精品电子镇流器原理图详解.docx
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精品电子镇流器原理图详解.docx
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精品电子镇流器原理图详解
电子镇流器原理图详解:
目前气体放电灯常用的镇流器有两种:
电感式镇流器和高频交流电子镇流器。
由于电感式镇流器工作在工频市电频率,体积大、笨重,还需消耗大量铜和硅钢等金属材料,散热困难、工作效率低、灯发光有频闪,所以现在一些电光源界的科技工作者纷纷寻找新的镇流方法,而高频交流电子镇流器就是一种有效方法。
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电子镇流器电路图
三极管13003电子镇流器电路
用三极管13003做开关管组成的常见电子镇流器电路及实物图
电子镇流器电路图1
图2
图3
图4用的13003开关管
图5电路板
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12V节能灯电路图及原理分析
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12V节能灯电路图如下图所示.
该台灯用红外光作读写距离的监测,光敏二极管作环境亮度的监测。
电路(见图1)、红外接收电路(见图1)、环境亮度检测电路(见图4)、报警电路(见图3)、调光及功能选择电路(见图5)等组成。
电路:
由V5、V6、R10、C9组成RC选频将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电路">振荡器,振荡信号经R12送入红外发光频率的红外光信号.电路:
D1接收信号由V1、V2放大,D2、D3、C8倍压检波,V3、V4电子开关组成。
当红外光电二极管接收到红外光信号后,如强度足够,则V3导通,V4截止,A点不“接地”;反之,如强度不足或接收不到红外线信号,则V3截止,V4导通,A与地相接。
使SCR2关断,灯熄;同时报警电流流过的路叫做电路"〉电路工作。
环境亮度检测电路:
当环境亮度低时(不适宜读写),光敏二极管D5阻值变大,V9因b极为低电平而截止,D6发光指示报警。
反之,D6熄灭。
报警电路:
该电路是一个声频将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电路”〉振荡器,C3为负反馈电容。
当A点接地时,V7、V8基极电路形成通路,电路起振,扬声器发声报警;反之,A点不接地时,V7、V8无基极电流而截止,电路停振,扬声器不发声。
台灯、电源、功能选择电路:
(1)台灯:
SCRl与灯光串联,C13、RP2、R15、DIAC组成触发电路,调节RP2,即可改变SCRl的导通角,达到调光目的。
此时变压器断电,其他电路不工作.
(2)无监测:
变压器不接入电路,交流电源只供给灯泡,且不调光。
(3)有灯监测:
交流电源一路供给变压器,另一路经SCR2、SCRI串联后送给灯泡,SCR2受A点的控制。
(4)关:
灯泡与变压器全部无电,台灯不工作.
12V节能灯电路图
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LED变色灯电路及变色原理分析
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LED变色灯电路及变色原理分析
LED变色灯是一种新型灯泡。
它的外形与一般乳白色白炽灯泡相同,但点亮后会自动按一定的时间间隔变色。
循环地发出青、黄、绿、紫、蓝、红、白色光。
它适用于家庭生日派对、节日聚会、过节过年,给节日添加欢乐气氛:
也可用于*场所及作广告灯等。
该变色灯泡的特点是,节能(耗电约1W)、寿命长、使用方便、价格便宜.
为什么会自动变色呢?
是用什么电路来实现变色昵?
把LED变色灯泡拆开来瞧瞧,通过从印制板上的元器件及走线整理出电路图.对该电路作了了解及分析。
发现该电路设计得比较巧妙,有独到之处.现将该电路作一剖析,供电路设计、开发人员及爱好者作参考。
变色的光学原理
变色灯是由红(R)、绿(G)、蓝(B)三基色LED组成的。
双色LED是我们十分熟悉的。
一般由红光LED及绿光LED组成。
它可以单独发出红光或绿光.若红光及绿光同时亮点时,红绿两种光混合成橙**.变色灯的变色原理如图1所示。
三种基色LED分别点亮两个LED时,它可以发出黄、紫、青色(如红、蓝两LED点亮时发出紫色光);若红、绿、蓝三种LED同时点亮时,它会产生白光.如果有电路能使红、绿、蓝光LED分别两两点亮、单独点亮及三基色LED同时点亮,则能按图1的情况发出七种不同颜色的光来。
变色灯的结构框图
LED变色灯的结构框图如图2所示。
它由电容降压式稳压电源、LED控制器及G、R、B三基色LED阵列组成。
由于这三部分都要装入灯头内,所以其电源采用电容器降压.全波整流及稳压二极管稳压的简单电路.
