荧光灯电子镇流器中的串联电容器

电器工程 电容器 整流器 日光灯 电子镇流器
2022-01-14 06:37:11

最近我修理了一个损坏的线性 30W 荧光灯电子镇流器。现在它似乎按预期工作,但我不得不对其进行一些更改,我想问您是否发现由于这些更改而我可能遇到的任何隐藏问题。

这是图表。这不完全是我的图表,但非常相似,我希望在这里完全可用:电子镇流器

在左侧您可以看到电源(230VAC,1:1 变压器,二极管整流器)。看看这两个(红色)串联的电解电容器。我假设它们仅充电至 162 伏(Vpeak 为 325V,因此每个电容仅获得 162 伏)。原来的盖子额定为 15uF 250V,我需要更换其中一个。我无法以优惠的价格获得相同的产品,所以我只用 22 uF 250V 替换了其中一个。所以现在我有一个旧的 15uF 和一个新的 22uF。(我不能放两个 22uF,因为它们太大了。一个旧的小 15uF 和一个新的大 22uF 可以放在那里。)我的问题很简单:这是什么原因造成的?会不会有问题?

这些帽被许多二极管包围。我预计这些电容周围和之间的电位通常为-162V、0V、+162V。当我将其中一个替换为另一个时,我可能会将中心电位移出理想的零。这里重要吗?(电容器从来都不是 100% 理想的,所以我希望这里不需要理想的零电位。)我害怕我不明白这个奇怪的整流器是如何工作的。根据图表,在我看来,现在其中一个晶体管以较高的电压工作,而另一个以较低的电压工作。还是我错了?由于这些二极管,也许这两个电容器并联放电,所以它们是否完全相同并不重要。(两个晶体管的 Vpeak 均为 325V,但当电源电压下降时,晶体管由电容器供电,并且这些电容器中的每一个都可能具有不同的充电电压。这对我来说太复杂了......)

请注意,有两个奇怪的电容器而不是一个 400V 的原因可能只是空间。两个较小的 250V 电容可以装入有限的空间,一个大的 400V 电容不适合。这是真实的照片: 电子镇流器-实拍图

我的第二个问题:我还必须再做一个更改:每个晶体管发射极上的 0R5 电阻现在是 0R56。我害怕我不明白这是什么造成的,如果它是危险的变化与否。(同样,我无法获得与原件完全相同的电阻器。)

事实是镇流器现在似乎工作得很好,而且管子很好地发光。:-)

Epilog:我还是希望多亏了那些二极管,两个电解电容总是一起并联放电,所以实际上它们是否相同并不重要。

2个回答

当一月份被问到时,我一定错过了这个。
这是一个描述得很好的问题,Al 对他自己的部分问题的回答非常好。他随后删除了它,但希望它很快就会被取消删除。

我将首先解决核心问题,然后再回来讨论一些巧妙的电路方面。

问:所以现在我有一个旧的 15uF 和一个新的 22uF [串联]。……会有问题吗?

答:可能不会。
当您对两个串联电容器进行充电时,使相同的电流流过两个电容器时,就像这里发生的那样,较大的电容器将经历较小的电压上升。这将非常近似地与它们的电容成反比。这两个电容的标称值接近 (15/22 =~ 0.7) 电解电容值的变化范围可能比这更大(取决于规格)。较旧的电容器可能随着年龄的增长而失去一些电容。因此,充电完成时,较旧的小型电池可能会有更高的启动电压。这将抵消电容器电压中点。

但是,正如您在已删除的答案中正确指出的那样(请取消删除),当电容器放电时,它们将在二极管后面并联但 = t,因此电压稍高的电容器将首先开始放电,并且当输出电压下降到较低电压电容的电压第二个电容将无缝“加入”。这将对电容器纹波电流产生一些影响,较高的电压可能会对旧电容造成更大的压力,但总的来说它应该可以正常工作。可以说,与旧电容不同的新电容应该具有稍​​低的电容,以便承受更多的压力。但是应该没问题。

这是 Al 的放电过程图片。无论哪个电容器处于较高电压,都会先放电。

在此处输入图像描述


问:那些帽被很多二极管包围。我预计这些电容周围和之间的电位通常为-162V、0V、+162V。当我将其中一个替换为另一个时,我可能会将中心电位移出理想的零。这里重要吗?

