畢業(yè)設計基于單片機的電子節(jié)能燈設計與實現

1、基于單片機的電子節(jié)能燈設計與實現目錄引言4第一章 設計概述5第二章 方案的選擇與論證52.1 概述52.2總體方案論證62.2.1電感鎮(zhèn)流器工作原理62.2.2電子鎮(zhèn)流器工作原理72.2.3電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)點92.2.4 磁環(huán)的選用92.2.5 三極管的選用122.2.6 ptc的作用14第三章 節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器的設計153.1電路系統(tǒng)框圖153.2電路圖153.3 工作原理163.4 pcb布線17第四章 元器件參數的計算與選擇194.1 二極管的選擇194.2、三極管的選擇194.3、電感和電容的選擇194.4 配料單22第五章 整燈性能測試235.1 所用儀器235.2 低溫始動235.3

2、 emc測試245.3.1 emc簡介245.3.2emc測試分析245.4 恒溫箱點燈試驗255.5 電氣特性275.6 最低啟動電壓和最大耐壓275.7 安裝調試中的問題與注意事項275.7.1 注意事項275.7.2 遇到問題29結 論29致 謝30參考文獻30摘要 節(jié)能燈又叫緊湊型熒光燈（國外簡稱cfl燈）,是1978年由菲利普公司首先發(fā)明的，由于它具有光效高（是普通燈泡的5倍），節(jié)能效果明顯，壽命長（是普通燈泡的8倍），體積小，使用方便等優(yōu)點，受到各國人民和國家的重視和歡迎，我國于1982年，首先在復旦大學電光源研究所成功研制sl型緊湊型熒光燈，二十年來，產量迅速增長，質量穩(wěn)步提高，

3、國家已經把它作為國家重點發(fā)展的節(jié)能產品（綠色照明產品）作為推廣和使用。在設計節(jié)能燈時，電子鎮(zhèn)流器設計的好壞直接影響到節(jié)能的壽命，emc特性等。關鍵字：緊湊型熒光燈；電子鎮(zhèn)流器；節(jié)能；emc特性abstract also known as energy-saving compact fluorescent lamps (cfl lamps foreign short), the company in 1978, first invented by philip, because of its high luminous efficiency (5 times the ordinary light

4、 bulbs), energy-saving effect, long life (an ordinary light bulb 8 times), small size, ease of use by all peoples and national attention and welcome in 1982 in china, the first success in the lighting research institute of fudan university, sl-type compact fluorescent lamps developed the past two de

5、cades, the rapid growth of output , quality has improved steadily, the state has put it as a national focus on the development of energy-saving products (green lighting products) as the promotion and use. in the design of energy-saving lamps, electronic ballast design a direct impact on the life ene

6、rgy, emc characteristics.keywords:compact fluorescentlamps;electronic ballasts;energy; emc characateristics引言節(jié)能燈作為一種環(huán)保型的電源，在全世界得到了廣泛的應用，而我們國內在近幾年來的節(jié)能燈占市場的份額相較于其他的照明產品有了顯著的提高。然而在相當一段長的時間內，一些地方和廠家盲目的擴大節(jié)能燈項目，在由于其在資金、技術、原材料以及工藝在沒有充分落實的情況下，匆匆上馬使得產品質量得不到保障，各企業(yè)的產品質量的不平衡，惡性競價搞亂了市場，不按工藝要求生產，組裝廠選用不合要求的燈管和元器件拼

7、湊組成，質次價低，嚴重損壞了節(jié)能燈的聲譽，光效低，壽命短，一致性差，造成社會上產生節(jié)能燈節(jié)能不節(jié)錢的說法，給節(jié)能燈的推廣帶來了很大的負面影響。經過將近二十年的不斷摸索和發(fā)展，我國的節(jié)能燈產品已經有了很大的進步與提高，很多產品已經接近或達到國外的先進水平，由于質優(yōu)價低，國際市場上的競爭力非常強，但是市場上還是存在很大部分的節(jié)能燈廠商，根本不顧國家的法律、法規(guī)，不顧消費者的利益，還在大量生產不節(jié)能的節(jié)能燈，由于它的質次價低，每只出廠價僅售45元左右，消費者對產品的識別有限，在農村及大部分城市，還有很大一部分的市場，由于市場上占大部分的市場由低檔產品占據著，使得好的節(jié)能燈產品比較難進入市場，這給綠色