电源输出15V电压供LED阵列,输出14.6V供LED控制器。
控制器的输出端(1、2、3)中有一个是低电平时(如1为低电平),则绿色LED亮,若三个输出端都是低电平时,则发出白光(绿、红、蓝光LED都亮)。
LED控制器是变色灯的关键,它是由CD4060来承担的,先介绍一下CD4060。
CD4060简介
CD4060是4000系列CMOS器件中的一种,是14位二进制计数器。
它内部有两反相器,外接两个电阻及一个电容就可组成振荡器,作为时钟发生器.输入时钟脉冲时(下降沿),输出端输出记数脉冲。
它有一个复位端(Reset),当复位端为高电平时.所有输出端都是低电平,如表1所示.
CD4060为16管脚DIP封装,各管脚排列如图3所示.其中Clockin是时钟脉冲输入,Clockout1及Clockout2是时钟脉冲输出(相位差180°,Reset是复位输入端(高电平有效).Q4~Q14是二进制记数脉冲输出端,Vdd为电源正端(3~18V).Vss为电源负端.
变色灯的电路图
LED变色灯的电路如图4所示.它由电源部分、变色控制部分及三基色LED阵列组成,现分别介绍其工作原理:
1.电源部分由降压电容C1、全波整流D1~D4及稳压二极管D5组成的电容降压式电路是很典型的AC/DC转换电路。
经15V的稳压二极管稳压后(严格地说是被限幅后)作为驱动LED阵列的电源.经D6、C2滤波后(约14.5V)的电压供CD4060及复位的电压(高电平)。
与电容C1并联的电阻R1是断开电源后,C1上的电荷经R1放电,防止灯头上带电。
这种电源的特点是,当负载的电压远小于220V时,负载上电流IL≈69C(C为降压电容,单位为uF,IL的单位为mA).例如,C=0。
47uF时,流过负载的电流约32。
4mA,并且这个电流是比较稳定的:
另外,这种电源尺寸小(占空间小).其缺点是对市电是不隔离的,要求封闭在灯头内,并有良好的绝缘。
2.变色控制部分
变色控制部分由二进制记数器CD4060承担。
时钟脉冲信号不采用一般的振荡器电路(CD4060内部有两个反相器,外接两个电阻、一个电容即可组成振荡器),而在电源电路中串接R5,在R5上的50Hz交流电压经R3、C3组成的微分电路形成尖脉冲作为时钟脉冲信号。
在输出记数脉冲中选择Q8、Q9、Q10三端与LED负极连接。
当记数脉冲输出低电平时,相应的LED串被点亮。
Q8、Q9、Q10的输出时序如图5所示。
50Hz的周期为0.02s,Q8的周期为5。
12s,Q9的周期为10。
24s,Q10的周期为20.48s。
Q8接红色LED串的负极、Q9接蓝色LED的负极、Q10接绿色LED串的负极.则在Q8为高电平、Q9、Q10为低电平时,蓝光、绿光LED串亮,混色后发出青光(因Q9、Q10为低电平,Reset端为低电平)。
经过2。
56s后变成R、G亮,发出黄光。
在图5的时序图中,可以看到Q8到第4个周期时,Q8、Q9、Q10输出都是高电平,则三串LED都灭。
为避免在变色过程中出现这种情况,在电路中增加了D7~D9三个二极管,并由R4连接到复位端(Reset)。
在刚出现Q8、Q9、Q10三端都是高电平时,此时12脚(Reset)上出现高电平。
器件被复位,使Q4-Q14各输出端都为低电平(见附表)。
一旦Q8、Q9、Q10出现低电平,红、绿、蓝光LED都亮,灯光成白光,即在出现红光后,当红光结束,马上变成白光,Reset端马上变成低电平,跳过了2.56s的灭灯情况,这是电路上设计的巧妙之处。
3.三基色LED阵列三基色LED(B、R、G)每串有4个LED串联而成。
由于红、绿色LED的管压降与蓝色LED的管压降不同及各种发光二极管的发光强度不同,在LED串接回路中设置了不同的限流电阻.一方面强制了LED的电流.另外也使发光亮度匹配更好.LED采用视角大、亮度高的草帽型.