答:如上。这是 Valley Fill 赛道的核心。上限充电至 ABOUT Vinpeak/2。一切都应该足够好了。


Q:请注意,有两个奇怪的电容而不是一个 400V 的原因可能只是空间问题。

答:没有。如上所述。这通过大大扩展输入二极管的导通周期来提供无源功率因数校正。它还在谷底期间提供半 Vin 峰值的 Vsupply。


问:每个晶体管发射极上的 0R5 电阻现在是 0R56。我不明白......如果这是危险的变化。

答:这没关系。发射极电阻是电流检测电阻,通过二极管 D1 D2 提供电压驱动以触发 SCR1,SCR1 通过 D3 终止电流开关半周期。我必须在这条赛道上花费更多时间才能了解所有细微差别,而且我很确定这不是 100% 正确的,但它可以很好地了解会发生什么。将电阻从 5R 增加到 5R6 会使它们两端的电压增加 5.6/5 ~= 12%,因此它们会导致电路在非常低的电流下关闭,从而导致亮度非常低。您不太可能在视觉上看到差异。

在此处输入图像描述


填谷电路:

填谷电路从一开始就是一个辉煌的黑魔法,它可以将惊人的功率因数校正到电阻负载中 - 恒定亮度的高频逆变器往往会提供。

与其继续赞美他们——这里有一些基本的和更聪明的版本的参考和一些讨论。如果您还没有遇到他们,那么值得自己熟悉。

IR(在市场领导者中) AN1074 - 新的填谷电路 - 用于低成本电子镇流器无源填谷的新电路,带有用于低总谐波失真和低波峰因数的附加控制电路- 改进了无源魔法。

+____________________________

一个非常聪明的电路,似乎比传统电路提供了可观的收益改进的填谷无源电流形状 - 1997

  • 原始填谷电流整形器允许输入电流从 30° 传导到 150°,然后从 210° 传导到 330°。由于 0° 到 30° 和 150° 到 210° 的不连续性,大量谐波被引入到输入电流波形中。本文介绍了一种改进的填谷电路,它将导通角扩展至接近 360°,从而降低了不需要的谐波并改善了电源线电流波形。使用无源组件进行了改进。SPICE 模拟将原始电路与电路的不同改进版本进行比较。这种新电路可实现 98% 的功率因数。

有用的 EDAboard 讨论

IEEE abstract - of interest]具有谷底开关技术的电路

再次使用谷底电荷泵的高功率因数校正电路用于低成本电子镇流器

有关的

目前还没有答案,所以我将把我的想法放在这里......

问题 2(电阻器):我从论坛外的一个人那里得到了一个提示,他们只是为了保护晶体管,它们值的 10% 变化应该不是问题。

问题 1(序列大写):这更复杂。

让我们标记二极管 D1-D4 和电容 C1-C4。(左侧为交流输入,绿色+ - 0为三个输出极。)

在此处输入图像描述

现在,当交流电压高于电容电压时,就会发生充电。看下一张图片:

在此处输入图像描述

D1 和 D2 现在断开,电流流过 C1-D3-D4-C2 并对电容充电。两种电解质永远不会完全相同,因此其中一种会更快地充满电。但我认为二极管 D3-D4 与 C3 和 C4 电容器一起确保中心电位始终位于中间,因此 C1 和 C2 永远不会充电到超过 160 伏。如果 C2 更小并且更早停止充电,则 C1 会尝试充电更多,但其负极电位不能低于 C3-C4 之间的电位。C2 也是如此,因此 C1 和 C2 都以相同的电压完成充电,尽管它们的容量不同。

当交流电压变低时,灯电路由灯头供电。看下一张图片: 在此处输入图像描述

D3+D4 因极性接反而断开,C1+C2 并联放电。如果 C2 较小且放电较快,则它会受到 D2 的保护,以免极性反转。(这同样适用于 C1 和 D1。)由于 C3 和 C4,中心极仍然保持其中心(零伏)电位。

总结:我真的不是交流和复杂电容二极管电路方面的专家。但我希望即使 C1 和 C2 的容量不同,这个特定电路也能正常运行。(只要它们没有过压等)我相信感谢那些二极管 D1-D4 和电容器 C3 和 C4,中心极总是在中间(零伏)。(当电路试图在对 C1 和 C2 充电时将中心极电压稳定到完美的中间点时,由于 C3 和 C4 的快速再充电并将它们的功率转移到 C1 和 C2,可能会出现一些不需要的纹波。)