电子节能灯与电子镇流器设计与制造PDF电子书下载

第一章 概论 1

第一节 我国照明行业的发展概况 1

第二节 各类照明光源 3

一、卤钨灯 3

二、荧光灯 4

三、高压钠灯 5

四、金属卤化物灯 6

五、白色发光二极管（LED） 7

第三节 电子镇流器 7

一、电子镇流器的组成 8

二、电子镇流器的优点 8

第四节 电子节能灯和电子镇流器中的一些常用术语 9

第二章 荧光灯管的特性 13

第一节 荧光灯的结构及其工作原理 13

一、荧光灯的结构 13

二、荧光灯中所用的荧光粉 14

第二节 荧光灯的制造工艺 15

第三节 气体放电机理 17

一、气体放电的伏安特性 17

二、荧光灯的伏安特性 18

三、电感镇流器的工作原理 19

四、用电子镇流器驱动荧光灯管 20

第四节 单端荧光灯 21

一、单端荧光灯的型号 21

二、荧光灯管的主要参数 22

第五节 双端荧光灯 24

一、双端荧光灯的种类 24

二、双端荧光灯的型号 25

三、灯的外形及灯头型号 25

四、灯的外形尺寸及其电参数 25

第六节 自镇流荧光灯的主要参数 27

一、自镇流荧光灯型号的编写规则 27

二、国家标准GB/T 17263—2002对自镇流荧光灯的要求 28

三、欧洲共同体对紧凑型荧光灯的质量法规 31

四、美国能源之星对紧凑型荧光灯的性能要求 32

第七节 光源的色表、显色性和色温 33

第三章 紧凑型荧光灯及电子镇流器的基本电路 35

第一节 电子镇流器电路的基本组成 35

第二节 半桥逆变电路及其工作原理 37

一、EMI滤波电路及整流、平滑滤波电路 38

二、半桥逆变电路的工作原理 39

三、电容C4的续流作用 41

第三节 半桥逆变电路的瞬态分析 43

一、负载为小功率、粗管径灯管时半桥逆变电路的瞬态分析和工作频率的计算 43

二、考虑启动电容时半桥逆变电路的瞬态分析 47

三、上述数学分析的结论 51

四、影响镇流器工作频率的一些因素 53

第四节 半桥逆变电路的其他形式 53

一、半桥逆变电路变异形式之一 54

二、半桥逆变电路变异形式之二 54

三、半桥逆变电路变异形式之三 55

四、半桥逆变电路变异形式之四 56

第五节 低功率因数自镇流荧光灯可靠性的判断 57

一、用电子镇流器综合性能测试仪测量节能灯的输入／输出特性 57

二、根据发射极或集电极电流波形对电路参数进行调试 58

三、在恒温箱中观察节能灯的功率随时间、频率随电压变化情况 59

四、在灯筒内长时间连续点燃被试节能灯 60

五、开关试验 60

第六节 回扫式逆变电路 61

一、电路的工作原理 61

二、电路的元器件参数 63

第七节 推挽式逆变电路 63

一、电路的工作原理 63

二、应用电路举例 64

第八节 自振荡IC芯片 64

一、用磁环变压器的半桥逆变电路的缺点 65

二、紧凑型荧光灯常用的IC驱动芯片 65

第九节 高压自振荡驱动芯片IR2153 65

一、IR2153的结构框图及引脚功能 66

二、IC的定时振荡器 67

三、IR2153的性能 67

四、用IR2153组成的电子镇流器电路 68

五、厚膜电路IR5×H 70

六、厚膜电路IR5×H应用举例 71

第十节 高压自振荡驱动芯片L6569 73

一、L6569的特点 73

二、用L6569组成一体化节能灯或电子镇流器 73

第十一节 紧凑型荧光灯专用芯片UBA2024 74

一、UBA2024的结构框图 75

二、UBA2024的工作说明 75

三、UBA2024应用电路中元器件参数举例 78

第十二节 紧凑型荧光灯专用芯片FAN7710 78

一、FAN7710的主要特点 78

二、FAN7710的引脚功能 79

三、FAN7710的应用电路及其工作分析 79

第四章 电子镇流器及节能灯中常用的无源器件及材料 83

第一节 电阻 83

一、电阻的结构 83

二、电阻的性能参数 84

第二节 电容器 87

一、电容器的分类 87

二、电容器的主要性能参数 88

三、电容器性能参数的表示方法 89

四、各类薄膜电容器性能的比较及其应用场合 90

五、电磁干扰抑制电容器（安规电容器） 91

第三节 电解电容器 93

一、电解电容器的结构 93

二、电解电容器的性能参数 93

三、电解电容器允许承受的纹波电流 94

四、电解电容器的质量判别方法 96

五、使用电解电容器时应注意的事项 97

第四节 磁性元件 98

一、锰锌铁氧体及其性能参数 98

二、初始磁导率、有效磁导率、电感因数、线圈匝数的计算 98

三、饱和磁通密度、磁芯中磁感应强度的计算 102

四、居里温度 108

五、磁性材料的功率损耗 108

六、磁芯的最高安匝数 112

