电子镇流器常见故障机理分析(中文).doc

电子镇流器常见故障机理分析
成本权刘觉民李川胡波
（湖南大学电气与信息工程学院，湖南，长沙410012）
摘要根据国内电子镇流器产品使用和故障概况的调查资料，列出了国内电子镇流器产品几种常见故障，并对其故障机理进行了分析，提出了相应的改进措施，可为研发和生产高可靠性产品提供有益参考。
关键词电子镇流器，故障机理，品质因素，半桥逆变电路
AnalysisandResearchontheMechanismofUsualFaultoftheElectronicBallast
BenquanCheng,JueminLiu,ChuanLi,BoHu
HunanUniversity,ChangSha,Hunan,China

Abstract-Basedontheinvestigationoftheuseandbreakdownoftheelectronicballastathome,thepapermakeathoroughanalysisonthecommonbreakdownofdomestictheelectronicballastanditsmechanism,providethecorrespondingmeasuresofimprovement,andpresentbeneficialreferencefortheresearchandproductionofhighquality.
Keywords-electronicballast,breakdownofmechanism,qualityfactor,half-bridgeflybackcircuit

1．引言
电子镇流器是一种新型的集强电（220V）、弱电（微电子技术）及电真空、光学技术为一体的高科技电光源节能电子产品，与传统的电感镇流器相比，具有节能、启动电压低、功率因素高、温升低、无频闪、无噪音、延长灯管使用寿命等优点，已广泛应用于荧光灯、金属卤化物灯、钠灯、霓虹灯等产品中，其市场份额逐年增加，有取代传统电感镇流器的趋势。但国内生产的电子镇流器产品80%以上采用由分立元件组成的半桥逆变电路、70％以上性能较差；国内生产电子镇流器的企业多达400-500家，其中有相当数量的生产单位规模小、产量低，缺乏必要的检测手段和质量控制设备，元器件选择不当，又未经过严格的筛选，所用元器件一致性差，性能不稳定，直接影响电子镇流器的总体质量。如工作寿命、功率因素和谐波含量等，与国际知名品牌相比，仍有较大的差距。研究电子镇流器产品的常见故障及其故障机理，提出相应的改进措施，提高电子镇流器产品质量，是一个重要的研究课题。

2故障机理的分析
电子镇流器的基本功能，是将50Hz的工频电源转换成20～50kHz的高频电源，而直接点亮日光灯管。目前，应用最广的电子镇流器系串联谐振式电路，其线路由整流滤波电路、功率开关与驱动电路、镇流与灯丝负载回路三部分组成,如图1所示
图1串联谐振式电子镇流器电路
造成国产电子镇流器的寿命较短、一致性和可靠性差的原因除因电路设计不佳、镇流器与灯管匹配不良以及电源电压波动大等因素外，元器件可靠性和参数一致性差，也是一个重要原因。尽管对电子镇流器失效原因进行调查的结果并不一致，但还是具有一些共同的规律，即常见故障。鉴于此，本文根据调查和分析结果，对此类电子镇流器各部分的常见故障产生的机理分别阐述如下：

2.1镇流与灯丝负载回路
在荧光灯点亮之前，电子镇流器的输出端与灯管可等效为一个LRC串联电路。如图2所示。

图2镇流与灯丝负载回路及其等效电路

荧光灯的启辉点亮依赖于电路的电压谐振，该电路的品质因数（Q>1），发生谐振时有=-=，加在灯管两端的电压即为，用于启动点亮荧光灯，通常，这个值为500V～1200V(为输入电压的倍)，这种大大高于外施电压的过电压现象是损坏起振电容C的主要原因。谐振发生时，由于电压的剧增和荧光灯管的点亮会产生一个很大的浪涌电流，这对电感的绝缘材料的影响是不容忽视的。
在负载异常状态下，上述情况显得更为严重。当灯的一个阴极损坏而不能启动时，一旦上电就会处于图2(a)所示电路的串联谐振状态，此时电路中有电流
(1)
由于C、L中存在内阻，因此在电流持续地在电容和电感中通过时，会使元件严重发热老化，导致电容泄漏，电感绝缘层破坏。灯工作，但阴极中的一个去激活或出现整流效应时，在如图2（b）所示的等效电路下工作，仅管电容C不致损坏，由于电路工作在直流状态，灯管两端很容易发黑，电感L会在较短的时间内发热烧毁。
在电子镇流器的设计当中，为了使镇流器与负载间较好地匹配（即确定一个合适的Q值），必须设定在某一特定的负载功率下工作，再确定各元件的额定参数（考虑1.5～２倍安全裕度）。由品质因数可知，当负载确定时，其等值电阻R，以及点火电压U均是确定