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研究生： 邱建維
Chien-wei Chiu
論文名稱： 外部電極螢光燈電子安定器之研製
Design and Implementation of Electronic Ballast for External Electrode Fluorescent Lamp
指導教授： 蕭弘清
Horng-Ching Hsiao
口試委員: 王順源
Shun-Yuan Wang
周錦惠
Chin-Hui Chou
黃仲欽
Chung-Chien Huang
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 70
中文關鍵詞： 外部電極螢光燈 、全橋式直流轉換器 、串聯諧振並聯負載架構 、電子安定器
外文關鍵詞： External Electrode Fluorescent Lamp, Full-Bridge Inverter, Series Resonant Series Parallel Load Structure, Ballast
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    • 本文旨在設計及研製一個外部電極螢光燈電子安定器。系統以零電壓切換轉換器作為驅動並聯燈管之電路架構，可減少開關切換損失，提高轉換效率。點燈電路則結合全橋式直流轉換器與串聯諧振並聯負載電路，合成為全橋式串聯諧振並聯負載電子安定器，提高電子安定器效率。本文以IsSpice模擬軟體完成諧振轉換串聯諧振並聯負載之電路模擬，加速電路設計程序。由實驗結果顯示，當輸入直流電壓為24 V時，外部電極螢光燈的輸出功率約84 W，電子安定器之效率約85 %。整體系統具有高效率、電路架構簡單及容易控制的優點。

    The thesis presents design and implementation of electric ballast for external electrode fluorescent lamps (EEFL). The zero-voltage-switching (ZVS) technique is adopted to drive the structure of circuit and parallel lamps. The ballast produces less switching loss and higher conversion efficiency. The higher efficiency of the ballast was achieved by full-bridge series resonant series-parallel load configuration which has been composed by the full-bridge inverter and series resonant series parallel load (SRSPL) structure. In the thesis, the resonant translation using series resonant series parallel load are simulated by IsSpice software to accelerate the circuit design process. As a result by the experiment, while input DC voltage for the 24 V, the output power about 84 W, the ballast efficiency is about 85 %. The whole system is acceptable with advantages of high efficiency, simple structure and easy to implement.

    中文摘要..................................................................................I 英文摘要..................................................................................II 誌謝………………………………………………………......III 目錄…………………………………………………………...IV 圖表索引..................................................................................VII 第一章 緒論………………………………………………...1 1.1研究動機.....................................................................1 1.2文獻探討.....................................................................3 1.3研究目的.....................................................................3 1.4本研究貢獻.................................................................4 1.5研究架構.....................................................................4 第二章 螢光燈管特性與電子安定器架構………………...5 2.1前言.............................................................................5 2.2光學的基本知識.........................................................5 2.3螢光燈管的構造與製程.............................................5 2.4螢光燈管的發光過程及特性.....................................11 第三章 電子安定器的原理與分析………………………...14 3.1前言.............................................................................14 3.1.1電子安定器架構介紹.......................................14 3.1.2電子安定器拓樸與設計流程...........................15 3.1.3電子安定器電磁諧波之標準...........................16 3.2電子安定器變頻架構與諧振轉換之原理.................18 3.3諧振變流器.................................................................21 3.3.1推挽式諧振變流器..........................................21 3.3.2半橋式諧振變流器..........................................22 3.3.2全橋式諧振變流器..........................................22 3.4柔切開關技術原理….................................................23 3.5諧振槽的轉移函數設計.............................................24 3.6諧振參數值的設計.....................................................27 3.7電子安定器輸出級高頻變壓器構造與分析.............29 3.7.1變壓器構造實體圖..........................................29 3.7.2變壓器工作原理…..........................................30 3.7.3輸出變壓器的功率損耗..................................31 第四章 電子安定器實體電路設計………………………...33 4.1前言.............................................................................33 4.2系統方塊圖.................................................................33 4.3控制器的介紹.............................................................35 4.3.1 LX1692工作流程說明....................................39 4.3.2 Striking模式…….............................................39 4.3.3 Run模式……...................................................41 4.3.4燈管調光模式..................................................43 4.3.5失效保護模式..................................................43 4.3.6變壓器電壓保護模式......................................44 4.3.7調光模式之設計..............................................45 4.4週邊電路設計..............................................................46 4.4.1保險絲額定值的選定......................................47 4.4.2圖騰推挽輸出級之設計..................................48 4.4.3切換晶體PMOS之驅動電路設計.................49 4.4.4切換晶體NMOS之驅動電路設計................50 4.4.5燈管狀態檢測及控制電路設計......................51 4.4.6電路緩衝保護電路……………......................52 4.4.7燈管故障保護電路……………......................55 4.4.8實際電子安定器電路圖………......................56 第五章 實驗結果…………………………………………...58 5.1前言……………………………..................................58 5.2模擬驗證與實際量測比較..........................................58 5.3實驗結果………………………..................................59 5.4實作電路與冷陰極燈管安定器的比較……..............67 第六章 結論與未來展望…………………………………...68 6.1結論..............................................................................68 6.2未來展望......................................................................68 參考文獻...................................................................................69

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