在图4的电路中,降压电容器C1采用了耐压250V的,虽然250V耐压的电容的实际耐压值是大于300V的,若市电的最高值是242V,其峰值电压是341V.采用耐压400V的更安全。
外形与印制板
LED变色灯泡的外形如图6所示。
乳白色玻璃外罩的直径为Φ60mm。
印制板分两块,一块是电源部分及控制器部分,另一块是LED阵列。
电源部分及控制器部分的印制板图如图7所示(印制板外圆尺寸Φ38mm)。
图中仅示出有关元器件位置及印制板的走线(并未按比例画)。
LED阵列的印制板如图8所示(并未按比例画)。
仅表示各色LED的排列及印制板的走线。
两印制板之间有4条连接线连接,在两印制板间有绝缘垫隔离。
这里要指出的是,外部灯泡必须采用乳白色的。
这样才能较好的混色,不可采用透明的材料。
这种变色灯泡的功率约1W,比较省电,但亮度差一点,比较新颖、效果不错.
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可调节7个白光LED串亮度的低成本电感型升压电路
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多个高亮白光LED有串联或并联LED接法,当然每种接法都有其优缺点
并联连接只需在每个LED两端施加较低的电压,但需要利用镇流电阻或电流源来保证每个LED的亮度一致。
如果流过每个LED的偏置电流大小不同,则它们的亮度也不同,从而导致整个光源亮度不均匀。
然而,利用镇流电阻或电流源来保证LED的亮度一致将缩短电池的使用寿命.
采用串联连接本质上可以很好保证电流的一致性,但需要给LED串施加较高电压。
为达到适当的照明亮度,普通白光LED需要3.6V偏置电压和最大20mA的偏置电流。
图1给出了可以调节7个白光LED串亮度的低成本电感型升压电路.
这个电路可以分成两个部分:
由Q1和Q2组成的升压电路,以及由Q3和JFET1组成的控制电路。
假设Q1截止,当电池电压略高于Q2的VVB时,Q2基极将流过正电流(iB=(电池电压VBE)/RJET1)。
此时,Q2导通,电感L1接地。
随着L1上的电流以di/dt的速度增大,能量在L1磁场中保存起来。
随着电流逐渐增大,它也流过Q2的电阻RSAT(SD1和LED串处于截止状态)。
Q2的集电极电压足够高,能使Q1导通。
Q1的基极电压通过由R1和C1组成的前馈网络连到Q2的集电极。
R1也被用来限制Q1的基极电流。
Q1导通后,驱动Q2的基极接地,于是Q2截止,L1的能量随着磁场减弱被释放到LED串中.
L1的快速回零动作在LED串上施加了高于26V的正向偏置电压,使LED发出白光。
由于人眼感觉不到LED的高频闪烁,所以该电路可提供亮度恒定的照明。
当L1放电结束后,Q1返回到截止状态.
正常工作时,这个自振荡动作重复进行,直到电池电压下降到小于Q2的VBE与JFET1压降(大约1V)之和,这时Q2不再导通。
L1、Q2的RSAT和Q1、Q2的开关特性也会影响振荡周期和占空比.
电池组(4个碱性电池)的电压被提高到26V以上,以便向由7个串联的白光LED组成的LED串提供正向偏置。
流经R4的小直流电流(不到20uA)对Q3进行偏置,以调节JFET1的通道电阻,从而调节电池漏电流以延长电池寿命.JFET1的栅极电压比电池组电压高0。
9V左右.这里p-JFET被用作耗尽型器件,当VGS等于零时,p—JFET导通。
ET的源极连接电池端子。
设计工程师可通过提高栅极电压(比电池正电压更高)来关断该通道。
栅极电压比电池电压越高,通道电阻就越大.
因此,当电池组电压从6V下降到3V时,振荡频率下降(JFET1的VGS将略有变化)。
此时,LED的亮度略微下降.理想情况下,控制环路将保持LED电流不变.但人眼对光的灵敏度服从准对数关系,因此在电池组电压下降到2V左右以前,亮度的小幅度线性下降不易被察觉。
另一种方案是保持电池的输出功率(电流与电压之积)不变。
由于存在电池内阻损耗,虽然这样做可保持LED亮度不变,但将缩短电池寿命,此外电路的复杂性也将大大提高。
总之,这个简单电路的LED亮度将在整个电池寿命期间变化很小。
可以稍微调节LED串的亮度,比如设计工程师通过稍微改变R2的阻值来针对三极管和LED的制造偏差进行调节,这样光输出(单位:
流明)可被设为固定值。
当电池组能量即将耗尽时,可以把发光暗淡的LED串短路,而只连接一个LED,这时只要电池组还有1V的剩余电压,就可以让这个LED发出强光。
这种单LED连接方式可以利用废弃的电池提供最后紧急照明。
从安全方面考虑,当使用碱性电池时所有电池必须匹配.当电池组中能量最少的电池的能量完全耗尽,而其它电池还有足够能量对能量耗尽的电池形成反向偏压时,将导致能量耗尽的电池过热并泄漏乳状酸液,从而产生安全问题。
为实现电池匹配,应保证用同一包装的新电池同时更换全部4个电池。
4个AA碱性电池的额定容量为4×1000mAh,这意味着LED可以连续照明约61个小时。
电路原型的测试结果表明其连续照明时间为两天(48小时)多一点.
