电子镇流器的安全与电磁兼容探析（一）

文章摘要：3.4 故障状态、异常状态及关联部件的考核 国际上对镇流器的寿命要求很高，通常要达到４万小时以上。因此，作为独立安装、灯管可更换的镇流器必须具备异常保护功能。当镇流器出现故障或处于异常工作状态时不应损坏，一旦消除异常状态应仍能继续正常工作。旧版的ＩＥＣ标准中早就引入“异常状态”这一条款，主要是模拟作为镇流器负载的荧光灯出现从灯座上脱落、灯管漏气、灯丝熔断或阴极去激活（整流效应）等异常情况时，镇流器能否避免被损坏。 而在新标准中增加了关联部件的保护措施条款。条款主要考核镇流器接上模拟电阻（阻值Ｒ＝１１．０/（２．１×Ｉｎ），其中Ｉｎ为灯的标称工作电流）后，在０．９～１．１Ｕｎ电源电压处于正常工作

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　　3.4 故障状态、异常状态及关联部件的考核


　　国际上对镇流器的寿命要求很高，通常要达到４万小时以上。因此，作为独立安装、灯管可更换的镇流器必须具备异常保护功能。当镇流器出现故障或处于异常工作状态时不应损坏，一旦消除异常状态应仍能继续正常工作。旧版的ＩＥＣ标准中早就引入“异常状态”这一条款，主要是模拟作为镇流器负载的荧光灯出现从灯座上脱落、灯管漏气、灯丝熔断或阴极去激活（整流效应）等异常情况时，镇流器能否避免被损坏。

　　而在新标准中增加了关联部件的保护措施条款。条款主要考核镇流器接上模拟电阻（阻值Ｒ＝１１．０/（２．１×Ｉｎ），其中Ｉｎ为灯的标称工作电流）后，在０．９～１．１Ｕｎ电源电压处于正常工作状态或异常工作状态下，其输出端对地的电压不应大于标准中所对应的最大峰值电压；当接通电源或开始启动５ｓ后，其任一输出端对地或输出端间的电压（有效值）应不超出镇流器所标称的Ｕ－ＯＵＴ值；当镇流器处于整流效应下的异常状态时，在接通电源或开始启动３０ｓ后，其任一输出端对地或输出端间的电压（有效值）应不超出镇流器所标称的Ｕ－ＯＵＴ值。

　　镇流器能否通过以上两条款的考核，关键是镇流器是否设计有保护电路，以及保护电路启动的时间调整是否合适。保护电路动作时间过早，会导致荧光灯点不亮或加速灯管灯丝老化而缩短寿命；时间过长，有可能会使镇流器通不过关联部件的保护措施条款的考核。

 
　　电子镇流器的保护电路一般包括过流保护电路、过压保护电路及异常状态保护电路。因为镇流器接通电源电压后，整流二极管开始对电解电容进行充电，在短时间内产生一个比正常工作电流大很多的浪涌电流，如果不采取措施有可能使镇流器在通电瞬间损坏。可在输入回路串接一个限流电阻或负温度系数电阻ＮＴＣ以减小浪涌电流。此外，当电网电压出现过大的波动或雷电干扰时，镇流器也会因过压而损坏。要解决这个问题，需在镇流器输入回路并联一个压敏电阻Ｚ１，以消除所产生的尖脉冲。为了预防镇流器的整流回路由于整流二极管和电解电容损坏而造成断路或短路，还应该在电源输入级中加装保险丝或保险电阻Ｆ１，以加强镇流器的使用安全性。


　　而在电子镇流器发生异常状态时，其保护电路较为复杂。有些企业为节省成本，只在镇流器输出回路中串入一个可恢复的过流保护元件（聚合物开关）。这种元件是由特殊处理过的聚合树脂及导体组成，在常态下其阻值很低，可视为短路导通。当流过聚合树脂的电流在短时间内变大时，会产生很大热量使其温度在短时间内迅速升高，致使阻抗迅速增加，从而限制了异常电流的大小，以此来达到保护镇流器的目的。但这种方式会使镇流器始终处于保护、触发、又保护的恶性循环中，使得采用这种方式保护的镇流器虽然在异常状态下能工作１小时以上（标准要求镇流器需在异常状态下工作１小时），可却通不过关联部件的保护措施条款的考核。笔者在检验中就常遇到这种情形，一些镇流器产品的Ｕ－ＯＵＴ值标得很高（５００Ｖ），其实该镇流器的最大工作电压远没有这么大。在第一次测试时异常状态工作５ｓ后和整流效应工作３０ｓ后所测到的电压超过４００V（有效值），在重复进行第二次测试时却超过５００V电压（有效值），出现第一次测试合格而第二次复测却不合格的现象。

　　其实，最好的保护措施是当镇流器出现异常状态时，其电压或电流会在短时间内有较大的波动，只要把这个异常的电压或电流检取出来，利用它设法使镇流器的半桥逆变电路停止工作，启动电路不再触发即可。这种保护电路的取样方式一般有两种，一是在输出电感增加一组副绕组，经积分、整流得到一个电压来驱动可控硅，使得半桥逆变电路的开关三极管的基极与地短路而停止工作；二是直接在输出电感端引出，再经积分、整流得到的电压直接驱动可控硅，让半桥逆变电路停止工作（见图２，波浪线圈内为第一种取样方式，虚线为第二种取样方式）。其工作方式为：在取样电路得到一个能够使ＶＤ２导通的电压，这个电压经Ｒ７驱动Ｑ４，使集电极和发射极导通到地，从而使开关管Ｑ２停止工作；这个电压同时还经Ｒ８驱动可控硅Ｑ５动作使Ｒ３分流到的电流与地直接导通，从而积分电路不能再对Ｃ８充电，致使ＶＤ１无法获得足够的电压使之导通，镇流器不会再次启动工作，起到保护作用。

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