專利名稱：電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鎮(zhèn)流器，特別涉及一種智能型通用電子鎮(zhèn)流器。
(2)背景技術在20世紀70年代末，熒光燈交流電子鎮(zhèn)流器開始嶄露頭角，被人們認為是照明電器發(fā)展史上的一項重大技術創(chuàng)新。進入90年代后，各種氣體放電燈用電子鎮(zhèn)流器幾個中心光源在世界范圍內(nèi)不斷涌現(xiàn)，形成被稱為“綠色照明”的新產(chǎn)業(yè)。然而眾所周知，電感鎮(zhèn)流器存在三大致命弱點一是功率因數(shù)低；二是燈管閃爍、共振；三是尺寸大、份量重、光效差。由于存在以上缺點，因而現(xiàn)在使用較少，逐漸被電子鎮(zhèn)流器取代。
(3)實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種有高光效、低頻閃和高效節(jié)能而且便于安裝的電子鎮(zhèn)流器。
為達上述目的，本實用新型的1.一種電子鎮(zhèn)流器，包括將輸入的交流電變換成直流電的整流電路和輸出電路，其特征在于，還包括功率因素校正電路，與所述整流電路相連，對所述輸入的電流進行功率因素校正；脈沖寬度調(diào)制器，與所述整流電路相連，用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號；驅(qū)動電路和高頻變換電路，與所述功率因素校正電路和所述脈沖寬度調(diào)制器相連，在所述脈沖寬度調(diào)制信號的控制下，對所述功率因素校正電路的輸入信號進行高頻變換；輸出電路，與所述驅(qū)動電路和變換電路相連，將經(jīng)高頻變換的電流提供給后續(xù)的負載。
如上所述結(jié)構，由于在本電子鎮(zhèn)流器中采用了脈寬調(diào)制技術來進行控制，使鎮(zhèn)流器外圍的元器件大量減少，電路更加簡單，性能更加優(yōu)越。既能有效地延長高強度氣體放電燈的壽命，又能確保電子鎮(zhèn)流器長期工作的可靠性，大大節(jié)約了電力能源。
為進一步說明本實用新型的上述目的、結(jié)構特點和效果，以下將結(jié)合附圖，對本實用新型進行詳細的描述。
(4)
圖1是本實用新型電子鎮(zhèn)流器的電路原理框圖。
圖2是本實用新型電子鎮(zhèn)流器的電路結(jié)構示意圖。
圖3是本實用新型電子鎮(zhèn)流器的整流濾波電路輸入波形圖。
圖4是本實用新型電子鎮(zhèn)流器的整流濾波電路輸出波形圖。
圖5是本實用新型電子鎮(zhèn)流器的PFC電路功率開關接通時的電流流向示意圖。
圖6是本實用新型電子鎮(zhèn)流器的PFC電路功率開關斷開時的電流流向示意圖。
(5)具體實施方式
如圖1所示為本實用新型電子鎮(zhèn)流器的電路原理框圖，輸入的交流電先通過濾波電路1來抑制各方面的干擾，隨后經(jīng)整流電路2將輸入的交流電變換成直流電后分兩路輸出，一路輸入到15V穩(wěn)壓電路7供給脈沖寬度調(diào)制器9(也稱PWM)，另一路輸給功率因素校正電路3。脈沖寬度調(diào)制器9產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號，并提供給驅(qū)動電路和高頻變換電路4，以控制驅(qū)動電路和高頻變換電路4的工作。驅(qū)動電路和高頻變換電路4接收功率因素校正電路3輸出的經(jīng)功率因素校正的信號，在脈寬調(diào)制信號的控制下進行高頻變換。再經(jīng)驅(qū)動電路和高頻變換電路4到輸出電路5，輸出電路5兩端接負載6使之正常工作，并通過一保護電路8對其間電路發(fā)生開路或短路的意外故障起到自動保護功能。
