熒光燈電子鎮流器整流效應的檢測(圖)
摘要: 電光源原理告訴我們:電子鎮流器和熒光燈正常工作時,燈管的兩個陰極交替激發電子,燈電流波形上下半周對稱;當其中一個陰極激發電子減弱,燈電流波形上下半周出現不對稱,這種現象視為熒光燈管的整流效應。
電光源原理告訴我們:電子鎮流器和熒光燈正常工作時,燈管的兩個陰極交替激發電子,燈電流波形上下半周對稱;當其中一個陰極激發電子減弱,燈電流波形上下半周出現不對稱,這種現象視為熒光燈管的整流效應。
GB19510.4《熒光燈用交流電子鎮流器的特殊要求》,將其列為5種異常狀態之一,要求電子鎮流器不能出現安全問題;GB15144《管形熒光燈用交流電子鎮流器的性能要求》,要求電子鎮流器異常狀態試驗后,還能正常工作。對電子鎮流器電路提出了保護性要求,電路設計增加此功能,產品的使用壽命才會提高。隨著燈管整流效應研究工作的深入,模擬燈管各種整流狀態,可以幫助人們尋找克服它的辦法,這也是制訂標準的意義所在。
新版GB19510.4《熒光燈用交流電子鎮流器的特殊要求》即將發布。等同IEC61347-2-3:2000-A1:2004-A2:2006,增加了第17章燈壽命結束時鎮流器的狀態,下面我們重點討論如何檢測的問題。
標準要求(17.1款):在燈壽命結束時,鎮流器在額定電源電壓的90 %和110 %之間任一電壓下不應使燈頭過度發熱。
關于模擬燈壽命結束時的效應的試驗,規定了三項:
a)不對稱脈沖試驗(17.2款);
b)不對稱功率損耗試驗(17.3款);
c)斷開燈絲試驗(17.4款)。
三項試驗中的任一項均可用于證明電子鎮流器的合格性。鎮流器制造商依據電子鎮流器電路類型指定其中一項試驗即可。鎮流器試驗電路中所使用的燈應是已老煉過100h的新燈。
注:參照鎮流器克服局部整流效應的能力來校正該鎮流器的推薦方法由GB 18774的附錄E和GB 16843的附錄H給出。
我們知道,整流效應是熒光燈正常壽命過程的必然結果。如果對這種現象不加限制任其發展,將會導致熒光燈管局部溫度過高,出現管壁炸裂或掉頭現象。
因此要求鎮流器應具備足夠的保護措施來防止燈頭在燈的壽命周期結束時過度發熱。合格性通過下述試驗進行檢驗。
1.不對稱脈沖試驗(17.2款)
1.1試驗線路
1.2電路特點
1:1變壓器接入燈管陰極回路,隔離變壓器輸入輸出之間跨接二極管D1,形成整流效果。依靠S2開關將二極管極性顛倒,重復測量1次。如果鎮流器輸出到燈陰極僅一根線連接,可去掉T1(變壓器),將鎮流器輸出一端連接在J2上,燈一端連接在J4上。
1.3測量方法
在30s內測量電阻R1A、R1B、R1C、R2A、R2B上的平均總功率。其中每周期3s開3s關工作15s,再每周期27ms開3ms關工作15s。形成2次不對稱功率脈沖。
1.4測量結果限值
試驗時采用以下陰極最大功率值Pmax:
對于13 mm(T4)燈,Pmax=5.0 W;
對于16 mm(T5)燈,Pmax=7.5 W。
(其他直徑尚在研究之中。)
1.5試驗程序
1)合開關S1和S4,并將開關S2調到位置A。(測量電路沒有接入,并設定LM555產生[3+3]ms脈沖。)
2)接通受試鎮流器的電源,使燈正常工作5min。
3)閉合S3(給LM555通電產生脈沖),斷開S1(陰極接入測量電路),等待15s,斷開S4(設定LM555產生[27+3]ms脈沖)再等待15 s。
