麝香猫养殖基地:节能灯研究总结

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节能灯研究总结2010-05-03 10:23

节能灯为什么节能?
一、发光效率
10W的节能灯相当于50~60W的白炽灯,灯光效率是白炽灯的5到6倍.
二、电路原理
1. 节能灯整流后重新振荡至 25~35K ,高频有利提高发光效率;
2. 采用高效荧光粉;
3. 相对日光灯来说不采用电感镇流,提高电路功率因数。
三、能量转换效率
白炽灯电能除转换为光能外,很大一部分转换为热能。
节能灯电能转换为热能的那一部分相对较少。
各种三极管承受电流?
名 称 封装 极性 耐 压 电 流 功 率
13001 TO-92 BCE NPN 400V 1A 20W
13003 TO-92 BCE NPN 400V 1.5A 40W
13005 BCE NPN 400V 4A 60W
13007 TO-252 BCE NPN 1500V 2.5A 100W
13009 TO-252 BCE NPN 1500V 3A 150W
节能灯原理
一、直接启动型(成本低,主要适合小功率)
以喜家亮15W节能灯为例说明其工作原理,见下图


工作原理
电源电路: AC220V市电经D1~D4整流,C1滤波。通电后经R2,R5向C3、C4、C5充电。
启动电路: R5为启动电阻,提供VT1导通起振所需的电压,R2是偏置电阻。通电瞬间R5向C3充电,R2给VT1提供基极电流,使VT1导通,并迅速达到饱和导通状态。
高频自激振荡电电路: 由VT1、VT2、C3、C4、C5、高频变压器T1和电感L1组成,当VT1导通,VT2截止时电压向C3、C4、C5充电。流经高频变压器初级线圈LA中的充电电流逐渐增大,当LA电流增大到一定程度时,变压器的磁芯达到饱和,C3、C4、C5上电荷不再增大,流过LA的电流开始减小。这时,次级线圈LB、LC的电压极性发生倒相变化,使LC中感应电动势左正右负,LB中的感应电动势左正右负,这样就迫使VT1由导通变为截止,VT2由截止变为导通。C4开始放电,当放电电流增大到一定程度后,变压器磁芯又发生饱和,使LB、LC的电压极性又发生变化,LB上的感应电动势的方向为左负右正;LC上的感应电动势的方向为左负右正,这又迫使VT2截止,VT1变为导通,这样VT1、VT2在高频变压器控制下周而复始地导通/截止,形成高频振荡,并由L1 、C4组成串联谐振使灯管得到高频高压供电。
串联谐振电路: 由L1 、C5组成串联谐振. VT1与VT2轮流导通,在灯管两头形成高频电压使灯管点亮。
[15W节能灯]BOM表
元件名称 参数封装 数量 备注 单价
整流二极管1N4007 1A 1200V 直插 4 D1~D4
泄放二极管1N4007 1A 1200V 直插 1 D5
限流保护电阻 22R 1/4W 碳膜电阻±10% 2 R1,R3
启动电容 4.7uF/50V 铝电解 1 C3
启动电阻 680K 1/4W  碳膜电阻±10% 1 R5
偏置电阻 330K  1/4W碳膜电阻±10% 1 R2
高频自激电容 2G333J 涤纶 1 C4
高频电感 4Y,3Y,4Y 1 T1
谐振电容 2.7nJ 1200V CBB/CL 1 C5
开关三极管 13001 2 VT1,VT2
扼流圈L 3.2mH  E型磁芯 1 L1
2U灯管 15W直径    mm 1 Y1
灯壳 直径    mm 1 *
灯头 直径    mm 1
连线 线芯直径1.5mm 2       mm

