一、电子镇流器的异常保护问题
电子镇流荧光灯作为一种公认的绿色照明产品， 较之普通电感镇流荧光灯具有光效高、无频闪、节能效果显著等诸多明显优势； 但部分电子镇流器也有故障率较高的缺点， 对终端客户而言， 电子镇流器成了一种高成本的（相对电感镇流器而言）一次性产品。
通过我们的研究发现， 产生上述问题的主要原因之一是部分电子镇流器制造商由于各种原因没有针对电子镇流器的异常状态采取可靠的保护措施，从而使电子镇流器随灯管寿命的完结而报废。
我们知道， 电子镇流器的基本工作原理如下图所示：
图1
正常情况下，电子镇流器通电后逆变器连同电感L、灯丝1、电容、灯丝2 组成串联谐振电路， 在一定时间内电容两端产生高压， 这一高电压引起荧光灯弧光放电使荧光灯启动， 然后谐振电路失谐， 日光灯进入稳定的点燃状态。
当出现灯管老化或者灯管漏气等异常状态时，荧光灯不能正常启动，上面的电路一直处于谐振状态（ 除非灯丝烧断或电子镇流器损坏），逆变器输出的电流不断增大，通常这个电流会升高到正常电流的3 到5 倍。如果这时不采取有效的保护措施，会造成极大危害。首先，过大的电流会导致逆变器中作为开关的三极管或场效应管及其它外围部件因过载而烧毁，甚至引起冒烟、爆裂等事故。同时，灯脚对地线或中线会形成长时间的极高电压，对于20W、36W、40W 及其它大部分国标/非标灯的电子镇流器，这一电压往往会达到一千伏或更高，这不仅为国标GB15143 所严格禁止，而且也会危及人身、财产安全。
GB15143-94“11、14”及GB15144-94“5.13”部分对电子整流器的异常状态试验包括：灯开路、阴极损坏、去激活、整流效应等，同时规定电子镇流器在经过上述试验后不得发生安全性故障并能够正常工作。
二、电子镇流器异常状态保护方案：
目前，电子镇流器采用比较多的保护措施有以下几种：
1. 在交流输入电路中串接玻璃管保险丝。在这个位置上串接保险丝会使一些人误认为会起到过流或过载保护的作用；而实际上这样的保护方式一般不会在灯丝去激活等过载条件下提供保护，它往往在开关器件击穿后才会熔断，不能起到真正意义上的异常状态保护作用。
2. 在整流输出回路上采用以可控硅、双极型晶体管或场效应管为核心的保护电路。这种电子电路保护方式的最大优点是保护时间短，但同时存在着以下一些缺点：
一、容易发生误保护：如果由于某种原因，在可控硅的触发端形成即使极短的尖脉冲也会导致逆变器停止工作，从而导致灯熄灭。
二、设计与调试工作比较烦琐：一般情况下，这种保护线路会有包括电阻、电容、脉冲变压器次级线圈在内的至少6只电子元件，同时使用这么多元件加之可控硅等有源器件的离散性及温漂等问题将增加调试工作的困难，进而对生产效率造成影响。
三、这种保护方式同时还存在成本较高、占用PCB 空间较大等缺点，这也是令众多电子镇流器制造商头疼的问题。
3. 在谐振回路即谐振电容旁边串接自恢复高分子PTC 热敏电阻。图2是利用高分子PTC 热敏电阻对电子镇流器实行异常保护的电路原理图。当灯管正常时，电子镇流器接通电源后，电感、电容和PTC 热敏电阻组成的谐振电路使荧光灯正常启动工作。如果灯管因灯丝老化或漏气等原因而去激活时，PTC 热敏电阻会在数秒钟内动作，迫使LC 串联谐振电路停振，从而切断高压，同时保护了逆变器中的开关器件。
图2
该保护方式的优点，目前已经被很多电子镇流器制造商所认识，但迄今未取得大规模应用，其主要原因是目前市场上所提供的PTC 元件无法满足电子镇流器使用上的特殊性，当前主要存在的问题是：1）高温易误动作或去激活情况下动作时间过长；2）PTC 热敏电阻长时间（例如24 小时）处在保护状态时容易发生电阻不可逆增大，性能严重劣化。这正是多数高分子PTC 热敏电阻未能在电子镇流器中取得成功应用的主要原因。
针对以上问题，上海科特高分子材料有限公司开发出KT120－H 系列电子镇流器专用PTC 热敏电阻，克服了上述缺陷，能很好解决镇流器的异常状态保护问题。
三、KT120－H 系列热敏电阻性能验证与应用举例:
单灯保护试验采用图1 所示电路。以下均为PTC 在电子镇流器电路中实测数据。
