1. 求太陽能燈的工作原理及電路圖,計算公式謝謝!!!
系統由太陽能電池組件部分(包括支架)、蓄電池、光源、燈頭、控制器和燈桿幾部分構成。
太陽能路燈配置計算方法
時間:2009-12-2815:10來源:未知作者:太陽能路燈點擊:431次
一:首先計算出電流:如:12V蓄電池系統;30W的燈2隻,共60瓦。電流=60W12V=5A二:計算出蓄電池容量需求:如:路燈每夜累計照明時間需要為滿負載7小時(h);(如晚上8:00開啟,夜11:30關閉1路,凌晨4:30開啟2路,凌晨5:30關閉)需要滿足
一:首先計算出電流:
如:12V蓄電池系統;30W的燈2隻,共60瓦。
電流=60W÷12V=5A
二:計算出蓄電池容量需求:
如:路燈每夜累計照明時間需要為滿負載7小時(h);
(如晚上8:00開啟,夜11:30關閉1路,凌晨4:30開啟2路,凌晨5:30關閉)
需要滿足連續陰雨天5天的照明需求。(5天另加陰雨天前一夜的照明,計6天)
蓄電池=5A×7h×(5+1)天=5A×42h=210AH
另外為了防止蓄電池過充和過放,蓄電池一般充電到90%左右;放電余留20%左右。
所以210AH也只是應用中真正標準的70%左右。
三:計算出電池板的需求峰值(WP):
路燈每夜累計照明時間需要為7小時(h);
★:電池板平均每天接受有效光照時間為4.5小時(h);
最少放寬對電池板需求20%的預留額。
WP÷17.4V=(5A×7h×120%)÷4.5h
WP÷17.4V=9.33
WP=162(W)
★:4.5h每天光照時間為長江中下游附近地區日照系數。
另外在太陽能路燈組件中,線損、控制器的損耗、及鎮流器或恆流源的功耗各有不同,實際應用中可能在5%-25%左右。所以162W也只是理論值,根據實際情況需要有所增加。
太陽能路燈方案:
相關組件選擇:
24VLED:選擇LED照明,LED燈使用壽命長,光照柔和,價格合理,可以在夜間行人稀少時段實現功率調節,有利於節電,從而可以減少電池板的配置,節約成本。每瓦80-105lm左右,光衰小於年≤5%;
12V蓄電池(串24V):選擇鉛酸免維護蓄電池,價格適中,性能穩定,太陽能路燈首選;
12V電池板(串24V):轉換率15%以上單晶正片;
24V控制器:MCT充電方式、帶調功功能(另附資料);
6M燈桿(以造型美觀,耐用、價格便宜為主)
一、40瓦備選方案配置一(常規)
1、LED燈,單路、40W,24V系統;
2、當地日均有效光照以4h計算;
3、每日放電時間10小時,(以晚7點-晨5點為例)
4、滿足連續陰雨天5天(另加陰雨前一夜的用電,計6天)。
電流=40W÷24V=1.67A
計算蓄電池=1.67A×10h×(5+1)天
=1.67A×60h=100AH
蓄電池充、放電預留20%容量;路燈的實際電流在2A以上(加20%
損耗,包括恆流源、線損等)
實際蓄電池需求=100AH加20%預留容量、再加20%損耗
100AH÷80%×120%=150AH
實際蓄電池為24V/150AH,需要兩組12V蓄電池共計:300AH
計算電池板:
1、LED燈40W、電流:1.67A
2、每日放電時間10小時(以晚7點-晨5點為例)
3、電池板預留最少20%
4、當地有效光照以日均4h計算
WP÷17.4V=(1.67A×10h×120%)÷4h
WP=87W
實際恆流源損耗、線損等綜合損耗在20%左右
電池板實際需求=87W×120%=104W
實際電池板需24V/104W,所以需要兩塊12V電池板共計:208W
綜合組件價格:正片電池板208W,31元/瓦,計6448元
蓄電池300AH,7元/AH計:2100元