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常见节能灯电路
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下图为夏盟牌11W,H管节能灯电路,三极管原来用的是13002。
也可以用13003替换
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20W日光灯电路图
产品型号—13005
封装:
TO-220
备注:
NPN
产品参数:
4A
其它:
13005—产品说明
用途:
主要用于萤光灯电子镇流器电路及其他开关、振荡电路。
13005的管脚和使用的问题
5分
标签:
管脚行家电子镇流器线路
回答:
2 浏览:
931 提问时间:
2009—10-1412:
26
请行家帮我看看,辨别一下b、c、e。
代替13003使用没有问题吧?
周围线路要改动吗(电子镇流器,玩坏了)?
谢谢!
共0条评论..。
相关资料:
A卡和N卡的问题.doc
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gaozilian
[学弟]
可以代用,13003管脚排列是E,C,B。
13005是B,C,E。
把管子反装就行
不需要改动周围线路
回答:
2009—10—1416:
35
修改:
2009—10—1417:
00
提问者对答案的评价:
我已基本如此判断,主要是想验证一下,谢谢。
反装就不好装散热板了,好在原来13003是反装的,正好我现在正装,散热板照装,妙哉!
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。
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fmy1891
[文曲星]
13005的管脚及参数见附图。
与13003相比,13005电压参数相同,但额定电流比13003稍大,可以直接代换13003。
电子镇流器的工作原理与常见故障修理
学习2009—11—2916:
08:
20阅读1859评论1 字号:
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一、概述
自GE公司的因曼博士(Inman)等在1938年发明了实际应用的荧光灯,到现在已有近70年的历史。
虽然新型光源不断出现,但在一定的时间范围内,荧光灯作为主要照明光源的地位可能难以改变。
在日光灯发展的过程中,廉价实用的电感镇流器和启辉器,解决了荧光灯的启动与限流问题,对荧光灯迅速发展和普及曾起到过积极推动作用。
然而,时至今日,资源变得越来越紧张了,电感镇流器消耗太多的有色金属使人们一定要想办法用更廉价的电子产品来替代它,电子镇流器在上世纪八十年代应运而生,到目前已经非常普及。
电子镇流器所用元器件少,电路简单,容易制造,并且市场需求量大,是电子爱好者开始创业时的首选产品,有条件的同学,如果打算出去后大干一场的话,也可以考虑先制造电子镇流器.据我所知在仙桃市,就有几个人在专门制造电子镇流器。
本讲座开办的目的是让同学们关注灯具的变化,了解日光灯电子镇流器的工作原理,学会修理和制造电子镇流器。
二、普通日光灯的缺陷
普通日光灯的缺陷除消耗有色金属太多外,其对电能的损耗也是不容忽视的。
电感镇流器的绕组的欧姆损耗和铁芯的涡流损耗较大,约占灯功率损耗的15%左右。
在荧光灯如此普及的今天,电感镇流器所消耗的总能量是十分巨大的。
此外,电感镇流器的功率因数较低,一般为0.5左右,会造成电网的严重污染,电力部门不得不加大功率因数补偿电容,增加了电力成本。
三、电子镇流器的特点
电子镇流器的工作原理是将工频(50Hz或60Hz)电源变换成20~50KHz左右高频电源,直接点灯,无需其它限流器件。
与电感镇流器相比,电子镇流器具有以下优点:
1、节能:
1)照明效率提高
普通荧光灯的工作频率为50Hz,其照明高效率因所谓的正电(或负电)降落的存在而很低,当电源频率在1000Hz以上时,这种正电(或负电)降落现象消失。
而电子镇流器工作频率一般都在20一50kHz,不产生正电或负电电位跌落,这就是电子镇流器能提高照明效率的原因。
2)电子镇流器自身功率损耗低。
电子镇流器的自身消耗功率较难测量,经间接测量估算,工作点调整较好的电子镇流器,其自身消耗一般都在灯功率的5%以下。
2、其它优点
由于应用了高频电感,电子镇流器体积小,重量轻;低电压可启动点燃灯管;无需启辉器;无频闪,无噪声等等。
四、电子镇流器的组成与主流电路分析
1、电子镇流器的组成
电子镇流器由抗干扰滤波器、整流滤波电路、功率因数调整器、高频变换、谐振电路、异常状态保护电路和荧光灯组成,其方框图如图1所示,各部分作用如下:
1)抗干扰滤波器:
防止电子镇流器产生的高频干扰信号进入到电网造成幅射;
2)整流滤波电路:
将220V的工频(50Hz或60Hz)交流电变换成310V的直流电,作为电子镇流器的电源;
3)功率因数调整器:
对本机的功率因数进行调整和补偿;
4)高频变换电路:
电子镇流器的心脏电路,将直流电源变换成20K~50KHz左右高频电源,去驱动荧光灯.本电路通常采用一对功率管(三极管或场效应管)组成的自激振荡器来实现;
5)谐振电路:
用来取代普通荧光灯的启辉器,它在荧光灯起辉前,可以等效为一个串联谐振电路,其振荡频率与高频变换电路的频率一致,谐振时,在电容C上产生一个很高的电压,确保灯管着火点亮。
灯管点亮其等效电阻减小,此电阻与电容C并联,大大地降低了谐振电路的Q值,该电路又成为了一个RL串联电路,L变成了一个限流器;
6)异常状态保护电路:
当荧光灯不能正常点亮时,很高的谐振电压会使功率器件烧毁,本电路的作用是保护功率器件在异常状态时不会烧毁;
7)荧光灯:
作用是将20K~50KHz左右高频电能变换成光能.
