專利名稱：一種負阻補償電路的制作方法
技術領域：
本實用新型為ー種負阻電路，屬于燈具電源技術領域。它用于節能燈、LED燈具調光時作負阻補償，解決了節能燈、LED燈具調光范圍窄、燈具低照度時調光出現閃爍等問題。
背景技術：
節能燈現已普及應用，LED燈具是新型緑色照明電光源，對這些光源也有調節光照度的要求。以往白熾燈調光幾乎全部采用“晶閘管調光器”。這種晶閘管調光器可視作ニ端器件，與白熾燈相串聯接入220V交流市電，它利用相位控制技術，改變エ頻交流電的導通角，也就改變了エ頻交流電輸出電壓的有效值，有效值越高白熾燈越亮，以此實現調光。這種晶閘管調光器技術成熟、價格低廉，使用非常廣泛。節能燈、LED燈具替代白熾燈之后，以往的晶閘管調光器用于這些燈具卻成了問題，不僅調光范圍變窄，也就是光照度改變范圍小，低照度時閃爍嚴重。很多世界級的大公司對此進行了研究，也開發出了新的集成電路，但電路復雜，成本高難推廣；再者晶閘管調光器生產廠家眾多，電路也不盡相同，雖說大公司開發出了新的集成電路，但并不都能適應眾多生產廠家的晶閘管調光器。
發明內容本實用新型就是要解決將晶閘管調光器用于節能燈、LED燈具調光時出現光照度改變范圍小，低照度時閃爍嚴重的問題。其技術方案是設計ー款負阻電路，將它與LED恒流源的輸入端并聯起來，再與晶閘管調光器相串聯接入220V交流市電，實現調光。LED燈具產品需要低壓直流供電，所需功率數瓦到數十瓦不等，通常采用開關電源技術，電路為單端反激拓撲形式，把220V交流市電變換為低壓直流恒流源點亮LED。這個變換器以下簡稱為“LED恒流源”，可以把它看成一個四端網絡，兩個輸入端為220V交流市電，兩個輸出端接LED燈具；節能燈則采用電子鎮流器技術供電，通常燈管和電子鎮流器已組裝成為一體，將其燈頭接通220V交流市電即可點亮。本實用新型受到白熾燈調光原理的啟示，設計了ー款負阻電路，エ藝上可將負阻電路封裝成小模塊當成一個器件來使用，或是把這個負阻電路和“LED恒流源”設計在同一塊印刷電路板上，做成一體。這個“負阻模塊”可視作ニ端器件，應用時無須區分正負極，將它與LED恒流源的輸入端并聯起來，再與晶閘管調光器相串聯接入220V交流市電，如同附圖圖I所示，該圖是LED燈具調光方案的方框圖。所謂“負阻模塊”，就是加在其上的電壓越高，流過其中的電流越小，與常用電阻的特性恰恰相反。給LED燈具供電的電壓低于其工作電壓閥值時，LED是點不亮的，流過LED的電流為零，相當于負載斷開，節能燈也是如此。如果沒有并聯負阻模塊，相當于220V交流市電沒有通路，由于晶閘管調光器是串聯在220V交流市電中的，造成晶閘管調光器工作失常；而白熾燈是個純電阻，即便電壓很低，220V交流市電回路也是通的，不會造成晶閘管調光器エ作失常，所以白熾燈調光調得好。并聯負阻模塊后，相當于220V交流市電回路有了一個假負載，當然這個假負載耗電越小越好。經過晶閘管調光器調節后，當交流電輸出有效值較高時，LED燈具工作正常，希望流過這個假負載的電流很小，甚至為零更好；而希望交流電輸出有效值在低于LED燈具工作電壓閥值時這個假負載的仍有很小的電流流過，起到一個“補償”作用，保持220V交流市電回路通暢。按照這樣的思路，本實用新型設計了一款負阻電路，成本低廉，易推廣應用，下文將詳細敘述這款負阻電路是如何工作的。解決了 LED燈具的調光問題，也就相應解決了節能燈的調光問題。采用“晶閘管調光器”對節能燈、LED燈具調光，并聯負阻模塊以后，帶來了很好的效果，光照度改變范圍大，調低照度燈具也不會出現閃爍。配合好LED恒流源的的設計，LED燈具可以達到白熾燈調光效果。本實用新型的特征是·[0012]1，把一個具有負阻特性的模塊作為假負載與LED恒流源的輸入端相并聯，或與節能燈相并聯，再串聯晶閘管調光器接入交流市電，可較好地實現LED燈具或節能燈調光，這個負阻模塊可視作一個二端器件，無極性之分。