1．保护时间与高温性能。：
* 动作时间在25?C 下测试。
**高温性能在烘箱中进行，70?C 环境保温6 小时。***表示正常，即不发生误保护。
2．多次保护后热敏电阻的高温工作特性和保护时间。本试验进行之前PTC 已经过下述冲击：每隔5 分钟在去激活状态保持动作10 分钟；共10 次。测试步骤：首先测试动作时间；然后测试高温性能。测试条件同1。
3．长时间保护后热敏电阻的高温工作特性和保护时间。本试验中所采用的PTC 在进行下述试验之前已经过日光灯去激活状态下保持动作24 小时。试验步骤同2。
通过以上测试，我们可以得出结论：使用K120－H 热敏电阻，在即使70℃的高温环境下仍然能保持日光灯正常工作，同时在室温的条件下也能保证良好的保护特性；另一方面，即使经过多次或长时间提供保护后，PTC 仍然可以保持性能十分稳定。
4．KT120－H 系列PTC 在双灯/多灯电子镇流器中的应用：通常，可控硅等电子电路保护方式下，当双/多灯中的一只灯去激活时，将导致整个镇流器停止工作，从而使即便正常的荧光灯同时熄灭，这往往是令人不安的。而采用KT120-H 热敏电阻就使得这一问题迎刃而解。我们可以通过下面的电路作一个说明。
图三
上图中，假设荧光灯1 去激活，则PTC1 动作，灯1 的灯丝电流接近为0；但其它荧光灯的工作不会受到影响。这样，用户就不必为到底是哪只灯寿命终了或者是镇流器损坏这样的问题而困扰。
从上面的应用实例可知，KT120-H 系列热敏电阻具有以下明显优点：
1〕便于制造商简化电路设计，特别是为双灯、多灯保护提供更加简便、可靠
2〕降低调试、组装方面的烦琐程度，有利于提高生产效率。
3〕具有良好、全面、稳定的高、低温性能。
4〕降低成本、节省PCB 空间。
该系列自恢复保险丝可适用于各种国标/非标直管荧光灯、环形荧光灯和U 形灯等。
关键字：热敏电阻 电子镇流器 保护电路
编辑：冰封 引用地址：高分子PTC 热敏电阻在电子镇流器异常保护电路中的应用(图)
电子镇流荧光灯作为一种公认的绿色照明产品， 较之普通电感镇流荧光灯具有光效高、无频闪、节能效果显著等诸多明显优势； 但部分电子镇流器也有故障率较高的缺点， 对终端客户而言， 电子镇流器成了一种高成本的（相对电感镇流器而言）一次性产品。
通过我们的研究发现， 产生上述问题的主要原因之一是部分电子镇流器制造商由于各种原因没有针对电子镇流器的异常状态采取可靠的保护措施，从而使电子镇流器随灯管寿命的完结而报废。
我们知道， 电子镇流器的基本工作原理如下图所示：
正常情况下，电子镇流器通电后逆变器连同电感L、灯丝1、电容、灯丝2 组成串联谐振电路， 在一定时间内电容两端产生高压， 这一高电压引起荧光灯弧光放电使荧光灯启动， 然后谐振电路失谐， 日光灯进入稳定的点燃状态。
当出现灯管老化或者灯管漏气等异常状态时，荧光灯不能正常启动，上面的电路一直处于谐振状态（ 除非灯丝烧断或电子镇流器损坏），逆变器输出的电流不断增大，通常这个电流会升高到正常电流的3 到5 倍。如果这时不采取有效的保护措施，会造成极大危害。首先，过大的电流会导致逆变器中作为开关的三极管或场效应管及其它外围部件因过载而烧毁，甚至引起冒烟、爆裂等事故。同时，灯脚对地线或中线会形成长时间的极高电压，对于20W、36W、40W 及其它大部分国标/非标灯的电子镇流器，这一电压往往会达到一千伏或更高，这不仅为国标GB15143 所严格禁止，而且也会危及人身、财产安全。
GB15143-94“11、14”及GB15144-94“5.13”部分对电子整流器的异常状态试验包括：灯开路、阴极损坏、去激活、整流效应等，同时规定电子镇流器在经过上述试验后不得发生安全性故障并能够正常工作。
二、电子镇流器异常状态保护方案：
目前，电子镇流器采用比较多的保护措施有以下几种：
1. 在交流输入电路中串接玻璃管保险丝。在这个位置上串接保险丝会使一些人误认为会起到过流或过载保护的作用；而实际上这样的保护方式一般不会在灯丝去激活等过载条件下提供保护，它往往在开关器件击穿后才会熔断，不能起到真正意义上的异常状态保护作用。