4)測量線路電阻器R1A-R1C和R2A及R2B以及齊納二極管D5-D8所消耗的總平均功率。(功率損耗應小于陰極最大功率Pmax。如果功率損耗大于陰極最大功率Pmax,則鎮流器試驗失效,試驗應中斷。)
5)閉合S1和S4。(測量電路不接入,并設定LM555產生[3+3]ms脈沖。)
6)將S2扳至<位置B>。(測量電路電極顛倒)
7)重復步驟2)、3)和4)。
鎮流器在位置A和位置B處均應通過試驗。
8)對于多燈鎮流器,在每個燈的位置重復進行1)~7)。多燈鎮流器應能通過在每一只燈位置上進行的試驗。
9)對于能使多種類型的燈(例如:26 W,32 W,42 W)工作的鎮流器,應對所規定的每種類型的燈進行試驗。對每種類型的燈重復進行1)~8)步驟的試驗。
2.不對稱功率試驗(7.3款)
2.1試驗線路
2.2電路特點
單個陰極接模擬電阻,電阻中點連接二極管D1或D2到熒光燈管陰極,形成整流效果。依靠S1開關將二極管極性顛倒,重復測量1次。
2.3測量方法
在15內調節電阻R1,使其消耗功率達到T4燈10W、T5燈15W;然后工作30s,測量電阻R1上功率小于限值要求。
2.4試驗采用以下陰極最大功率值Pmax:
對于13 mm(T4)燈,Pmax=5.0 W;
對于16 mm(T5)燈,Pmax=7.5 W。
(其他直徑尚在研究之中。)
2.5試驗程序
1)將開關S1調節至<位置A>。(顛倒二極管極性)
2)將電阻器R1的電阻調于0。(非整流狀態)
3)將受試鎮流器的電源接通使燈啟動,正常工作5min。
4)(在15s之內)快速升高電阻器R1的電阻,直至使電阻器R1所消耗的功率等于規定值。
如果在達到試驗功率之前鎮流器被斷開,要按照5)的要求繼續進行試驗。如果鎮流器未斷開,調節電阻器R1,使其達到能產生最大功率的值。
5)如果試驗功率值達到第4)步的要求,再等待15s。如果試驗功率值未達到4)的要求,再等待30s。測量電阻器R1的功率。(電阻器R1的功率損耗應小于或等于陰極最大功率Pmax。如果電阻器R1的功率損耗大于陰極最大功率,則鎮流器試驗失效,試驗應中斷。)
6)斷開鎮流器的電源,將開關S1調節至<位置B>。
7)重復上述3)~5)的試驗程序。(鎮流器應做2次整流效應試驗)
8)對于多燈用鎮流器,在每一只燈的位置上重復1)~7)的試驗程序。(多燈用鎮流器應能通過在每個燈的位置上進行的試驗。)
9)對于能使多種類型的燈(例如:26 W,32 W,42 W)工作的鎮流器,應對所規定的每種類型的燈進行試驗。對于每種類型的燈重復進行1)~8)的試驗程序。
3.斷開燈絲試驗(7.4款)
3.1試驗線路圖
其中:
Lp燈;
Lp1直管形燈;銅箔寬度為4 cm;
Lp2彎曲形燈(單端和環形);銅箔為兩塊寬度為2 cm相互連接;
R110 kΩ;
R222 Ω,7 W;
R31 MΩ;
D快速二極管;
UN電源;
DUT受試設備(鎮流器);
F銅箔,一塊寬度為4cm或兩塊寬度為2 cm;
Dp差分探頭<10 pF;
ICP燈電流探頭。
3.2電路特點
電子鎮流器正常接燈,通過開關S將二極管接入電路,形成局部整流。通過測量泄漏電流,來判斷其危害程度。
3.3測量方法
3.3.1程序A電流法,使用電流環或電流互感器,在30s內測量開路陰極的泄漏電流,結果不超過限值要求。
3.3.2程序B電壓法,使用銅環套住熒光燈管,跨接電阻到鎮流器輸出ILH端,在30s內通過測量電阻上的電壓,除以電阻值轉換成燈管泄漏電流,結果不超過限值要求。
