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电子节能台灯电路图及维修与方案设计

2017-06-28
类别:行业趋势
eye 205
文章创建人 拍明
        第一节 电子节能灯电路图及维修

电子节能灯具有低电压启辉、无频闪、无噪音、高效节能、开灯瞬间即亮、使用寿命长(3000小时以上,为普通白炽灯的3倍多)等优点,很受消费者的欢迎(尤其在电源电压波动频繁的地区)

电子节能灯有玻罩型和裸露型。玻罩型又有球型、球柱型、工艺型等三个系列,前两个系列均有全透明、刻花、彩色刻花和乳白色4个品种。它具有外形美观、安装时不易损坏灯管、耐碰撞等优点;裸露型则有H型、UH型、3U型、4U型、2D型及螺旋型等。按发光的颜色分,则可分为红、绿、蓝、黄(色温为2700K,属暖色光,类似于白炽灯的光色)、白(色温以6400K居多,属冷色光,类似于日光灯的光色);而色温为5000K的灯管因光色接近于自然光,对眼睛无刺激,更适合于学生和精细工作。

上图电路由整流滤波电容、高频振荡电路以及输出负载屯路三部分构成。交流220V经整流滤波输出约300V直流为振荡电路提供电源。开机后,电源经R5C3充电,使Vc3迅速升高,从而使VT2迅速达到饱和导通;此时由于T的反馈作用使VTI截止。VT2一旦导通,则Vc3下降,流过L2的电流减小,引起L2两端一个上负下正的电压。据同名端原则,L1得到上正下负的反馈电压,从而使VTI迅速饱和导通,同时T的正反馈作用又使VT2迅速截止,如此周而复始形成振荡方波(R6D6R3D5起续流作用)。负载回路由L3L4C4构成。VTIVT2产生的高频振荡方波由L3加给负载作激励源。灯管点亮前,由C4L4等形成很大的谐振电梳流过灯丝,使管内氢气电离,进而使水银变为水银蒸汽,C4两端的高电压又使水银蒸汽形成弧光放电,激发管壁荧光粉发光。灯管亮后,C4基本上不起作用,此时L4则起阻流作用。

常见故障: 1. VTlVT2击穿进而导致D1-D4被击穿,此时将引起电源短路;

2.R4偏置损坏;

3.振荡电路中L5.L6易损坏;

4.负载电路中C24因高压易被击穿。最后特别说明,目前市场上所见的各种40W32W节能日光灯以及各种环形灯,均可参考此电路进行分析。

维修电子节能灯,首先要排除假故障。关灯后节能灯有间隙性的闪光,这并不是灯的质量问题。主要原因是电工线路安装不规范,将开关设在零线造成的。只要把进线端的零线与火线调换一下即可。使用了带氖灯的开关,关灯后仍然能形成微流通路,或借线安装双联开关的,会造成有时关灯后有闪光现象。

一、灯不能正常点亮的检修

1.常见为谐振电容C6击穿(短路)或耐压降低(软击穿),应换为耐压在1kV以上的同容量优质涤纶或CBB电容。

2.灯管灯丝开路。若灯管未严重发黑,可在断丝灯脚两端并联0.047μF/400V的涤纶电容后应急使用。

3.R1R2开路或变值(一般以R1故障可能性较大),用同阻值的1/4W优质电阻代换。

4.三极管开路。如发现只有一只三极管开路,但不能更换一只,而应更换一对耐压在400V以上的同型号配对开关管。否则容易出现灯光打滚或再次烧管。

5.灯光闪烁不停。灯管若未严重发黑,检查D5D6有无虚焊或开路,若D5D6软击穿或滤波电容C1漏液及不良,也会使灯光闪烁不停。

6.灯难以点亮,有时用手触摸灯管能点亮或灯光打滚,这可能是C3C4容量不足、不配对。

7.倘若单支小功率节能灯点亮后灯丝有发红或发光的现象,还应检查D1D4有无软击穿,C1是否装反或漏电,电源部分有无短路等。

8.扼流圈L及振荡变压器B的磁心有断裂。如若单换磁心,要注意三点:(1)使用符合要求的磁心,否则可能使扼流圈的电感值有较大出入,给节能灯埋下隐患;(2)磁隙不能过小,以免磁饱和;(3)磁隙间用合适的垫衬物垫好后,用胶粘剂粘上,并缠上耐高温阻燃胶带,以防松动。此外对B的同名端不能接错。