40WLED燈:計:1850元
控制器(只)150元
6米燈桿700元
本套組件總計:11248元
二、40瓦備選方案配置二(帶調節功率)
1、LED燈,單路、40W,24V系統。
2、當地日均有效光照以4h計算,
3、每日放電時間10小時,(以晚7點-晨5點為例)通過控制器夜間
分時段調節LED燈的功率,降低總功耗,實際按每日放電7小時計算。
(例一:晚7點至11點100%功率,11點至凌晨5點為50%功率。合計:7h)
(例二:7:00-10:30為100%,10:30-4:30為50%,4:30-5:00為100%)
4、滿足連續陰雨天5天(另加陰雨前一夜的用電,計6天)。
電流=40W÷24V
=1.67A
計算蓄電池=1.67A×7h×(5+1)天
=1.67A×42h
=70AH
蓄電池充、放電預留20%容量;路燈的實際電流在2A以上(加20%
損耗,包括恆流源、線損等)
實際蓄電池需求=70AH加20%預留容量、再加20%損耗
70AH÷80%×120%=105AH
實際蓄電池為24V/105AH,需要兩組12V蓄電池共計:210AH
計算電池板:
1、LED燈40W、電流:1.67A
2、每日放電時間10小時,調功後實際按7小時計算(調功同上蓄電池)
3、電池板預留最少20%
4、當地有效光照以日均4h計算
WP÷17.4V=(1.67A×7h×120%)÷4h
WP=61W
實際恆流源損耗、線損等綜合損耗在20%左右
電池板實際需求=61W×120%=73W
實際電池板需24V/73W,所以需要兩塊12V電池板共計:146W
綜合組件價格:正片電池板146W,
蓄電池210AH
40WLED燈:
控制器(只)
6米燈桿
三、40瓦備選方案三(帶調節功率、帶恆流)
採用自帶恆流、恆壓、調功一體控制器降低系統功耗、降低組件成本。
(實際降低系統總損耗20%左右,以下以15%計算)
1、LED燈,單路、40W,24V系統。
2、當地日均有效光照以4h計算,
3、每日放電時間10小時,(以晚7點-晨5點為例)通過控制器夜間
分時段調節LED燈的功率,降低總功耗,實際按每日放電7小時計算。
(例一:晚7點至11點100%功率,11點至凌晨5點為50%功率。合計:7h)
(例二:7:00-10:30為100%,10:30-4:30為50%,4:30-5:00為100%)
4、滿足連續陰雨天5天(另加陰雨前一夜的用電,計6天)。
電流=40W÷24V
=1.67A
計算蓄電池=1.67A×7h×(5+1)天
=1.67A×42h
=70AH
蓄電池充、放電預留20%容量;路燈的實際電流小於1.75A(加5%
線損等)
實際蓄電池需求=70AH加20%預留容量、再加5%損耗
70AH÷80%×105%=92AH
實際蓄電池為24V/92AH,需要兩組12V蓄電池共計:184AH
計算電池板:
1、LED燈40W、電流:1.67A
2、每日放電時間10小時,實際按7小時計算(調功同上蓄電池)
3、電池板預留最少20%
4、當地有效光照以日均4h計算
WP÷17.4V=(1.67A×7h×120%)÷4h
WP=61W
實際線損等綜合損耗小於5%
電池板實際需求=122W×105%=64W
實際電池板需24V/64W,所以需要兩塊12V電池板共計:128W
綜合組件價格:正片電池板128W,31元/瓦,計:3968元
蓄電池184AH,7元/AH
40WLED燈:
控制器(只)
6米燈桿
淺談太陽能路燈的實際應用與配件的選擇
隨著傳統能源的日益緊缺,太陽能的應用將會越來越廣泛,尤其太陽能發電領域在短短的數年時間內已發展成為成熟的朝陽產業。
