淺談在逆變電路教學中引入電子鎮流器的教學實踐

電子鎮流器是電力電子技術在日常生活中的一個應用，在電力電子學的逆變電路教學過程中引入電子鎮流器原理的分析，其意義在于首先讓學生了解電力電子技術應用的廣泛性，使他們在學習該課程時有一定的動力;其次電力電子技術是一門理論性較強的課程，比較枯燥，引入一些應用實例可以豐富課堂教學，激發學生的學習興趣;第三是電子鎮流器由較為復雜的電子線路構成，通過分析其工作原理，能有助于加強電工班學生分析電子線路的能力。而且電子鎮流器的實物很容易得到，教學會比較生動，直觀。

在授課時，可以先分析教材中的單相半橋式無源逆變電路的工作原理，然后引出常用的電子鎮流器的主電路是交—直—交變換電路，即先整流后逆變，而逆變部分就是單相半橋式無源逆變電路。

一、分析電子鎮流器的工作原理

1.逆變電路分析

在分析電子鎮流器工作原理時，可以先介紹該電路的主要部分:V1、V2和C7、C8構成的單相半橋式無源逆變電路(圖2)。

通過V1和V2高頻率交替導通，將直流電變成高頻交流電。前面已經分析了教材中的單相半橋式無源逆變電路的工作原理，因此可以讓學生試著在電子鎮流器電路圖上畫出逆變電路的電流路徑，使學生對無源逆變基本原理加深印象。

2.整機電路分析

市電經VD1～VD4整流，C3濾波，變成直流電，再經V1和V2交替導通，又將直流電變成高頻交流電，再經過L2和C6諧振產生高壓交流電，通過此高頻高壓交流電將日光燈點亮。

具體工作原理是:電流經R1對R5充電→VDB3擊穿導通，有電流流過V2的基極→V2導通。

V2集電極電流的增長趨勢在磁環變壓器N3上產生感應電動勢，在次級(N1、N2)也產生感應電動勢，其極性是使各繞組上用·表示同名端為正，從而使V2基極電位升高，基極、集電極電流進一步加大，V2飽和導通。當V2電流增加使磁環趨向飽和，各繞組感應電動勢急劇下降，V2基極電位也下降，在磁環變壓器中將產生與V2集電極電流增加時相反極性的電動勢，即各繞組中用·表示同名端電壓為負。這樣，V1基極電位增大，V1導通。

V1、V2交替通斷，在兩個半橋中點之間形成交變的方波電壓，此交變電壓經C6、L2串聯諧振作用，其電流變為接近正弦波。

3.驅動電路分析

在教材中的逆變電路僅分析了主電路，未分析逆變元件的驅動電路，而在電子鎮流器電路中有兩個逆變管V1和V2的驅動電路，因此通過電子鎮流器電路的分析可以讓學生清楚得看到驅動電路是如何工作的，兩個逆變管是如何交替通斷的。

驅動電路主要由C5、VDB3和高頻變壓器(N1、N2、N3)構成，其中C5和VDB3是V2的啟動電路，V1、V2的交替通斷由高頻變壓器各繞組產生不同極性的感應電動勢實現。

縱觀整個電路，電子鎮流器主要由三部分組成:整流部分、逆變部分和諧振部分。電路的主要過程即交—直—交變換。

二、故障分析及制作

在分析了電路的工作原理后，為了讓學生進一步掌握電子鎮流器的工作過程，可出一些故障。比如若高頻磁環變壓器的各繞組同名端接錯會產生什么后果?磁環變壓器的同名端接錯則兩個三極管無法正常工作，最終燈就不會亮。

三、介紹電子鎮流器的優點

最后介紹電子鎮流器與電感式鎮流器的不同之處，即電子鎮流器的優點，讓學生了解為什么要推廣電子鎮流器，而淘汰電感式鎮流器。電子鎮流器內部由于通過逆變和諧振直接產生高頻高壓交流電，因此不需要啟輝器。

電子鎮流器與電感式鎮流器比較最大的優勢在于節能，據統計，照明用電占了全世界總發電量的1/4，如僅將現用的200億只燈泡中的50億只換成節能的電子鎮流燈泡，每年可節省200GW的電能。這也是電力電子技術最大優點以及要普及這項技術的原因。

(作者單位:江蘇省常州技師學院)