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节能灯用磁环电感的主要参数及选择
来源:     时间:2012/6/7 0:00:00       点击量:2270

节能灯用磁环电感的主要参数及选择 ---中山市五环电子厂

1概述
紧凑型荧光灯在中国的生产已经有十几年的历史了,由于其外形结构紧凑、体积小、节能效果显著,再加上政府能源部门的大力推广和政策扶持,现在已成为照明行业的主力军,通常称之为节能灯。
在节能灯中,都会用到脉冲变压器。它的控制作用在于(图1):当通过它初级绕组的电流增加到一定的时候,磁环达到饱和,其有效磁导率迅速下降,初级电感迅速减小,此时电流变化速率为负,两次级绕组为反向绕线,故此时其感应电压也反向,导致两个三极管的工作状况转换,导通的转为截止,截止的转为导通,电路完成一个周期。
目前应用的节能灯电路中,几乎全部是采用Mn-Zn铁氧体磁环制作脉冲变压器,它是节能灯的关键元件。
2磁环的参数要求
鉴于磁环在节能灯中的重要性,目前节能灯生产厂家都对所应用的磁环提出了自己的参数要求,归纳起来,主要有以下几类:
2.1电感L
电感是对磁环的基本要求,也是影响节能灯功率的主要因素。
2.2电感L和Q值
对磁环提出Q值要求,主要以南海华星光电为代表。其理由是:,在电感和电阻一定的情况下,Q值决定振荡频率。要准确测试磁环的Q值,必须对磁环进行绕线后才能测试,同时对于线径、线长、测试设备、测试环境都必须有统一的规定,方具有可比性。因为磁性材料业界尚未有多匝测试的设备,故Q值分档在大生产上难以实现,只能靠磁环生产厂家用生产工艺来保证。因此,到目前为止,对磁环进行Q值要求的节能灯厂家并不多。
2.3电感L和综合因子
对磁环提出综合因子要求,主要以中山古镇节能灯制造厂家较多。综合因子是杭州伏达测试技术研究所提出的,据称是将Hc、Br、Bs、μm根据作用大小,进行加权处理,得出一个数值,表征磁环对能量传输能力的大小。综合因子数值大,磁环对能量传输的能力就大,后反映对三极管的驱动能力也大。
作者针对综合因子做了以下测试:从同批次生产的T9×5×3中取样500只,用UI9702进行分档(测试条件为:40KHz,0.9A),然后从各档次中抽出5只对其测试电感(测试条件:10KHz,50mv,1Ts,HP4284),对比电感与综合因子之间的关系,结果见表1:
经过对比可以发现,综合因子分档,其实就是对电感进行分档。
2.4电感L和居里温度Tc
节能灯部件由于受灯管热量的烘烤及电路元器件的自身损耗的发热,会使灯内温度达80-100℃,甚至更高;而磁环升温到居里温度时,电感会急剧降低,导致节能灯不能正常工作,因此部分厂家对磁环的居里温度提出了要求。
居里温度是磁性材料十分重要的参数,但是没有较好的高低温控制设备是难以准确判定的。目前为止,多数提出居里温度要求的节能灯厂家是采用将磁环绕线后放置于热液中升温,观察电感的变化来粗略估计的。
综上所述,目前节能灯生产厂家对磁环提出的各种技术要求都只是从使用者个人的关注点及设备状况出发,并未对磁性材料有全面的了解及规范。磁性材料器件是非标准件,有复杂的生产过程,其参数随使用要求的不同也会有所不同。
3磁环电感的选择
从磁性材料角度来看,作者认为选择节能灯用磁环应注意以下几点:
3.1μi-T(L-T)曲线
节能灯使用温度在常温~100℃。随着温度的升高,三极管的电流放大系数增加,漏电流增大,功率增大,与环境温度形成正反馈,易使三极管产生热击穿。为了保证节能灯性能的稳定,磁环必须具有μi-T曲线平缓或负温度系数(在使用温度段,磁环的电感随温度升高呈下降趋势)的特性。μi-T曲线由生产磁环所用的磁性材料的配方所决定。
3.2 Bs、Br、Hc等参数
以上参数决定磁滞回线的矩形度,在节能灯中主要影响三极管的启闭时间。另外,磁滞回线的对称性,直接决定了磁环感应电流的正、负半周的对称性。Bs、Br、Hc等参数主要由生产磁环所用的材料的配方决定,同时与生产磁环的烧结设备有很大关系。
3.3居里温度Tc
居里温度是指铁氧体从亚铁磁性状态转变为顺磁性状态的临界温度,由磁性材料的配方决定,但随着初始磁导率的升高呈下降趋势。当磁环所在的环境温度接近居里温度时,其电感将会急剧降低,导致节能灯停止工作;为了防止此类情况发生,在确保磁环电感的同时,必须考虑所用材料的居里温度。
3.4磁环特性的一致性
磁环特性的一致性直接影响到与三极管的配合性、整灯功率的均匀性,是所有节能灯生产厂家都关注的问题。目前节能灯生产厂家规定的Q值分档、综合因子分档都是为了提高磁环特性的一致性,确保节能灯的光通量达到一定的范围,满足使用者的要求。从磁环的生产角度来看,磁环特性的一致性主要由生产工艺决定。
综上所述,磁性材料的重要参数完全是由其配方和烧结设备及工艺决定的。因此对于磁环的选择,也即是对磁