8、照明推廣帶來了一定的難度，但隨著居民消費意識的提高以及對節(jié)能燈產品的認識，質量好的節(jié)能燈產品的市場在一天天的擴大，質量差的節(jié)能燈市場一天天的萎縮，這同時又給我們帶來了希望與機遇。而本次的設計主要是提高消費者對節(jié)能燈的認識，杜絕那些質次價低節(jié)能燈在市場上魚目混珠。設計的器件都是市場上常見的，廉價的器件組成的電子鎮(zhèn)流器，不僅能達到節(jié)能，而且又真正做到廉價的目的。 第一章 設計概述1 在節(jié)能燈所用電子元器件選擇上不緊性能要好，而且還要考慮成本，合理應用器件2 合理布置pcb板上各元器件所在位置，既要做到小巧，又要不影響節(jié)能燈的性能。3電磁兼容性良好的節(jié)能燈。4符合gb/t17262，gb/t1726

9、3，rosh等標準第二章 方案的選擇與論證2.1 概述節(jié)能燈節(jié)能主要是通過節(jié)能燈管的節(jié)能和電子鎮(zhèn)流器低功耗的體現，電子鎮(zhèn)流器不但要保障節(jié)能燈管在它的特性下提供啟動電流和啟動高壓，而且在正常工作時要提高燈管的高頻穩(wěn)定的交流電流。通常，25攝氏度是節(jié)能燈最佳的工作溫度。在實際的應用中，環(huán)境的影響和節(jié)能燈工作時自身產生的熱量會令此最佳的溫度無法實現，從而影響了節(jié)能燈的亮度。針對這一問題，我們在設計節(jié)能燈時首先要對各個器件很熟悉，在器件的選擇上不緊要考慮到器件本身的特性，更要注意其它器件可能對它的影響。如三極管，它在工作時溫度比較高，所以在pcb布局的時候不能將對溫度比較敏感的器件磁環(huán)等放到相鄰的位置

10、，這樣會影響節(jié)能燈的性能。2.2總體方案論證2.2.1電感鎮(zhèn)流器工作原理電感鎮(zhèn)流器是一個鐵芯電感線圈，電感的性質是當線圈中的電流發(fā)生變化時，則在線圈中將引起磁通的變化，從而產生感應電動勢，其方向與電流的方向相反，因而阻礙著電流變化。其工作原理是：當開關閉合電路中施加220v，50hz的交流電源時，電流流經鎮(zhèn)流器、燈管燈絲、啟輝器給燈絲加熱，它開始是斷開的，由于施加了一個大于180v以上的交流電壓，使得啟輝器跳泡內的氣體弧光放電，跳泡內雙金屬片受熱膨脹變形，兩電極靠在一起，形成通路給燈絲加熱，當啟動器的兩電極靠在一起，由于沒有弧光放電，雙金屬片冷卻，兩電極斷開，由于電感鎮(zhèn)流器呈感性，當兩電極斷開

11、的瞬間，電路中的電流突然消失，于是鎮(zhèn)流器產生一個高頻脈沖電壓，它與電源電壓疊加后加到燈絲兩端，使燈管內惰性氣體電離而引起弧光放電。在正常發(fā)光過程中，鎮(zhèn)流器的自感起到穩(wěn)定電路中電流的作用。電感鎮(zhèn)流器是一個鐵心電感線圈，電感的性質是當線圈中的電流變化是，則在線圈中引起磁通的變化，從而產生感生電動勢，其方向與電流的方向相反，因而阻礙了電流的變化，從而起到限制及穩(wěn)定電流的作用。2.2.2電子鎮(zhèn)流器工作原理由于氣體放電燈（如熒光燈、霓虹燈，金鹵燈等）是一種具有如圖2.1示的v-i特性的負阻性電光源，即v/i為、負值，從圖可以看出，當燈電流上升時，燈管的工作電壓下降，但是供電電壓不會下降，多出的這點電壓加

