一、目前,國產電子鎮流器普遍存在著開關驅動方式上的致命缺陷

    電子鎮流器的開關驅動方式,可以分為自激驅動方式(以下簡稱自激式)和它激驅動方式(以下簡稱它激式)兩種類型.國產電子鎮流器基本上都屬于自激式.自激式的起源可以追溯到四、五十年代以前的電子管放大電路,是驅動電路中最原始的驅動方法,屬于簡易型驅動方式,與它激式相比除了電路成本較低以外,幾乎找不出什么優點,最重要的是他存在著兩個致命的缺陷,而且這些缺陷是不可逆的.為了分析方便,我們以最具代表性的熒光燈電子鎮流器半橋驅動電路為例進行具體分析.

    1.振蕩頻率的穩定性和離散性非常大,批量產品的質量很難控制.半橋電路的輸出電壓很低,采用PPFC的半橋電路在供電電壓低至150V時的輸出電壓僅有75V,而10W以上熒光燈所需要的工作電壓都高于這個值(例如T5-28W熒光燈管的正常工作電壓為162V).在電子鎮流器的輸出電壓低于燈管工作電壓的情況下,為了正常點亮熒光燈,必須依靠限流電感和啟動電容之間產生的串聯諧振,來提高和滿足燈管的工作電壓.而串聯諧振的建立,必須保證在特定工作頻率不變的情況下,限流電感的感抗與啟動電容的容抗相等.在電子鎮流器中限流電感與啟動電容的值一旦確定是不能改變的,因此,保證電子鎮流器工作頻率的準確性和穩定性,是保證電子鎮流器工作質量的關鍵問題.

圖一是自激式電路的工作流程圖.從圖中可以看出,開關電路(包括驅動網絡)、限流電路(包括隔直電路)、負載(包括光源和啟動電路)、脈沖變壓器等電路中所有元器件的誤差和損壞,也包括供電電壓、環境工作溫度等外在因素的變化,都直接關系到開關電路工作頻率的穩定性和離散性.

主要表現在a.產品質量離散性很大,同一批產品中有的可以用很多年,而有的只能用幾天;b.同一只鎮流器在更換燈管后工作數據會隨之改變;c.即使是使用同一只燈管,隨著元器件和燈管的老化,工作數據仍然會不斷變化;d,同一只鎮流器,使用同一只燈管,在同一天里,由于早、中、晚的溫差和電壓變化也會使工作數據有很大的不同.

    顯然,電子鎮流器采用自激工作方式是一個錯誤.無論怎樣嚴格控制,都不可能保證批量生產的一致性和使用過程中的穩定性.這是目前國產自激式電子鎮流器存在的第一個致命缺陷!也是為什么容易損壞的第一個主要原因.

    2.自激式開關電路始終工作在硬開關狀態.電子鎮流器的工作電路中存在兩種振蕩頻率:一種是開關電路的振蕩頻率(簡稱工作頻率);另一種是限流電感和啟動電容之間的諧振頻率(簡稱諧振頻率).由于諧振電路是開關電路的負載,因此,工作頻率與諧振頻率之間存在以下三種匹配關系:

    2.1工作頻率大于諧振頻率時,開關電路的負載呈感性:

    2.2工作頻率等于諧振頻率時,開關電路的負載呈阻性:

    2.3工作頻率小于諧振頻率時,開關電路的負載呈容性:

    容性負載對于電子鎮流器開關電路來講危害是致命的.圖二a是開關電路的負載呈容性時場效應管的柵極驅動波形,在波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波;圖二b和圖二c是開關電路的負載呈容性時雙極性三極管的基極驅動波形,圖二b波形的上升曲線上有一個明顯的鋸齒波;圖二c波形則產生了很嚴重的波形斷裂,相當于開關了兩次.這些波形都說明電子鎮流器開關電路是工作在硬開關狀態,此時的開關管功耗加大,溫升加劇,應力變差,非常容易損壞.

    我們知道,燈管在啟動和正常工作時的電壓、電流差異很大,這種差異導致半橋自激式電子鎮流器的啟動頻率與工作頻率不一致(啟動頻率高,工作頻率低),這就出現了一個致命的問題:為了保證燈管啟動時能夠獲得足夠的啟動高壓,諧振頻率必須與啟動頻率相等或者誤差很小,但在正常工作以后工作頻率降低,使得工作頻率小于諧振頻率,開關電路的負載呈容性,開關管工作在硬開關狀態,承受的應力很大,非常容易損壞.這是國產自激式電子鎮流器存在的第二個致命缺陷!也是為什么容易損壞的第二個主要原因.

我們知道,電網電壓在24小時內變化很大,半橋自激式電子鎮流器,在供電電壓升高后,不能控制輸出功率,造成過載而損壞,同時也降低了熒光燈的使用壽命;這是這是國產電子鎮流器為什么容易損壞的第三個原因.

在采用晶體三極管作半橋推挽的鎮流器,三極管在高溫時它的最高耐壓值比常溫耐壓值是會有小許下降的.當供電電壓超過三極管最高耐壓值,三極管便出現二次擊穿,引起集電極和發射極短路,因此, 對于有雷擊的環境, 此種鎮流器也不能抵抗雷擊.這是這是國產電子鎮流器為什么容易損壞的第四個原因.