9.检修使用触发管的电子镇流器,应重点检查双向触发二极管,此管一般用DB3型,它的双向击穿电压为32±4V

二、有元件明显损坏的检修

1.虽不熔断保险、不烧断进线处线路而电阻等有明显损坏的,三极管必损无疑。这首先可能是灯管老化引起的,其次是使用环境差,另外可能是由C1失去容量造成的。对于前二种情况,在更换电阻、三极管时,最好也更换配对的C3C4小电解。对于后一种,C3C4不必更换,由于C1工作在高压条件下,务必选用优质耐热电解电容器进行代换。

2.在熔断保险、烧断进线处线路的情况下,若C1Q1Q2完好,则必须逐个对D1D4进行常规检查和耐压测试。或把D1D4全部用优质品代换。

3.C1爆裂,如伴有熔断保险、烧断进线的现象,应将D1D4C1全部更换。

4.只有Q2一侧的阻容件、三极管烧坏的,应重点检查C2是否已击穿。

5.若高频变压器B损坏,可用∮0.32mm高强线在10mm×6mm×5mm的高频磁环上绕制,T1T2各为4;T38(注意头尾)。扼流圈L:灯管功率540W,相应为1.55.5mH之间。

三、少数电子节能灯有干扰遥控彩电的现象。

可调整L的电感量或C2的电容量,使其不干扰遥控电视机,又能安全工作。

四、使用节能灯的注意事项

1.节能灯不能在调光台灯、延时开关、感应开关的电路中使用。

2.应避免在高温高湿的环境中使用。

3.电子节能灯与其他照明灯具一样,不宜频繁开和关。

两款节能灯,电路图如下

LED光源是一种低电压直流恒流源的发光器件,不能用100220V的交流高压电直接点亮,因此,LED台灯方案的设计思路是,首先要将高压的交流电变换成低压的直流恒流源,才能点亮LED光源。使用最经济有效的方法降压和进行交直流变换是设计的首要考虑,当今便携式电子产品使用交流电源的交直流降压变换器——适配器(Adapter)就成了既经济实惠、又现成、又好用的首选。适配器的输出电压要求稳定在DC12V,输出电流要根据LED的光源的功率来选择,一般要给予30%的余量,以3×1W的白光LED光源为例,1W的白光LED的标准工作电流应为350mA,因而3LED光源串联其电路需要的电流也是350mA,考虑到延长LED寿命和降低光衰,可以设计为300mA330mA,不会明显的影响LED发光的亮度,所以适配器的输出电流应选750mA1A的。

一种简洁实用的LED台灯方案如图1所示。AC220V经由适配器在灯具外的安全降压变换,向LED台灯提供稳定的12V直流电源,在台灯底座壳内安置恒流源电源板,将直流电压变换成稳定的直流恒流源,以满足LED光源发光的技术要求。在直流恒流源前可加一电源开关,以便在台灯不用时可关断直流电源,但不能关断220V交流电源,因此不用时应从墙上取下适配器的电源插头,这也是这个实用方案的唯一缺点。如不想采用机械开关,并想要一个更有创意的卖点,可选用电子触摸开关,如手指轻点可实现台灯的开-全亮、半暗、关;由于电子技术的快速进步,电子触摸开关如今已是一个低成本的器件。

电子节能台灯电路图及维修与方案设计.jpg

智能LED台灯设计方案与电路详解

LED光源工作原理

LED光源工作的主要参数是VFIF,其它相关的是颜色/色温/波长/亮度/发光角度/效率/功耗等。LED是一个PN结二极管,只有施加足够的正向电压才能传导电流,VF正向电压是为LED发光建立一个正常的工作状态,IF正向电流是促使LED发光,发光亮度与流过的电流成正比例。白光 LED VF标称电压:3.4V±0.2VLED光源在大批量生产时,每一批LEDVF具有一定的离散性,为了客户使用时需要的一致性,LED出厂时必需按不同的VF分档出售;客户订购时同一批灯具需用的LED光源必需选用同一档次VF的或相邻档次的,否则会导致同一批生产的LED灯具亮度有差异;LEDIF 工作电流按应用需要选用,不同的电流档次不能混用。

