荧光灯电子镇流器中的串联电容器


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最近,我修理了一个损坏的线性30W荧光灯电子镇流器。现在它似乎正在按预期工作,但是我必须对其进行一些更改,我想问一下您是否发现由于这些更改而导致的任何隐藏问题。

这是图表。它不完全是我的图,但是非常相似,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)。查看串联的两个(红色)电解电容器。我假设它们仅被充电至162伏(Vpeak为325V,因此每个电容仅获得162 V)。原始电容的额定值为15uF 250V,我需要更换其中一个。我无法以高价获得相同的产品,因此只用22 uF 250V替换了其中一个。因此,现在我有一个旧的15uF和一个新的22uF。(我不能在其中放两个22uF,因为它们太大了。一个旧的小15uF和一个新的较大的22uF可以放在那里。)我的问题很简单:这是什么原因引起的?会有问题吗?

那些帽子周围有很多二极管。我希望通常在这些电容之间及其附近的电位为-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从理想零值移出了。这有关系吗?(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。)我很不明白这个奇怪的整流器是如何工作的。根据该图,在我看来,现在其中一个晶体管在较高的电压下工作,而另一个晶体管在较低的电压下工作。还是我错了?也许由于这两个二极管使这两个电容器并联放电,所以它们是否绝对相同并不重要。(两个晶体管上的Vpeak均为325V,但是当电源电压下降时,晶体管由电容器供电,这些电容器中的每个电容器可能都有不同的充电电压。这太让我困惑了...)

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电容器可以装在有限的空间内,而一个较大的400V电容器则不能装在那儿。这是真实的照片: 电子镇流器-真实照片

我的第二个问题:我还必须作一个更改:每个晶体管的发射极上的0R5电阻现在为0R56。我很害怕,无论是否发生危险的更改,我都不了解由此引起的后果。(同样,我无法获得与原始电阻完全相同的电阻。)

事实是镇流器现在似乎可以正常工作,并且电子管很好地发光。:-)

Epilog:我仍然希望,由于有了这些二极管,两个电解电容始终可以并行放电,因此,实际上它们是否是相同类型并不重要。


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人们应该投票否决@Al Kepp的答案-从零开始满足这一要求的某人接近辉煌。他已经正确地分析和描述了荧光灯中经典“ Valley Fill Cicruit”的操作。我将在答案中对此进行更详细的介绍,但是他的回答非常好。VFC通过将电容器的充电峰值分布在市电周期的很大一部分上来充当无源功率因数校正器,并且与直桥和电容器相比,它还提供了更一致的直流输出。
罗素·麦克马洪

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本质上,谷值填充电路会在Vin波形峰峰值附近为两个(或多个)串联电容器充电,然后在Vin下降时使它们并联放电-因此,当Vload通常为>> Vin。一个聪明的概念和Al的分析是很好的,除了对不相等的上限进行系列充电的次要观点。
罗素·麦克马洪

Answers:


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一月份被问到时,我一定错过了。
这是一个很好描述的问题,Al对自己的部分问题的回答非常好。他随后删除了它,但希望它将很快被删除。

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。
当您对两个电容器进行串联充电,以使相同的电流流过这两个电容器时(如此处所示),较大的电容器将经历较小的电压上升。这将与它们的电容成反比。这两个电容器的标称值接近(15/22 =〜0.7)。电解电容器的值变化范围可能更大(取决于规格)。随着年龄的增长,较旧的电容器可能会损失一些电容。因此,较旧的小电池可能会在充电完成时启动更高的电压。这将补偿电容器电压的中点。

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bu = t电,这样电压稍高的电容器将首先开始放电,并且当输出电压降至较低的电压帽的电压将无缝地“加入”第二个电容。这将对电容器的纹波电流产生一定的影响,较高的电压可能会对旧的电容施加更大的压力,但总的来说应该可以。可以说,与旧电容不同的新电容应具有较低的电容,以便承受更大的压力。但是应该没问题。

这是Al对放电过程的描述。无论哪个电容器处于较高电压,都将首先放电。

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问:那些电容周围有很多二极管。我希望通常在这些电容之间及其附近的电势为-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从理想零值移出了。这有关系吗?

