一,、電子鎮(zhèn)流器式熒光燈
熒光燈電子鎮(zhèn)流器問世于八十年代初,由荷蘭飛利浦公司首先研制成功,。由于它與傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器相比,,特別在電性能上更有獨特之處,。所以電子鎮(zhèn)流器是具有強大的生命力。電感式鎮(zhèn)流器電子式鎮(zhèn)流器功率因數(shù)低(一般為0.5左右)高(達(dá)到0.7以上,,設(shè)有校正電路的可達(dá)到0.9以上)電能損耗較大(一般損耗功率20%左右)很?。ü?jié)電15——20%左右)低電壓啟動性能較差(低于180v啟動困難)很好(150v仍能正常啟動)頻閃效應(yīng)50Hz頻閃無法克服,對視線不利因工作頻率在20KHz以上,,故無閃爍感覺,。音頻噪聲有50Hz交流聲無體積大小重量重輕(只有電感式的2/10重)高頻輻射很小較大價格較便宜較貴制造工藝簡單較復(fù)雜。熒光燈電子鎮(zhèn)流器的電路設(shè)計有多種多樣,,在科學(xué)突飛猛進(jìn)的今天,,熒光燈電子鎮(zhèn)流器的設(shè)計正趨向集成化或模塊化,目的是使電路結(jié)構(gòu)簡單。電氣性能更可靠,,穩(wěn)定,,安全。下面介紹一種采用模塊和少量電子元件構(gòu)成的電子鎮(zhèn)流器電路圖,。 HD9712模塊內(nèi)部主要有整流,、電流跟蹤和分級濾波組成。熒光燈電子鎮(zhèn)流器中的功率因數(shù),,燈電流波峰系數(shù),,電流諧波含量統(tǒng)稱三項技術(shù)指標(biāo)。在一般熒光燈電子鎮(zhèn)流器中想實現(xiàn)三項指標(biāo)的同時達(dá)到部頒標(biāo)準(zhǔn)是有困難的,,采用
HD9712模塊的電子鎮(zhèn)流器就可以實現(xiàn)該三項指標(biāo),,并能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中的“H”級所規(guī)定的指標(biāo)要求。接通電源,,電流經(jīng)F1,、C1輸入HD9712電路的“1、2”腳,。經(jīng)HD9712電路整流,,電流跟蹤及分級濾波后從“3”腳輸出300V左右的直流電壓,作為鎮(zhèn)流器的工作電源,;該電壓經(jīng)R2降壓后加到C3和D2鋸齒波產(chǎn)生器上,。通過C3、D2產(chǎn)生一個鋸齒波脈沖去觸發(fā)振蕩器電路,,使振蕩器開始工作,。將工作頻率25 30KHz的高頻電壓送至L4和C4升壓后,將熒光燈管內(nèi)氣體電離,,燈管點亮,。同時少量電流通過C4構(gòu)成回路對燈絲起到輔助加熱作用,以保持穩(wěn)定照明,。 R5是起到軟啟輝的作用,,延長燈管壽命而設(shè)。R1是過電壓保護(hù)電阻,。
圖1 電子鎮(zhèn)流器式瑩光燈電原理圖
二、鹵鎢燈
鹵鎢燈是八十年代末研制成功的一種新型光源,。它具有發(fā)光效率高,,體積小,重量輕,、壽命長等特點,。為了使這種體積小,發(fā)光效率高的新光源得到有效地推廣應(yīng)用,科研人員又將小型的鹵鎢泡置入一種用石英玻璃制成的冷光杯中,。其形狀如圖2,。這種用石英玻璃冷光杯和鹵鎢泡組合而成的光源稱為“石英冷光射燈”(俗稱冷光源,或冷光燈),。它具有冷光,。光照成束,冷光杯的角度根據(jù)需要可以選擇,,有射程功能,。普通白熾燈不可比擬的。所以,,這種光射燈大量應(yīng)用于商店商場的柜臺,。櫥窗里作效果照射和照明。近年來由于人民生活水平的提高,,居住條件不斷改善,。冷光射燈裝飾于家庭也越來越普及。為使百姓生活安居樂業(yè),,冷光射燈還廣泛應(yīng)用于保安產(chǎn)品上,。由于冷光射燈的工作電壓均為超低電壓,6V,、12V,,功率20W,50W,,所以,,在實際使用中必須通過變壓器降壓后方可使用,一般50W,,12V電感式變壓器其體積之大,,重量太重,不宜在商場里大量使用,。為此,,科技人員相繼又推出一種電子式變壓器,其特點:體積小,,重量輕,,成本低,使用方便等,。缺點有:電磁干擾(可以增加吸收回路將其干擾吸收),。電子式變壓器的線路圖:(12*8cm)工作原理和電子鎮(zhèn)流器基本相同,就是輸出電壓是經(jīng)鐵氧體變壓器隔離后降到12V去點然冷光燈,。
