電子節(jié)能燈制造關(guān)鍵技術(shù)研究

林　瀾

摘要：電子節(jié)能燈是一種節(jié)能減排的新型照明設(shè)備。介紹了電子節(jié)能燈在制造過程中的幾項關(guān)鍵技術(shù)，為相關(guān)工程技術(shù)人員提供參考。

關(guān)鍵詞：電子節(jié)能燈；制造；關(guān)鍵技術(shù)

中圖分類號：TS956.2

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1672—3198(2009)11－0293—02

1引言

節(jié)能減排是當(dāng)前我國十分關(guān)注的問題。隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，照明用電量逐年增加，照明在能源消耗和環(huán)境污染上的問題已引起人們的重視。在保證照明質(zhì)量的前提下如何節(jié)約用電、減少污染、實現(xiàn)綠色照明已成為照明行業(yè)的發(fā)展主題。電子型自鎮(zhèn)流熒光燈。即一體化電子節(jié)能燈，已越來越多地代替白熾燈泡而廣泛用于家庭、商場、賓館等各種室內(nèi)照明場合。

2電子節(jié)能燈的制造關(guān)鍵技術(shù)

2、1節(jié)能燈元器件的選擇

(1)毛管是電子節(jié)能燈的重要部件。技術(shù)指標(biāo)主要有光電參數(shù)，其次有外形尺寸和外觀以及機械強度等，再次是低溫啟動性能和熱態(tài)參數(shù)穩(wěn)定特性等。光通量是否合格將直接關(guān)系到節(jié)能燈的能效等級能否達到標(biāo)準(zhǔn)的要求。光通維持率是產(chǎn)品申請“能源之星”認(rèn)證時必須要考核的指標(biāo)，要求節(jié)能燈燃點至有效壽命40％時，其光通量不得小于額定值的80％。此外還有相關(guān)色溫、顯色性、色坐標(biāo)和色容差等指標(biāo)，也是應(yīng)該重視的。尤其是色容差，色容差超標(biāo)往往會給予不合格的判定。至于熒光粉品質(zhì)的分選，可用驗鈔燈作對比檢驗。

(2)整流二極管。

選擇整流二極管時，應(yīng)注意以下參數(shù)。最大正向整流電流該參數(shù)與燈功率有關(guān)，所選二極管的額定電流值至少應(yīng)是交流母線中峰值電流的3倍以上。對大功率燈而言。整流二極管不可直接并聯(lián)使用，因為二極管的熱電阻有差異，會使可靠性降低，最好用一組電流大的二極管。

峰值反向截止電壓，因工作溫度高，一般要選用1200V的產(chǎn)品。濾波電解電容器，電解電容因會受到高頻脈動電流的沖擊和工作溫度升高，選用高性價比的電解電容器就顯得很重要。電容量及容差、額定電壓、耐紋波電流、串聯(lián)等效電阻(ESR)、允許溫度等都是重要的技術(shù)指標(biāo)，質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到使用壽命。電解電容的耐紋波電流值應(yīng)越大越好。如果電解電容的耐紋波電流值達不到線路要求，則會嚴(yán)重影響其使用壽命，選用時應(yīng)特別注意。紋波電流流經(jīng)ESR，會產(chǎn)生熱量引起電解內(nèi)部溫度升高，目前制造商對電容器在額定工作溫度下工作的紋波電流的確定，一般均遵循5℃原則。電容量的選擇與輸入電流中的諧波含量和燈電流的波峰因數(shù)以及鎮(zhèn)流器的效率有關(guān)。電解電容的標(biāo)記溫度，必須大于實際工作溫度，并留出一定的差值。

(3)功率晶體管。

功率晶體管工作在開關(guān)狀態(tài)，選擇的原則是：開關(guān)速度要快，飽和壓降要小，集電極電流要大，在不增加成本的條件下，功率和二次擊穿耐量越大越好。集電極額定電流應(yīng)依據(jù)陰極導(dǎo)人電流峰值并留存足夠的安全余量。開關(guān)時間要小，應(yīng)重點關(guān)注存貯時間ts，從理論上講ts小則開關(guān)功率損耗也小，但更重要的是上、下兩管ts值的對稱。如果同一電路板上的兩個管子的ts嚴(yán)重偏離，會使正負(fù)兩個波形的面積嚴(yán)重不對稱，導(dǎo)致管子過熱損壞。

(4)振蕩變壓器。

振蕩變壓器通常是在環(huán)形鐵氧體磁芯上繞線制成，實際上是一個電流互感器。對磁環(huán)的要求是：首先，磁導(dǎo)率應(yīng)有負(fù)溫度特性，轉(zhuǎn)折溫度在95'C左右；其次，磁滯回線左右要對稱并且近似為矩形；再次，磁導(dǎo)率參數(shù)的離散性要小。要與供應(yīng)商預(yù)約電感系數(shù)，并做到分檔包裝，否則，成燈功率的偏差不易把握。