LED光源驱动电路

LED光源的驱动电路就是把12V直流电压变换成稳定的恒流源,电路的设计本着删繁就简、节省成本的原则,应该从能完成这个电路设计要求的众多LED驱动芯片中选择集成度高、性能较好、应用电路简单、价格较平的性价比有优势的芯片。因此选择驱动电路外围器件少的驱动芯片是生产成本的首要考量。

智能LED台灯设计方案与电路详解

PT4115用于16W的白光LED光源驱动方案时只需四个零件(2)Cin是输入滤波电容,Rs设定流过LED的电流 IFRs=0.1/ILED;L是续流电感,D5是续流二极管。因适配器已提供12V的直流电压,原图为交流电压输入整流用的桥式整流器D1D4可省略。虽然零件少了,但对零件的要求更高,设计时需按表1提示的要求选用,才能使电路进入良好的工作状态。PT4115的开关频率采用抖频技术有效降低 EMI,省略了抗EMI电路。

智能LED台灯设计方案与电路详解

LED光源驱动芯片的恒流精度对于LED灯具生产厂家而言是至关重要的,目前LED光源驱动IC的恒流精度批量生产时都会有一定的离散性,LED灯具生产厂家在批量生产调试时,同样的电源、同样的LED光源负载、同样的恒流源电源板,因同一型号的不同驱动IC其恒流精度的个性差异会导致恒流源电源板输出电流产生一定的公差,使同一LED光源负载的发光亮度有所不同,这就会增加恒流源电源板大批量生产时在线调试的时间,影响生产力。因此,恒流源电源板生产厂家应选用恒流精度高的驱动IC,恒流精度至少要小于±3%,如是±1%更理想,但其价格会高于±3%的产品。

电感的选择

3×1W的高亮度白光LED光源的设计案例而言,三个1WLED光源串联,其工作电流可设计为300350mAL的电感量应选用68uH100uHQ值大于50,饱和电流大于800mA的磁路闭合电感器。PT4115的设计最佳工作频率在1MHz以下,电感量大了小会影响其工作频率,本方案的电感设计在68uH以上,这样系统工作频率可以控制到1MHz以下。电感量小了,工作频率趋高,由于PT4115内部电流检测电路响应速度限制,对内部电流正常检测出现影响,不能更好地实现对内部开关的导通/关断控制。另外由于高频率会带来较大的开关损耗,使芯片运行在较高的结温下,电应力加大,不利于稳定工作。电感量太小还会导致PT4115SW端烧坏,而无输出。

电感的DCR越小,效率越高。建议选用EPC13锰锌4000磁芯。电感器的饱和电流选小了,D5肖特基二极管的电流选小了,将会导致整个电路的续流不足,LED光源会产生人眼可见的闪光。将电感器的饱和电流和肖特基二极管的电流适当增大即可增大整个电路的续流电流,消除因此产生的闪光。

适配器的选择

适配器为本方案LED台灯提供稳定的交流电源-》交直流降压变换,它的实时带载输出能力将影响本方案LED台灯的性能,用于本方案 3X1W白光LED台灯的适配器,它在带载时输出电流应大于1A,电压应稳定在DC12V。有些带载能力差的适配器,连接上本方案LED光源负载时,其实时输出电压会跌落到7V,甚至6.5V,对于工作电压从8V开始的LED驱动IC,届时会进入欠压保护状态而停止工作,一旦驱动IC停止工作,电压又回升至12VLED驱动IC再次进入工作状态,如此周而复始,使LED台灯出现人眼可见的闪光。此时,只有更换带载能力好的适配器才能使LED台灯正常工作。同时应选用工作电压范围自6V初始的LED驱动IC,也可降低对适配器的选择要求,以降低生产配套成本。

LED台灯方案总体设计时要考虑能过EMI的传导与辐射,过EMI的传导与辐射的关键是电源变换器,因此要选用能过EMI,甚至能过 CEUL的适配器来配套,以便生产的LED台灯能出口欧美日市场。恒流源电源板因使用的驱动ICDC/DC开关器件,工作时开关频率会产生辐射,因此内置在台灯底座金属壳内可有效降低辐射,机械结构设计时应考虑金属底座内的磁路屏蔽

 


责任编辑:Davia

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标签: 电子节能台灯

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