圖2 電子式變壓器電原理圖
三,、高壓氣體放電燈說明:該小節(jié)內(nèi)容不屬于“電子節(jié)能燈”范圍,。但高壓氣體放電燈是一種新型的電光源,使用十分廣泛,,作為一項新科技知識,,本小節(jié)作一簡單介紹,供教師參考,。高壓鈉燈,、金屬鹵化物燈、鏑燈,、氙燈等等,,均屬高壓氣體放電燈。高壓氣體放電燈燈泡內(nèi)引出兩根電極棒,,并充以各種不同成份的化學(xué)元素物質(zhì),,通電正常工作后,放射出不同色彩的光,。工作電路如圖3,。工作原理: 在接通電源的瞬間,電源電壓經(jīng)鎮(zhèn)流器加到觸發(fā)器和燈泡兩端,,燈泡不亮?xí)r電阻很大,,呈開路狀態(tài)。觸發(fā)器在電源電壓(220V或380V)下立即開始工作,,并產(chǎn)生3KV以上的脈沖高壓,,施加在燈泡L兩端,將燈泡L內(nèi)常溫元素激活成氣體并擊穿,,L呈低阻大電流狀態(tài),,因而燈泡L兩端電壓下降,約為30~50V左右,,觸發(fā)器因電壓太低而停止工作,。整個啟輝過程約0.8秒左右。隨著燈泡L內(nèi)氣體溫度升高,,氣壓可達(dá)幾個大氣壓,,工作電流逐漸下降至正常工作電流范圍,燈電壓也逐漸上升至正常工作電壓,。由于燈泡L和鎮(zhèn)流器串聯(lián),,鎮(zhèn)流器限制了燈電流的增加,燈電壓始也始終低于電源電壓,,并始終低于觸發(fā)器的開啟電壓,,以保證燈泡長期穩(wěn)定地工作。從啟輝至完全進(jìn)入正常發(fā)光狀態(tài),,約30分鐘左右,。
圖3 高壓氣體放電燈電原理圖
用途:高壓鈉燈光效最高,經(jīng)濟(jì)實用,,光色呈鈉黃色,,穿霧能力特強,廣泛用于道路廣場的照明,。燈泡功率有55~400瓦不等?,F(xiàn)已研制出彩色金屬鹵化物燈,品種有紅,、綠,、藍(lán)、紫等多種色光,,已廣泛用于建筑物的反光照明,。金屬鹵化物燈啟輝時觸發(fā)電壓與功率均比鈉燈高。燈泡功率有100——1000瓦不等,。鏑燈功率一般在300——3500瓦之間,,光色為白光,一般用于建筑工地等大面積場合照明,,電源電壓有220V,、380V兩種。
【 教學(xué)目標(biāo) 】
一,、知道幾種常見高壓氣體放電燈的名稱和主要用途,;
二、知道兩種民用電子節(jié)能燈的名稱和用途,;
三,、初步學(xué)會組裝一種電子節(jié)能燈。
【 教學(xué)重點和難點 】
重點:1.采用新型電光源的意義,; 2.學(xué)會使用裝配圖的方法,。
難點:1.新型電光源的工作原理; 2.讀裝配圖,。
【 教學(xué)器材 】一,、55~125W高壓鈉燈示教板一塊;二,、電子節(jié)能燈組件一套,,兩種成品燈各一只;三,、電子節(jié)能燈組件安裝投影片一組,。
【 教學(xué)過程結(jié)構(gòu) 】
一、新課引入(第一部分)(1)教師可以利用自制的錄象片,、幻燈片或展示畫片等手段介紹3至4種新型電光源的名稱以及使用價值,,以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情,。(2)演示高壓鈉燈的觸發(fā)過程。(3)展示兩種電子節(jié)能燈,。說明:(1)建議選用100W左右的鈉燈泡,,演示時間不得超過1分鐘,否則光線會漸漸變得很亮,,影響學(xué)生的視力,。(2)也可用同功率的綠色金鹵燈直接替換鈉燈作演示。同一只燈泡再次觸發(fā)須待燈泡冷卻后進(jìn)行,。(3)高壓氣體放電燈的觸發(fā)過程(工作原理)不是本章節(jié)的重點內(nèi)容,,但與鎮(zhèn)流器式日光燈的線路及工作原理有類似的地方,對照講述學(xué)生比較容易理解,。