如圖2所示為本實用新型電子鎮(zhèn)流器的電路結(jié)構示意圖，它主要由下列單元組成1.濾波電路1由電容C1、C2、C3、C4電感L1、L2組成。其作用一是抑制來自電網(wǎng)的電磁干擾；二是抑制自身和其它電器對鎮(zhèn)流器的干擾，以保證電網(wǎng)不受污染。
2.整流電路2由橋式整流電路ZLQ和電容C5組成。其作用將輸入的交流電變換成100Hz的正弦半波脈動直流電(如圖3、4所示)。
3.控制中心電路由控制模塊PFC888和變壓器T2、電阻R1、R2、R3、三極管Q1、Q2、功率開關VT1、二極管D7、電容C9等組成?？刂颇KPFC888內(nèi)設有功率因素校正電路3、脈沖寬度調(diào)制器9和保護電路8等?？刂浦行碾娐返淖饔脼闄z測輸入、輸出和反饋等功率電流電壓，通過控制模塊PFC888進行運算與調(diào)控。在本電路中，控制模塊PFC888采用集成電路模塊。
4.驅(qū)動電路和高頻變換電路4脈沖寬度調(diào)制器9輸出兩個驅(qū)動脈沖，經(jīng)由電容C11、變壓器T3、電阻R9、二極管D10、D11、三極管Q3、Q4等組成放大鉗位電路，以保護功率開關VT2、VT3不受損壞。其作用輸出放大驅(qū)動脈沖，輸入功率開關VT2、VT3柵極，驅(qū)動功率開關VT2、VT3輪流導通，提供負載6(如燈管)工作的電源電路。
5.輸出電路5由電容C12、C13、電感L3、L4等組成。其作用將高頻電壓再次升壓后使負載6正常工作(如點亮燈管)。
其主要工作原理如下所述在接通交流輸入電源后，通過壓敏電阻Rv檢測電壓，若輸入電壓在設定的正常范圍內(nèi)，允許電路正常通過；若輸入電壓超出正常值，則Rv立即變小而幾乎為零值，使輸入的交流電不通過其它電路而直接在Rv上通過熔斷器F1短路。輸入正常的電壓后，到達整流電路時的輸入波形如圖3所示，經(jīng)橋式整流電路ZLQ、電容C5整流后便得到如圖4所示的100Hz直流電波形的電壓和電流，并分為兩路輸出一路輸入為15V穩(wěn)壓電路7。直流電經(jīng)二極管D1、電容C6再次整流濾波后，通過變壓器T1的次級和集成塊IC1變換為15V的直流電，而二極管D2、D3組成初級鉗位電路，用以吸收尖峰電壓，保護集成塊IC1內(nèi)的功率開關管(圖中未示)不受沖擊損壞。變壓器T1次級繞組Ns產(chǎn)生的感應電壓經(jīng)二極管D4、電容C7整流濾波后，通過二極管D5、D6和集成塊IC1組成的穩(wěn)壓電路輸出穩(wěn)定的15V直流電源電壓。15V直流電輸入到控制模塊PFC888的控制系統(tǒng)腳2，使控制模塊PFC888啟動工作。
另一路由變壓器T2、電阻R1、R2、R3、三極管Q1、Q2、功率開關VT1、二極管D7、電容C9和控制模塊PFC888輸出400V穩(wěn)定的直流電壓，該電壓經(jīng)變壓器T2的初級繞組Np提升電壓，再通過二極管D7給濾波電容C9充電，電容C9兩端輸出直流電壓經(jīng)由功率開關VT2、VT3組成的高頻變換器轉(zhuǎn)換為高頻電壓，再通過電感L3、L4加到燈管M兩端，使燈管M工作。在啟動階段，由控制模塊PFC888內(nèi)的功率因數(shù)校正電路3輸出的400V直流電壓，經(jīng)功率開關VT2、VT3組成的高頻變換器轉(zhuǎn)換為高頻電壓后，通過電感L3、L4和電容C13組成諧振回路，產(chǎn)生一個諧振高壓將燈管M啟動點亮。燈管M點亮后，高頻電壓直接通過輸出電感L3、L4恒定加至燈管M兩端，保證燈管M進入穩(wěn)定正常的工作階段。
