专利名称：一种紫外线灯管的大功率电子镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子镇流器，具体地说，涉及一种紫外线灯管的大功率电子镇流器。
技术背景大功率电子镇流器主要应用在环保中的紫外线杀菌领域，与大功率紫外线灯配套使用， 大功率紫外线灯管主要有美国light-sources公司、美国first light公司、德国heraeus 公司生产的240w、 260w、 320w、 400w多种类型的UV灯管。現有的镇流器技术， 一般用在照明领域，采用功率因数校正电路、半桥驱动控制电路、 镇流电路和保护电路，主要运用在小功率(80W以下)的电子镇流器中，仅用于照明和小功 率紫外线灯管。由于配紫外线灯管的大功率(320W)电子镇流器具有更高的技术要求，特别 是对电磁干扰和射频干扰的抑制，电子镇流器工作稳定性、可靠性的控制和保护，现有的镇 流器技术难以满足。发明内容本实用新型的目的是设计一种工作稳定可靠的紫外线灯管的大功率电子镇流器。本实用新型所设计的紫外线灯管的大功率电子镇流器，包括整流电路、有源功率因数校 正电路、半桥逆变驱动控制电路和镇流电路，整流电路向有源功率因数校正电路提供电电压， 有源功率因数校正电路将经过功率因数校正的电流输入半桥逆变驱动控制电路，产生方波控制脉冲，输入镇流电路，通过LC振荡，产生点亮紫外线灯管的高电压，其特征在于所述的整 流电路之前设有一个抗干扰滤波电路，输入电源经抗干扰滤波电路与整流电路连接，所述的 有源功率因数校正电路采用以L6561作为控制器的有源PFC升压变换器，所述的半桥逆变驱 动控制电路采用L6569作为方波脉冲输出控制器，还具有一个对镇流器异常工作状态的保护 电路和一个调光电路，所述的保护电路与半桥逆变驱动控制电路和镇流电路相连接，所述的 调光电路与半桥逆变驱动控制电路相连接，由一个从抗干扰滤波电路接出的第二整流电路产 生直流电压VCC向所述的保护电路和L6561、 L6569供电。本实用新型具有以下有益的技术效果1、 通过三级抗干扰滤波电路，可有效限制输入电流市电的谐波失真，并抑制射频干扰 (RFI)，避免电子镇流器功率变换电路产生的射频干扰再串入到市电供电电网中；同时抑制输入交流浪涌电流，避免电子镇流器受到交流市电供电浪涌电压的影响；2、 其有源功率因数校正电路以高性能的APFC芯片ICL6561作为控制器的有源PFC升 压变换器，其功率因数达到0.98以上，能良好的降低对电网的谐波污染和提高电网利用效率;3、 其半桥逆变驱动控制电路采用IC L6569作为方波脉冲输出控制器，能稳定地输出占 空比为50%的方波脉冲，并可和保护电路和调光电路配合，通过调光调节输出功率，使紫外线灯的电子镇流器的工作更稳定、更安全、更可靠。4、设计了强电(300V)和弱电(12V) 二组供电方式，即一组为主回路供电，另一组为对保护电路、ICL6561、 ICL6569的供电，这种方式，提高了电源质量，增加了电子镇流器的稳定性、更可靠性。5、通过增加调光电路可以更好地调节输出功率，以达到节约电能的目的。
图1是本实用新型的紫外线灯管的大功率电子镇流器的电路框图； 图2是本实用新型的紫外线灯管的大功率电子镇流器的具体实施电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例的结构细节作进一步的详细说明-如图1所示，本紫外线灯管的大功率电子镇流器由抗干扰滤波电路1、整流电路2、第二 整流电路3、有源功率因数校正电路4、半桥逆变驱动控制电路5、镇流电路6、保护电路7 和调光电路8构成。以下分别说明各分电路的具体电路构成(如图2所示)一、 抗干扰滤波电路l交流22V输入电源经熔断器FUSE、压敏电阻RT1、压敏电容CT1组成的过流过压保护电 路输入抗干扰滤波电路l，该抗干扰滤波电路由Lll、 L12、 L13、 L14、 L15、 L16及CA3、 CA4、 CA5、 CA6组成三级主回路的抗干扰滤波器，由L17、 L18、 CA1、 CA2组成保护电路、ICL6561、 IC L6569的供电回路抗干扰滤波器。