二,、簡述節(jié)能燈的節(jié)能原理說明:(1)一般在展示兩種電子節(jié)能燈的同時,用比較法點亮白熾燈,,這僅僅說明了發(fā)光效率一個方面,。由于初中學(xué)生知識有限,不要把大量時間化在“功率因數(shù)”問題上,。(2)以上三種節(jié)能燈的工作方式和節(jié)能原理有所不同,,既不能混為一談,也不必講得過細(xì),,建議“點到為至”,。例如電子鎮(zhèn)流器式瑩光燈(日光燈)原理簡介: 220V市電經(jīng)整流變成300V左右的直流電,再由開關(guān)電路來回震蕩和升壓,,轉(zhuǎn)化為高頻脈沖電壓,,即可直接點亮熒光燈管。電子式節(jié)能燈(又名電子日光燈)優(yōu)點是啟動快,,無閃爍,。開關(guān)電路本身能耗低,輸出功率大,,功率因數(shù)可以做得很高,,若配上高效燈管,節(jié)能效果更佳,。電子式節(jié)能燈對器件要求較高,,且成本(暫時)較高,大部分低價位成品的功率因數(shù)僅僅是0.55,,有待于進(jìn)一步提高,。
三、電子節(jié)能燈的安裝步驟(第二部分)
1.對照圖紙,,先連接低壓端或接燈管的一端導(dǎo)線,;
2.連接高壓端或電源進(jìn)線端導(dǎo)線,;
3.加強電源端絕緣,引出電源線,。
4.用自攻螺絲固定印板和塑料外殼
5.安裝燈管或燈泡(冷光燈除外)說明: (1)組織學(xué)生組裝電子鎮(zhèn)流器式瑩光燈(電子日光燈)或電子變壓器式鹵鎢燈(冷光燈)時,,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有條件和貨源情況任選一項。(2)為便于學(xué)生實習(xí),,印刷線路板應(yīng)適當(dāng)寬松些,零件適當(dāng)厚實些,,印刷線路板的輸入與輸出端應(yīng)有明顯標(biāo)志,。(3)在組裝、調(diào)試過程中,,學(xué)生絕對不能直接接觸220伏電壓,。要求供應(yīng)廠商提供耐壓在3000伏以上絕緣外殼,耐壓在3000伏以上的高頻變壓器(冷光燈),。
A.操作工藝要求:
(1)選擇兩種不同顏色的導(dǎo)線作輸入線和輸出線,,以示區(qū)別;
(2)用20w內(nèi)熱式電烙鐵進(jìn)行焊接,,每焊點焊接時間不超過3秒鐘,;
(3)焊點光亮無虛焊,無毛刺,;
(4)選用軟護(hù)套線做220伏電源線,;
(5)相線斷開關(guān)。
B.技術(shù)關(guān)鍵:
(1)供應(yīng)廠商必須提供質(zhì)量無問題的,,初步調(diào)試好的組裝件,,并保證有絕對互換性。
(2)盡量避免或減少焊接工作,。允許有一定基礎(chǔ)的學(xué)生做少許焊接工作,,但不適宜大面積推廣。
C.典型錯誤及防止方法:
(1)導(dǎo)線選擇 電源線可選雙芯軟護(hù)套線做電源線,,絕對不可用燈頭線替代,。冷光燈燈座的接線應(yīng)采用高溫導(dǎo)線,并加高溫套管,。除電源引出線外,,其它導(dǎo)線可采用硬線BV 1×1/0.5或軟線RV 1×16/0.15。
(2)焊接助焊劑使用過多,,或烙鐵長時間空燒,,定將烙鐵頭“燒死”發(fā)黑,是初學(xué)者易犯的常見錯誤,,造成假焊的主要原因,。避免假焊現(xiàn)象的發(fā)生,,請參考《勞動技術(shù)·電子技術(shù)》有關(guān)內(nèi)容的說明。
(3)導(dǎo)線與導(dǎo)線的連接連接導(dǎo)線太短,,造成裝配困難,;進(jìn)線與出線搞顛倒了,如不及時發(fā)現(xiàn)糾正,,通電后后果嚴(yán)重,;導(dǎo)線裸露部分沒有用絕緣膠布包纏,導(dǎo)致發(fā)生短路事故,。相關(guān)內(nèi)容請參閱本章第一節(jié),。
(4)固定自攻螺絲沒旋緊,數(shù)量不到位,。
【學(xué)習(xí)評價】 1.學(xué)生作品完成以后,,根據(jù)測試手冊P.11相關(guān)內(nèi)容,展開自評和學(xué)生互評,,填好表格,。 2.凡是測試手冊上需要考核的項目,希教師給以評定后,,記載在手冊上,。 3.對于整個作品完成的優(yōu)劣,希望教師亦給予一個最后的評定,。
圖4 電子日光燈
圖5 電子節(jié)能燈外型
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圖6 電子節(jié)能燈內(nèi)部結(jié)構(gòu)
圖7 冷光燈杯