1:目前制約太陽能發電應用的最重要環節之一是價格,以一盞雙路的太陽能路燈為例,兩路負載共為60瓦,(以長江中下游地區有效光照3.5-4.5h/天、每夜放電7小時、增加電池板20%預留額計算)其電池板就需要160W左右,按每瓦30元計算,電池板的費用就要4800元,再加上180AH左右的蓄電池組費用也接近1800左右,整個路燈一次性投入成本大大高於市電路燈,造成了太陽能路燈應用領域的主要瓶頸。
2:蓄電池的使用壽命也應該考慮在整個路燈系統應用中,一般的蓄電池保修三年或五年,但一般的蓄電池在一年、甚至半年以後就會出現充電不滿的情況,有些實際充電率有可能下降到50%左右,這必將影響連續陰雨天時期的夜間正常照明,所以選擇一款較好的蓄電池尤為重要。
3:因為LED燈的壽命較長、且可以通過夜間分時段調低功率工作,一般工程商都會選用LED燈做為太陽能路燈的照明,但是LED燈的質量層差不齊,光衰嚴重的LED半年就有可能衰減50%光照度。所以一定要選擇光衰較慢的LED燈,LED燈最主要的要做好散熱與恆流問題,恆流可以通過另加恆流驅動或者使用控制器恆流,散熱就必需依靠鋁板來散熱,最好是在鋁板下面增加銅片或銅管來更有效的散熱,控制好溫度,LED的壽命才會更長。
4:控制器的選擇往往也是被工程商忽略的一個問題,控制器的質量層差不齊,12V/10A的控制器市場價格在100-200元不等,雖然是整個路燈系統中價值最小的部分,但它卻是非常重要的一個環節。控制器的好壞直接影響到太陽能路燈系統的組件壽命以及整個系統的采購成本。
一:應該選擇功耗較低的控制器,控制器24小時不間斷工作,如其自身功耗較大,則會消耗部分電能,最好選擇功耗在5毫安以下的控制器。
二:要選擇充電效率高的控制器,具有MCT充電模式的控制器能自動追蹤電池板的最大電流,尤其在冬季或光照不足的時期,MCT充電模式比其他高出20%左右的效率。
三:應選擇具有調節功率的控制器,具有功率調節的控制器已被廣泛推廣,可以在夜間行人稀少時段自動調低LED燈的工作電流,節約用電,同時也節省了電池板的配置比例。除選擇以上節電功能外,還應該注重控制器對蓄電池等組件的保護功能,像具有涓流充電模式的控制器就可以很好的保護蓄電池,增加蓄電池的壽命,另外設置控制器欠壓保護值時,盡量把欠壓保護值調在≥11.1V,防止蓄電池過放,蓄電池的過充、過放都會降低使用壽命。
5:距離市區較遠的地方還應該注意防盜工作,很多工程商因為施工疏忽,沒有進行有效的防盜,導致蓄電池、電池板等組件被盜,不僅影響了正常照明,也造成了不必要的財產損失。目前工程案例中被盜居多為蓄電池與電池板,蓄電池埋於地下用水泥澆築是一種有效防盜措施,並且可以起到恆溫的作用。在燈桿上加裝蓄電池箱的最好將其進行焊接加固,另外蓄電池如果離控制器較遠,一定要加配溫度感測線,不然控制器無法探測蓄電池的溫度,無法給予相關的溫度補償。電池板的被盜主要由於燈桿較低或燈桿周圍有攀附物,所以燈桿的高度最好設計在5M以上。
6:控制器的防水,控制器大都裝於燈罩、蓄電池箱中,一般也不會進水,但在實際工程案例中有些因為安裝不當或者有的控制器的電路板沒有做三防漆處理,會因為雨水順著控制器端子的外接線流入控制器造成短路。所以在施工時應該注意將控制器端子內部連接線彎成「U」字型並固型,暴露在外部的連接線也固定為「U」型,這樣雨水就無法淋入造成控制器短路,另外還可在內外線介面處塗抹防水膠來防水。
7:在眾多太陽能路燈實際應用中,很多地方的太陽能路燈不能滿足正常照明需要,尤其在的連續陰雨天和冬季光照不足時期更為突出,除使用了質量較差的相關組件外,另一個主要的原因就是一味降低組件成本,不按需求設計配置,減小電池板和蓄電池的使用標准,所以導致在陰雨天路燈無法提供照明。
