专利名称：一种高频无极灯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉一种照明灯具，具体的说是一种高频无极灯。
背景技术：
无极电磁灯(无极灯)是基于电磁感应和荧光气体放电相结合的新型光源。它由 一个高频振荡电源、一个功率耦合器和一个泡体组成。泡体是密闭的，而且一端是凹进去 的，泡壳内有主辅两个汞剂；耦合器是用特殊的棒体材料通过精加工，再辅以高频线圈组合 而成。高频振荡电源电路包括滤波电路、功率因数校正电路和高频振荡电路构成。其中高 频自激振荡电路由LC和一对MOSFET构成，高频振荡电路产生的磁场经耦合器传送到泡体 内，激发荧光粉发出可见光。但是，有时由于灯泡的破碎、漏气或是异常等状态下，会由于电 路中电压，电流的突然变化，造成电源电路上MOSFET的损坏，从而破坏了电源电路。
实用新型内容针对现有技术中存在的无极灯由于灯泡的破碎、漏气等异常等状态会损坏其高频 电源电路等不足之处，本实用新型要解决的技术问题是提供一种高频电源电路在遇到异常 状态时不会受到损害的高频无极灯。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是本实用新型一种高频无极灯包括灯泡、灯座、电源电路和耦合电路，其中灯泡连接 于灯座上，耦合电路置于灯座上并延伸至灯泡中，耦合电路与电源电路的输出端相连接。所述电源电路具有功率因数校正电路和点灯逆变电路，所述功率因数校正电路包 括滤波电路、整流电路、电源调整电路，其中滤波电路的输入端与市电相连，输出端经过整 流电路接至电源调整电路，电源调整电路的输出端与点灯逆变电路相连，点灯逆变电路的 输出端接至耦合电路。所述电源调整电路包括功率因数校正器及升压变换器，其中功率因数校正器的输 入端接有整流电路输出的取样信号和升压变换器的次级反馈信号，输出端与场效应管的控 制脚相连，场效应管的源极接至升压变换器的初级，漏极通过第8电阻R8接地；升压变换器 的初级经过第3 二极管输出已校正好的电源至点灯逆变电路。所述点灯逆变电路包括延时启动电路、变频驱动电路、升压电路以及输出电路，延 时启动电路的输入端接有工作电源，输出端与变频驱动电路相连，变频驱动电路的输出端 通过升压电路接至输出电路。所述延时启动电路具有取样电阻和延时电容，通过取样电阻接收电源电压后，接 至延时电容，延时电容同时与触发二极管组相连，触发二极管组的输出端接至变频驱动电路。所述变频驱动电路具有驱动变压器，驱动变压器的次级绕组作为驱动信号与升压 电路中的半桥驱动电路相连。所述升压电路为由第2、3场效应管和第4、5电感构成的半桥驱动电路，其中第2场效应管的源极接有工作电源，漏极与第3场效应管的源极相连，同时与串联连接的第5、4 电感相连，第4电感的输出端接至输出电路。所述输出电路包括第18电容，其接收升压电路升压后的高频电压，输出端与耦合 电路相连。还具有异常保护电路，包括第5电感、第10 二极管、第6稳压二极管、第4可控硅以 及第3场效应管，其中第5电感的取样信号通过第10 二极管和第22电阻接至第6稳压二 极管的负极，第6稳压二极管的正极与第4可控硅的控制极相连，第4可控硅的阴极接地， 阳极接至第3场效应管的控制极。本实用新型具有以下有益效果及优点1.本实用新型电源部分采用滤波和功率因数校正电路，滤除2. 65MHz高频振荡对 电源电路的污染，提高电路的功率因数，并且使其具有过流、过压保护，输出短路、断路保护 功能，使高频电源电路在遇到异常状态时不会受到损害，提高了电器元件的使用寿命。