3.4測量結果限值
鎮流器應具備足夠的保護措施,以便防止燈頭在斷開燈絲的條件下燈的壽命周期結束時過度發熱。合格性可以用最大電流值Imax所確定的試驗程序A或試驗程序B進行檢驗:(其限值如下)
對于13 mm(T4)燈,Imax=1 mA;
對于16 mm(T5)燈,Imax=1.5 mA。
(其他直徑尚在研究之中。)
3.5試驗程序
進行試驗程序A之前應當做如下測量,確保電子鎮流器輸出接線與所定義<符號>相符。
通電使鎮流器與熒光燈正常工作,用示波器的電流探頭,在鎮流器輸出接線端,分別測量4根線上的有效電流值[即:ILL(1),ILH(1),ILL(2),ILH(2)],其中:
ILL(1)是通過<電極1>引線較低的電流值。
ILH(1)是通過<電極1>引線較高的電流值。
ILL(2)是通過<電極2>引線較低的電流值。
ILH(2)是通過<電極2>引線較高的電流值。
3.5.1試驗程序A:
1)將開關S調節至<位置1>(見圖a)。
2)接通受試鎮流器的電源,使燈正常工作5min。
3)將開關S調至<位置2>,等待30 s。(測試二極管接入電路)
4)用示波器的電流探頭在靠近燈末端的部位,測量燈陰極的有效值電流。如果燈的電流正在脈動,則應在包括斷路時間在內的一個完整脈沖周期計算此有效值電流。(燈的泄漏電流應不大于限值。如果大于限值,則鎮流器試驗失效,試驗應中斷。)
5)將鎮流器輸出端兩個陰極對調(見圖b所示),重復1)~4)步驟。
6)對于多燈用鎮流器,在每一個燈的位置上重復1)~5)的試驗程序。(多燈用鎮流器應能通過在燈壽命終結試驗合格的每個燈的位置上進行的試驗。)
7)對于能使多種類型的燈(例如:26 W,32 W,42 W)工作的鎮流器,應對所規定的每種類型的燈進行試驗。對于每種類型的燈重復進行1)~9)的試驗程序。
3.5.2試驗程序B
按照圖c要求,把圖a和圖b所示燈與測量裝置相連接。如果鎮流器具有隔離變壓器,則將1MΩ的電阻器連接到,標準17.4.2款(圖a和圖b)所規定的ILH線端子上。
1)將開關S調節至<位置1>。(試驗見圖c和圖a)
2)將受試鎮流器接通電源,使燈正常工作5 min。
3)將開關S調節至<位置2>并等待30 s。使用示波器差分探頭在圖c所示位置測量有效值電壓。如果電壓正在脈動,則應在包括斷路時間在內的一個完整脈沖周期計算此有效值電壓。
4)此電壓應不大于燈的額定電壓的25 %。如果此電壓超過燈的額定電壓的25 %,則要中斷試驗。
5)將鎮流器輸出端兩個陰極對調(試驗見圖c和圖b所示)。重復上述1)~4)步驟。
6)對于多燈用鎮流器,在每一個燈的位置上重復1)~5)步驟試驗程序。多燈用鎮流器應通過在燈壽命終結試驗合格的每個燈的位置上進行的試驗。
3.6試驗時應注意的問題
1)對于能使多種類型的燈(例如:26 W,32 W,42 W)工作的鎮流器,應對所規定的每種類型的燈進行試驗。對于每種類型的燈,重復第1)~6)步驟試驗程序。多燈用鎮流器應能通過對每種類型的燈的試驗。
2)試驗程序A與試驗程序B的區別:一是測量熒光燈陰極端泄漏電流,另一是測量熒光燈管泄漏電流;它們的限值要求是相同的。
3)采用試驗程序A,測量結果超過限值,則應采用試驗程序B,判斷其合格性。
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