2. 在整流输出回路上采用以可控硅、双极型晶体管或场效应管为核心的保护电路。这种电子电路保护方式的最大优点是保护时间短，但同时存在着以下一些缺点：
一、容易发生误保护：如果由于某种原因，在可控硅的触发端形成即使极短的尖脉冲也会导致逆变器停止工作，从而导致灯熄灭。
二、设计与调试工作比较烦琐：一般情况下，这种保护线路会有包括电阻、电容、脉冲变压器次级线圈在内的至少6只电子元件，同时使用这么多元件加之可控硅等有源器件的离散性及温漂等问题将增加调试工作的困难，进而对生产效率造成影响。
三、这种保护方式同时还存在成本较高、占用PCB 空间较大等缺点，这也是令众多电子镇流器制造商头疼的问题。
3. 在谐振回路即谐振电容旁边串接自恢复高分子PTC 热敏电阻。图2是利用高分子PTC 热敏电阻对电子镇流器实行异常保护的电路原理图。当灯管正常时，电子镇流器接通电源后，电感、电容和PTC 热敏电阻组成的谐振电路使荧光灯正常启动工作。如果灯管因灯丝老化或漏气等原因而去激活时，PTC 热敏电阻会在数秒钟内动作，迫使LC 串联谐振电路停振，从而切断高压，同时保护了逆变器中的开关器件。
该保护方式的优点，目前已经被很多电子镇流器制造商所认识，但迄今未取得大规模应用，其主要原因是目前市场上所提供的PTC 元件无法满足电子镇流器使用上的特殊性，当前主要存在的问题是：1）高温易误动作或去激活情况下动作时间过长；2）PTC 热敏电阻长时间（例如24 小时）处在保护状态时容易发生电阻不可逆增大，性能严重劣化。这正是多数高分子PTC 热敏电阻未能在电子镇流器中取得成功应用的主要原因。
针对以上问题，上海科特高分子材料有限公司开发出KT120－H 系列电子镇流器专用PTC 热敏电阻，克服了上述缺陷，能很好解决镇流器的异常状态保护问题。
三、KT120－H 系列热敏电阻性能验证与应用举例:
单灯保护试验采用图1 所示电路。以下均为PTC 在电子镇流器电路中实测数据。
1．保护时间与高温性能。：
* 动作时间在25?C 下测试。
**高温性能在烘箱中进行，70?C 环境保温6 小时。***表示正常，即不发生误保护。
2．多次保护后热敏电阻的高温工作特性和保护时间。本试验进行之前PTC 已经过下述冲击：每隔5 分钟在去激活状态保持动作10 分钟；共10 次。测试步骤：首先测试动作时间；然后测试高温性能。测试条件同1。
3．长时间保护后热敏电阻的高温工作特性和保护时间。本试验中所采用的PTC 在进行下述试验之前已经过日光灯去激活状态下保持动作24 小时。试验步骤同2。
通过以上测试，我们可以得出结论：使用K120－H 热敏电阻，在即使70℃的高温环境下仍然能保持日光灯正常工作，同时在室温的条件下也能保证良好的保护特性；另一方面，即使经过多次或长时间提供保护后，PTC 仍然可以保持性能十分稳定。
4．KT120－H 系列PTC 在双灯/多灯电子镇流器中的应用：通常，可控硅等电子电路保护方式下，当双/多灯中的一只灯去激活时，将导致整个镇流器停止工作，从而使即便正常的荧光灯同时熄灭，这往往是令人不安的。而采用KT120-H 热敏电阻就使得这一问题迎刃而解。我们可以通过下面的电路作一个说明。
上图中，假设荧光灯1 去激活，则PTC1 动作，灯1 的灯丝电流接近为0；但其它荧光灯的工作不会受到影响。这样，用户就不必为到底是哪只灯寿命终了或者是镇流器损坏这样的问题而困扰。
从上面的应用实例可知，KT120-H 系列热敏电阻具有以下明显优点：
1〕便于制造商简化电路设计，特别是为双灯、多灯保护提供更加简便、可靠
2〕降低调试、组装方面的烦琐程度，有利于提高生产效率。
3〕具有良好、全面、稳定的高、低温性能。
4〕降低成本、节省PCB 空间。
该系列自恢复保险丝可适用于各种国标/非标直管荧光灯、环形荧光灯和U 形灯等。
上一篇：关于功率二极管的15个小问题
下一篇：电子元器件采购指南：晶闸管的选用经验
推荐阅读最新更新时间：2023-10-18 16:19