答:如上所述。这是Valley Fill赛道的心脏。上限为ABOUT Vinpeak / 2。一切都应该足够好。


问:请注意,为什么要使用两个奇怪的电容器而不是一个400V电容器,原因可能仅仅是空间。

答:不可以。通过大大扩展输入二极管的导通周期,可以提供无源功率因数校正。在谷值时段,它还在半峰Vin处提供Vsupply。


问:每个晶体管的发射极上的0R5电阻现在为0R56。我不明白...是否是危险的更改。

答:可以。发射极电阻器是电流感测电阻器,其通过二极管D1 D2提供电压驱动以触发SCR1,SCR1通过D3终止电流切换半周期。我必须在此电路上花费更多的时间来获得所有细微差别,我敢肯定这不是100%正确的,但是它可以很好地说明发生了什么。将电阻从5R增加到5R6会使它们两端的电压增加5.6 / 5〜= 12%,因此它们将导致电路在非常低的电流下关闭,从而导致非常低的亮度。您将不太可能在视觉上看到差异。

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山谷填充线路:

山谷填充电路从一开始就是一块灿烂的黑魔法,它可以将出众的功率因数校正成电阻性负载-恒定亮度的高频逆变器往往会提供这种电阻性负载。

而不是继续赞美他们-这里有一些对基本版本和更聪明版本的引用以及一些讨论。如果您还没有遇到他们,他们很值得相识。

红外技术(市场领导者中的佼佼者)AN1074-新的谷底填充电路- 低成本电子镇流器无源谷底填充电路,带有附加控制电路的低总谐波失真和低波峰因数 -改进了无源魔术。

+ ____________________________

一个非常聪明的电路,似乎比传统电路可提供很多收益。改进的山谷填充无源电流形状-1997

  • 原始的谷值电流整形器允许输入电流从30°到150°,然后从210°到330°传导。由于从0°到30°和从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型的谷值填充电路,该电路将导通角扩展到接近360°,从而降低了有害的谐波并改善了电源线电流波形。无源组件得到了改进。SPICE仿真将原始电路与电路的不同改进版本进行了比较。这种新电路可实现98%的功率因数。

有用的EDAboard讨论

IEEE摘要-有兴趣的人] 具有谷底开关技术的电路

再次,使用谷值电荷泵对低成本电子镇流器进行高功率因数校正电路

有关



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到目前为止还没有答案,所以我要把我的想法放在这里...

问题2(电阻器):我在论坛外看到一个人的暗示,他们只是为了保护晶体管,其值的10%的变化不成问题。

问题1(序列上限):这更复杂。

让我们标记二极管D1-D4和电容C1-C4。(交流输入在左侧,绿色+-0是三个输出极。)

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现在,当AC电压高于电容的电压时,就会发生充电。见下图:

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D1和D2现在断开,电流流过C1-D3-D4-C2并为电容充电。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。但是我认为二极管D3-D4以及C3和C4电容确保中心电势始终处于中间,因此C1和C2永远不会充电到超过160伏。如果C2较小且较早停止充电,则C1然后尝试充电更多,但其负极电势不能低于C3-C4之间的电势。C2同样适用,因此C1和C2均以相同的电压完成充电,尽管它们的容量不同。

当交流电压降至较低值时,则由灯头为灯电路供电。见下图: 在此处输入图片说明

现在,D3 + D4由于极性相反而断开,并且C1 + C2并联放电。如果C2较小且放电较早,则D2保护它免受极性反转的影响。(C1和D1同样。)由于C3和C4,中心极仍保持其中心(零伏)电势。

简介:我真的不是AC和复杂的电容二极管电路的专家。但是我希望即使C1和C2的容量不同,该特定电路也能正常工作。(只要它们没有过电压等),我相信,感谢那些二极管D1-D4以及电容器C3和C4,中心极始终处于中间位置(零伏)。(当C3和C4快速充电并在为C1和C2充电时试图将中心极电压稳定在理想的中间点时,由于C3和C4的快速充电以及将其功率转移到C1和C2,可能会产生一些不想要的波动。)

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