七、电子镇流器中磁性材料的选用 113

第五节 电磁线 116

一、电磁线的种类 116

二、导线的线规（Wire Gauge） 118

三、电感线圈线径的选择、镇流器线圈的计算举例 120

四、集肤效应对线径选择的影响 123

第六节 保险丝 124

一、保险丝的形状及熔体结构 124

二、保险丝的性能参数 125

第七节 印制电路板 129

一、有关印制电路板的一些术语 129

二、常规的印制电路板基板材料 129

三、印制电路板版图的设计 131

四、印制电路板成品的检验 132

第五章 电子节能灯及镇流器中所用的二极管及三极管 135

第一节 半导体二极管的特性和参数 135

一、二极管的伏安特性 135

二、整流二极管的主要参数 136

第二节 二极管的动态开关特性 138

一、二极管从正向导通到反向截止的反向恢复时间 138

二、反向恢复时间的测量 139

三、反向恢复时间的产生原因——电荷存储效应 139

第三节 双极型三极管的开关特性 142

一、三极管的三个工作区域 142

二、双极型三极管的开关时间 143

三、减小开关参数影响的方法 144

第四节 双极型三极管的开关损耗 146

一、三极管功率损耗的计算 146

二、减少三极管开关损耗和发热的措施 148

第五节 双极型三极管的安全工作区 150

一、功率三极管的安全工作区 150

二、二次击穿（S/B）现象 150

第六节 半桥逆变电路中冷爆现象的分析及三极管参数的选择依据 152

一、三极管的工作状态及冷爆现象的分析 152

二、双极型三极管参数的选择 154

第七节 高频高增益的双极型器件（H2BIP） 156

一、有源抗饱和电路 156

二、美国H2BIP管子的性能参数 157

三、用H2BIP型三极管组成的电子镇流器 157

第八节 MOS场效应功率开关管 159

一、MOS场效应管的结构 159

二、MOS场效应管的静态特性 159

三、MOS场效应管的动态特性 161

四、MOS场效应管的型号举例 162

五、MOS场效应管的安全工作区 163

六、MOS场效应管的驱动 164

七、MOS场效应管的并联使用 166

八、对MOS场效应管的保护措施 166

九、MOS场效应管与双极型器件（BJT）的比较 167

十、功率MOS场效应管的最新进展 168

第九节 绝缘栅双极型晶体管（IGBT） 169

一、IGBT的结构及工作原理 169

二、IGBT的静态特性 171

三、IGBT的开关特性 172

四、IGBT的开关损耗特性 172

五、IGBT的驱动 173

第六章 电子节能灯和镇流器的输入特性及减小输入电流谐波的方法 175

第一节 电子节能灯和镇流器输入电流的谐波 175

第二节 电子节能灯和镇流器输入电流的谐波含量及其表示方法 176

一、输入电流的谐波含量的表示方法 176

二、电流谐波的危害 177

第三节 电子节能灯和镇流器的线路功率因数 178

一、线性系统的功率因数 178

二、非线性负载的功率因数 179

第四节 功率因数的无源校正 182

第五节 逐流电路 183

第六节 双向自供辅助电源式PFC电路（双泵电路） 185

一、双泵电路的工作原理 185

二、双泵电路的两种改进形式 187

第七节 感性负载电流谐波抑制电路 189

第八节 高频泵电路 190

一、高频泵电路的工作原理 191

二、采用高频泵电路的36W电子镇流器 192

三、高频泵电路的缺点 193

第九节 用分立组件组成的有源谐波抑制电路 193

一、有源谐波抑制的PFC电路原理图 194

二、图6-15所示有源谐波抑制电路的实用电路 195

三、用半桥驱动IC芯片IR2153组成的PFC电路 197

四、图6-20所示电路的改进电路 198

第七章 电子镇流器的有源功率因数校正电路 201

第一节 APFC电路的工作原理 201

一、APFC电路的基本类型 201

二、升压型APFC电路的工作原理 202

三、APFC电路中开关频率fsw的表达式及其与升压电感L的关系 203

四、APFC控制器的相关波形 205

第二节 峰值电流控制APFC控制器IC KA7526 207

一、KA7526芯片的特点 208

二、KA7526的结构框图及各引脚功能 208

三、KA7526的工作原理 209

四、应用电路举例 213

五、元器件参数选择依据 214

第三节 峰值电流控制APFC控制器L6561/L6562 217

一、L6561/L6562的结构框图 217

二、用L6562组成的APFC电路 218

三、APFC电路参数计算 220

四、用L6561组成的2×20W、2×40W一拖二电子镇流器 222