12、到燈管后會使燈電流進一步上升，如此循環(huán)，最終燒壞燈管或燈管熄滅，所以要使燈管正常工作，應配以如圖2.2所示的鎮(zhèn)流元件，用于限制和穩(wěn)定燈電流。這個限流裝置叫做鎮(zhèn)流器。目前氣體放電燈常用的鎮(zhèn)流器有兩種：電感式鎮(zhèn)流器和高頻交流電子鎮(zhèn)流器。圖2.1 氣體放電負阻特性曲線 圖2.2 鎮(zhèn)流電路原理圖 在燈穩(wěn)定工作期間，燈管上的電壓是穩(wěn)定的，所以燈的功率主要取決于燈電流的大小，而燈電流的大小和鎮(zhèn)流器件的阻抗和電源供應電壓的高低有關，并且供電頻率對熒光燈的工作也有影響。如圖2.3所示。例如對電感鎮(zhèn)流，鎮(zhèn)流電感的阻抗z=2fl,電感鎮(zhèn)流器的電感量和它的繞組扎數和鐵心的尺寸有關，所以當電源供電頻率較高時，鎮(zhèn)流器的

13、 體積也會小些，這就是采用高頻交流電子鎮(zhèn)流電路后，鎮(zhèn)流電感的體積和尺寸會很小的原因。圖2.3 電子鎮(zhèn)流器工作特性曲線 圖2.4 發(fā)光效率和工作頻率的關系曲線 電感式和電子式鎮(zhèn)流器對比簡明表熒光燈的供電頻率與燈發(fā)光效率之間的關系：氣體放電燈在交流供電情況下工作時，氣體或金屬蒸汽放電的特性取決于交流電的頻率和鎮(zhèn)流器件的類型。氣體放電燈在交流50hz供電周期內一直不停地變化，從而導致了燈的非正弦的電壓和電流波形，產生了諧波成分。當氣體放電燈的工作頻率大約是1khz時，燈內的電離狀態(tài)不再隨燈的工作電流而迅速變化，從而在整個工作周期內形成幾乎恒定的等離子體密度和燈阻抗，這時燈的v-i特性趨于線性。從圖2

14、.4可以看出，當氣體放電燈的交流供電頻率大于20khz時，熒光燈的發(fā)光效率值高，根據統(tǒng)計可以提高10%-20%，同時熒光燈工作在高頻交流電時，可以有效的克服閃爍現象2.2.3電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)點通過這兩種電子鎮(zhèn)流器的方案比較可簡要的概括為圖2.5所示圖 2.52.2.4 磁環(huán)的選用2.2.4.1 磁環(huán)性能分析磁環(huán)在節(jié)能燈電路中素有心臟之稱，無論在節(jié)能燈電子電路的調試上,或者在生產上,磁環(huán)參數的變動都影響較大,受其影響的參數有:節(jié)能燈的啟動時間,三極管的開關性能,鎮(zhèn)流器的工作頻率,燈功率等.特別是在110v電壓條件下,電路設計時不用倍壓電路,對磁環(huán)的選用尤其敏感. 節(jié)能燈中,磁環(huán)一般都選用可飽和環(huán)形

15、磁芯,為使節(jié)能燈半橋逆變電路有良好的開關特性,產生良好的震蕩波形,要求磁環(huán)必須如圖2.6所示,有近似于矩型的磁滯回線,在s形的特性曲線中,以a點為起點,從a點到b點,再到c點和d點,最后回到原始的a點,這樣就得到一個完整的磁化周期.這樣的磁滯回線有明顯的飽和點和飽和段,而且具有良好的對稱性.近似于矩型的磁滯回線可使磁環(huán)線圈中的電流波形前后沿較陡,能較好的滿足三極管的驅動要求.如果s形的磁滯回線在各點上不能完全對稱的話,都將嚴重影響節(jié)能燈半橋逆變電路的開關特性,導致損耗加大,三極管溫升加劇.圖2.6 溫度和初始磁導率的關系曲線通過圖2.6可以看出：曲線1為磁導率3k的b與溫度的曲線.由圖可見3k