图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括灯泡1、灯座2、电源电路3和耦合电路5，其中灯泡1 连接于灯座2上，耦合电路5置于灯座2上并延伸至灯泡1中，耦合电路5与电源电路3的 输出端相连接。如图2所示，所述电源电路3具有功率因数校正电路和点灯逆变电路，功率因数校 正电路包括滤波电路、整流电路、电源调整电路，其中滤波电路的输入端与市电相连，输出 端经过整流电路接至电源调整电路，电源调整电路的输出端与点灯逆变电路相连，点灯逆 变电路的输出端接至耦合电路5。功率因数校正电路中的滤波电路由第1、2电感L1、L2、和第1 6电容C1、C2、C4、 C5、C6、C3组成的两级式电源滤波网络，所要抑制的频率主要是功率因数校正电路(PFC)的 工作频率约50kHz和DC/AC开关频率2. 65MHz，以及这两个频率的高次谐波。第1 3电 容Cl、C2、C3也叫X电容，把差模干扰噪声旁路掉；第1、2电感Li、L2为共模扼流圈，抑制 共模噪声；电容RV1、RV3、第4 5电容C4、C5也叫Y电容，用于抑制输电线继发的射频噪 声。RV2为压敏电阻器，用来吸收尖峰脉冲过电压。功率因数校正电路中的整流电路为二极管桥式整流电路。功率因数校正电路中的电源调整电路包括功率因数校正器Ul及升压变换器Tl， 其中功率因数校正器Ul的输入端接有整流电路输出的取样信号和升压变换器Tl的次级反 馈信号，输出端与场效应管Vl的控制脚相连，场效应管Vl的源极接至升压变换器Tl的初 级，漏极通过第8电阻R8接地；升压变换器Tl的初级经过第3 二极管输出的已校正好的电 源至点灯逆变电路。功率因数校正器Ul是一款可靠且成本低廉的功率因数校正芯片，其应用电路如 图2所示。市电经滤波电路和整流电路得到脉动直流电。电流通过启动电阻即第4电阻R4向第10电容Cio充电至IOV时，Ul开始工作。整流后的直流脉动电压以第1电阻Rl的分 压作为取样信号，经功率因数校正器Ul的③脚输入Ul内部的乘法器。直流输出电压在第 11电阻Rll和可变电阻WR上的分压经功率因数校正器Ul的①脚送至Ul内部的误差放大 器的反相输入端，与2. 5V的参考电压比较放大后输出一个直流误差电压，同时也输入到乘 法器。通过功率开关Vl的电流在源极电阻R16上转换为电压信号，输入到功率因数校正器 Ul的④脚，并与乘法器的输出电压进行比较。随AC电压从零到峰值正弦地通过，乘法器的 输出电压控制功率因数校正器Ul④脚的阀值，从而使功率开关Vl的峰值电流跟踪AC输入 电压，致使校正电路的负载呈电阻性。由于功率因数校正器Ul的控制作用，使输入电流紧紧跟随AC电压而变化，呈平滑 的正弦波。同时，PFC电路又是一种升压型开关稳压电源，使无极灯的功率和光通量不会随 市电电压的涨落而变化。所述点灯逆变电路包括延时启动电路、变频驱动电路、升压电路以及输出电路，延 时启动电路的输入端接有工作电源即校正好的电源，输出端与变频驱动电路相连，变频驱 动电路的输出端通过升压电路接至输出电路。点灯逆变电路中的延时启动电路具有取样电阻R14、R15和延时电容C16，通过取 样电阻R14、R15接收电源电压后，接至延时电容C16，延时电容C16同时与触发二极管组相 连，触发二极管组的输出端接至变频驱动电路。点灯逆变电路中的变频驱动电路具有驱动变压器T2，驱动变压器T2的次级绕组 作为驱动信号与升压电路中的半桥驱动电路相连。点灯逆变电路中的所述升压电路为由第2、3场效应管V2、V3和第4、5电感L4、L5 构成的半桥驱动电路，其中第2场效应管V2的源极接有工作电源，漏极与第3场效应管V3 的源极相连，同时与串联连接的第5、4电感L5、L4相连，第4电感L4的输出端接至输出电路。点灯逆变电路中的输出电路包括第18电容C18，其接收升压电路升压后的高频电 压，输出端与耦合电路5相连。如图2所述，灯逆变电路将功率因数校正电路(PFC)输出的高压直流变换为供 无极灯使用的高频交流电。国际电工委员会CISPR15允许对磁场感应标准的频率范围为 2. 