电磁感应无极灯照明系统的研究与设计

摘要

本文研究了高频电子镇流器-无电极荧光灯照明系统的理论和应用。基于双磁环电感耦合无电极荧光灯的基本物理特性以及镇流器-无极灯系统的运行特性，对某些关键模块进行了深入的理论分析，提出了一种全新的适用于双磁环电感耦合无电极荧光灯电子镇流器谐振电路的设计方法，并在这些理论和方法的指导下开发处了适用于OSRAM 120W双磁环电感耦合无电极荧光灯Endura的高频电子镇流器实验样机。 无电极荧光灯是在上世纪90年代才被开发出来的新型产品，本文先对无极灯的工作原理和发展历程做了介绍和回顾，然后介绍了照明行业各大公司推出的各具特色的无极灯的特点和物理结构，接下来又简要回顾了高频电子镇流器的发展历程。本文为双磁环电感耦合无极灯和高频电子镇流器组成的照明系统建立了便于分析的模型，使用Orcad/Pspice仿真软件对所建立的模型进行了仿真和验证，并着重对照明系统的稳态模型和动态模型进行了仿真，证明了所建模型的科学性和实用性，为后面更深入的理论分析奠定了基础并提供了可靠的依据。 本文对所建无极灯-电子镇流器照明系统模型和普通有电极荧光灯-电子镇流器模型进行了详细的比较，在比较过程中对模型进行了深入的理论分析，并在这些理论基础上提出了一种全新的适用于双磁环电感耦合式无极灯的电子镇流器的设计方法。 最后又在前面所提出的方法的指导下开发了一款适用于120W双磁环电感耦合无电极荧光灯Endura的高频电子镇流器实验样机，给出了部分电路图并定性及定量分析了电路工作原理，详细阐述了样机设计过程。包括有源功率因数校正、半桥谐振电路、驱动电路及异常保护电路等模块的设计。实验证明该实验样机可以和OSRAM公司出品的120W双磁环电感耦合式无极灯Endura良好的匹配，但样机目前无法通过FCC电磁兼容标准，还处在实验室研发阶段，但所取得的成果对推进无电极荧光灯的应用及无极灯电子镇流器的开发具有重要意义。