利用微处理器监控电路提高单片机系统与掉电保护电路的可靠性
1 问题的提出 在以单片机为核心的智能仪表及过程控制系统中常常需要长时间保存实时参数。通常可采用E2PROM、FLASH MEMORY以及以随机存贮器为基础内置电池的非易失芯片来实现。E2PROM、 FLASHMEMORY属于可在线修改的ROM器件，它解决了应用系统中实时参数掉电保存的难题，但这类芯片写入速度慢（ms级），擦写次数有限（万次级），有些器件擦写次数虽达百万次，对某些应用系统而言，其写入次数仍然是有限的。因此这类芯片只能用在需要保护的数据量小且写入不频繁的系统中。对那些需要大容量高速反复存取实时参数的系统，只能用随机存贮器RAM加掉电保护电路实现。掉电保护系统一般由低功耗的CMOS－RAM、供电电路及控制电路组成。
[单片机]
USB3.0 保护电路的EMC解决方案
USB是一个外部总线标准，用于规范电脑与外部设备的连接和通讯。USB接口支持设备的即插即用和热插拔功能。USB信号传输电缆通常是双绞屏蔽线，其内部包含3对USB信号线和1对电源线，在传输通道上的输入电压值为4.07-5.25V,传输的最大电流约为900mA.USB接口的传输速率很高，像USB2.0最大的传输速率为480Mbit/s,USB3.0的传输速率更是10倍USB2.0的传输速率。并且USB3.0已经渐渐投入市场，必将是未来发展的趋势!但随着传输速率的增大如何提高USB信号的传输质量，减小电磁干扰EMI和静电放电ESD成为USB设计的关键。瞬雷电子一直致力于这方面的研发，从产品研发到系统设计无不尽心尽力。现以USB3.0为例，
[嵌入式]
几种LED保护电路设计方案
白光LED 属于电压敏感型的器件，在实际工作中是以20mA的电流为上限，但往往会由于在使用中的各种原因而造成电流增大，如果不采取保护措施，这种增大的电流超过一定的时间和幅度后 LED 就会损坏。造成LED损坏的原因主要有： ①供电电压的突然升高。 ②线路中某个 元件 或印製线条或其他导线的短路而形成LED供电通路的局部短路，使这个地方的电压增高。 ③某个LED因为自身的品质原因损坏因而形成短路，它原有的电压降就转嫁到其他LED上。 ④灯具内的温度过高，使LED的特性变坏。 ⑤灯具内部进了水，水是导电的。 ⑥在装配的时候没有做好防静电的工作，使LED的内部已经被静电所伤害。尽管施加的是正常电压和电流值，
[电源管理]
NTC热敏电阻测温度 单片机C和汇编源程序
NTC热敏电阻器参数介绍： 【标称阻值】 标称阻值是NTC热敏电阻器设计的电阻值，常在热敏电阻器表面标出。标称阻值是指在基准温度为25℃时零功率阻值，因此又被称为电阻值R25。 【额定功率】 额定功率是指热敏电阻器在环境温度25℃、相对湿度为45%～80%及大气压力为0.87～1.07Pa的大气条件下，长期连续负荷所允许的耗散功率。 【B值范围】 B值范围(K)是负温度系数热敏电阻器的热敏指数，反映了两个温度之间的电阻变化。它被定义为两个温度下零功率电阻值的自然对数之差与这个温度倒数之差的比值。B值可用下述公式计算，即 式中，R1、R2分别是绝对温度T1、T2时的电阻值（Ω）。 【零功率电阻值】 在规定温度下测量热敏电阻
[单片机]
Vishay高温NTC热敏电阻问市，耐高温达+185 °C
日前，Vishay Intertechnology, Inc.宣布，推出新款符合AEC-Q200标准的NTC热敏电阻---NTCLE350E4，采用PEEK绝缘镍铁（NiFe）合金引线，热梯度低。Vishay BCcomponentsNTCLE350E4热敏电阻耐高温达+185 °C，适合各种汽车应用快速、高精度温度检测。 NiFe合金NTCLE350E4传感器导线导热性目前在市场上最低。因此，器件热梯度小于0.01 K/K（或1 %），几乎不向周围环境散发热量，可进行高精度温测，优于铜等其他导线材料几个度量级。为加强高湿度条件下的可靠性，传感器PEEK绝缘引线与封装环氧树脂之间具有高粘合强度。NTC检测芯子最大直径为2.
