中心議題：

• 電子整流器的異常保護(hù)問(wèn)題
• 電子鎮(zhèn)流器異常狀態(tài)保護(hù)方案
• KT120－H 系列熱敏電阻在電子鎮(zhèn)流器中的應(yīng)用

解決方案：

• 交流輸入電路中串接玻璃管保險(xiǎn)絲
• 整流輸出回路上采用保護(hù)電路
• 諧振回路串接自恢復(fù)高分子PTC 熱敏電阻

一、電子鎮(zhèn)流器的異常保護(hù)問(wèn)題

電子鎮(zhèn)流熒光燈作為一種公認(rèn)的綠色照明產(chǎn)品， 較之普通電感鎮(zhèn)流熒光燈具有光效高、無(wú)頻閃、節(jié)能效果顯著等諸多明顯優(yōu)勢(shì)； 但部分電子鎮(zhèn)流器也有故障率較高的缺點(diǎn)， 對(duì)終端客戶而言， 電子鎮(zhèn)流器成了一種高成本的（相對(duì)電感鎮(zhèn)流器而言）一次性產(chǎn)品。

通過(guò)我們的研究發(fā)現(xiàn)， 產(chǎn)生上述問(wèn)題的主要原因之一是部分電子鎮(zhèn)流器制造商由于各種原因沒(méi)有針對(duì)電子鎮(zhèn)流器的異常狀態(tài)采取可靠的保護(hù)措施，從而使電子鎮(zhèn)流器隨燈管壽命的完結(jié)而報(bào)廢。

我們知道， 電子鎮(zhèn)流器的基本工作原理如下圖所示：

圖1 電子鎮(zhèn)流器的基本工作原理

正常情況下，電子鎮(zhèn)流器通電后逆變器連同電感L、燈絲1、電容、燈絲2 組成串聯(lián)諧振電路， 在一定時(shí)間內(nèi)電容兩端產(chǎn)生高壓， 這一高電壓引起熒光燈弧光放電使熒光燈啟動(dòng)， 然后諧振電路失諧， 日光燈進(jìn)入穩(wěn)定的點(diǎn)燃狀態(tài)。

當(dāng)出現(xiàn)燈管老化或者燈管漏氣等異常狀態(tài)時(shí)，熒光燈不能正常啟動(dòng)，上面的電路一直處于諧振狀態(tài)（ 除非燈絲燒斷或電子鎮(zhèn)流器損壞），逆變器輸出的電流不斷增大，通常這個(gè)電流會(huì)升高到正常電流的3 到5 倍。如果這時(shí)不采取有效的保護(hù)措施，會(huì)造成極大危害。首先，過(guò)大的電流會(huì)導(dǎo)致逆變器中作為開關(guān)的三極管或場(chǎng)效應(yīng)管及其它外圍部件因過(guò)載而燒毀，甚至引起冒煙、爆裂等事故。同時(shí)，燈腳對(duì)地線或中線會(huì)形成長(zhǎng)時(shí)間的極高電壓，對(duì)于20W、36W、40W 及其它大部分國(guó)標(biāo)/非標(biāo)燈的電子鎮(zhèn)流器，這一電壓往往會(huì)達(dá)到一千伏或更高，這不僅為國(guó)標(biāo)GB15143 所嚴(yán)格禁止，而且也會(huì)危及人身、財(cái)產(chǎn)安全。

GB15143-94“11、14”及GB15144-94“5.13”部分對(duì)電子整流器的異常狀態(tài)試驗(yàn)包括：燈開路、陰極損壞、去激活、整流效應(yīng)等，同時(shí)規(guī)定電子鎮(zhèn)流器在經(jīng)過(guò)上述試驗(yàn)后不得發(fā)生安全性故障并能夠正常工作。

二、電子鎮(zhèn)流器異常狀態(tài)保護(hù)方案

目前，電子鎮(zhèn)流器采用比較多的保護(hù)措施有以下幾種：

1. 在交流輸入電路中串接玻璃管保險(xiǎn)絲。在這個(gè)位置上串接保險(xiǎn)絲會(huì)使一些人誤認(rèn)為會(huì)起到過(guò)流或過(guò)載保護(hù)的作用；而實(shí)際上這樣的保護(hù)方式一般不會(huì)在燈絲去激活等過(guò)載條件下提供保護(hù)，它往往在開關(guān)器件擊穿后才會(huì)熔斷，不能起到真正意義上的異常狀態(tài)保護(hù)作用。

2. 在整流輸出回路上采用以可控硅、雙極型晶體管或場(chǎng)效應(yīng)管為核心的保護(hù)電路。這種電子電路保護(hù)方式的最大優(yōu)點(diǎn)是保護(hù)時(shí)間短，但同時(shí)存在著以下一些缺點(diǎn)：

1）容易發(fā)生誤保護(hù)：如果由于某種原因，在可控硅的觸發(fā)端形成即使極短的尖脈沖也會(huì)導(dǎo)致逆變器停止工作，從而導(dǎo)致燈熄滅。
2）設(shè)計(jì)與調(diào)試工作比較煩瑣：一般情況下，這種保護(hù)線路會(huì)有包括電阻、電容、脈沖變壓器次級(jí)線圈在內(nèi)的至少6只電子元件，同時(shí)使用這么多元件加之可控硅等有源器件的離散性及溫漂等問(wèn)題將增加調(diào)試工作的困難，進(jìn)而對(duì)生產(chǎn)效率造成影響。
3）這種保護(hù)方式同時(shí)還存在成本較高、占用PCB 空間較大等缺點(diǎn)，這也是令眾多電子鎮(zhèn)流器制造商頭疼的問(wèn)題。
 

