【導(dǎo)讀】目前大多數(shù)廠商都沒(méi)有研發(fā)出具有EOL異常狀態(tài)保護(hù)的鎮(zhèn)流器芯片，或者有些芯片帶有EOL異常狀態(tài)保護(hù)也不是很完善，經(jīng)常會(huì)發(fā)生誤保護(hù)。本文列舉了一些電子鎮(zhèn)流器常見(jiàn)的異常狀態(tài)以及目前存在的電子鎮(zhèn)流器異常狀態(tài)保護(hù)方案。
在實(shí)際使用過(guò)程中部分電子鎮(zhèn)流器存在著故障率較高的缺點(diǎn)，產(chǎn)生上述問(wèn)題的主要原因之一是部分電子鎮(zhèn)流器制造商由于種種原因沒(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)流器隨燈管壽命的終結(jié)而報(bào)廢。
目前燈管的異常狀態(tài)保護(hù)雖然已經(jīng)引起了各大廠家的重視，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)里也增加了此條款，但是可惜的是各大半導(dǎo)體生產(chǎn)商卻并沒(méi)有及時(shí)研發(fā)出具有EOL異常狀態(tài)保護(hù)的鎮(zhèn)流器芯片，或者有些芯片帶有EOL異常狀態(tài)保護(hù)也不是很完善，經(jīng)常會(huì)發(fā)生誤保護(hù)。還有現(xiàn)在大部分的鎮(zhèn)流器還是用分立器件BiPolar三極管自激振蕩的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，此類鎮(zhèn)流器更是沒(méi)有帶EOL異常狀態(tài)保護(hù)。
電子鎮(zhèn)流器異常狀態(tài)
按照IEC 61347-2-3標(biāo)準(zhǔn)，異常狀態(tài)可以分有以下幾種：
a) 燈管或者其中一只燈管沒(méi)有正常連接
b) 由于兩個(gè)燈絲的其中一個(gè)陰極損壞，燈管不能正常啟動(dòng)
c) 燈管不能正常啟動(dòng)，由于燈管已經(jīng)到了壽終階段
d) 燈管雖然啟動(dòng)了，但是其中一個(gè)陰極呈現(xiàn)鎮(zhèn)流效應(yīng)
e) 起動(dòng)器開(kāi)關(guān)短路，或者有其他引起異常狀態(tài)的情況
同時(shí)規(guī)定電子鎮(zhèn)流器在當(dāng)燈管工作在異常或者故障狀態(tài)時(shí)不得發(fā)生安全性故障并能夠正常工作。上文提到的第三種異常狀態(tài)是典型的EOL狀態(tài)，它往往是由于燈管內(nèi)部的電子粉消耗完畢造成的，專業(yè)的燈管制造商可以提供這樣的燈管供測(cè)試。在燈管啟動(dòng)階段，如果燈管不能成功點(diǎn)火，諧振回路里會(huì)流過(guò)很高的電流，同時(shí)在燈管兩端會(huì)呈現(xiàn)危險(xiǎn)的高壓，尤其對(duì)于T5或者T4這樣的細(xì)燈管，電壓尤其高。這些大電流或者高電壓不僅會(huì)對(duì)燈管的基座，同時(shí)也會(huì)對(duì)更換燈管的操作人員構(gòu)成危險(xiǎn)。
上文提到的第四種情況指的是熒光燈管的整流效應(yīng)。整流效指在熒光燈壽終時(shí)，由于一個(gè)陰極燈絲損壞或者發(fā)射電子能力不足，引起燈的弧光電流在連續(xù)半周期中經(jīng)常不一致的效應(yīng)。燈管管徑的適當(dāng)變細(xì)，雖然使燈的光效得到一定程度的提高，但同時(shí)也造成了在燈管壽命后期發(fā)生局部整流效應(yīng)，使電子鎮(zhèn)流器因整流效應(yīng)所造成的超功率輸出能量集中在體積很小的燈的陰極上，陰極處會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，燈頭溫度上升使燈座受熱變形，甚至?xí)l(fā)生燈管管壁玻璃融化，造成燈管脫落而發(fā)生事故，更嚴(yán)重的會(huì)發(fā)生火災(zāi)。為此，鎮(zhèn)流器必須加整流效應(yīng)異常狀態(tài)保護(hù)。