以下提供太陽能電池板和蓄電池配置計算公式:
一:首先計算出電流:
如:12V蓄電池系統;30W的燈2隻,共60瓦。
電流=60W÷12V=5A
二:計算出蓄電池容量需求:
如:路燈每夜照明時間9.5小時,實際滿負載照明為7小時(h);
例一:1路LED燈
(如晚上7:30開啟100%功率,夜11:00降至50%功率,凌晨4:00後再100%功率,凌晨5:00關閉)
例二:2路非LED燈(低壓鈉燈、無極燈、節能燈、等)
(如晚上7:30兩路開啟,夜11:00關閉1路,凌晨4:00開啟2路,凌晨5:00關閉)
需要滿足連續陰雨天5天的照明需求。(5天另加陰雨天前一夜的照明,計6天)
蓄電池=5A×7h×(5+1)天
=5A×42h=210AH
另外為了防止蓄電池過充和過放,蓄電池一般充電到90%左右;放電余留5%-20%左右。所以210AH也只是應用中真正標準的70%-85%左右。另外還要根據負載的不同,測出實際的損耗,實際的工作電流受恆流源、鎮流器、線損等影響,可能會在5A的基礎上增加15%-25%左右。
三:計算出電池板的需求峰值(WP):
路燈每夜累計照明時間需要為7小時(h);
★:電池板平均每天接受有效光照時間為4.5小時(h);
最少放寬對電池板需求20%的預留額。
WP÷17.4V=(5A×7h×120%)÷4.5h
WP÷17.4V=9.33
WP=162(W)
★:4.5h每天光照時間為長江中下游附近地區日照系數。
另外在太陽能路燈組件中,線損、控制器的損耗、及鎮流器或恆流源的功耗各有不同,實際應用中可能在15%-25%左右。所以162W也只是理論值,根據實際情況需要有所增加。
2. 電磁感應燈怎麼做
電磁感應熒光燈又稱無極熒光燈或電子燈泡(EBhmp)。該燈由高頻發生器(燈電源)、高頻耦合器和塗有三基色熒光粉的燈泡三部分組成。它的工作原理是:首先把市電轉換為直流電,再變換成高頻電能。高頻電能通過燈泡中心部位的感應線圈(耦合器)產生強磁場。磁場能感應進燈泡內。使燈泡內氣體雪崩電離形成等離子體,等離子體中的受激汞原子在返回基態過程中輻射出254名mm的紫外線。燈泡內壁熒光粉受到紫外線照射而轉換成可見光。
一、電源濾波器
EB燈電源的核心部分是一個DC/AC逆變器,它產生2.65MHz的高頻功率用以點亮氣體放電燈泡,由此會帶來電磁干擾(EMI)和抗干擾(EMS)等問題。故EB燈必須滿足國標:GB/T18595-2001《一般照明設備電磁兼容抗擾度要求》和GBl77430-1999《電氣照明和類似設備的無線電騷擾特性的限值和測量方法》。
電源濾波器有兩種作用:其一,是防止燈電源雜訊竄入電力網,干擾其他用電設備;其二,可阻止電力網中的雜訊輸入燈電源。影響燈的正常工作。其電路如上圖所示。
電源濾波器是由電感和電容組成的兩級式電源濾波網路。所要抑制的頻率主要是PFC的工作頻率約50kHz和DC/AC開關頻率2.65MHz。以及這兩個頻率的高次諧波。CXl、CX2、CX3也叫X電容,把差模干擾雜訊旁路掉。LFl、LF2為共模扼流圈,抑制共模雜訊。CYl、CY2也叫Y電容。用於抑制輸電線繼發的射頻雜訊。RVl為壓敏電阻器;用來吸收尖峰脈沖過電壓。在電源電路中串接一個功率型NTC熱敏電阻器,能有效地抑制開機時的浪涌電流。R1、1t2是X電容的泄放電阻。
二、功率因數校正器(PFC)
MC33262是一款可靠且成本低廉的功率因數校正晶元,其應用電路如中上圖所示。市電經電源濾波器和整流器得到脈動直流電。電流通過啟動電阻R10向C2充電至IOV時,ICl開始工作。