2MHz 3.0MHz，其中心频率为2.6MHz。接通电源后PFC输出直流电压.通过取样电阻 R14、R15加到延时电容C16上，延时电容C16开始充电。当延时电容C16上所充电压达到 第1 9触发管(DIAC)Dl D9的转折电压时，各触发管(DIAC)由关断转为导通状态。延 时电容C16所储存的电荷经触发管(DIAC)加于振荡变压器T2的初级绕组，另两个绕组使 第2、3场效应管V2、V3获得幅度相等、相位相差180°的驱动信号。在第2场效应管V2导 通时，第3场效应管V3被强迫关断截止；第3场效应管V3导通时，第2场效应管V2又被强 迫关断截止。逆变器的振荡频率由振荡变压器T2的电感量与第2、3场效应管V2、V3的输入电 容C27以及补偿电容C28共同决定，灯回路网络的谐振频率必须与输入回路的谐振频率相 同，例如谐振频率为2. 65MHz。还要尽力优化第2、3场效应管V2、V3驱动信号的幅度和波 形，使其自身功耗降到最低。二极管VD4有两个作用正向时用来泄放延时电容C16上的电荷，防止逆变电路因
5误触发而出现"共同导通"现象，起保护作用；反向时，利用反向恢复时间的反向电流为振 荡变压器输入激励信号。第4、5电感L4、L5、第18、21电容C18、C21为谐振电感和谐振电容，它们是设计中 重要的参数。在启动阶段，灯泡的等效电阻很大，第4、5电感L4、L5第18、21电容C18、C21 发生串联谐振，谐振电路可以在灯两端形成很高(约3000V)的点火电压。无极灯引燃后，进 入正常运行阶段，泡体内电弧等效电阻在数百欧姆，当灯电流生成后，谐振回路失谐，第18、 21C18、C21上的谐振电压降到灯的工作电压。灯点亮后由第4、5电感L4L5稳定灯的电弧 电流。与此同时，由于输出回路的选频滤波作用，点灯电能为弦波的电压和电流，其频率为 激励信号的基频。当出现灯泡接线脱落或者灯泡漏气等异常状态时，无极灯不能正常启动，谐振引 火电路一直处于谐振状态，输出频率升高，电压升高。逆变器输出的电流增大到正常电流的 3 5倍。如果不采取有效的保护措施，就会造成点灯逆变器以及前级单元电路因过载而烧 毁，甚至引起冒烟、爆裂等事故。为了避免上述事故的发生，本实用新型还设有异常保护电 路，异常保护电路如图2所示，包括第5电感L5、第10 二极管D10、第6稳压二极管ZD6、第 4可控硅Q4以及第3场效应管V3，其中第5电感L5的取样信号通过第10 二极管DlO和第 22电阻R22接至第6稳压二极管DZ6的负极，第6稳压二极管DZ6的正极与第4可控硅Q4 的控制极相连，第4可控硅Q4的阴极接地，阳极接至第3场效应管V3的控制极。在异常状态时在谐振电感L4中引出异常保护采样电压，通过第10 二极管DlO整 流，第22、20电阻R22、R20的分压后成为控制电压，在第20电容C20上得到随时间上升的 直流电压，当此电压大于第6稳压二极管ZD6的稳压值时便被击穿，第4可控硅Q4导通，将 第3场效应管V3栅极与地短路，迫使半桥逆变电路停止工作。而在正常状态下，第19电容 C19上的电压还未上升到第6稳压二极管ZD6的稳压值，灯就点亮了，灯点亮后谐振电路便 失谐，因而第6稳压二极管ZD6 —直处于截止状态。保护电路的动作时间不能取得太大，一 般为0. 5 1秒。C19、R21起抗干扰作用，防止单向硅因干扰信号而误动作。以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域 的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因 此，所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求限定。
