1 電子鎮(zhèn)流器

　　電子鎮(zhèn)流器（Electricalballast）,，是鎮(zhèn)流器的一種,，是指采用電子技術(shù)驅(qū)動(dòng)電光源，使之產(chǎn)生所需照明的電子設(shè)備,。與之對(duì)應(yīng)的是電感式鎮(zhèn)流器（或鎮(zhèn)流器）?，F(xiàn)代日光燈越來(lái)越多的使用電子鎮(zhèn)流器，輕便小巧,，甚至可以將電子鎮(zhèn)流器與燈管等集成在一起,，同時(shí)，電子鎮(zhèn)流器通?？梢约婢咂疠x器功能,，故此又可省去單獨(dú)的起輝器。電子鎮(zhèn)流器還可以具有更多功能,，比如可以通過(guò)提高電流頻率或者電流波形（如變成方波）改善或消除日光燈的閃爍現(xiàn)象,；也可通過(guò)電源逆變過(guò)程使得日光燈可以使用直流電源。

　　2 電子鎮(zhèn)流器的組成

　　電子鎮(zhèn)流器由抗干擾濾波器,、整流濾波電路,、功率因數(shù)調(diào)整器、高頻變換、諧振電路,、異常狀態(tài)保護(hù)電路和熒光燈組成,，各部分作用如下：

　　1） 抗干擾濾波器：防止電子鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的高頻干擾信號(hào)進(jìn)入到電網(wǎng)造成幅射。

　　2） 整流濾波電路：將220V的工頻（50Hz或60Hz）交流電變換成310V的直流電,，作為電子鎮(zhèn)流器的電源,。

　　3） 功率因數(shù)調(diào)整器：對(duì)本機(jī)的功率因數(shù)進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。

　　4） 高頻變換電路：電子鎮(zhèn)流器的心臟電路,，將直流電源變換成20K～50KHz左右高頻電源,，去驅(qū)動(dòng)熒光燈。本電路通常采用一對(duì)功率管（三極管或場(chǎng)效應(yīng)管）組成的自激振蕩器來(lái)實(shí)現(xiàn),。

　　5） 諧振電路：用來(lái)取代普通熒光燈的啟輝器,，它在熒光燈起輝前，可以等效為一個(gè)串聯(lián)諧振電路,，其振蕩頻率與高頻變換電路的頻率一致,，諧振時(shí)，在電容C上產(chǎn)生一個(gè)很高的電壓,，確保燈管著火點(diǎn)亮,。燈管點(diǎn)亮其等效電阻減小，此電阻與電容C并聯(lián),，大大地降低了諧振電路的Q值,，該電路又成為了一個(gè)RL串聯(lián)電路，L變成了一個(gè)限流器,。

　　6） 異常狀態(tài)保護(hù)電路：當(dāng)熒光燈不能正常點(diǎn)亮?xí)r,，很高的諧振電壓會(huì)使功率器件燒毀，本電路的作用是保護(hù)功率器件在異常狀態(tài)時(shí)不會(huì)燒毀,。

　　7） 熒光燈：作用是將20K～50KHz左右高頻電能變換成光能,。

　　3 電子鎮(zhèn)流器中電磁干擾的來(lái)源及其影響

　　3.1 傳導(dǎo)干擾的來(lái)源及其影響

　　電子鎮(zhèn)流器工作時(shí)所產(chǎn)生的電磁噪聲通過(guò)輸入電源線(xiàn)傳導(dǎo)到電網(wǎng)中，引發(fā)傳導(dǎo)干擾,，對(duì)周?chē)h(huán)境造成污染并影響相關(guān)電子設(shè)備或系統(tǒng)的正常工作,。電子鎮(zhèn)流器的

傳導(dǎo)干擾源主要來(lái)自以下幾個(gè)方面：

　　（1）元器件的固有噪聲,。主要有熱噪聲,、散粒噪聲、接觸噪聲等,。

　?。?）半導(dǎo)體二極管在開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生的電磁噪聲。在快速開(kāi)通和關(guān)斷的同時(shí),，瞬時(shí)變化的電壓和電流會(huì)形成很強(qiáng)的電磁噪聲,。

　?。?）功率半導(dǎo)體器件在開(kāi)關(guān)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生很高的瞬態(tài)電壓或電流并引起振蕩,。開(kāi)關(guān)速度越快,，開(kāi)關(guān)電流越大，所引起的瞬態(tài)電磁噪聲也越大,。功率半導(dǎo)體器件在交流電網(wǎng)上產(chǎn)生直接的傳導(dǎo)干擾,，這種噪聲分差模與共模。

　?。?）在采用高頻泵或雙泵電路的無(wú)源功率因數(shù)校正結(jié)構(gòu)中,，功率開(kāi)關(guān)管的高頻開(kāi)關(guān)信號(hào)通過(guò)反饋元件加到輸入端，經(jīng)過(guò)電源進(jìn)線(xiàn)送入電網(wǎng)中,，形成傳導(dǎo)干擾,。