整流後的直流脈動電壓在R5的分壓作為取樣信號經ICl的(3)腳輸入乘法器。直流輸出電壓在R6和WR上的分壓經(1)腳輸至誤差放大器的反相輸入端,與2.5V的參考電壓比較放大後輸出一個直流誤差電壓,同時也輸入到乘法器。通過功率開關MOSFET的電流在源極電阻R9上轉換為電壓信號,輸入到ICl的(4)腳,並與乘法器的輸出電壓進行比較。隨AC電壓從零到峰值正弦地通過,乘法器的輸出電壓控制lC(4)腳的閥值,從而使Ql的峰值電流跟蹤AC輸入電壓,致使校正電路的負載呈電阻性。
由於MC33262的控製作用,使輸入電流緊緊跟隨AC電壓而變化,呈平滑的正弦波。同時,PFC電路又是一種升壓型開關穩壓電源。使無極燈的功率和光通量不會隨市電電壓的漲落而變化。
三、點燈逆變器
逆變電路如中下圖,它將PFC電路輸出的高壓直流變換為供無極燈使用的高頻交流電。國際電工委員會CISPRl5允許對磁場感應標準的頻率范圍為2.2MHz~3.0MHz。其中心頻率為2.6MHz。
接通電源後PFC輸出直流電壓,通過R19、R18加到電容C12上,C12開始充電。當C12上所充電壓達到觸發管(DIAC)D8~D16的轉折電壓時,DIAC由關斷轉為導通狀態。積分電容C12所儲存的電荷經DIAC加於振盪變壓器BTl的初級繞組W20,依靠W22、W21兩個繞組使Q81、Q82獲得幅度相等。相位相差180度的向時,利用反向恢復時間的反向電流為振盪變壓器輸入激勵信號。
中下圖中Lz、C14、C15為諧振電感和諧振電容。
它們是設計中重要的參數。在啟動階段,燈泡的等效電阻很大,Lz、C14、C15發生串聯諧振。諧振電路可以在燈兩端形成很高(約3000V)的點火電壓。無極燈引燃後,進入正常運行階段。泡體內電弧等效電阻在數百歐姆,當燈電流生成後。
諧振迴路失諧,C14、C15上的諧振電壓降到燈的工作電壓。燈點亮後由Lz穩定燈的電弧電流。與此同時,由於輸出迴路的選頻濾波作用。點燈電能為 一餘弦波的電壓和電流,其頻率為激勵信號的基頻。
四、異常保護電路
當出現燈泡接線脫落或者燈泡漏氣等異常狀態時,無極燈不能正常啟動。諧振引火電路一直處於諧振狀態,逆變器輸出的電流增大到正常電流的3~5倍。如果不採取有效的保護措施,就會造成點燈逆變器以及前級單元電路因過載而燒毀,甚至引起冒煙、爆裂等事故。異常保護電路如下圖所示。 .
在異常狀態時:在諧振電容C14、C15的中點引出異常保護采樣電壓,通過電容C16、C18的分壓和D18、D19、R24整流後成為控制電壓。通過R25、R21和C19延時電路,在C19上得到隨時間上升的直流電壓,當此電壓大於DZl的穩壓值時便被擊穿,可控硅MCR導通,通過阻塞二極體D17將082柵極與地短路,迫使半橋逆變電路停止工作。而在正常狀態下,C19上的電壓還未上升到DZl的穩壓值,燈就點亮了,燈點亮後諧振電路便失諧,因而DZl一直處於截止狀態。R20的數值不能取得太大,其電流一般為1~2mA。保護電路的動作時間不能取得太大,一般為1~2秒。C20、R23起抗干擾作用,防止單向硅因干擾信號而誤動作。
3. 大家對無極燈不是太了解,該怎樣有效的去介紹無極燈給大家認識呢
高頻無極燈高頻電源的研究
高頻無極燈是集電子技術、真空科學、功率電學、等離子體科學、磁性材料科學等領域綜合應用的高新技術產品,又稱電子燈泡。燈泡內沒有燈絲或電極,已成為「綠色照明」領域的一枝新秀。在電氣設計上,採用有源功率因數補償,在電源電壓大范圍波動下恆壓供電,輸出穩定的光通量。輸入端凈化電路和防輻射,使電磁干擾EMC完全符合國家檢測標准。
1高頻無極燈的結構