* * 1 市场售价










以20W直管日光灯为例说明其工作原理,见下图


工作原理
电源电路: AC220V市电经D1~D4整流,C3、C4滤波。C3与C4串联,可在串联处直接抽头给灯管供电,以节省充电电容,也降低了三极管的耐压要求。
启动电路: R2为启动电阻,提供VT2导通起振所需的电压,R8是偏置电阻。通电瞬间R2 、R8给VT2提供基极电流,使VT2导通,并迅速达到饱和导通状态。
高频自激振荡电电路: 由VT1、VT2、C3、C4、C5、高频变压器T1和电感L1组成,当VT2导通,VT1截止时电压向C3、C4、C5充电。流经高频变压器初级线圈LA中的充电电流逐渐增大,当LA电流增大到一定程度时,变压器的磁芯达到饱和,C3、C4、C5上电荷不再增大,流过LA的电流开始减小。这时,次级线圈LB、LC的电压极性发生倒相变化,使LC中感应电动势左正右负,LB中的感应电动势左正右负,这样就迫使VT2由导通变为截止,VT1由截止变为导通。C3开始放电,当放电电流增大到一定程度后,变压器磁芯又发生饱和,使LB、LC的电压极性又发生变化,LB上的感应电动势的方向为左负右正;LC上的感应电动势的方向为左负右正,这又迫使T2由截止变为导通,T1由导通变为截止.这样T1、T2在高频变压器控制下周而复始地导通/截止,形成高频振荡,并由L1 、C4组成串联谐振使灯管得到高频高压供电。
串联谐振电路: 由L1 、C5组成串联谐振. VT1与VT2轮流导通,在灯管两头形成高频电压使灯管点亮。
安规电路: R2给C3提供放电回路。二极管D6给C2提供放电回路。二极管D5、R4、R5给LC提供放电回路。
[20W直管日光灯]BOM表
元件名称 参数封装 数量 备注 单价
整流二极管1N4007 1A 1200V 直插 4 D1~D4
泄放二极管1N4007 1A 1200V 直插 2 D5,D6
保险电阻 1R 1/4W  碳膜电阻±10% 1 R1
限流保护电阻 2.2R 1/4W 碳膜电阻±10% 2 R3,R6
限流泄放电阻 8.2R 1/4W 碳膜电阻±10% 4 R4,R5,R8,R9
启动电容 2200P 630V 涤纶 1 C1
启动电阻 470K 1/4W  碳膜电阻±10% 1 R2
偏置电阻 680K  1/4W碳膜电阻±10% 1 R8
电容 10uF 50V  铝电解 1 C2
高频自激电容 10uF/250V 铝电解 2 C3,C4
高频电感 4Y,3Y,4Y 1 T1
谐振电容 6800P/630V CBB/CL 1 C5
开关三极管 13005 2 VT1,VT2
扼流圈L 320Y  E型磁芯 1 L1
日光灯管 20W直径    mm 1 Y1
支架       mm 1 *
连线 线芯直径1.5mm 2       mm
* * 1 市场售价