16、材料比較快的達到第一個峰值,然后快速下降至谷點位置,約80度,后緩慢上升,一直到居里點,約200度. 曲線2為磁導率2.5k的b與溫度的曲線.由圖中可見2.5k材料的磁導率一直隨溫度在上升,谷點極其短,并且谷點溫度比較高,達到了180度左右,居里溫度約210度. 曲線3為磁導率2.3k的b與溫度的曲線.由圖中可以見2.3k材料隨溫度變化的b值變化并不大,谷點約150度,居里溫度約220度. 由圖分析可得：三種材料的居里溫度都可滿足節(jié)能燈的要求,節(jié)能燈殼內最高溫度一般不會超過150度.三種曲線綜合分析,3k材料穩(wěn)定性能稍差,2.5k材料的谷點溫度偏高,如果遇到節(jié)能燈殼內溫度超高,達到最大值150

17、度,而磁環(huán)在這個時候,b值不但沒有降低,還在一直升高的話,必將導致三極管過驅,電流加大,最終導致災難性的后果.2.3k材料由于其穩(wěn)定的溫度曲線,在節(jié)能燈中大受歡迎.若非有特殊要求,一般節(jié)能燈都會選用2.3k或者3k的磁環(huán). 完美的溫度曲線應該是次峰平,幾乎看不見,而谷點長,最好在70-150度,居里溫度只要有200度以上就可以了,可惜這樣的磁環(huán)至今仍沒有應用在節(jié)能燈上.由于2.3k磁環(huán)的性能比其他的2款好，但是造價也比較高，而本次設計的節(jié)能燈殼內的最高溫度為137，2.5k磁環(huán)在燈殼溫度150時才對其影響比較大，所以本次設計我采用的是2.5k磁環(huán)，比較便宜。2.2.4.2 選擇考慮為了提高節(jié)能

18、燈的可靠性和安全性，磁環(huán)的選擇必須符合節(jié)能燈的特點和要求1 外形和尺寸的選擇: 該款節(jié)能燈的塑件空間比較小，所以選用的磁環(huán)是3*7*3的規(guī)格2 磁性材料的選擇:大類上來說,我們節(jié)能燈一般選用錳鋅鐵氧體,適用于節(jié)能燈的鐵氧體有:pc30,pc40和pc50等.在磁環(huán)磁性材料的選用上,應重點考慮下面幾點要求:(1) 居里溫度應足夠高 因為燈殼小，散熱不暢，器件都集中在小空間里，使殼內溫度高達130-150，所以要確保選用居里溫度適合的磁環(huán)。(2) 初始磁導率應適中 由于磁性材料的初始磁導率和居里溫度成反比，初始磁導率越高，居里溫度越低，我們的選擇空間就留在4k以下這段范圍了。(3) 電阻率應比較高

19、 當工作頻率一定時,磁性材料的渦流損耗與電阻率成反比，為降低磁環(huán)的自身損耗，應選用電阻率適當高一些的磁性材料。(4) 合適的溫度系數 對于磁環(huán)，我們一般要求其具有負溫度系數，即其磁導率或磁芯線圈電感量應隨溫度升高而下降，在溫度0-100度變化時，三極管的集電極電流約增加15%.在此溫度范圍內，要是磁環(huán)具有負溫度系數，剛好與三極管的正溫度系數相抵消或大部分抵消，基本保持平衡，就保證了電子節(jié)能燈的穩(wěn)定工作。2.2.5 三極管的選用2.2.5.1 完整的功率容限曲線節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器三極管參數的要求定位是不清晰的.除了bvceo、bvcbo、iceo、hfe、vces、ic等常規(guī)參數要求，還有完整的

20、功率容限曲線，降低三極管的發(fā)熱損耗，放大倍數hfe和貯存時間ts，完整的功率容限曲線（圖2.7）。在選擇燈用三極管的過程中,一定要找到器件生產廠家提供的完整soa曲線。2.2.5.2 三極管的發(fā)熱損耗目前,節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器普遍采用上下管輪流導通工作的線路，電感負載產生的自感電勢反峰電壓經由導通管泄放，所以普遍感到三極管常溫下soa值在節(jié)能燈、電子鎮(zhèn)流器線路中不十分敏感。而降低三極管的發(fā)熱損耗卻引起了業(yè)界的普遍關注，這是因為三極管的二次擊穿容限是隨著溫度的升高而降低的(圖2.8)三極管在電路中工作一段時間以后，線路元器件會發(fā)熱(包括管子本身的發(fā)熱)，溫度不斷上升導致三極管hfe增大,開關性能變