[电源管理]
温度传感器贴片NTC热敏电阻小型0402尺寸的系列化
在既有的0402尺寸100k 产品基础上又增加0402尺寸10k 系列产品
通过实现0402尺寸的小型化，更适用于通信模块、移动设备设置以及可穿戴式设备等的温度检测和温度补偿
0402尺寸与0603尺寸的特性相同，可轻松替换成0402尺寸
2015年3月31日
TDK株式会社（社长：上釜 健宏）发布了NTC热敏电阻0402尺寸（L:0.4mm x W:0.2mm x H:0.2mm）、公称电阻10k 、公差1%的温度传感器。
该产品通过材料的细微化、组成及制造工艺的优化，以0402尺寸实现了公称电阻10k ，公差1%。
通过将与0603尺寸特
[传感器]
汽车电源线上的脉冲干扰，PMOS防反保护电路的缺点
汽车电源系统常在极为恶劣的环境下运行，数以百计的负载挂在汽车电池上，需要同时确定负载状态的汽车电池可能面临极大的挑战。当负载处于不同工作条件和潜在故障状态时，设计人员需要考虑电源线产生的各种脉冲可能带来的影响。我们将介绍汽车电源线上的各种脉冲干扰，然后讨论防反保护电路的常见类型，并重点关注PMOS电路。 脉冲干扰 图 1显示了不同应用场景下电源线上可能出现的各种脉冲类型。例如，当大功率负载突然关闭，电池电压可能产生过冲；当大功率负载突然启动，电池电压将会跌落。当感应线束突然松动，负载上将产生负电压脉冲。而发电机运行时，交流纹波会叠加在电池上。还有使用跳线时，备用电池可能使用错误，从而导致极性反接，此时电池电压极性长时间反接。
[嵌入式]
电子技术综合实验指导书 (华北电力大学电子技术课程组)
Verilog HDL数字集成电路设计原理与应用
小广播
热门活动
换一批
更多
Vishay线上图书馆
- 选型-汽车级表面贴装和通孔超快整流器
- 你知道吗？DC-LINK电容在高湿条件下具有高度稳定性
- microBUCK和microBRICK直流/直流稳压器解决方案
- SOP-4小型封装光伏MOSFET驱动器VOMDA1271
- 使用薄膜、大功率、背接触式电阻的优势
- SQJQ140E车规级N沟道40V MOSFET
最新电源管理文章
- 【“源”察秋毫系列】DC-DC电源效率测试，确保高效能与可靠性的关键步骤DC-DC电源转换器在现代电子设备中扮演着至关重要的角色，从便携式电子产品到工业控制系统，其应用范围广泛。为了确保这些设备的高效能与可 ...
- Bourns推出全新高效能、超紧凑型气体放电管 (GDT) 浪涌保护解决方案Bourns®GDT21 系列具备业界领先的瞬态电压保护功能，为空间受限的工业和通讯应用提供先进的浪涌防护2024年12月3日 - 美国柏恩 Bourns ...
- TDK推出新的X系列环保型SMD压敏电阻TDK株式会社宣布推出五款新型 SMD 多层压敏电阻 (MLV)。作为行业创新产品，这些元件具有减少碳足迹 (CO2) 的特点，同时满足严格的汽车 ...
- 直角照明轻触开关为复杂电子应用提供定制性和多功能性可实现电信、数据中心和专业音频 视频设备市场的无缝集成芝加哥2024年12月17日讯--Littelfuse公司 是一家工业技术制造公司，致力于促进可 ...
- 南芯科技升降压充电芯片在三种储能场景中的应用随着太阳能、风能等可再生能源的蓬勃发展，储能技术成为有效存储这些间歇性能源、满足连续且不断变化的能源需求的重要手段。目前，储能已发 ...
- CCPAK1212封装将再次提升Nexperia功率MOSFET的性能表现
- 无辅助绕组 GaN 反激式转换器如何解决交流/直流适配器设计难题
- FSG中国正式成立，推动嵌入式功能安全迈向新高度
- Vishay 推出应用于对安全要求极高的电子系统的新款1 Form A固态继电器
更多精选电路图
更多热门文章
更多每日新闻
更多往期活动
厂商技术中心
京公网安备 11010802033920号