2、主流电路分析
目前市售的电子镇流器并没有按上述方块图设计与制造,有些电路被省去了,图2为一款简易电子镇流器电路图,其原理与大部分电路基本一致,因此,我们本次仅分析该电路的工作原理;
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图2典型电子镇流器电路图
(1)开关开启后,交流220V电压经D1~D4组成的桥式整流电路进行整流,经C1、C2滤波、R1、R2分压后输出两路电压,+150V和+310V(空载电压)。
+310V的电压经R5给C3充电,当C3上电压充到一定值时(例如50V左右)时VT2通过R4获取基极电流,VT2开始导通,IC2从到有,但电流增长不快.
(2)、当VT2集电极电流IC2增加时,有电流从L3下端流入,由上端流出,由于L1、L2、L3绕在同一磁芯上,因此,在L2和L1上感应出电压,根据同铭端判断,在L2上的感应电压为上正下负,在L1上的感应电压为上负下正。
L2上的电压通过电容C5叠加到VT2基极,使基极电流增加,VT2集电极电流进一步增加。
当基极电流通过C5时会给C5充电,其极性为左负右正,L1上的电压通过C6加到VT1基极,VT1截止,其基极电压箝制在-0。
7V上,L1上的电压通过D6、R6给C6反向充电,其极性为左正右负。
(3)、VT2集电极电流IC2增加的结果是VT2进入饱和,此时VT2的集电极与发射极间的电压为0V,IC2达到最大值。
除L3外,日光灯管的两极的灯丝、C4、L4也处于VT2的集电极回路中,VT2导通时,IC2给C4充电,在其上产生上正下负的电压,同时还给灯丝加热,预热灯管,加热后的灯丝会发射出电子.
(4)、VT2进入饱和后电流不再增加,L3、L2、L1上的感应电压消失.L2上的感应电压消失使VT2脱离饱和区,L1上的电压消失使VT1脱离截止区。
由于C5上的负电压直接加在VT2基极使基极电流迅速下降,Ic2减少,减少的电流使L3感应电压来反抗Ic2的减少,此感应电压为上正下负.同时在L2、L1上也有感应电压产生。
L2上的感应电压为下正上负,L1上的感应电压为上正下负。
L2上的感应电压使R3、D5导通,将VT2基极电压钳制在-0.7V上,VT2截止.L1上的感应电压与C6上的电压在VT1的基极叠加在VT1的基极,使VT1逐渐导通,VT1导通时集电极电流由+310V端流入,通过VT1、L3、L4加到灯管下端灯丝、电容C4(VT1导通时,其上建立有150V左右的电压,极性为上正下负)、灯管上端灯丝,回到电源中点+155V.此电流与VT2导通时的电流正好相反,此电流增加时,L1上的感应电压使VT1饱和,L2上的感应电压使VT2维持截止,
(5)、VT2饱和后,感应电压再次消失,VT1渐渐脱离饱和区,Ic1减少,L3上又产生感应电动势,使L1L2上产生感应电动势,其结果是VT1截止,VT2进入饱和.
(6)通过几次周而复始的导通与截止,灯丝已经加热,发射出大量的电子,在灯管内与汞离子发生碰撞发出辉光,灯管启辉后,相当于一个电阻,它与L4串联后作为L3的负载维持工作,L4的作用相当于旧式日光灯的镇流器,起限流
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