21、差，二次擊穿特性下降，反過來,進一步促使管子發(fā)熱量增大，這樣的惡性循環(huán)最終導致三極管擊穿燒毀。因此,降低三極管本身的發(fā)熱損耗是提高三極管使用可靠性的重要措施。 圖2.7 三極管功率容限曲線圖2.8 二次擊穿容限隨溫度變化曲線實驗表明：晶體管截止狀態(tài)的功耗很小，導通狀態(tài)的耗散占一定比例，但變化余地不大。晶體管耗散主要發(fā)生在由飽和向截止和由截止向飽和的過渡時期，而且與線路參數的選擇及三極管的上升時間tr、下降時間tf有很大關系。 綜上上所述選擇一個好的三極管對節(jié)能燈的性能影響很大。2.2.6 ptc的作用ptc也稱為熱敏電阻(正溫度系數熱敏電阻)是一種具溫度敏感性的半導體電阻,一旦超過一定的溫度(

22、居里溫度)時,它的電阻值隨著溫度的升高幾乎是呈階躍式的增高.ptc熱敏電阻本體溫度的變化可以由流過ptc熱敏電阻的電流來獲得,也可以由外界輸入熱量或者這二者的疊加來獲得. 由于燈的開關次數直接影響了節(jié)能燈燈管和電子整流器的壽命，所以就有必要在燈管的輸入端串一個合適的ptc，這樣通過ptc的電流使ptc的阻值增大，使電路斷開，這樣就延遲了燈的啟動時間，能夠保護電路，延長節(jié)能燈的使用壽命。第三章 節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器的設計3.1電路系統(tǒng)框圖圖3.13.2電路圖 圖3.2 電子鎮(zhèn)流器電路圖3.3 工作原理在圖3.2中，開關晶體管vt1和vt2為橋路的有源側，電容c3和c4組成無源支路。燈負載則連接在橋路

23、中有源支路和無源支路的兩個中間點之間。負載電流的回復通路由c3和c4提供。r1、c2和雙向觸發(fā)二極管db3組成半橋式逆變器的啟動電路。vt1、vt2既是振蕩電路中的重要元件，同時又兼作功率開關，當電子鎮(zhèn)流器加電后，流經r1的電流對啟動電容c2充電，當c2兩端電壓升高到vd2的轉折電壓（約32v）值后，vd2雪崩擊穿，c2則通過vt2的基極發(fā)射極網絡放電，vt2因正向偏置而導通。在vt2導通期間，電流路徑為： vdc c3 燈絲fl1 c5 燈絲fl2 扼流圈ll t1初級線圈t1a vt2 地 。如圖3.3.1，vt2集電極電流的瞬時變化（di / dt ) ，通過t1a在t1兩個次級繞組t1

24、b和 t1c兩端產生一個感應電勢，極性是各繞組同名端為負。其結果是使vt2的基極電位升高，基極電流和集電極電流進一步增大，連鎖式的正反饋立即使vt2 躍變到飽和導通狀態(tài)。在vt2導通時，啟動電容c2將通過二極管vd1和晶體管vt2放電，以阻止對vt2的基極產生進一步的觸發(fā)脈沖。啟動電路提供一個外部觸發(fā)信號，高頻振蕩的建立與維持則借助于可飽和變壓器t1繞組之間的耦合，產生正反饋來實現。當t1達到飽和后，各個繞組中的感應電勢為零，vt2基極電位呈下降趨勢，ic2減小，t1a中的感應電勢將阻止ic2減小，極性是同名端為正。于是，vt2基極電位下降，vt1基極電位升高，這種連鎖式的正反饋迅速使vt2退