2，這個負阻模塊的電路具體是整流橋VCl兩個交流輸入端即是負阻模塊的兩個端子，故負阻模塊可視作一個二端器件，無極性之分；電解電容Cl接在VCl輸出直流電壓的正、負極兩端；將NPN三極管Vl與NPN三極管V3組成復合管V，復合管V的集電極與電阻Rl的一端相連，Rl的另一端與直流電壓的正極(8)相連接，復合管V的發射極與電阻R2的一端、電阻R3的一端相連接，R2的另一端接直流電壓的負極(10)，R3的另一端與NPN三極管V2的基極、電阻R4的一端、電容C2的一端相連接，C2的另一端連接到直流電壓的負極
(10)，R4的另一端與穩壓管VDl的正極相連接，VDl的負極連接到直流電壓的正極(8)，復合管V的基極與V2的集電極、電阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端連接到直流電壓的正極(8)，V2的發射極連接到直流電壓的負極(10)。
圖I是LED燈具調光方案的方框圖圖2以虛線框4取代了圖I中方框2的負阻模塊，虛線框4內是一種用于市電交流電的負阻模塊的具體電路。圖3表示市電經過晶閘管調光器調節后輸出的電壓波形，是個“缺角正弦波”，切除了前端部分正弦波，其中u為交流電的瞬時值，Um和-Um為交流電壓的正、負峰值，on為交流電的相角。圖4表示“缺角正弦波”整流后的電壓波形，其中u為交流電的瞬時值，Um為交流電的峰值，U為平均值，為交流電的相角。圖中的各序號表示的含義為(I)晶閘管調光器(2)負阻模塊(3) LED 恒流源具體實施方式
下面結合實施例來解釋附圖和說明本實用新型的發明所在。圖2虛線框4內是ー種負阻模塊的具體電路。VCl是整流橋，其ー個交流輸入端
(6)連接在220V市電的一端，市電的另一端串入晶閘管調光器(I)后，與VCl的另ー輸入端 (7)連接。在晶閘管調光器(I)的作用下，整流橋VCl輸入的交流電壓有效值可調，則VCl整流后輸出的直流電壓的平均值可調。但輸入電壓波形已不是完整的正弦波，而是缺了一塊的“缺角正弦波”，如圖3表示的那樣，VCl將這樣波形的電壓整流，圖4表示整流后的波形，其中u為交流電的瞬時值，Um、-Um為交流電壓的正、負峰值，U為平均值，為交流電的相角。再經過電解電容Cl濾波，得到ー個平均值為U的直流電壓輸出，⑶為正扱，(10)為負極。將NPN三極管Vl與NPN三極管V3組成復合管V (即V3的發射極接Vl的基板，VI、V3的集電極互連作為復合管V的集電極，Vl的發射極的作為復合管V的發射極，V3的基極作為復合管V的基極)，復合管V的集電極與電阻Rl的一端相連，Rl的另一端與直流電壓的正極(8)相連接，復合管V的發射極與電阻R2的一端、電阻R3的一端相連接于(9)點，R2的另一端接直流電壓的負極(10)，R3的另一端與NPN三極管V2的基板、電阻R4的一端、電容C2的一端相連接于(11)點，C2的另一端連接到直流電壓的負極(10)，R4的另一端與穩壓管VDl的正極串聯，VDl的負極連接到直流電壓的正極(8)，復合管V的基極與V2的集電極、電阻R5的一端相連接于(12)點，電阻R5的另一端也連接到直流電壓的正極
(8)，V2的發射極也連接到直流電壓的負極(10)。增加電容C2，可提高電路的穩定性。工作吋，復合管V經電阻R5提供基極電流，電阻Rl、復合管V和電阻R2流過電流，在R2上建立起電壓，該電壓通過電阻R3向三極管V2提供基極電流，V2流過電流，旁路掉復合管V的部分基極電流，復合管V的導通程度下降，流過復合管V的電流隨之減小，使得電阻R2上的電壓降低，驅動三極管V2的基極電流隨之減小，V2的導通程度下降，流過電流減小，即是較少掉分流復合管V的基極電流，復合管V的導通程度増大……，如此反饋達到ー個平衡點。這個電路中，如果沒有穩壓管VDl、電阻R4兩個元件，組成復合管V的三極管VI、V3和三極管V2始終工作在線性放大區，流過復合管V的電流與流過V2的電流之和基本恒定，不隨外加電壓的大小變化。