专利名称：具有预热保护功能的高功率因数电子镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电学技术领域，具体地说是一种改进的延长荧光灯管和镇流器寿命的高功率因素电子镇流器。
目前，研究和生产电子镇流器，品种繁多，但普遍存在着使用寿命短，包括所配荧光灯管和镇流器自身，谐波含量高，功率因素低等问题，因而还不能普及。灯管使用寿命短在于电子镇流器大都不具备启辉前灯丝预热过程，即使注意到此种问题，如湖北省鄂州市铅网厂生产的电子镇流器，设计有灯丝预热电路，但它采用微型断电器作为预热启辉的开关转换，存在电压适应范围窄，尤其是继电器粘点问题，寿命短问题，仍然没有完整地解决。另外，现行的电子镇流缺乏自我保护功能，造成电子镇流器自身的使用寿命短，其保护性能实质上包括两个方面，一是当使用电源超过使用范围时的保护能力；二是当灯管使用到它的寿命结束时，发生一种“异常状态”，此时荧光灯管内启辉物质丧尽，灯管灯丝完好，两端施加高压，也不能启辉，这样，整个灯管的功率反映在电子镇流器上，电流急剧增加而使电子镇流器烧毁。CN89221411.2公开了一种“具有改进型保护装置的电子镇流器，其设计方案主要是由高压保护电路和防止连续启辉电路组成，高压保护电路由二极管、双向触发管、保护开关管及电阻、电容组成，此电路为间歇保护电路而不甚可靠，且只有对电源电压过高时起作用，对荧光灯管异常无效。CN88206350.2还公开了一种带过流保护的荧光灯电子镇流器，它主要采用了继电器进行过流保护，由于继电器存在着使用寿命短，动作不可靠、不灵敏及电压适应范围窄等缺陷，同样也只对电源电压异常时起作用，而对荧光灯管异常时无效。
本实用新型的目的是提供一种功能齐全，具有灯丝预热及在电源和荧光灯管异常状态时有自动保护功能，谐波含量低的高功率因素电子镇流器。
本实用新型是由整流滤波电路、逆变电路、灯丝预热电路和保护电路组成。整流滤波电路中的整流桥的输入端接220V交流电源接头，整流滤波电路的输出端与逆变电路电源输入端连接，逆变电路中的输出端有接荧光灯管两端灯丝导线，灯丝预热电路的输出端有接荧光灯两端灯丝的另两根导线，整流滤波电路中的滤波电路由二极管D3、D4、D7和电容C0、电解电容C1、C2构成，整流桥的正极与D3负极及C1正极连接，整流桥负极与D7正极及C2负极连接，D3正极与C2正极D4负极连接，D4正极与C1负极及D7负极连接，C0并联在整流桥输出的正负极，灯丝预热电路由可控硅3CT1以及为3CT1提供触发延时关断的延时电路及电源电路组成，3CT1第一阳极、第二阳极分别引出接灯管灯丝的导线，延时电路的输出接3CT1的触发极，保护电路由单向可控硅3CT2及为3CT2提供延时触发电流的延时触发电路和电源电路组成，3CT2阴极经预热电路中的电阻R8接3CT1控制极，阳极接触发电源。
其中，灯丝预热电路还可由整流桥和单向可控硅组成，整流桥的输入端有接荧光灯灯管灯丝的引出线，整流桥的输出端正极接单向可控硅阳极，整流桥输出端负极接预热电路中延时电路地线(负极)。
灯丝预热电路还可以由两只单向可控硅、两只二极管以及为两只可控硅提供触发电流的延时电路组成，两只单向可控硅的阳极分别有接荧光灯管两端灯丝的引出线，两只二极管的负极分别与两只单向可控硅的阳极连接，两只二极管的正极接预热电路的负极，灯丝预热电路还可以由一只温敏电阻元件构成以及保护电路由单向可控硅和为单向可控硅提供延时触发电路和电源电路组成，单向可控硅阳极接整流滤波电路的直流输出正极，阴极经电阻、电容元件后与三极管基极连接，该三极管的集电极接逆变电路中的三极管基极，发射极接整流滤波电路的直流输出负极。
由于本实用新型的灯丝预热电路工作可靠，预热效果好，从而延长了灯管使用寿命，它的保护电路动作灵敏可靠，确保了本实用新型使用寿命，其功率因素在0.9以上，较大程度降低了谐波含量，减少了电污染，其功能齐全，电路结构简单。
下面结合本实用新型实施例附图