高頻無極放電燈的結構如圖1所示,由高頻發生器1、耦合器2、燈泡3三個部分組成。耦合器裝在燈泡內,耦合器通高頻過饋線與高頻發生器連接。
1—高頻發生器2—耦合器3—燈泡4—高頻饋線
圖1高頻無極放電燈。
2高頻無極燈工作原理
如圖2所示,高頻發生器在電源的作用下轉換為直流電,再變換成高頻電能,產生一個2165MHz高頻正弦電壓,並同時產生一個3000V左右的點火電壓,經過饋線傳送至功率耦合器。當高頻電流通過功率耦合器時,產生一個高頻電磁場,耦合器裝在燈泡內,燈泡內壁和內管外壁塗有三基色熒光粉,功率耦合器在玻璃泡殼內瞬間建立一個高頻磁場,在高頻磁場的作用下,變化的磁場即產生一個垂直於磁場變化的電場,使燈泡內部放電空間的電子加速,當能量達到一定值時,與玻殼內的氣體分子發生碰撞,泡殼內部的惰性氣體發生電離並進而產生雪崩效應,氣體雪崩電離形成等離子體,燈泡內等離子體受激原子返回基態時,自發輻射出254nm的紫外線並激發燈泡壁上的三基色熒光粉而發出可見光。
1—內管外壁熒光粉2—耦合器3—高頻磁場4—玻殼內壁
熒光粉5—水銀原子6—熒光粉7—可見光線8—電子
圖2高頻無極燈發光原理。
3高頻無極燈高頻發生器的研究
3.1大功率高頻無極燈高頻發生器電路
大功率高頻無極燈的高頻發生器為耦合器穩定工作提供電源,圖3為無極燈高頻發生器主電路圖;圖4為無極燈高頻發生器保護電路圖。
圖3主電路圖。
圖4保護部分電路圖。
3.2大功率高頻無極燈高頻發生器工作原理
(1)高頻發生器的構成。
高頻發生器能產生頻率2165MHz的電磁波,主要組成包括電源部分(濾波器、整流器)、振盪器部分、觸發開關器件和一些匹配網路電路。耦合器的高頻能量來自高頻發生器。高頻發生器的電路結構決定了振盪源和過濾電路不受輸入電源的影響,它的電路結構使得高頻發生器的功率因數很高和諧波含量很少。高頻發生器有兩套屏蔽結構(外殼屏蔽和高頻部分單獨再屏蔽),能抑制內部磁場對外界的干擾,並且能屏蔽外部磁場對電子元件工作狀態的干擾。不同功率的高頻發生器必須與同功率的燈泡和耦合器配套使用。
(2)高頻發生器的工作原理。
①電源部分。
電源部分是由B112B33、D12D4、Z12Z1和一些電阻、電容組成的三級式電源濾波網路,能抑制電路產生的高頻及高頻電路產生的高次諧波。一部分電容能把差模干擾雜訊旁路掉,一部分電容抑制輸電線繼發的射頻雜訊。電感扼流圈能抑制共模雜訊。
電阻器用來吸收尖峰脈沖過電壓,能有效地抑制開機時的浪涌電流。
②MC33262控制功能。
電源經電源濾波器和整流器得到脈動直流電。
電流通過啟動電阻R10向C13充電至lOV時,IC1開始工作。整流後的直流脈動電壓在R4的分壓作為取樣信號經IC1的③腳輸入乘法器。直流輸出電壓在R8和R9上的分壓經①腳輸至誤差放大器的反相輸入端,與215V的參考電壓比較放大後輸出一個直流誤差電壓,同時也輸入到乘法器。通過開關管M3的電流在電阻R6上轉換為電壓信號,輸入到IC1的④腳,並與乘法器的輸出電壓進行比較。隨AC電壓從零到峰值正弦地通過,乘法器的輸出電壓控制腳IC1的④的閥值,從而使M3的峰值電流跟蹤輸入電壓,致使電路的負載呈電阻性。
由於MC33262的控製作用,使輸入電流緊緊跟隨輸入電壓而變化,呈平滑的正弦波。同時,電路又是一種升壓型開關穩壓電源,使無極燈的功率和光通量不會隨輸入電壓的漲落而變化。
③逆變電路。
逆變電路是將前級電路輸出的高壓直流變換為供無極燈使用的高頻交流電。
接通電源後,前級電路輸出的直流電壓,通過R13、R14加到電容C25上,C25開始充電。當C25上所充電壓達到觸發管D82D16的轉折電壓時,D82D16由關斷轉為導通狀態。積分電容C25所儲存的電荷經D82D16加於振盪變壓器T3的初級繞組,依靠T3兩個次級繞組使MC1、MC2獲得幅度相等,相位相差180°的驅動信號。在MC2導通時MC1被強迫關斷截止;MC1導通時,MC2又被強迫關斷截止。