以4U  125W  6400K  φ17白色节能灯为例说明其工作原理,见下图

二、DB3启动型(性能稳定,适合大功率)
工作原理
电源电路:AC220V市电经D1~D4整流,C1滤波后.形成300V左右的直流电压。C5、C6滤波。C5与C6串联,可在串联处直接抽头给灯管供电,以节省充电电容,也降低了三极管的耐压要求。
启动电路:由R1、R2、DB3组成启动电路,整流后的直流电经过R1、R2对C2充电,当C2两端电压充到DB3的转折电压后(32±4V),触发二极管DB3导通,C2经DB3向三极管VT2基极放电,使VT2导通,并迅速达到饱和导通状态。
高频自激振荡电电路:由VT1、VT2、C4、C5、C6高频变压器和电感L1组成高频自激振荡电路,当VT2导通,VT1截止时电压向C4、C5、C6充电。流经高频变压器初级线圈LA中的充电电流逐渐增大,当LA电流增大到一定程度时,变压器的磁芯达到饱和,C4、C5、C6上电荷不再增大,流过LA的电流开始减小。这时,次级线圈LB、LC的电压极性发生倒相变化,使LC中感应电动势左正右负,LB中的感应电动势左正右负,这样就迫使T2由导通变为截止,T1由截止变为导通。C5开始放电,当放电电流增大到一定程度后,变压器磁芯又发生饱和,使LB、LC的电压极性又发生变化,LB上的感应电动势的方向为左负右正;LC上的感应电动势的方向为左负右正,这又迫使VT2由截止变为导通,VT1由导通变为截止.这样VT1、VT2在高频变压器控制下周而复始地导通/截止,形成高频振荡,并由L1 、C4组成串联谐振使灯管得到高频高压供电。
串联谐振电路:由L1 、C4组成串联谐振.
安规电路: R3给C1、C5提供放电回路。二极管D5给C6提供放电回路。二极管D6给C5提供放电回路。
[4U 125W节能灯]BOM表
元件名称 参数封装 数量 备注 单价
整流二极管1N5399 1.5A 1400V 直插 4 D1~D4
泄放二极管1N5399 1.5A 1400V 直插 2 D7,D8
保险管FUSE 2A  250V  1 R1
限流保护电阻 1R 1/2W 碳膜电阻±10% 2 R4,R6
限流泄放电阻 15R 1/2W 碳膜电阻±10% 4 R5,R7,R8,R9
启动电容 2A223J 1 C2
充电电阻 330K 1/2W  碳膜电阻±10% 2 R1,R2
启动电阻 330K  1/4W碳膜电阻±10% 1 R3
双向二极管 DB3 C702 1 DB3
电容 3A/102J 1 C3
高频自激电容 104J/400V CBB 2 C5,C6
高频电感 3Y,3Y,3Y 1 T1
谐振电容 1600V/682J CBB/CL 1 C4
开关三极管 J13009-2 2 VT1,VT2
二极管FR107 4 D5,D6,D9,D10
扼流圈L 320Y  E型磁芯 1 L1
4U灯管 直径φ17mm 1 Y1
灯头       mm 1 直径φ      mm
连线 线芯直径1.5mm 2 长    mm
外壳 直径φ      mm 1

* * 1 市场售价

工作原理
电源电路:AC220V市电经D1~D4整流,T1互感滤波、C1滤波后,R1、R2、C2组成π型滤波器。形成稳定的300V左右的直流电压。C5、C6串联滤波,可在串联处直接抽头给灯管供电,以节省充电电容,也降低了三极管的耐压要求。
启动电路:由R7、R5、R6、DB3、R11组成启动电路,R7为起点电阻。整流后的直流电经过R7、R5、R6对C4充电,当C4两端电压充到DB3的转折电压后(32±4V),触发二极管DB3导通,C4经DB3向三极管T2基极放电,使T2导通,并迅速达到饱和导通状态。
高频自激振荡电电路:由T1、T2、C4、C5、C6高频变压器和电感L1组成高频自激振荡电路,当T2导通,T1截止时电压向C5、C6 、C7充电。流经高频变压器初级线圈LA中的充电电流逐渐增大,当LA电流增大到一定程度时,变压器的磁芯达到饱和, C5、C6 、C7上电荷不再增大,流过LA的电流开始减小。这时,次级线圈LB、LC的电压极性发生倒相变化,使LC中感应电动势左正右负,LB中的感应电动势左正右负,这样就迫使T2由导通变为截止,T1由截止变为导通。C5开始放电,当放电电流增大到一定程度后,变压器磁芯又发生饱和,使LB、LC的电压极性又发生变化,LB上的感应电动势的方向为左负右正;LC上的感应电动势的方向为左负右正,这又迫使T2由截止变为导通,T1由导通变为截止.这样T1、T2在高频变压器控制下周而复始地导通/截止,形成高频振荡,并由L1 、C4组成串联谐振使灯管得到高频高压供电。
串联谐振电路:由L1 、C4组成串联谐振。