該電子鎮流器電路如圖2所示。高頻電感L1為射頻干擾抑制電感,與高頻濾波電容器C9相配合,能有效地濾除半橋功率逆變電路中產生的高次諧波脈沖干擾電流對電網的污染,降低了電子鎮流器使用時對其他家用電器的射頻干擾。
整流二極管VD5、VD6、VD7與電解電容器C1、C2構成無源逐流濾波電路,改善了普通橋式整流、單電容濾波電路使交流輸入市電電流波形嚴重畸變的弊端。無源逐流濾波電路與L1、C9相配合,可以使電子鎮流器的功率因數提高到0.95。
圖2中的VT3、VT4構成該電子鎮流器的過電壓、過電流故障保護電路。當電子鎮流器電路的主振電路正常工作時,并聯在直流回路里的電阻R10、R11 起分壓作用,在電阻R11上分出的電壓給鉗位二極管VD11提供一個反偏電壓,使二極管VD11截止。由于在電子鎮流器電路正常工作時電阻R9上的電壓降較低,不足以使雙向觸發二極管(雙向觸發二極管亦稱二端交流器件,它屬于三層構造、具有對稱性的二端半導體器件,可等效于基極開路、發射極與集電極對稱的NPN晶體管,它在電路中起過壓保護作用)VD14 觸發導通,所以晶體管VT4的基極無正向偏置電壓而截止。同時,晶體管VT3的基極也由于得不到足夠的正向偏置電壓而截止,不影響振蕩電路的正常工作。當電子鎮流器電路出現過電壓或過電流故障時,f點的振蕩輸出電壓升高,j點的電壓也相應上升。當j點電壓高于i點電壓時,二極管VD12由于受正向偏置電壓的作用而導通,i點的直流電壓迅速升高。當i點的直流電壓達到或超過雙向觸發二極管VD14的閾值電壓時,VD14導通,晶體管VT4的基極由于得到較高的正向偏置電壓而飽和導通。晶體管VT4飽和導通后,相當于短路了振蕩線圈T的N3繞組,功率開關振蕩晶體管VT2迅速截止,振蕩電路停止振蕩,致使半橋功率變換電路無輸出。與此同時,i點的一部分直流電壓加于晶體管VT3的基極,使晶體管VT3的基極電位迅速升高而飽和導通,雙向觸發二極管VD13對地短路,從而關閉觸發電路。這時電容C3上不再有鋸齒波電壓輸出,整個振蕩電路迅速關閉,使電子鎮流器電路的元器件不致由于過電壓或過電流而損壞。主電路為VT1、VT2和VD13構成的二極管觸發式半橋逆變電路。
圖2 采用逐流電路的20W熒光燈電子鎮流器電路
電阻-溫度特性是PTC元件(PTC為正溫度系數的意思,習慣上泛指正溫度系數熱敏半導體材料或元器件等)最基本的特性,常簡稱為阻溫特性。阻溫特性是指在規定電壓下熱敏電阻的零功率電阻與溫度之間的關系。阻溫特性曲線通常繪制在對數坐標中,線性橫坐標表示溫度,對數縱坐標表示電阻值。一般PTC元件的阻溫特性如圖3所示。
Rmin為最小零功率電阻,對應溫度為Tmin。Rmax為最大零功率電阻,對應溫度為Tmax。最大零功率電阻與最小零功率電阻的比值(maxminRR)稱為升阻比。
在圖3中,V1>V2,表明在電壓V1作用下PTC元件的升阻比、溫度系數等均優于V2。因此,在實際應用中必須注意加到PTC元件上的電壓大小,盡可能使其電壓低些。
圖3 PTC元件在電子鎮流器中的應用
圖4所示為PTC元件的伏安特性曲線,表示加在PTC元件兩端的電壓與電流之間的關系。從圖4中可以看出,環境溫度T1>T2,在T1環境溫度下,流經PTC元件的電流大于環境溫度為T2時的電流。所以,在使用中應盡量降低PTC元件的環境溫度。圖5所示為PTC元件的電流-時間特性曲線,表示在對PTC元件施加電壓的過程中流過PTC元件的電流隨時間變化的特性。
圖4 PTC元件的伏安特性曲線
圖5 PTC元件的電流-時間特性曲線
電子鎮流器電路主要利用PTC元件的阻溫特性來實現熒光燈燈絲的預熱。利用TPC元件,電子鎮流器可以十分方便地實現以下兩個功能:
① 熒光燈燈絲的預熱和熒光燈啟輝。
② 電子鎮流器過電流、過熱保護。