电子镇流器的安全与电磁兼容探析（二）

文章摘要：综上所述，抑制谐波的改进措施就是尽可能提高其功率因数，减小输入电流的谐波失真。要达到这个目的，就必须提高整流管的导通率（即延长输入电流的导通时间），使得电源电流的波形接近电压的正弦波，减小电流的波形失真；同时又要保证电源滤波电容能平滑地向负载连续供电（即减小输入电流与输入电压间的相位差）。这就是我们通常所说的功率因数校正电路工作原理。功率校正电路分无源校正（ＰＰＦＣ）和有源校正（ＡＰＦＣ）。目前，我国生产的电子镇流产品限于成本价格因素，大都采用改进型逐流电路组成的无源谐波抑制电路。这种技术发展得比较成熟，只要调试得当，镇流器的谐波含量基本可以得到有效的抑制。但这种电路存在调试难度高，在大量生产

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　　综上所述，抑制谐波的改进措施就是尽可能提高其功率因数，减小输入电流的谐波失真。要达到这个目的，就必须提高整流管的导通率（即延长输入电流的导通时间），使得电源电流的波形接近电压的正弦波，减小电流的波形失真；同时又要保证电源滤波电容能平滑地向负载连续供电（即减小输入电流与输入电压间的相位差）。这就是我们通常所说的功率因数校正电路工作原理。功率校正电路分无源校正（ＰＰＦＣ）和有源校正（ＡＰＦＣ）。目前，我国生产的电子镇流产品限于成本价格因素，大都采用改进型逐流电路组成的无源谐波抑制电路。这种技术发展得比较成熟，只要调试得当，镇流器的谐波含量基本可以得到有效的抑制。但这种电路存在调试难度高，在大量生产时难以控制产品质量的问题，而且基本上无法同时满足电磁兼容标准和性能标准要求，只在一些低功率镇流器或节能灯中使用。而有源校正则是采用三极管等分立有源器件组成的谐波抑制电路，或采用专用集成电路的谐波抑制电路，后者调试要比前者简单，可靠性更高，但成本也更高。图２所示的就是一种比较典型的分立有源器件组成的有源功率校正电路，其电路特性就是由Ｑ３负责控制Ｃ７的充电和放电。功率因数校正专用集成电路（ＡＰＦＣ控制器）大都是利用这一原理研制的。


　　4.4 传导干扰、辐射干扰及相应措施

　　在图２中，Ｑ１和Ｑ２在导通瞬间都会在高频变压器的线圈产生很大的浪涌电流，从而形成较高的浪涌峰值电压；在Ｑ１和Ｑ２断开的瞬间，由于高频变压器中的磁芯在脉冲电流的作用下，其磁通量发生变化形成蓄积部分能量，这部分能量没能及时传递出去，与Ｑ１和Ｑ２本身的极间电容、电阻形成很高的瞬态电压或电流，并会产生寄生振荡。当Ｑ１和Ｑ２重复频率越高、开关速度越快，所引起的干扰脉冲电压就越大，这个电压叠加在Ｑ１和Ｑ２在导通、断开瞬间所产生的电压上，形成更高的脉冲电压，再反馈到输入回路，从而形成传导干扰（电磁干扰）。高频变压器与Ｑ１、Ｑ２和Ｃ７构成的高频开关电流环路也可能产生较大的空间辐射，而且荧光灯管的辉光放电和弧光放电也会引起电磁干扰，这些干扰就形成了辐射干扰。所以，高频变压器和开关三极管既是电子镇流器的核心部件，同时也是产生电磁干扰的主要部件（干扰源），是直接导致电子镇流器不能通过ＥＭＩ考核的主因。高频变压器和开关三极管所产生的高频脉冲电压干扰既有共模干扰（与信号本身电位相同，方向相同的外加干扰），也有差模干扰（与信号幅度相同，相位相反的干扰）。

　　在经过对电子镇流器进行传导测试的大量数据分析后我们知道，电子镇流器产品所产生的电磁干扰中，在９～１５０ｋＨｚ频率范围主要以差模干扰为主；１５０ｋＨｚ～３０ＭＨｚ频率范围主要以是共模干扰为主。找到干扰源，又知道其产生干扰原因，只需采取相应措施加以抑制其干扰，使通过该条款的考核并非难事。

　　要抑制传导干扰，一般都是ＰＣＢ板布线尽量短，电源线（即输入端）应远离带有高频电流的导线（即输出端）。由于电子镇流器本身构成的元器件并不多，布线难度不高。对产品加强对外界的屏蔽，以削弱外界噪声引起的干扰。采用合理的接地方式，不但可以保证镇流器的安全，可以防止因镇流器发生漏电而引起使用者触电的危险，还可以减小镇流器的传导干扰噪声。

　　要使电子镇流器产品顺利通过ＥＭＩ条款的考核，重点应放在滤波器方面。根据干扰源的类型，只需在电源输入端与整流回路加装ＥＭＩ滤波电路，基本都可以通过该条款考核。ＥＭＩ滤波电路主要是由串联电感和并联电容组成双向网络的低通滤波器，利用阻抗失配原理抑制电路产生的脉冲干扰，其滤波范围通常在９ｋＨｚ～３０ＭＨｚ之间。我们从滤波器频率特性曲线知道，它的特性，也就是技术指标之一是插入损耗值。要使滤波器对干扰信号有最佳的衰减性能，则滤波器阻抗应与电源阻抗失配，失配越厉害，实现的衰减越理想，得到的插入损耗越大；插入损耗越大，其滤波效果越好，对传导干扰的抑制作用就越大。

　　ＥＭＩ滤波器的插入损耗主要取决于铜线的质量、绕法以及所用的磁芯质量。磁芯是由磁性材料制成，所以磁性材料是滤波器不可缺少的部件。磁性材料种类繁多，不同的磁性材料具有不同的电特性、电阻率、频宽、阻抗等，对传导干扰的抑制效果也不相同。要抑制不同频率段的干扰就要选择适合该频率段的磁性材料，因为从材料的观点看，滤波器的作用就是阻隔不需要的信号，并以发热的形式消耗掉有害的干扰信号，让有用的信号无衰减或几乎无衰减地通过。笔者在实际整改工作中发现，即使滤波器用同样的铜线、同样的绕法，所绕的圈数一样，采用不同的磁芯对抑制传导干扰信号的差别是很大的，尤其是高频变压器。在抑制低频干扰信号时，采用金属磁性材料要比采用铁氧体磁性材料好得多。

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