 、 H、 Π、 2D 形等 各种的 形式的紧凑型荧光灯。 荧光灯 就是 通过 荧光粉 将 低气压 的 汞蒸气放电过程中产生的紫外 线转变成可见光的 电光源。 普遍 制成 了 管形。 荧光灯的发光效率 较 高 ,发光 的 面积 也 大 ,光线 比较 柔和 ,寿命 比较 长 ,可 使光 的颜 色 像 日光 灯的颜 色或其 它的 光色，是 良好 的一种 的 室内 电子 照明 光源。 特殊 的荧光粉 可以 将低气压汞蒸气放电过程中产生的 波长 的短波紫外线转变 成 长波紫外线 或者 特定波长 的 范围的可见光， 可应 用 在 保健、驱虫 、 传真、荧光分析、植物栽培、光化学 的 反应和装饰。 现在把 荧光灯 的 管缩小 或者 弯曲后制成 的紧凑型荧光灯， 直接去 代替普通 的 照明 白炽灯。 在 普通 的 家庭、企业和工业 都 是一种低压汞蒸气放电灯，其大部分是由 放电产生的紫外线激发管壁上的荧光粉涂层而发射出来的。 荧光灯 一般必须满足 3 个条件： 灯丝 预热电流或者灯丝电流 高电压启动 限制 正常的 工作电流。 下图就是典型直管形荧光灯结构示意图 图 典型 的 直管型荧光灯的结构示意图 湖南工业大学本科毕业设计（论文） 8 气体放电原理 气体放电指带有能量的电子碰撞气体原子造成气体放电的现象。 干燥 的 气体是良好的绝缘体（不导 电），但当气体中带电自由粒子的时候就变成是有电的导体，在气体中放置电极而且在两端加一定的电压，气体在比较强的电场下，最初的少量带电粒子和气体当中的分子相互碰撞，当相互作用的能量足够的大时，能够使被束缚的电子逃离气体的原子而成为自由的电子。 逃逸出的气体原子变为正离子，这使得气体中的带电粒子变多， 这时电流通过气体，利用此原理所造成气体放电灯有很多类，使用较多的一般是辉光放电与弧光放电。 不论哪一类，其结构大同小异，一般包括阳极、阴极，灯管外壳，灯管充满的气体。 对于交流灯来说则没有阳极与阴极之分，两电极可以交替作为 阳极、阴极之用。 对于气体放电灯而言，当加到灯管阳极与阴极之间的电场足够的大，便一定会使灯管放电，此放电过程可以分为 3 个阶段： 1：在外电场下，自由电子将被加速。 2：自由电子与灯管内的气体原子碰撞，使得气体原子呈现激发的状态。 3：受激发气体，能量激发达到更高能阶之后返回基态，其中所吸收的能量以光辐射的形式被释放出。 如果电子碰撞气体原子的能量足够大的时候，会使气体原子发生电离，而电离所产生的电子又在电场中加速造再次电离，使自由电子的倍数子成倍的增多，称此汤生雪崩效应（ Thomson Avalanche Effect）。 提供自由电子的主要方式分别如下： 热电子的发射：当阴极温度很高，则电子得到了足够能量从阴极端发射出来，此发射的方式是弧光放电的发射方式之一。 而 T8 荧光灯就是属于弧光放电灯。 正离子的轰击：当电极间的电位差非常大的时候，正离子的速度就足够的快，此速度的正离子能够撞击阴极便会放出自由电子。 场导致的发射：如果外加电场足够的大时候使阴极获得能量而直接发射电子，这种现象被称为场致发射。 在气体放电当中，有时候灯管上的电压不是很高，但是在电极附近形成了很小的范围的足够的空间电荷层，那么有可能在此。