25、出飽和躍變到截止狀態(tài)，而vt1則由截止躍變到飽和導通。在vt1飽和導通時，電流路徑是： vt1 t1a l1 燈絲fl2 c5 燈絲fl1 c4 地。如圖3.3.2，當脈沖變壓器t1磁芯進入飽和之后，連鎖式的正反饋很快又使vt2再次飽和異通，而vt1 由導通躍變?yōu)榻刂埂Ｈ绱酥芏鴱褪?，vt1和vt2輪流導通，使并聯于燈管兩端的燈啟動電容c5上的電流方向不斷改變，迅速引起由l1和c5等組成的lc網絡發(fā)生串聯諧振，在c5兩端產生一個高壓脈沖施加到燈管上，使燈點火啟動。扼流圈l1在燈點火過程中是輔助啟動元件，在燈啟動之后對燈電流起限制作用。由于電子鎮(zhèn)流器工作頻率達幾十千赫， l1只需使用非常小的磁性元

26、件即可以滿足要求。40w熒光燈用電感式鎮(zhèn)流器的電感值約達80mh，而20w熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器中的阻流圈l1僅約1.5mh。3.4 pcb布線節(jié)能燈中pcb布線是一個很重要的過程，一個好的布線不僅能夠做出美觀的燈，更重要的是能夠很好地減少電磁干擾，每個元器件的布局和位置都會影響其它器件，特別是那些對電磁干擾反映明顯的器件尤其要注意。綜合以上要求，我參考了多家節(jié)能燈的pcb圖，布局如圖3.4圖3.3.1 圖3.3.2圖3.4第四章 元器件參數的計算與選擇4.1 二極管的選擇vo=ac 電壓約為300v 考慮到電網的波動所以二極管的耐壓值應當大于400v又因為燈的功率是20w，效率是60%，所以p

27、=20/60%=33.33wil=p/u=33.33/2200.15a 所以二極管的額定電流就大于0.15a這里選取的4007 耐壓值1000v、額定電流為1a，足夠了。4.2、三極管的選擇vo300v 所以三極管的耐壓值應當大于300v 這里選400v又因il=0.15a三極管的額定電流應可以確定1a符合要求。0=25khz 所以三極管的工作頻率應當大于25khz4.3、電感和電容的選擇如果lc串聯電路的等效直流電阻為r，電路的總阻抗z可表示為： （4-3-1）公式中，l為電感器的電感值， c為電容器的容量值。對于圖3.2所示的電路，由于l1lt ia ，c5c3 = c4 ，發(fā)生串聯諧振時

28、的頻率主要由l1和c5的數值決定。圖3.3.1和圖 3.3.2分別為功率開關vt1關斷、vt2導通和vt1導通、vt2關斷時的電流路徑。圖中，rl為熒光燈然點時的等效電阻。由圖可知，在vt1關斷、vt2導通，vt1導通、vt2關斷兩種狀態(tài)下，通過燈負載rl的電流方向是相反的。vt1、vt2輪流導通，通過熒光燈的電流則為高頗交變電流。lc串聯電路發(fā)生諧振時的頻率f0由下式決定： （4-3-2）發(fā)生串聯諧振的條件是電感元件的感抗與電容器的容抗相等，而且r2f 0l=1/2f 0c，諧振頻率f 0與r無關。這個條件可表示為： 1 （4-3-3） 公式中，q定義為諧振電路的品質因素，將式（43-2）代

29、人到式（43-3），可得： （4-3-4）在發(fā)生諧振時，zr，即lc串聯電路的總阻抗最小，電流增大。在發(fā)生諧振時的電流i 0為： （4-3-5）式中，vin為lc串聯電路的電源電壓。電容上的電壓在發(fā)生諧振時的值vc0可表示為：vc0i 0xci 0xli 0.2f 0l=vin/r2f 0l （4-3-6）公式中，xc、 xl分別是電容的容抗和電感的感杭。將式（43-3）代人式（4-3-6）得到： vc0qvin （4-3-7） 從式（4-3-7）可知，當 lc 串聯電路發(fā)生諧振時，在電容和電感上的電壓比電源電壓要高得多，在數值上均為電源電壓的q倍。雖然電容與電感上的諧振電壓相位是相反的，可以