還有一種情況是arcing保護(hù)，arcing會(huì)發(fā)生在接觸不良的地方，比如燈管內(nèi)部接觸不良，還有燈管和燈具接觸不良，這都會(huì)導(dǎo)致燈管或者燈具過(guò)熱，從而引起燈具燒毀或者火災(zāi)。由于arcing沒(méi)有包括在IEC 61347-2-3標(biāo)準(zhǔn)里面，本文暫不涉及到它。
為了模擬燈管壽命結(jié)束時(shí)效應(yīng)的試驗(yàn)，IEC 61347-2-3規(guī)定了三項(xiàng)試驗(yàn)：不對(duì)稱脈沖試驗(yàn)(17.2款);不對(duì)稱功率損耗試驗(yàn)(17.3款);斷開(kāi)燈絲試驗(yàn)(17.4款)。三項(xiàng)試驗(yàn)中的任一項(xiàng)均可用于證明電子鎮(zhèn)流器的合格性。在燈管壽命結(jié)束時(shí)，鎮(zhèn)流器在額定電源電壓的90%和110%之間任一電壓下不應(yīng)使燈頭過(guò)度發(fā)熱。鎮(zhèn)流器制造商可以依據(jù)電子鎮(zhèn)流器電路類型指定其中一項(xiàng)試驗(yàn)即可。
電子鎮(zhèn)流器異常狀態(tài)保護(hù)方案
目前，電子鎮(zhèn)流器的保護(hù)措施會(huì)有以下幾種：
1. 在交流電路輸入端串接一次性電流保險(xiǎn)絲。人們往往認(rèn)為在這個(gè)位置上串接電流保險(xiǎn)絲會(huì)起到過(guò)流或異常狀態(tài)的保護(hù)；然而實(shí)際上這樣的保護(hù)方式一般不會(huì)在燈絲去激活等異常條件下提供保護(hù)，它往往在開(kāi)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. 在諧振輸出回路上采用以可控硅、雙極型晶體管為核心的保護(hù)電路。這種電子線路保護(hù)方式存在著以下一些缺點(diǎn)，首先它容易發(fā)生誤保護(hù)，其次這種保護(hù)方式還存在占用PCB 空間較大的缺點(diǎn)，這在一些板子集成空間很小的場(chǎng)合比如支架燈或者緊湊型熒光燈尤其明顯。
3. 筆者也曾經(jīng)使用過(guò)用過(guò)功率保護(hù)（over power protection）的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)異常狀態(tài)的保護(hù)，其實(shí)更加確切的說(shuō)，這種保護(hù)方法起初是針對(duì)上文講的arcing保護(hù)的，但是現(xiàn)在也有些廠家用來(lái)實(shí)現(xiàn)異常狀態(tài)保護(hù)，但是它受限于arcing檢測(cè)的速度，在一些需要非常快速的arcing檢測(cè)電路里就不合適了，所以這種過(guò)功率保護(hù)方法在一定程度上并不能很有效的防止燈絲的過(guò)熱。
4. 在諧振回路中和諧振電容串接TE的自恢復(fù)高分子PPTC 熱敏電阻來(lái)實(shí)現(xiàn)異常狀態(tài)保護(hù)。它的工作原理是當(dāng)燈管正常時(shí)，電子鎮(zhèn)流器接通電源后，電感、電容和PPTC熱敏電阻組成的串聯(lián)諧振電路使熒光燈正常啟動(dòng)工作，這時(shí)PPTC的低電阻不會(huì)影響諧振回路。如果燈管因燈絲老化或漏氣等原因去激活而發(fā)生異常狀態(tài)時(shí)，PPTC熱敏電阻便會(huì)在數(shù)秒鐘內(nèi)動(dòng)作(比如在IEC 61347-2-3規(guī)定，除了鎮(zhèn)流效應(yīng)之外的保護(hù)要在5S之內(nèi)，鎮(zhèn)流效應(yīng)保護(hù)應(yīng)該在30S之內(nèi))，使得PPTC的電阻呈現(xiàn)幾何級(jí)的增大，迫使LC串聯(lián)諧振電路停振或者增加工作頻率以降低故障電流，同時(shí)切斷高壓，保護(hù)了鎮(zhèn)流器，同時(shí)鎮(zhèn)流器在恢復(fù)正常狀態(tài)時(shí)又可以工作。所以用PPTC來(lái)實(shí)現(xiàn)異常狀態(tài)保護(hù)可以大大的節(jié)省了客戶設(shè)計(jì)的時(shí)間以及節(jié)省客戶寶貴的PCB空間。
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