(5)濾波電感。

燈功率在25w或以下時，通常在直流電路中插入L與C，組成簡單的濾波回路。對于串模濾波電感，因其中流過直流電流，故要求磁芯應(yīng)在不飽和狀態(tài)下工作。又因燈內(nèi)溫度高，因此又要求電感量隨溫度變化要盡可能小。另外，電感量不能隨頻率的升高而下降。

燈功率大于25w時，一般要在交流電路中插入共模電感。共模電感是在同一磁芯上繞有兩個相同匝數(shù)的線圈，往復(fù)的負(fù)載電流在磁芯內(nèi)部產(chǎn)生的磁場相互抵消，因此磁芯不會飽和。燈功率大于45w時，產(chǎn)生的傳導(dǎo)干擾會更大，當(dāng)單純使用共模濾波仍然不能解決問題時，還要加入差模電感。

2、2 EMC濾波電路調(diào)試

分析傳導(dǎo)干擾噪聲源，可以發(fā)現(xiàn)共模噪聲與差模噪聲是相互獨立的。輻射干擾起源于傳導(dǎo)干擾。抓住傳導(dǎo)噪聲的抑制，產(chǎn)品就容易符合EMC要求。為滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，必要時可對兩個噪聲分量單獨設(shè)計合適的濾波器。

共模干擾信號主要是通過燈內(nèi)元器件和線路的分布電容構(gòu)成回路傳輸?shù)?。可見。共模干擾信號基本上都是屬于高頻信號。共模電感參數(shù)的選擇，取決于開關(guān)頻率以及所要求的衰減量。選用不同的電感參數(shù)，對應(yīng)衰減共模干擾信號的頻率也不一樣。在輸入功率較大的電路中，僅用一個共模電感不能達到標(biāo)準(zhǔn)要求時就要用兩個共模電感了，其中一個可用環(huán)形磁芯電感。

事實上共模電感的兩個線圈的電感量不可能完全對稱，從而形成差模電感，同時用來抑制電源線上存在的差模干擾信號。必要時再設(shè)專用的差模電感。差模干擾信號是通過電源輸電線路進行傳輸?shù)?，并繼發(fā)輻射干擾。對于差模電感和X2電容，從理論上講電感量和電容量越大，其插入損耗也越大，但要更多的關(guān)注它們的頻率諧振點。一般說來，L、c濾波器的諧振頻率應(yīng)小于或等于點燈頻率。

對于串模電感的電感量，當(dāng)前趨向是取小一些，C取大一些。這不但可使L的自身溫升減低，還能改善濾波效果。這是因為c值大，使低頻段噪聲的插入損耗也大；L小，其分布電容也小，從而降低高頻段噪聲的傳導(dǎo)量。

2、3開關(guān)晶體管的設(shè)計

開關(guān)晶體管的驅(qū)動信號有一個最佳值。基極電流Ib最理想的數(shù)值是集電極電流Ic的1／10左右，不過該電流的最優(yōu)化值也是隨晶體管不同而不同的。采用電流互感器驅(qū)動時，Ib應(yīng)始終保持為Ic的1／10左右，無論Ic大小如何，均保持這個關(guān)系，就不會出現(xiàn)Ic小時，驅(qū)動功率過大；而Ic大時，驅(qū)動功率不足的現(xiàn)象。按hfe合理設(shè)計驅(qū)動電流及其匝數(shù)比·使開關(guān)晶體管在導(dǎo)通時始終處于淺飽和狀態(tài)。這樣可以提高開關(guān)管的響應(yīng)速度，并可最大限度地減少驅(qū)動功率的浪費和損耗。驅(qū)動信號不僅有幅度的要求，還有波形的要求，即晶體管的開關(guān)渡越時間要短。開關(guān)渡越時間既與開關(guān)晶體管的開關(guān)時間有關(guān)，又與磁滯回線的角形比有關(guān)，此外，還與電路參數(shù)的調(diào)試有關(guān)。取存貯時間ts相同的開關(guān)管制作鎮(zhèn)流器，用半導(dǎo)體點溫度計檢測兩開關(guān)管的表面溫度，如果兩管的溫度差別較大，就可適當(dāng)或加或減磁環(huán)的初級匝數(shù)，使之趨于平衡。開關(guān)晶體管的功率容限，即安全工作區(qū)SOA。有時燈電路中會有同時出現(xiàn)大電流和高電壓的情況，尤其是燈在熱態(tài)做開關(guān)試驗時。用SOA值高的管子就不容易損壞。在無條件直接測試管子的SOA值時，可選用BVceo高的晶體管，BVceo高的管子一般SOA也高。

3結(jié)論

節(jié)能燈的制造技術(shù)貫通于產(chǎn)品的設(shè)計與檢驗過程，與生產(chǎn)實踐緊密相連。需要工程技術(shù)人員合理設(shè)計，編制出好的工藝文件，指導(dǎo)工人做好每個工序的生產(chǎn)，把握好每個工序的生產(chǎn)質(zhì)量，這樣才能為社會和家庭提供光效高、壽命長的新一代照明工具。

參考文獻

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