中心議題：

• 電子鎮(zhèn)流器的局部整流效應產生機理及現(xiàn)狀
• 電子鎮(zhèn)流器的局部整流效應保護電路的工作原理

解決方案：

• 利用變壓器實現(xiàn)電子鎮(zhèn)流器的局部整流效應保護功能設計

1   引言

現(xiàn)有電子鎮(zhèn)流器的異常情況有下列五種狀態(tài)，分別為：燈不接入狀態(tài)；燈的一個陰極損壞使燈處于不能啟動的狀態(tài)；燈的陰極完好，但不能啟動狀態(tài)（去激活狀態(tài)）；啟動器開關短路狀態(tài)；燈尚能工作，但燈的2個陰極中有一個已去激活或損壞。

在現(xiàn)階段，一般電子鎮(zhèn)流器都已具有異常狀態(tài)保護電路，從而避免了燈和鎮(zhèn)流器各種安全故障的產生。上述前四種異常狀態(tài)都能很好的解決。

而第五種異常狀態(tài)就是IEC61347-2-3標準最新版的內容，即所謂的局部整流效應。電子鎮(zhèn)流器因局部整流效應所造成的超功率輸出能量，有很大部分會使燈的陰極燈絲以及喇叭狀玻璃燒壞，燈頭溫升上升使燈座軟化變形，嚴重時甚至會發(fā)生燈的玻管壁因驟熱而發(fā)生開裂。上述兩種現(xiàn)象都可能使燈管跌落發(fā)生傷人的現(xiàn)象，解決局部整流效應尤為急迫。

2   局部整流效應的產生機理及現(xiàn)狀

局部整流效應的產生機理是：當燈的壽命將終止時，往往某一陰極的電子發(fā)射量不足，而另一個陰極則還處于正常狀態(tài)，有一個燈電流從開始出現(xiàn)不對稱發(fā)展到最后只有半波電流的發(fā)展過程。這種局部整流效應按標準的要求，可根據電子鎮(zhèn)流器不同的電原理圖以及與燈配合所表現(xiàn)的局部整流效應的現(xiàn)象，用下述三種方法中適用的一個方法來檢驗其合格性。試驗方法詳見IEC61347-2-3。

⑴不對稱脈沖試驗。模擬燈一會兒產生不對稱弧光放電，一會兒產生半波弧光放電和（或）半波輝光放電的現(xiàn)象。
⑵不對稱功率試驗。模擬連續(xù)放電緩慢地產生局部整流效應的現(xiàn)象。
⑶燈絲開路試驗。

解決局部整流效應的難處，就是對局部整流效應故障的可靠檢測。在局部整流效應發(fā)展過程中，燈電流中的波動直流分量所造成的電子鎮(zhèn)流器超載現(xiàn)象，不足以使電子鎮(zhèn)流器內的保護電路動作。電子鎮(zhèn)流器內的保護電路如果靈敏度太高，一般會使燈在低溫啟動時尚未能啟動就轉入保護狀態(tài)，使燈不能轉入正常工作。同時，由于電子鎮(zhèn)流器設計和制造技術的進步，要求電子鎮(zhèn)流器有較好超負載的能力，這就讓局部整流效應解決起來很是困難。

現(xiàn)有的解決方案無非是檢測輸出電壓峰值的變化，或者檢測輸出電感上電流的變化，進行控制保護回路。這樣設計出來的產品保護性能一致性很差，受不同型號燈管的影響也很大，無法可靠解決局部整流效應。

3    局部整流效應保護電路的工作原理

3.1 理論依據
圖1所示的是共模電感的濾波電路，Tr2a和Tr2b就是共模電感L的兩個線圈。這兩個線圈繞在同一磁芯上，匝數(shù)和相位都相同。這樣，當電路中流過電流ia和ib的大小相同、方向相反時，電流在同相位繞制的電感線圈中產生反向的磁場而相互抵消，磁芯中沒有交變的磁通量產生。                                    

圖1共模濾波電路

[page]
基于此考慮，在共模電感上增加一個線圈Trc，形成一個采樣變壓器的次級（如圖2所示），初級為Tr2a和Tr2b，當流過初級Tr2a和Tr2b的電流ia和ib的大小相同、方向相反時，磁芯中沒有交變的磁通量產生，Tr2c上沒有感應電壓，換句話說，采樣線圈Tr2c檢測不到電信號。

圖2 采樣變壓器

3.2 局部整流效應保護電路
基于上述理論所設計的具有局部整流效應保護功能的電子鎮(zhèn)流器原理圖如圖3所示。變壓器Tr2實現(xiàn)對異常信號的檢測，共有三個繞組Tr2a、Tr2b和Tr2c。變壓器Tr1對燈管兩側的燈絲供電、起到燈絲預熱的效果，共有三個繞組Tr1a、Tr1b、Tr1c；Tr1b、Tr1c為匝數(shù)完全相同的兩個次級繞組。變壓器Tr2的兩個初級繞組Tr2b、Tr2c分別串聯(lián)在熒光燈燈管兩端的供電回路中，變壓器Tr2的次級繞組Tr2c的一端與整流電路的一端連接，另一端接地。所述整流電路的另一端與保護電路的啟動信號輸入端連接。

對于電路的節(jié)點A，可列方程式（1）；對于電路的節(jié)點B，可列方程式（2）。 
Io1=Is1+Il1                               (1)
Io2=Is2+Il2                               (2)
式中，Io1、Io2分別表示負載的輸入電流與輸出電流；Is1、Is2分別表示兩側燈絲電流；Il1、Il2表示燈兩側的燈電流。由戴維南定律可知：Io1=－Io2 。

當燈管正常工作時，燈管兩側的電路完全對稱，下列關系式成立。
Il1 =－Il2                                    

由式（1）和式（2）可知：Is1=－Is2 。即流過Tr2a、Tr2b的電流大小相同、方向相反。兩者產生的磁通變化量互相抵消，從而繞組Tr2c上檢測不到電信號，保護電路不動作。

當燈管出現(xiàn)局部整流效應時，兩側燈電流不對稱，即Il1≠－Il2。由式（1）和式（2）可知：Is1≠－Is2 。即流過繞組Tr2a、Tr2b的電流不相等，兩者產生的磁通變化量無法相互抵消，從而變壓器Tr2中有交變的磁通量產生，繞組Tr2c就產生感應電壓。對這感應電壓進行整流濾波后送至保護控制回路，實現(xiàn)保護功能。

圖3 變壓器實現(xiàn)局部整流效應保護的原理圖

4    結論

在IEC61347-2-3標準的最新修訂本中，只給出了T5和T4燈的局部整流效應要求，但實際的使用中T8燈也已發(fā)生了因為局部整流效應而發(fā)生燈管熔化、爆裂、燈座熔化及跌落現(xiàn)象。對T8燈用的電子鎮(zhèn)流器也進行考核試驗，以保證當燈出現(xiàn)局部整流效應時，不發(fā)生上述危及使用安全的現(xiàn)象?；谏鲜龇治鑫覀兦宄闹?，該原理解決局部整流效應與燈管的管徑粗細及燈管長短無關，同時很好的解決了燈的其它異常狀態(tài)的保護功能，如：燈不接入狀態(tài)；一個陰極損壞使燈處于不能啟動的狀態(tài)；燈的陰極完好、但燈不能啟動的狀態(tài)（去激活狀態(tài)）等異常情形。