智能型PTC热敏电阻的应用

　　1.前言
　　目前的荧光灯绝大多数为阴极预热式产品。以期电子器件与对应的荧光灯管相匹配，达到充分发挥荧光灯管的光效和使照明环境更舒适更节能的效果。
　　2.阴极预热的目的
　　阴极预热式荧光灯的电极是一个极为重要的零件。荧光灯使用时间的长短主要取决于电极的寿命。对交流电源来说，该电极既是阴极又是阳极。电极上涂有碳酸钡、碳酸锶和碳酸钙为主的电子发射材料。这些材料只有当阴极的工作温度在900℃~1000℃时才能充分发射电子。另一方面，阴极通过预热放出大量电子，使灯的启动电压降低，通常降低到阴极未预热启动电压的二分之一到三分之一。电压的降低减少了相关电子元器件所承受的电应力，从而降低了整灯的故障率，延长了使用寿命。为此，阴极预热纳入了IEC和我国GB标准，明确规定此类荧光灯在点亮前必须经过阴极预热，并对各种型号规格荧光灯的预热时间和预热电流参数提出了要求。

　

图1电子镇流器简化电路图

　

　　3.阴极预热启动技术的发展状况
　　以往，荧光灯多采用电感式工频镇流器（电子镇流器对提高照明系统能效和质量有明显优势，是新国际推荐应用的产品，也是未来发展的趋势。）。随着电子技术的发展，电子镇流器以其体积小、重量轻、功耗少、无频闪、无噪音、光效高等优点，逐步取代电感式镇流器已成为必然趋势。在电子镇流器发展过程中，阴极预热问题一直是电子镇流器技术研究的重点之一。
　　为解决荧光灯阴极预热问题，人们利用了正温度系数热敏电阻。其温阻特性曲线如图2所示。曲线中的TB点是PTCR的开关温度。PTCR的体温高于TB点后，随着温度的升高，PTCR的电阻就会骤变到很高的值，利用PTCR的这一特性设计的预热启动电路如图3所示。当阻值增大到一定值时，谐振回路起振，谐振电压幅值V2增大到把灯管点亮。灯管点亮时（t2），灯管呈现负阻特性，即灯管电流增大，灯管两端电压V3降到额定的工作电压值，预热启动过程结束，灯管转入正常工作。
　　电子镇流器的启动电压是由限流电感L和启动电容C1组成的L-C1串联谐振电路在C1两端产生的谐振电压。简化电路如图1所示。L-C1的品质因数Q=1/ωC1R=ωL/R,式中R为L-C1回路的损耗电阻，ω为L-C1回路的工作角频率。在L-C1回路对高频振荡电路的输出电压V1谐振时，限流电感L或C1上的电压VR=QV1.合理设计限流电感L和电容C1的参数，可使C1上的谐振电压VR达到使灯管点亮的值。阴极不进行预热的电路，电源一接通灯即点亮，这对阴极损伤很厉害，会使灯管根部很快变黑，使灯管寿命变短。

　

图2PTCR温阻曲线图