適當選取Rl R5的阻值，使流過復合管V的電流與流過V2的電流之和在IOmA以內。加入穩壓管VD1、電阻R4兩個串聯元件的支路后，在(8)、(10)兩端電壓較低的情況下，穩壓管VDl不能被擊穿，VD1、電阻R4這條支路不通，相當于沒有穩壓管VD1、電阻R4兩個元件；在(8)、(10)兩端電壓較高超過VDl穩壓值的情況下，穩壓管VDl被擊穿，通過電阻R4也向三極管V2提供基極電流，使V2導通程度増大，多分流掉ー些復合管V的基極電流，流過復合管V的電流隨之減小，使電路自身耗電下降；當(8)、(10)兩端電壓足夠高時可使三極管V2飽和導通，這時V2的集電極-發射極之間的飽和壓降很小，低于復合管V的基極-發射極之間的正向壓降，關斷復合管V，流過的電流僅僅是三極管V2的飽和電流，電路自身耗電下降到最低。以上分析說明，本電路外加電壓越大，流過的電流越小，即電路的阻抗越大，是ー個典型的負阻電路。本電路的啟動電壓低，這就保證了在晶閘管調光器的作用下，輸出的平均電壓低的情況下也能提供一個假負載電流，維持了 220V交流市電通路，晶閘管調光器不
會工作失常。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施范例而已，并非對發明作任何形式上的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或修飾為等同變化 的等效實施例，但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
權利要求1.一種燈具調光負阻補償電路，其特征在于這個負阻補償電路具體是整流橋VCl兩個交流輸入端即是負阻模塊的兩個端子，電解電容Cl接在整流橋VCl輸出直流電壓的正極(8)、負極(10)兩端；將NPN三極管Vl與NPN三極管V3組成復合管V，復合管V的集電極與電阻Rl的一端相連，電阻Rl的另一端與直流電壓的正極(8)相連接，復合管V的發射極與電阻R2的一端、電阻R3的一端相連接，電阻R2的另一端接直流電壓的負極(10)，電阻R3的另一端與NPN三極管V2的基極、電阻R4的一端、電容C2的一端相連接，電容C2的另一端連接到直流電壓的負 極(10)，電阻R4的另一端與穩壓管VDl的正極相連接，穩壓管VDl的負極連接到直流電壓的正極⑶，復合管V的基極與NPN三極管V2的集電極、電阻R5的一端相連接，電阻R5的另一端連接到直流電壓的正極(8)，NPN三極管V2的發射極連接到直流電壓的負極(10)。
2.如權利要求I所述的燈具調光負阻補償電路，其特征在于以該電路制作的負阻模塊可視作一個二端器件，無極性之分，使用時與LED恒流源的輸入端相并聯，或與節能燈相并聯，再串聯晶閘管調光器接入交流市電。
專利摘要本實用新型為一種負阻補償電路，屬于燈具電源技術領域。它用于節能燈、LED燈具調光時作負阻補償。這個負阻補償電路具體是整流橋VC1兩個交流輸入端即是負阻模塊的兩個端子，電解電容C1接在整流橋VC1輸出直流電壓的正極、負極兩端。以本實用新型負阻電路制成小模塊，與燈具的輸入端并聯，再串聯晶閘管調光器接入交流市電，相當于220V交流市電回路有了一個假負載，交流電輸出有效值在低于燈具工作電壓閥值時這個假負載仍有很小的電流流過，起到一個“補償”作用，保持220V交流市電回路通暢，解決了節能燈、LED燈具調光范圍窄、低照度時調光出現閃爍等問題，達到白熾燈調光效果。這個負阻模塊可視作一個二端器件，無極性之分，成本低廉。
文檔編號H05B37/00GK202759619SQ20112055192
公開日2013年2月27日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年12月23日
發明者何曙光 申請人:何曙光