详细说明图一 本实用新型实施例1电路图图二 本实用新型实施例2电路图图三 本实用新型实施例3电路图图四 本实用新型实施例4电路图实施例1如图一所示，整流滤波电路1由二极管D1、D2、D5、D6组成的整流桥和二极管D3、D4、D7及电解电容C1、C2、无极性电容C0组成的滤波电路组成。整流桥输入接入220V交流电源的导线，它的输出端正极与D3负极，C1正极连接；输出端负极与D7正极，C2负极连接，C0并接在输出端正负极之间。逆变电路2为普通的谐振电路。它由三极管BG1、BG2、触发管DB二极管D8，电容C4、C5、振荡线圈B1、电感线圈L1及电阻R1－R6组成，输入电源与整流滤波输出端连接。逆变电路2的输出端有接荧光灯管W灯丝两端的导线。灯丝预热电路3由双向可控硅3CT1和为3CT1提供触发延时关断的延时电路以及电源电路组成。其延时电路由三极管BG3、BG4、电解电容C8及电阻R7－R11组成，电源电路由线圈L2、二极管D9、电容C7组成。3CT1第一阳极、第二阳极分别有与荧光灯管灯丝两端连接的导线，延时电路输出经R8接3CT1触发极，电源电路输出正极(D9正极)端与延时电路输入正极端连接，保护电路4由单向可控硅3CT2以及为3CT2提供延时触发的延时电路和电源电路组成。这里的延时电路由电阻R12、R3、稳压管Dw及C9电容组成，电源由预热电路电源提供，3CT2阳极接正电源，阴极接预热电路R8至3CT1触发极。本实施例可使用各种不同功率的荧光灯管。
它的工作原理如下220V交流电源经整流桥D1、D2、D5、D6整流，滤波电容经D4至C2串联充电，C1经D7，C2经D3并联放电输出，输出直流约200V左右，C0则吸收瞬间浪涌尖峰电流。此滤波方式，充电电容小，即充电时间长，放电容量大，从而显著减少谐波含量。输出直流电压送给逆变电路工作。在接通电源时，逆变电路C3经R1充电，当C1充电到电压等于触发管DB触发电压时，DB触发，电流经R1、DB至谐振三极管BG2，使BG2导通，B1－2感应电流使BG1导通，而B1－1相位与B1－2相反，使BG2截止，谐振回路由于C5的充放电作用和振荡线圈作用，使BG2导通，重复上述充电回路，如此反复，谐振形成。在形成谐振回路瞬间，当L1通过电流时，L2在L1上感应电流，经D9整流，C7滤波，此时预热电路BG4截止而BG3导通，电流从BG发射极、集电极经R8触发双向可控硅3CT1导通，灯管两端相当于短接，谐振回路输出电流直接经两端灯丝流过而使灯丝预热、灯管两端短接而无高压不启辉。经过一段时间后，预热电路C8充电至一定时间灯丝预热完全后，BG4导通，而BG3截止，可控硅3CT1触发电流被BG3断开，可控硅呈断开状态，此时谐振回路经直流电源正极→灯管灯丝→C6充电→灯管灯丝→C5充电→L1→B1，(BG2导通时)，BG1导通时，BG1发射极→B1L1→C5放电→灯丝→C6放电→灯丝→BG1集电极，镇流器与荧光灯管组成的谐振回路中，由于C6大大小于C5，故回路压降基本上在C6上，C6接在灯管两端，这样使灯管两端加上一个高压，使荧光灯管被高夺击穿而启辉，则谐振回路直接经灯管流过。荧光灯管发光工作。
当电源电压过高时，谐振回路输出电流随着增大，流经L1电流也增大，由L2直接从L1耦合出感应电压，L2上输出的电压随之升高，此时，过高的电压经由R13至Dw而接入保护电路3CT2触发极，C9延时一小段时间后，3CT2触发导通，电源经预热电路R8触发导通3CT1使灯管两端短路，这样逆变电路的输出回路成为预热状态，这种工作状态使整个回路功率很小，使谐振回路输出降低，从而保护镇流器。当荧光灯管处于异常状态时，谐振回路电源同样显著增大，L1流经电流大，L2电压高，从而使电流经R13击穿Dw而导通3CT2，3CT2又导通3CT1，使电子镇流器处于预热状态，小功率输出工作环境保护了镇流器，因为3CT2一断导通后，即使触发极触发电流消失，它仍具有维持功能，只要阴阳极间电压不为零，它始终处于导通状态，使之具有完全的保护功能。本实施例整流滤波后直流电压仅为200V左右，整个谐振回路基本上是灯管的有效负载，L1电感量很小，故整个电路功率因素高。它的预热电路能准确地按照荧光灯管的要求，将预热电流及预热时间控制在适宜点，从而使灯管使用寿命长，而保护电路具有对电源异常及灯管异常的保护能力，电子镇流器的使用寿命自然也长。
实施例2如图二所示，它的整流滤波电路和逆变电路及保护电路与实施例1的电路结构相同，不同的是灯丝预热电路由单向可控硅3CT1、二极管D9－D12整流桥取代实施例中1中的双向可控硅3CT1，它的原理是将实施例1双向可控硅3CT1上的交流振荡回路电流经整流桥D9－D12整流成直流后由一只单向可控硅3CT1控制，其它与实施例1相同，本实施例的优点在于提供了一种小功率电子镇流器，其中触发3CT1的触发电流极小，预热，保护电路的功耗极低而且成本低。
实施例3如图三所示，它的整流滤波电路和逆变电路及保护是路与实施例1的电路结构相同，不同的是预热电由两只单向可控硅3CT1、3CT2和D10、D11两只二极管取代实施例1中的一只双向可控硅，它的原理是由两只二极管配合两只单向可控硅分别用导通谐振回路中的交流电流的正、负两个半波的电流，本实施例在逆变电路中的谐振频率高时很适用。