這里要指出的是，變壓器T2的次級繞組Ns作為變壓器T2的初級繞組Np的高靈敏度電流傳感器。次級繞組Ns將流過初級繞組Np的電流檢測后，經(jīng)控制模塊PFC888內(nèi)的限流電阻(圖中未示)再輸入控制模塊PFC888內(nèi)的零電流檢測器。當初級繞組Np的電流下降至零時，零電流檢測器檢測出來的信號經(jīng)與控制系統(tǒng)腳1信號比較并放大后從控制系統(tǒng)腳3輸出一個電壓信號，驅(qū)動功率開關VT1導通。當功率開關VT1導通時，二極管D7截止，電容C9通過燈管M釋放儲能。當變壓器T2的初級繞組Np電流達到峰值時，控制模塊PFC888內(nèi)的算法器輸出的信號與通過功率開關VT1的電流在其電阻R3上轉(zhuǎn)換得到的電壓信號進行比較后，輸出指令來斷開功率開關VT1，此時變壓器T2的初級繞組Np電流沿斜坡下降，直到電流下降到零之前，功率開關VT1一直斷開。在功率開關VT1斷開時，二極管D7導通。在功率開關VT1接通和斷開期間，電流流向如圖5、6所示。
功率開關VT2、VT3的導通占空比為50％。它由控制模塊PFC888內(nèi)的脈沖寬度調(diào)制器9控制。脈沖寬度調(diào)制器9輸出的脈沖頻率由脈沖寬度調(diào)制器9控制集成的控制系統(tǒng)腳3、4外接的電阻電容(圖中未示)設定。此外，控制模塊PFC888內(nèi)部還設有異常保護電路8，保證電子鎮(zhèn)流器不受損壞。
控制中心電路電路具備如下所述的功能1.具有調(diào)控輸入電源電壓的功能控制中心電路，既能使用額定電壓110V或220V的工作能力，又能適應網(wǎng)壓從90V-265V時的大幅度變化，電子鎮(zhèn)流器均能正常的工作。之所以能正常工作，均由控制中心和功率因數(shù)校正電路3完成。當輸入的交流電源經(jīng)濾波穩(wěn)壓后，控制系統(tǒng)腳1、2、4接受輸入信號后一是使控制模塊PFC888啟動，二是根據(jù)檢測的輸入信號，經(jīng)變壓器T2初級繞組Np提升電壓，再通過二極管D7控制電流電壓，始終保持電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部工作電壓在400V±1％的高度穩(wěn)定的供壓狀態(tài)，確保燈管M工作時有著穩(wěn)定可靠的電源，排除了網(wǎng)壓輸入電源的干擾。
2.具有恒功率調(diào)控功能由電容C9兩端輸出的400V直流電壓，經(jīng)過功率開關VT2、VT3組成的高頻變換器，頻率調(diào)控可從25KHz提升到30KHz左右。高頻電壓一路直接通過輸出級加到燈管M兩端，使燈管M工作；另一路通過控制系統(tǒng)腳8的檢測，確定不同型別燈管(如鈉燈或鹵燈)的管壓和正常工作的電壓電流，經(jīng)控制模塊PFC888內(nèi)的乘法器運算后，采用調(diào)頻方式控制脈沖寬度調(diào)制器9輸出的脈沖寬度，以控制高頻變換器的開關導通時間，使高頻變換器輸出的電壓保持輸出功率的恒定性，保持燈管功率的變化小于±1％的誤差，保證不同型別燈管的光通亮和電子鎮(zhèn)流器的性能一致。另外，由于通過恒功率的控制，還解決了燈管M陰極不受浪涌電流的沖擊，最大程度地減少了強電場和大電流引起的陰極物質(zhì)濺散，從而確保電子鎮(zhèn)流器和負載的工作可靠性和長期性，同時這一設計還保證了匹配因生產(chǎn)廠家不同而生產(chǎn)出不同型別燈管的不同參數(shù)和新舊程度不同的燈管，實現(xiàn)了電子鎮(zhèn)流器與燈管的自動檢測匹配。