五、使用APFC IC的一些经验 225

六、APFC电路的EMI滤波电路 226

第四节 其他有代表性的峰值电流控制APFC控制器 226

一、APFC控制器MC33262/MC34262 227

二、APFC控制器MC33232 231

三、APFC控制器MC33368 232

四、APFC控制器FAN7527 235

五、过渡模式（TM）APFC控制器的最新进展 236

第五节 固定开通时间零电流开关（ZCS）升压式APFC控制器 237

一、固定开通时间零电流开关APFC控制器的结构框图和工作原理 237

二、固定开通时间零电流开关APFC控制器UC1852/UC2852/UC3852 239

三、固定开通时间APFC控制器FAN7528/FAN7529/FAN7530 243

四、临界导通模式APFC电路的优缺点 245

五、常用的开通时间不变的APFC芯片 246

第六节 固定开关频率平均电流型APFC控制器 246

一、固定频率平均电流型APFC控制器组成框图 247

二、增益调制器的输入 247

三、开关管占空比的控制、前（后）沿调制 249

第七节 固定频率、平均电流型APFC控制器UC3854、UCC1817/18、UCC2817/18、UCC3817/18 250

一、固定频率、平均电流型APFC控制器UC3854 250

二、固定频率、平均电流型APFC控制器UCC3817/18、UCC2817/18、UCC1817/18 252

第八节 固定频率、平均电流型、连续导通模式APFC控制器FAN4810、ML4821、IR1150 257

一、固定频率、平均电流型、连续导通模式APFC控制器FAN4810 257

二、固定频率、平均电流型、连续导通模式APFC控制器ML4821 262

三、固定频率、平均电流型、连续导通模式APFC控制器IR1150 266

四、各种固定频率、平均电流型、连续导通模式APFC控制器芯片 267

五、分析和阅读固定频率、平均电流型、连续导通模式APFC控制器电路图的方法 268

第八章 荧光灯的启动要求及预热启动 269

第一节 荧光灯的启动要求 269

第二节 荧光灯的预热启动 270

一、日光灯的启动 270

二、荧光灯的预热方式 271

第三节 热敏电阻 272

一、PTC热敏电阻的特性 272

二、PTC热敏电阻的参数 272

三、NTC热敏电阻 273

第四节 荧光灯用PTC热敏电阻的预热启动 274

一、由PTC热敏电阻组成的灯丝预热电路 274

二、PTC热敏电阻在灯丝预热电路中的正确选用 274

第五节 荧光灯的无功耗预热启动 276

一、将PTC热敏电阻与触发二极管串联 276

二、将PTC热敏电阻与压敏电阻串联 276

三、通过继电器将PTC热敏电阻关断 277

四、用变频法预热启动 277

第九章 电子镇流器的保护电路 279

第一节 过电流保护 279

第二节 过电压保护及压敏电阻的选用 280

一、压敏电阻的特性 280

二、压敏电阻对过电压的保护原理 281

三、压敏电阻的参数 282

四、压敏电阻的命名方法 283

五、压敏电阻在电子镇流器中的应用 284

第三节 电子镇流器的异常状态保护 284

一、异常状态 285

二、对异常状态保护电路的要求 285

第四节 电子镇流器的异常状态保护电路 285

一、异常状态保护电路之一 286

二、异常状态保护电路之二 287

三、异常状态保护电路之三 287

四、异常状态保护电路之四 290

五、异常状态保护电路之五 291

六、采用可恢复的过电流保护元件——聚合物开关（PolysWitch） 291

七、IC中的异常状态保护 292

第十章 电子镇流器控制器IC 295

第一节 概述 295

第二节 自振荡镇流器控制器IR2520D 297

一、IR2520D的结构框图及各引脚功能 297

二、电路功能说明 299

三、适应不同灯管的设计步骤 303

四、电路的调整 303

第三节 自振荡镇流器控制器IR2157/IR21571 304

一、IR2157的结构框图及各引脚功能 305

二、IR2157的预热启动 307

三、IR2157的各种保护功能及自动再启动 310

四、IR2157的低压电源——自举电源 315

五、电源去耦旁路电容、地线在PCB布线时的一些规则 315

六、IR2157应用举例 316

七、IR21571与IR2157的区别 317

第四节 具有调光功能的IR2159/IR21591、IR21592/IR21593 317

一、IR21592/IR21593的结构框图及引脚功能 317

二、实现调光功能的方法 318