　　3.2輻射干擾的來(lái)源及其影響

　　電子鎮(zhèn)流器工作時(shí)，形成的磁場(chǎng),、電場(chǎng)通過(guò)輸入,、輸出導(dǎo)線(xiàn)及負(fù)載或某些元器件以電磁波的形式向外輻射，與周邊電子,、電器設(shè)備之間以電磁波傳播而形成的騷擾稱(chēng)為輻射干擾,。輻射干擾主要以磁場(chǎng)的形式存在,，是通過(guò)磁場(chǎng)產(chǎn)生的干擾,，由導(dǎo)體間的互感引起的。當(dāng)電路中電流發(fā)生突變時(shí),，交鏈到電路的磁通也隨之發(fā)生變化,，進(jìn)而感應(yīng)出干擾電壓。

　　3.3諧波干擾的來(lái)源及其影響

　　由于電子鎮(zhèn)流器的負(fù)載屬非線(xiàn)性負(fù)載,，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生諧波,。另外，低功率因數(shù)電路或功率因數(shù)校正電路處置不當(dāng)?shù)碾娮渔?zhèn)流器,，其輸出電流波形將產(chǎn)生嚴(yán)重諧波畸變,。諧波的影響和危害主要表現(xiàn)在：增加電路的損耗，提高溫升,，降低效率和使用壽命,；增加絕緣中的介質(zhì)損耗和局部放電量，加速絕緣老化,；增加噪音等,。

　　4 電子鎮(zhèn)流器電磁干擾的抑制措施

　　4.1傳導(dǎo)干擾的抑制措施

　　1）合理接地

　　傳導(dǎo)干擾是通過(guò)電子鎮(zhèn)流器的公共接地線(xiàn)以及接地網(wǎng)絡(luò)中的公共阻抗產(chǎn)生的。應(yīng)該合理安排接地,，地線(xiàn)盡量短,，而且輸入地和輸出地分開(kāi),，使用獨(dú)立地線(xiàn)并聯(lián)一

點(diǎn)的接地方式，這樣可以防止各個(gè)地之間的傳導(dǎo)耦合,，減少控制信號(hào)之間的干擾,。外殼接地可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電場(chǎng)的屏蔽，用屏蔽削弱對(duì)內(nèi)外電路的干擾,。例如電源的相線(xiàn)及中線(xiàn)通過(guò)Y電容接外殼及大地,，可以減小系統(tǒng)的傳導(dǎo)干擾噪聲。

　　2）在直流供電電路中加去耦電路

　　在開(kāi)關(guān)管供電電路中加RC去耦電路,，使開(kāi)關(guān)管開(kāi)通瞬間所需的電流不再由電源提供,，而由去耦電容為器件提供一個(gè)電流補(bǔ)償源，以減少電源及接地系統(tǒng)中所引

起的電流波動(dòng)而形成的噪聲,。此外,，在電子鎮(zhèn)流器的半橋逆變電路中，半橋中點(diǎn)到地之間所接的電容,，可以減小△U/△t及△I/△t,，有助于抑制電磁干擾噪聲。

　　3）采用無(wú)源濾波器

采用無(wú)源的EMI濾波器是抑制傳導(dǎo)干擾最有效的辦法,。即在電路中插入一個(gè)帶通濾波器,，讓50 Hz交流電暢通，其余頻率的信號(hào)受阻,。但要嚴(yán)格控制濾波器LC元件的寄生參數(shù),，它們的制作工藝、安裝位置,、走線(xiàn)方式,，都會(huì)影響EMI濾波效果。加接圖1所示的濾波電路,，可以控制通過(guò)傳導(dǎo)耦合進(jìn)入電網(wǎng)的噪聲電平,。

圖1 EMI濾波器電路

濾波器的輸出端與噪聲源相接，而輸入端則與電網(wǎng)相接,，目的是防止各種高頻及瞬態(tài)噪聲通過(guò)傳導(dǎo)方式進(jìn)入電網(wǎng),。濾波器抑制電磁噪聲的效果，可由插入損耗來(lái)衡量：插入損耗越大,，濾波效果越好,，對(duì)傳導(dǎo)干擾的抑制作用越大。

　　傳導(dǎo)干擾主要表現(xiàn)為差模干擾和共模干擾,。

　?。?）共模干擾抑制

圖2 帶共模扼流圈的濾波器

共模扼流圈是共模插入損耗中起主導(dǎo)作用的電感元件。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,，在圖2中,，由于共模電流（Icm和I‘cm）方向相同,，所以在磁環(huán)中所形成的磁力線(xiàn)是相互疊加的，即磁通相互疊加,。由于磁通Ф=LI,，故共模扼流圈的總電感L=(Ф1+Ф2)/Icm。若將共模扼流圈串在電路中,，則相當(dāng)于在電路中串入了一個(gè)低通濾波元件,，起到了共模抑制作用。