逆變器的振盪頻率由繞組W21,W22的電感量與場效應管MC1、MC2的輸入電容以及補償電容C25、C26共同決定,燈迴路網路的諧振頻率必須與輸入迴路的諧振頻率相同,例如:諧振頻率為2165MHz。還要盡力優化MC1、MC2的驅動信號的幅度和波形,使其自身功耗降到最低。
二極體D11有兩個作用:正向時用來泄放C25上的電荷,防止逆變電路因誤觸發而出現「共同導通」現象,起保護作用;反向時,利用反向恢復時間的反向電流為振盪變壓器輸入激勵信號。
圖3中L2、C22、C23為諧振電感和諧振電容,它們是設計中重要的參數。在啟動階段,燈泡的等效電阻很大,L2、C22、C23發生串聯諧振,諧振電路可以在燈兩端形成很高(約3000V)的點火電壓。無極燈引燃後,進入正常運行階段,泡體內電弧等效電阻在數百歐姆,當燈電流生成後,諧振迴路失諧,C22、C23上的諧振電壓降到燈的工作電壓。燈點亮後由L2穩定燈的電弧電流。與此同時,由於輸出迴路的選頻濾波作用,點燈電能為一餘弦波的電壓和電流,其頻率為激勵信號的基頻。
(3)保護電路。
保護電路,如圖4所示。
當出現燈泡接線脫落或者燈泡漏氣等異常狀態時,無極燈不能正常啟動,諧振引火電路一直處於諧振狀態,逆變器輸出的電流增大到正常電流的3~5倍。如果不採取有效的保護措施,就會造成點燈逆變器以及前級單元電路因過載而燒毀。
在異常狀態時:在諧振電容C22、C23的中點引出異常保護采樣電壓,保護電路通過兩個二極體D51、D54分別對MC2、MC1進行保護。通過電容、二極體(D52、D53)、電阻整流後成為控制電壓,形成延時電路,在C19上得到隨時間上升的直流電壓,當此電壓大於DZ53的穩壓值時便被擊穿,二極體D51將MC2柵極與地短路,迫使半橋逆變電路停止工作。而在正常狀態下,C19上的電壓還未上升到DZ1的穩壓值,燈就點亮了,燈點亮後諧振電路便失諧,因而DZ51一直處於截止狀態。
4高頻無極燈耦合器的的研究
4.1高頻無極放電燈耦合器的結構
高頻無極放電燈耦合器的結構,如圖5所示。
1—線圈2—磁心3—銅棒4—底座
圖5高頻無極放電燈耦合器。
高頻無極放電燈耦合器由以下部分組成:拉克線線圈、鐵氧體磁芯、導熱棒、底座、引出線等。
4.2無極放電燈耦合器工作原理
由於高頻無極放電燈的主要特點是無燈絲或電極,耦合器相當於普通電光源的發熱體,它是產生高頻磁場的關鍵元件,因此它在高頻無極放電燈光源中起著舉足輕重的作用,它的質量直接影響著高頻無極放電燈光源的壽命和光效。
(1)耦合器電磁線採用高頻耐高溫的拉克線。
(2)鐵氧體磁芯採用高頻且高溫條件下磁性穩定性較高的鐵氧體磁心,即R100鎳鋅鐵氧體磁心。
(3)線圈、磁芯的固定使用耐高溫亞胺脂漆澆注或浸泡線圈,在溫度250度左右烘乾後冷卻,進而把線圈與鐵氧體磁芯、鐵氧體磁芯與導熱棒固定在一起,避免在200度高溫下線圈的松動和脫落,尤其避免了在運輸過程中線圈與銅棒的脫落。
(4)線圈引出線的固定採用在200度溫度時仍保持粘性的高溫四氟膠布進行幫扎固定,固定可靠。
(5)線圈在繞制過程中的固定採用耐溫200度以上的高溫布綁扎,幫扎後,在經過高溫時不會松動,耦合器線圈電感量穩定,燈泡光效穩定。
(6)底座的加工採用鋁合金精密鑄造,保證了可靠散熱。
5結束語
本文研究了無極燈高頻發生器工作原理,耦合器的工作原理。高頻發生器為高頻電子產品,要防止高頻磁場的外泄;耦合器為功率元件,要注意它的散熱。