3.保護電路功能在電子鎮(zhèn)流器輸出電路中，增設了全功能異常狀態(tài)保護電路8。高頻電壓除一路加到燈管M兩端外，另一路通過反饋回路反饋到控制模塊PFC888內(nèi)的保護電路8，控制恒功率輸出外，還根據(jù)反饋信號隨時斷開功率因數(shù)校正電路3輸出，起到保護電路的作用。當發(fā)生開路和短路故障時，輸出端反饋回路經(jīng)控制系統(tǒng)腳8檢測，將信號傳送至控制模塊PFC888內(nèi)的檢測中心，經(jīng)信號放大后又分二路分別控制一路斷開功率因數(shù)校正電路3的輸出，另一路斷開脈沖寬度調(diào)制器9的輸出驅(qū)動脈沖，使功率開關VT2、VT3停止工作，無電壓輸出，整機線路功率下降到幾瓦，保護電子鎮(zhèn)流器電路和燈管M不受損壞，待異常故障排除后，控制中心電路電路再指令有源控制模塊PFC888啟動，使電子鎮(zhèn)流器和燈管M重新進入正常工作狀態(tài)，從而達到在任何情況下，實現(xiàn)了全功能自動保護作用。
4.聲諧振消除功能聲諧振是高強度氣體放電燈(如本較佳實施例中的納燈或鹵燈)長期困惑的難題。主要由于輸入能量周期性波動，引起燈內(nèi)電弧管的壓力波動，當它與管壁的反射波頻率相接近時，就會形成駐波，即產(chǎn)生聲諧振。一旦聲諧振出現(xiàn)，電弧發(fā)生抖動，燈光閃爍，色溫也隨之變化，甚至導致電弧熄滅，嚴重時電弧管炸裂。另外，形成聲諧振的頻率不但和燈管的內(nèi)部結(jié)構以及充氣參數(shù)密切相關，而且不同生產(chǎn)廠家、不同功率等級的燈管，又有不同的聲諧振頻率，增加了頻率調(diào)制技術，將100Hz的低頻，經(jīng)功率開關VT2、VT3調(diào)制為30KHz的高頻，以適應各種不同聲諧振參數(shù)的燈管，使燈管內(nèi)的電弧無法產(chǎn)生一個“共振點”，從而消除了燈管在工作過程中的閃爍現(xiàn)象。
當然，本技術領域中的普通技術人員應當認識到，以上的實施例僅是用來說明的，而不能作為對本實用新型的限定，只要在本實用新型的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本實用新型權利要求書的范圍內(nèi)。
權利要求1.一種電子鎮(zhèn)流器，包括將輸入的交流電變換成直流電的整流電路和輸出電路，其特征在于，還包括功率因素校正電路，與所述整流電路相連，對所述輸入的電流進行功率因素校正；脈沖寬度調(diào)制器，與所述整流電路相連，用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號；驅(qū)動電路和高頻變換電路，與所述功率因素校正電路和所述脈沖寬度調(diào)制器相連，在所述脈沖寬度調(diào)制信號的控制下，對所述功率因素校正電路的輸入信號進行高頻變換；輸出電路，與所述驅(qū)動電路和變換電路相連，將經(jīng)高頻變換的電流提供給后續(xù)的負載。
2.如權利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，在所述整流電路前還連接一個抑制干擾的濾波電路。
專利摘要本實用新型旨在涉及一種電子鎮(zhèn)流器,包括將輸入的交流電變換成直流電的整流電路和輸出電路;功率因素校正電路,與所述整流電路相連,對所述輸入的電流進行功率因素校正;脈沖寬度調(diào)制器,與所述整流電路相連,用于產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號;驅(qū)動電路和高頻變換電路,與所述功率因素校正電路和所述脈沖寬度調(diào)制器相連,在所述脈沖寬度調(diào)制信號的控制下,對所述功率因素校正電路的輸入信號進行高頻變換;輸出電路,與所述驅(qū)動電路和變換電路相連,將經(jīng)高頻變換的電流提供給后續(xù)的負載。
文檔編號H05B41/14GK2519582SQ0128050
公開日2002年10月30日 申請日期2001年12月31日 優(yōu)先權日2001年12月31日
發(fā)明者巢建東 申請人:巢建東