三、IR21592/IR21593的调光功能 321

四、对触发启辉电流的限制 323

五、用IR21592/IR21593组成的36W调光电路 324

第五节 自振荡镇流器控制器UBA2021 326

一、UBA2021的结构框图 327

二、用UBA2021组成的紧凑型荧光灯 327

三、用UBA2021组成的58W荧光灯管的电子镇流器 332

四、UBA2021的外接保护电路 332

五、电子镇流器控制芯片UBA2014 332

第六节 高压自振荡镇流器控制器L6574 337

一、L6574的结构框图及各引脚功能 337

二、L6574各部分的作用 339

三、L6574的应用电路 342

第七节 电子镇流器控制器KA7541、FAN7544及KA7543 345

一、电子镇流器控制器KA7541 345

二、电子镇流器控制器FAN7544 352

三、具有反馈调光功能的镇流器控制器KA7543 355

第八节 镇流器控制器MC33157 362

一、MC33157的特点 362

二、MC33157的简化结构框图及各引脚功能 362

三、电路各部分功能的说明 364

四、用MC33157组成的2×55W灯管镇流器电路 370

第九节 APFC及电子调光镇流器控制器ML4833 373

一、ML4833的主要特点 374

二、ML4833的结构框图及引脚功能 374

三、ML4833功率因数校正部分的功能 375

四、ML4833镇流器控制驱动部分的功能 376

五、ML4833的典型应用电路 380

第十节 PFC及电子镇流器控制器IR2166 381

一、IR2166的特点 382

二、IR2166的结构框图及各引脚功能 382

三、IR2166镇流器控制与驱动部分的功能 382

四、IR2166功率因数校正部分的功能 385

五、IR2166的应用电路 387

第十一节 由低压电源供电的推挽（调光）电路 389

一、用IR2156组成的低压非调光电路 389

二、用IR21592组成的调光电路中外接元件参数的选用 391

三、低压线路中PCB走线的考虑 393

四、升压变压器的设计 393

五、输出电感的设计 394

第十二节 冷阴极荧光灯电子镇流器 395

一、冷阴极荧光灯（CCFL）的特点 395

二、UBA2071/UBA2071A的结构框图和主要性能特点 395

三、UBA2071/UBA2071A各部分的功能说明 397

四、UBA2071的应用电路 405

第十三节 卤钨灯用电子变压器 407

一、IR2161的特点 407

二、用IR2161组成的卤钨灯的电子变压器 407

三、用IR2161组成的电子变压器的设计 412

四、电子变压器的开路保护 413

第十四节 高强度气体放电（HID）灯电子镇流器 414

一、HID灯及其电子镇流器的特点 414

二、UBA2030T的性能及特点 415

三、UBA2030T的功能说明 416

四、UBA2030T的应用电路 416

五、HID灯在汽车前灯中的应用 417

第十一章 电子节能灯和电子镇流器的流水线生产及产品的安全认证 419

第一节 元器件的检验与筛选 419

一、二极管 419

二、电解电容器 419

三、薄膜电容器 420

四、电阻 420

五、开关三极管 420

六、磁性材料 421

七、节能灯的塑料外壳 421

第二节 电子节能灯和电子镇流器的流水线生产 422

一、电子节能灯和电子镇流器的流水线生产流程 422

二、在波峰焊接时应注意的事项 424

三、对补焊中焊接质量的要求 425

四、测试、老化、检验中应注意的事项 426

第三节 电子镇流器新产品研发的过程控制 426

一、开发项目的来源 426

二、新产品试制的四个阶段 427

第四节 有关电子节能灯和电子镇流器的国家标准 428

一、荧光灯系列 429

二、电子镇流器系列 429

三、关于能效标准 430

四、管形荧光灯镇流器节能产品认证的实施规则和过程 430

第五节 电子节能灯和电子镇流器的安全认证 431

一、有关安全认证的要求 431

二、我国的3C认证以及如何申请3C认证 432

第六节 关于电子节能灯和电子镇流器的电磁兼容问题 434

一、电子节能灯和电子镇流器中的电磁干扰源 434

二、电磁干扰中传导干扰的两种形式及其判别方法 435

三、消除和减小电子镇流器中传导干扰的方法 436

四、无源滤波电路的类型和作用 437

五、差模滤波器及共模滤波器在EMC测试的各个频段的作用 439

第七节 电子节能灯的UL安全认证 444

一、如何选择认证机构 444

二、如何申请认证 445

三、工厂现场审查 447

四、跟进服务 447

参考文献 449