30、互相抵消，但單個元件上電壓幅值是非?？捎^的。lc 串聯諧振電路的諧振阻抗曲線如圖4.3所示。從圖4.3可以看出，在諧振頻率f 0處，l / r值越大，阻抗則越小，電流也就越大。反之，l / r值越小，阻抗就越大，電流就越小。lc串聯諧振電路中的直流電阻，應將燈絲電阻考慮在內，在電子鎮(zhèn)流器設計中，適當選取l和c的數值，使q值控制在3左右。圖4.3 串聯諧振電路諧振阻抗特性曲線電子鎮(zhèn)流器工頻市電220v及220v以上的國家或地這（如中國及歐洲），應用最為普遍。在這種電路結構中，一個開關晶體管所承受的電壓為交流電源電壓（有效值）的倍。如果鎮(zhèn)流器采用了升壓式有源功率因數校正電路，開關晶體管承受的電壓則

31、為升壓變換器的直流輸出電壓值。4.4 配料單3u，20w節(jié)能燈物料清單ee13mm磁芯，骨架 ,0.2mm,235t,1.5mh 1套10mm，pc40，3*7*3，磁環(huán) 1套05a保險管 1只in4007二極管 5只db3觸發(fā)二極管 1只13001三極管 2只1/4w，1 ohm電阻 2只1/4w，470k電阻 1只1/4w，22hm電阻 2只400v，4.7uf電解電容 1只100v，223滌綸電容 1只400v，333滌綸電容 1只630v，152滌綸電容 1只1000v，222滌綸電容 1只ptc 1只pcb電子板 1只燈頭 1只外殼 1套燈管 1只第五章 整燈性能測試5.1 所用儀器

32、1 標準電源，能將電壓從0v調到400v，能50hz和60hz 之間切換頻率 1臺2 萬用表 1臺3 電子鎮(zhèn)流器輸入輸出電氣特性儀 1臺4 數字顯示溫度表 1臺 5 示波器 1臺6 恒溫箱 1臺 7 emc測試儀 1臺8 電腦（含有節(jié)能燈測試必須的軟件） 1臺5.2 低溫始動節(jié)能燈電子鎮(zhèn)流器的性能直接受其所在環(huán)境的影響，所以在設計的時候必須將那些環(huán)境影響考慮在內。在溫度低的情況下會影響ptc的工作，因為熱敏電阻在溫度低的情況下會影響其工作特性，使它的啟動時間相對于室溫更快，使燈更快亮起來。為使達到更好的效果，我們選擇電壓為220v交流電壓的90%、0和95%、5條件下測其啟動瞬間的時間t198

33、v電壓 環(huán)境溫度0209v電壓 環(huán)境溫度5始動時間t（ms）812886 在常溫狀況下，啟動時間延遲900-1200毫秒為正常狀況，而在低溫始動時，通常為延遲1秒以內。所以可以說這款節(jié)能燈低溫始動效果良好。5.3 emc測試5.3.1 emc簡介emc是電磁兼容性，是指電子設備或網絡系統(tǒng)具有一定的抵抗電磁干擾的能力，同時不能產生過量的電磁輻射。也就是說，要求該設備或網絡系統(tǒng)能夠在比較惡劣的電磁環(huán)境中正常工作，同時有不能輻射過量的電磁波干擾周圍其它設備及網絡的正常工作。5.3.2emc測試分析在節(jié)能燈設計中，電磁干擾是不可避免的，我們必須考慮哪里的電磁輻射大，哪里元件功率大，怎樣布線干擾最小，怎

34、樣搭配電磁干擾才能降到最低，稍微有點不一樣就有可能影響電磁兼容性。所以要求設計者對電子元器件特別熟悉，電路原理特別精通，干擾和被干擾分的特別清楚。為此我還特意參考了一些節(jié)能燈公司所做燈的pcb布線圖，和元器件分布位置進行更細致的了解。然后針對自己所選擇器件進行有目的的湊在一起，效果還是很好的。我所用的emc測試儀器是一家節(jié)能燈公司的儀器：該儀器的頻率為250khz，一般的，開關電源在20次諧振后就開始衰減.加濾波器的時候，應該考慮最高的諧振頻率，加適當的濾波器，可提高開關電源的效率。測試emc傳導測試曲線如圖5.3.2其中紅線表示峰值測試曲線，藍線表示平均值測試曲線。而兩條直線是限度，超過那兩