实施例4如图四所示，它的整流滤波电路、逆变电路与实施例一相同，不同的是预热电路仅由一只温敏元件R0t构成，与电容C9、C10并联，其两端有连接荧光灯管灯丝的引出线，保护电路由单向可控硅3CT1、以及延时电路、电源电路和三极管BG3，电阻R3、R4、R5、电解电容C5组成，这里延时电路由电阻R1、R2、稳压管Dw、电解电容C3组成，电源电路由电感线圈L1－2、二极管、D8、电解电容C4组成，3CT1阳极接整流滤波电路输出的电源正极，阴极经R3、R4接BG3基极，BG3集电极接逆变电路中BG2基极，BG3发射极接整流滤波电路的输出电源负极。它的工作原理如下预热电路中R0t冷态时为低阻值，当逆变电路谐振时，谐振回路由于R0t冷态阻值小，使灯管两端近似导通状态而使回路电流直接流经灯丝而预热，在R0t通电一段时间后，其电阻值迅速上升呈高阻状态，这样灯管两端即加上高压而启辉。保护电路的原理同实施例1基本相同，不同的是单向可控硅3CT1阳极直接接整流滤波电路输出的正极，当可控硅导通后，电流经3CT1阳→3CT1阴→R3、R4降压，使BG3饱和导通，由于BG3集电极与发射极饱和导通后压降很低，BG3集电极接逆变回路BG2基极，BG3发射极与BG2相连，这样即将逆变电路BG2基极和发射极短接，逆变电路的谐振停止。从而保护了镇流器。本实施例的抗干扰性极强，适用于大功率场合。
权利要求1.一种具有预热保护功能的高功率因素电子镇流器，其特征在于由整流滤波电路1，逆变电路2、灯丝预热电路3和保护电路4组成，整流滤波电路1中的整流桥的输入端有接220V交流电源导线，整流滤波电路1的输出端与逆变电路2电源输入端连接，逆变电路2中的输出端有接灯管两端灯丝的导线，灯丝预热电路3的输出端有接灯管灯丝的另两根导线，整流滤波电路1中的滤波电路由二极管D3、D4、D7和电容C0、电解电容C1、C2构成，整流桥的正极与D3负极及C1正极连接，整流桥负极与D7正极及C2负极连接，D3负极与C2正极及D4负极连接，D4正极与C1负极及D7负极连接，C0并联在整流桥输出的正负极，灯丝预热电路3由可控硅3CT1以及为3CT1提供触发延时关断的延时电路及电源电路组成，3CT1第一阳极，第二阳极分别引出接灯丝的导线，延时电路的输出接3CT1的触发极，保护电路4由单向可控硅3CT2及为3CT2提供延时触发电流的延时触发电路和电源电路组成，3CT2阴极接预热电路3中的3CT1控制极，阳极接触发电源；
2.根据权利要求1所述电子镇流器，其特征在于灯丝预热电路3由整流桥D9－D12和单向可控硅3CT1组成，整流桥D9－D12的输入端有接灯管灯线的引出线，输出端的正极接3CT1阳极，输出端的负极接预热电路3中的负极；
3.根据权利要求1所述电子镇流器，其特征在于灯丝预热电路3由3CT1、3CT2单向可控硅和二极管D10、D11组成，3CT1和3CT2的阳极分别有接灯管灯丝的导线，D10的负极与3CT1阳极连接，D11负极与3CT2阳极连接，D10、D11的正极都与预热电路3中的负极连接；
4.根据权利要求1所述电子镇流器，其特征在于灯丝预热电路3由温敏电阻R0t构成，电容C9、C10串联后与R0t并联，R0t两端有接灯管灯丝导线，保护电路4由单向可控硅3CT1以及为3CT1提供延时触发电流的延时电路、电源电路和电阻R3、R4、R5、电解电容C5、三极管BG3组成，其延时电路由电阻R1、R2、稳压管DW、电解电容C3构成，其电源电路由电感线圈L1－2，二极管D8、电解电容C4构成，3CT1阳极接整流滤波电路1中直流输出正极，阴极经R3、R4、R5与BG3基极连接，BG3集电极接逆变电路2中的BG2基极，发射极接整流滤波电路1中直流输出负极。
专利摘要本实用新型是一种改进的高功率因数电子镇流器，它由整流滤波电路、逆变电路，灯丝预热电路和保护电路组成，整流滤波电路中的整流桥的输入端接220V交流电源，它的输出端与逆变电路电源输入端连接，逆变电路中的输出端有接灯管两端灯丝导线，灯丝预热电路的输出端有接灯管两端灯丝的另两根导线。本实用新型结构简单、功能齐全，其预热电路工作可靠，保护电路动作灵敏，可确保其使用寿命和延长灯管寿命，而且它的功率因数较高，谐波含量低，减少了电污染。
文档编号H02H3/08GK2132381SQ9223040
公开日1993年5月5日 申请日期1992年8月21日 优先权日1992年8月21日
发明者葛少明 申请人:葛少明, 鄂州市钟厂