磁环电感

磁环是电子电路中常用的抗干扰元件,有一定的阻抗特性,对于高频噪声有很好的抑制作用,并有防辐射功能。一般使用铁氧体材料(Mn-Zn)制成。

目录

  • 磁环电感的检验方法
    • 1 磁环外观可在正常光照条件下用目测法检查。

2 磁环的外形尺寸用精度为0.02mm的游标卡尺在正常光照条件下进行检验。

3 磁环的综合因子用“CF-3A型磁环分选仪”测量,激励电流设定为2.5A,频率40KHz。

4 磁环的4圈电感量用“YD2810D型LCR数字电桥”在1 KHz频率下进行测量。

5 磁环的感生电动势用“UI100型高频功率源”和“UI9720磁性材料动态分析系统”在规定条件下,进行测量。

6 磁环居里点用“YD2810D型LCR数字电桥”和精密烘箱进行测量。

  • 磁环电感的选用
    • 不同的磁材会有不同的磁导率,不同的温度特性。其中温度特性是重要的,因为一支节能灯在工作中,磁环必须经历常温、高温(高达 100℃)、低温,然后在高温当中恒定工作。但是,不同材料的温度曲线会有很大的差别,磁导率低的会在前半端呈现得比较平坦,磁导率较高的会显得比较陡峭;不同的温度里,饱和磁感应强度 BS 的变化也会不同,假设在常温下 3K 材料的 BS 值为 200,但是在 100℃时BS 值会上升至 300.同样在常温下 2.5K 材料的BS 值为200,但是在100℃时BS 值才只有250。 温度的变化会引起BS 值u、H、HC 的变化;BS 值的变化会引起节能灯线路工作状态的变化;BS 值升高会引起三极管得到的驱动电流降低。因此,在110V 的线路中,如果选取用了BS 值在高温时变化比较大的磁环,便会引发灯在高温时,关掉再马上打开,灯便不能启动了;灯管两端灯丝发红,因为灯管不能启动;功率会是额定功率的两倍。另由于灯管不能正常启动,两端灯丝的温度便会升得很高(将近300℃以上)这样便会把塑料件烧掉。 若选用了 BS 值随温度变化不大的磁环,即磁导率不高的磁环,便可解决上述问题。但磁导率的高与低又有另外一个问题需考虑:就是它的损耗问题,一般磁导率高的象 5K、10K 的磁环,它的损耗都很小,做成成品脉冲后,因为它的磁路阻抗比较小,延迟时间也比较小,它的输出波型可以做得很好,但它适应上述温度问题时就显得力不从心;选用磁导率较低时,它的表面性能虽不及 5K、10K 的好,但它不会出现灯启动时不能启动的现象。 江门粉末2.5K磁环适宜做110V直接驱动的灯;志通电子3K磁环适宜做220V的灯。为什么呢?原因是110V 直接驱动电路容易引发热启动问题;而220V 电路没有热启动问题。江门粉末的磁环对温度的干扰变化不大,而 220V 的节能灯需要在高温时适当把功率降下来,就需要适当减小三极管的驱动电流,避免灯在高温,高压时烧掉。 假设温度升高,三极管的放大倍数升高,电流升高,灯功率加大。这时就需要把功率适当调节下来,选用志通 3K 磁环,它对温度的升高比较敏感,温度升高时BS 跟着升高,三极管的驱动电流减小,灯功率降低,保证温升与灯功率的矛盾。
  • 磁环电感的抗干扰功能
    • 磁环是电子电路中常用的抗干扰元件, 对于高频噪声有很好的抑制作用, 一般使用铁磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性,一般在低频时阻抗很小,当信号频率升高磁大 家都知道,信号频率越高,越容易辐射出去(要买优质的电脑机箱也是要减小电磁泄漏),而一般 的信号线都是没有屏蔽层的,那么这些信号线就成了很 好的天线,接收周围环境中各种杂乱的高 频信号,而这些功率电感-磁环线圈-色环电感-贴片电感-磁珠电感-变压器-叠层电感-电子新闻 信号叠加在本来传输的信号上,甚至会改变原来传输的有用信号.那么在磁环作用下,使正常有用 的信号很好的通过,又能很好的抑制高频干扰信号的通过。

中山市五环电子厂 (www.wuhuandz.com)经营色环电感,工字电感,磁环电感,贴片电感,功率电感,共模电感,磁珠等产品。

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