　?。?）差模干擾抑制

　　差模扼流圈是差模插入損耗中起主導(dǎo)作用的電感元件,。它采用單個(gè)繞組結(jié)構(gòu)繞制，其線(xiàn)上的信號(hào)電流在磁環(huán)中也產(chǎn)生一定量的磁通,，故很容易達(dá)到飽和,。因此差模扼流圈電感值較小，數(shù)量級(jí)一般在μH,。共模扼流圈在一個(gè)磁心上采用兩個(gè)相同繞組的結(jié)構(gòu),，兩個(gè)繞組電流方向相反，其信號(hào)電流在磁環(huán)中產(chǎn)生的磁通相互抵消,，故不會(huì)存在磁飽和現(xiàn)象,。因此其電感值可以較大，共模磁環(huán)的數(shù)量級(jí)一般在mH,。

圖3 帶差模扼流圈的濾波器

　　根據(jù)電磁感應(yīng)原理,，在圖3中，由于差模電流（Idm和I‘dm）的作用,，在磁環(huán)中產(chǎn)生磁通,，因而產(chǎn)生電感,，所以在電路中串入了一個(gè)低通濾波元件,，從而起到了差模抑制作用。當(dāng)然,，由于Icm同樣會(huì)產(chǎn)生磁通,，進(jìn)而產(chǎn)生電感，所以差模扼流圈對(duì)共模干擾同樣有抑制,，但抑制共模干擾需要產(chǎn)生較大的電感,，而差模扼流圈產(chǎn)生的電感量較小，所以對(duì)共模干擾的抑制作用較小,。

同樣,，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，由于差模電流（Idm和I‘dm）方向相反,，所以在磁環(huán)中所形成的磁力線(xiàn)是相互抵消的,，即磁通相互抵消,，因此共模扼流圈對(duì)差模電流五抑制作用。在實(shí)際生產(chǎn)中,，由于兩條線(xiàn)（1和2）不可能做到完全平衡（引線(xiàn)長(zhǎng)度和漏感的不完全對(duì)稱(chēng)）,，所以存在不平衡電感Le，Le的值一般小于L/100,。因此,，共模扼流圈對(duì)差模干擾也起作用，但作用很小,。

上述無(wú)源EMI濾波器是互易的,，它既能抑制電子鎮(zhèn)流器的電磁干擾送入電網(wǎng)，又能抑制電網(wǎng)內(nèi)的電磁干擾進(jìn)入電子鎮(zhèn)流器中,。

帶共模電感的EMI濾波器的元件參數(shù),，不能按沒(méi)有互感的濾波器所得到的公式進(jìn)行計(jì)算。通常要先決定所采用的電路結(jié)構(gòu),，然后利用共模等效電路,，用網(wǎng)絡(luò)分析理論，求出它的共模插入損耗,。

　　4.2輻射干擾的抑制措施

　　1）屏蔽　　電子鎮(zhèn)流器雖然自身產(chǎn)生輻射干擾,，并且輸出導(dǎo)線(xiàn)和燈管也產(chǎn)生輻射電磁干擾，但可以通過(guò)將電子鎮(zhèn)流器裝進(jìn)帶有接地點(diǎn)的金屬屏蔽外殼,，連同燈具金屬殼體可靠接地的方法解決,。屏蔽是減少輻射干擾最有效的辦法。

　　2）隔離

　　電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部電路產(chǎn)生的輻射干擾,，在電路周?chē)噪?磁場(chǎng)的形式,，通過(guò)電磁耦合對(duì)其它線(xiàn)路形成干擾。防止這種干擾最簡(jiǎn)單有效的方法是將電子鎮(zhèn)流器與其它線(xiàn)路隔離開(kāi)來(lái),，切斷或削弱它們之間的電磁耦合,。隔離的原則和方法是：

　　（1）干擾線(xiàn)路和其它線(xiàn)路盡可能不要平行排列,；

　?。?）敏感線(xiàn)路與一般線(xiàn)路如平行排列，其間距應(yīng)大于50 mm,；

　?。?）電源饋線(xiàn)與信號(hào)線(xiàn)應(yīng)予隔離。

　　4.3 諧波干擾的抑制措施

　　抑制電流諧波含量與降低燈電流波峰系數(shù)往往是相互矛盾的,，這兩個(gè)參數(shù)之間的矛盾可以采用有源功率因數(shù)校正技術(shù)解決,。但是，采用PFC的電子鎮(zhèn)流器,，當(dāng)插

入EMI濾波器網(wǎng)絡(luò)后,，可能會(huì)對(duì)輸入電流諧波總量（THD）,、輸入功率因數(shù)（PF）和燈電流波峰比（CF）等技術(shù)指標(biāo)有一定影響。