3. 在諧振回路即諧振電容旁邊串接自恢復(fù)高分子PTC 熱敏電阻。圖2是利用高分子PTC 熱敏電阻對(duì)電子鎮(zhèn)流器實(shí)行異常保護(hù)的電路原理圖。當(dāng)燈管正常時(shí)，電子鎮(zhèn)流器接通電源后，電感、電容和PTC 熱敏電阻組成的諧振電路使熒光燈正常啟動(dòng)工作。如果燈管因燈絲老化或漏氣等原因而去激活時(shí)，PTC 熱敏電阻會(huì)在數(shù)秒鐘內(nèi)動(dòng)作，迫使LC 串聯(lián)諧振電路停振，從而切斷高壓，同時(shí)保護(hù)了逆變器中的開關(guān)器件。

圖2 高分子PTC 熱敏電阻對(duì)電子鎮(zhèn)流器實(shí)行異常保護(hù)的電路原理圖

該保護(hù)方式的優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)被很多電子鎮(zhèn)流器制造商所認(rèn)識(shí)，但迄今未取得大規(guī)模應(yīng)用，其主要原因是目前市場(chǎng)上所提供的PTC 元件無(wú)法滿足電子鎮(zhèn)流器使用上的特殊性，當(dāng)前主要存在的問(wèn)題是：1）高溫易誤動(dòng)作或去激活情況下動(dòng)作時(shí)間過(guò)長(zhǎng)；2）PTC 熱敏電阻長(zhǎng)時(shí)間（例如24 小時(shí)）處在保護(hù)狀態(tài)時(shí)容易發(fā)生電阻不可逆增大，性能嚴(yán)重劣化。這正是多數(shù)高分子PTC 熱敏電阻未能在電子鎮(zhèn)流器中取得成功應(yīng)用的主要原因。

針對(duì)以上問(wèn)題，上海科特高分子材料有限公司開發(fā)出KT120－H 系列電子鎮(zhèn)流器專用PTC 熱敏電阻，克服了上述缺陷，能很好解決鎮(zhèn)流器的異常狀態(tài)保護(hù)問(wèn)題。

三、KT120－H 系列熱敏電阻性能驗(yàn)證與應(yīng)用舉例

單燈保護(hù)試驗(yàn)采用圖1 所示電路。以下均為PTC 在電子鎮(zhèn)流器電路中實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。

1．保護(hù)時(shí)間與高溫性能：

* 動(dòng)作時(shí)間在25?C 下測(cè)試。**高溫性能在烘箱中進(jìn)行，70?C 環(huán)境保溫6 小時(shí)。***表示正常，即不發(fā)生誤保護(hù)。

2．多次保護(hù)后熱敏電阻的高溫工作特性和保護(hù)時(shí)間。本試驗(yàn)進(jìn)行之前PTC 已經(jīng)過(guò)下述沖擊：每隔5 分鐘在去激活狀態(tài)保持動(dòng)作10 分鐘；共10 次。測(cè)試步驟：首先測(cè)試動(dòng)作時(shí)間；然后測(cè)試高溫性能。測(cè)試條件同1。

3．長(zhǎng)時(shí)間保護(hù)后熱敏電阻的高溫工作特性和保護(hù)時(shí)間。本試驗(yàn)中所采用的PTC 在進(jìn)行下述試驗(yàn)之前已經(jīng)過(guò)日光燈去激活狀態(tài)下保持動(dòng)作24 小時(shí)。試驗(yàn)步驟同2。

通過(guò)以上測(cè)試，我們可以得出結(jié)論：使用K120－H 熱敏電阻，在即使70℃的高溫環(huán)境下仍然能保持日光燈正常工作，同時(shí)在室溫的條件下也能保證良好的保護(hù)特性；另一方面，即使經(jīng)過(guò)多次或長(zhǎng)時(shí)間提供保護(hù)后，PTC 仍然可以保持性能十分穩(wěn)定。

4．KT120－H 系列PTC 在雙燈/多燈電子鎮(zhèn)流器中的應(yīng)用：通常，可控硅等電子電路保護(hù)方式下，當(dāng)雙/多燈中的一只燈去激活時(shí)，將導(dǎo)致整個(gè)鎮(zhèn)流器停止工作，從而使即便正常的熒光燈同時(shí)熄滅，這往往是令人不安的。而采用KT120-H 熱敏電阻就使得這一問(wèn)題迎刃而解。我們可以通過(guò)下面的電路作一個(gè)說(shuō)明。

圖3 KT120－H 系列PTC 在雙燈/多燈電子鎮(zhèn)流器中的應(yīng)用

上圖中，假設(shè)熒光燈1 去激活，則PTC1 動(dòng)作，燈1 的燈絲電流接近為0；但其它熒光燈的工作不會(huì)受到影響。這樣，用戶就不必為到底是哪只燈壽命終了或者是鎮(zhèn)流器損壞這樣的問(wèn)題而困擾。

從上面的應(yīng)用實(shí)例可知，KT120-H 系列熱敏電阻具有以下明顯優(yōu)點(diǎn)：
　　
1〕便于制造商簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，特別是為雙燈、多燈保護(hù)提供更加簡(jiǎn)便、可靠
2〕降低調(diào)試、組裝方面的煩瑣程度，有利于提高生產(chǎn)效率。
3〕具有良好、全面、穩(wěn)定的高、低溫性能。
4〕降低成本、節(jié)省PCB 空間。

該系列自恢復(fù)保險(xiǎn)絲可適用于各種國(guó)標(biāo)/非標(biāo)直管熒光燈、環(huán)形熒光燈和U 形燈等。