35、條線就是不合格的。通過圖5.3.2的emc特性曲線可以看出該款燈的電磁兼容性能達到emc標準,都在限度范圍之內。圖5.2.3 emc曲線5.4 恒溫箱點燈試驗節(jié)能燈是將20幾個元器件集中在一個空間狹小的塑件上，不僅氣流不暢通，而且發(fā)熱高的器件會對其它元件有影響，所以在恒溫箱內點燈，將各個元器件用溫度線經過模數轉換接到電腦，總共需要測3種電壓，220v的10%，環(huán)境溫度35，以下數據必須燈溫度曲線穩(wěn)定后才能記錄數據，通常每次電壓要點1小時以后才能記錄。隨著溫度的上升，功率上升的速度比較慢，因為溫度越高，對電子鎮(zhèn)流器的影響就越大 ，其功率也上升的比較緩慢。本次設計磁環(huán)t1是采用的2.5k的，其磁導

36、率一直隨溫度在上升，谷點極其短，并且谷點溫度比較高，達到了180左右,居里溫度約210。在150時就開始對燈有影響了，而這在環(huán)境溫度為35，電壓為242v時最高溫度才達到137，所以在通常溫度和電壓下殼內溫度遠低于150，所以能在滿足條件下工作。電壓（v）198220142功率（w）16.919.320.1q1（）98.8127.2136.5q2（）97.9126.8133.8c1（）90.0121.6128.2c2（）89.4120.5128.0c3（）89.0121.0128.4c4（）91.2122.0129.2c5（）87.5114.3126.8c6（）88.0115.2129.0t1

37、（）98.0121.2134.9l1（）88.7114.9127.8d1（）95.4120.2133.2d2（）96.3121.2134.0d3（）96.0120.1133.4d4（）95.8119.4132.2d5（）94.8118.5131.45.5 電氣特性電氣特性包括：回路功率,燈管功率，燈絲功率，電流，電壓回路電流（a）回路功率（w）燈管功率（w）燈絲功率(w)0.1515419.30.38回路效率=燈管功率（回路功率+燈管功率+燈絲功率）*100%=55%5.6 最低啟動電壓和最大耐壓 最低啟動電壓的測試方法：先將燈的電壓調到0v，然后開通燈的電源，從0v開始上調電壓，燈完全點亮詩

38、的電壓就是最低啟動電壓。通過測試，該燈的最低啟動電壓是170v，性能不是很好。最大耐壓也是一個很重要的參數，測試方法是先將電壓調到250v，開3秒，關27秒，然后以5v的方式逐漸增加電壓，又開3秒，關27秒。通過測試，最大耐壓值為305v。5.7 安裝調試中的問題與注意事項5.7.1 注意事項 進行電路調試時，為了更好的把握各元件特性及相互匹配性，粗調應遵循由淺入深的規(guī)則：（1） 先做大體調整，把常壓損耗，常壓三極管溫升降下來。（2） 再進行細致綜合調試，主要調試高、低、常壓的電路損耗及三極管的溫升。（3） 最后做一次微調，使參數符合客戶和國家的標準，某些元器件參數適當減小，以達到減低成本的目的。綜合調試：在對燈進行微調時要用上面確定的參數來點亮第二只相同的節(jié)能燈,在兩只節(jié)能燈的對比之中,觀察兩燈的差別 ,找出其溫度啟輝有不完善的地方,然后 視其某一方面,將三極管b、e或b、e之間的電阻做小范圍的更改，根據調燈師傅多年的經驗，一般而言基極選用6.8-33，b、e之間與二極管相串的電阻選用5.1-47為好。最后確定參數后，若功率偏小，可以用減小電感的方法了提高2-3w的功率，這對于新參數不會產生什么大的影響。若功率偏大，同樣可以通過增大電感的方法來減低點