权利要求一种高频无极灯，其特征在于包括灯泡(1)、灯座(2)、电源电路(3)和耦合电路(5)，其中灯泡(1)连接于灯座(2)上，耦合电路(5)置于灯座(2)上并延伸至灯泡(1)中，耦合电路(5)与电源电路(3)的输出端相连接。
2.按权利要求1所述的高频无极灯，其特征在于所述电源电路(3)具有功率因数校 正电路和点灯逆变电路，所述功率因数校正电路包括滤波电路、整流电路、电源调整电路， 其中滤波电路的输入端与市电相连，输出端经过整流电路接至电源调整电路，电源调整电 路的输出端与点灯逆变电路相连，点灯逆变电路的输出端接至耦合电路(5)。
3.按权利要求2所述的高频无极灯，其特征在于所述电源调整电路包括功率因数校 正器(UI)及升压变换器(Tl)，其中功率因数校正器(Ul)的输入端接有整流电路输出的取 样信号和升压变换器(Tl)的次级反馈信号，输出端与场效应管(Vl)的控制脚相连，场效应 管(Vl)的源极接至升压变换器(Tl)的初级，漏极通过第8电阻R8接地；升压变换器(Tl) 的初级经过第3 二极管输出已校正好的电源至点灯逆变电路。
4.按权利要求2所述的高频无极灯，其特征在于所述点灯逆变电路包括延时启动电 路、变频驱动电路、升压电路以及输出电路，延时启动电路的输入端接有工作电源，输出端 与变频驱动电路相连，变频驱动电路的输出端通过升压电路接至输出电路。
5.按权利要求4所述的高频无极灯，其特征在于所述延时启动电路具有取样电阻 (R14、R15)和延时电容(C16)，通过取样电阻(R14、R15)接收电源电压后，接至延时电容 (C16)，延时电容(C16)同时与触发二极管组相连，触发二极管组的输出端接至变频驱动电 路。
6.按权利要求4所述的高频无极灯，其特征在于所述变频驱动电路具有驱动变压器 (T2)，驱动变压器(T2)的次级绕组作为驱动信号与升压电路中的半桥驱动电路相连。
7.按权利要求4所述的高频无极灯，其特征在于所述升压电路为由第2、3场效应管 (V2、V3)和第4、5电感(L4、L5)构成的半桥驱动电路，其中第2场效应管(V2)的源极接有 工作电源，漏极与第3场效应管(V3)的源极相连，同时与串联连接的第5、4电感(L5、L4) 相连，第4电感(L4)的输出端接至输出电路。
8.按权利要求4所述的高频无极灯，其特征在于所述输出电路包括第18电容(C18)， 其接收升压电路升压后的高频电压，输出端与耦合电路(5)相连。
9.按权利要求2所述的高频无极灯，其特征在于还具有异常保护电路，包括第5电感 (L5)、第10 二极管(DlO)、第6稳压二极管(DZ6)、第4可控硅(Q4)以及第3场效应管(V3)， 其中第5电感(L5)的取样信号通过第10 二极管(DlO)和第22电阻(R22)接至第6稳压 二极管(DZ6)的负极，第6稳压二极管(DZ6)的正极与第4可控硅(Q4)的控制极相连，第 4可控硅(Q4)的阴极接地，阳极接至第3场效应管(V3)的控制极。
专利摘要本实用新型涉及一种高频无极灯，包括灯泡、灯座、电源电路和耦合电路，其中灯泡连接于灯座上，耦合电路置于灯座上并延伸至灯泡中，耦合电路与电源电路的输出端相连接；所述电源电路具有功率因数校正电路和点灯逆变电路，所述功率因数校正电路包括滤波电路、整流电路、电源调整电路，其中滤波电路的输入端与市电相连，输出端经过整流电路接至电源调整电路，电源调整电路的输出端与点灯逆变电路相连，点灯逆变电路的输出端接至耦合电路。本实用新型滤除高频振荡对电源电路的污染，提高电路的功率因数，并且使其具有过流、过压保护，输出短路、断路保护功能，使高频电源电路在遇到异常状态时不会受到损害，提高了电器元件的使用寿命。
文档编号H01J65/04GK201655752SQ201020111650
公开日2010年11月24日 申请日期2010年2月10日 优先权日2010年2月10日
发明者肖仕维 申请人:辽宁宝林集团节能科技有限公司