二、 整流电路2整流电路2为BRIGE1桥式整流电路，其电源输入端为抗干扰滤波电路1中的L15和L16 两端(之间连接电容CA7),其输出端并接的电容C35，用作高频噪声滤波，该整流器向包括 有源功率因数校正电路4、半桥逆变驱动控制电路5、镇流电路6的主回路提供约300V的整 流脉冲工作电压。三、 第二整流电路3第二整流电路3为BRIGE2桥式整流电路，其电源输入由连接在抗干扰滤波电路1中的滤 波电容CA2两端的变压器T1提供，其输出端并接的电容C33，也是用作高频噪声滤波，该 输出端输出12V直流电压VCC作为保护电路7和芯片IC L6561、 IC L6569的工作电压。四、 有源功率因数校正电路4主要包括作为控制器的芯片IC L6561、由Rl和R2构成的电阻串联分压器、升压电感绕 组T2、场效应开关管VT1和升压二极管D1，由整流电路2输入的全波整流脉动电压，通过R1 和R2构成的电阻串联分压器采样，输入IC L6561的3脚，输入的全波整流脉动电压经升压 电感绕组T2与升压二极管Dl的正极连接，升压电感绕组T2的副绕组通过电阻R3连接到IC L6561的5脚，IC L6561的7脚通过电阻R4连接到场效应开关管VT1的栅极，场效应开关管VT1的漏极连接到升压二极管Dl的正极，场效应开关管VT1的源极分两路， 一路经电阻R31 接地端， 一路经R5和旁路电容C10连接到IC L6561的4脚，在升压二极管Dl的负极与接地 端产生的有源PFC升压变换器的直流输出电压经由电阻R6和R7组成的电阻分压器采样,输 入IC L6561的1脚。此外，IC L6561的3脚和4脚分别连接有旁路电容C9、 CIO， 1脚和2 脚之间接有电容Cll， 8脚通过电阻R8连接到VCC，该脚还连接有接地旁路电容C12，在升压 二极管D1的负极与接地端之间连接有电容CBX3。五、 半桥逆变驱动控制电路5主要包括作为控制器的芯片ICL6569、电阻R9、可变电阻RW1、电容C5、场效应开关管 VT2和VT3、自举二极管D2和自举电容C24，由电阻R9、可变电阻RW1和电容C5组成的振荡 回路连接在IC L6569的2脚和3脚，IC L6569的7脚通过电阻R10连接到场效应开关管VT2 的栅极，IC L6569的5脚通过电阻R12连接到场效应开关管VT3的栅极，场效应开关管VT2 的源极与场效应开关管VT3的漏极连接，并通过电阻R11连接到ICL6569的6脚，同时该脚 通过自举电容C24连接到IC L6569的8脚，再经自举二极管D2连接到IC L6569的1脚并 VCC (通过保护电路中的三极管Q1)，从而在VT2输出占空比为50。/。的方波脉冲。此外在场效 应开关管VT2的源极和漏极之间并接有保护二极管D3和电容C25，场效应开关管VT3的源极 和漏极之间并接有保护二极管D4和电容C17。六、 镇流电路6镇流电路6为由振荡线圈L和电容C18、 C19、 C20、 C21组成的LC振荡电路，提供点 亮紫外线灯管的高电压。七、 保护电路7所述的保护电路7包括第一取样电路和第二取样电路，第一取样电路从镇流电路中的紫 外线灯的灯丝电极上取样，获得B点基准电压，该基准B点通过二极管D13连接到三极管Q2 的基极，Q2的发射极接地，集电极通过稳压二极管D9、 二极管D10、再经由电阻R14与R17 构成的分压器连接到可控硅SCR的控制极，可控硅SCR的阳极通过二极管D6连接到三极管 Ql的基极，Ql的集电极连接VCC，发射极连接到半桥逆变驱动控制电路中的IC L6569的 l脚，并通过电容C13接地；第二取样电路从镇流电路中的输出电感L的副绕组T3上取样， 获得A点基准电压，所述基准A点通过二极管D7、稳压二极管D8，再经电阻R14与R17分 压后连接到可控硅SCR的控制极，基准A点与接地端之间还连接继电器J的控制线圈以及由 电阻R16和绿灯发光二极管GREED串联构成的镇流器工作指示电路，电阻15和红灯发光二 极管RED与继电器J的常闭触点串接后连接在VCC与接地端之间构成镇流器非正常工作指 示电路。在本保护电路中，基准B点通过电容C23、电阻R21、 R22连接到镇流电路中的紫 外线灯的灯丝电极端，二极管D12的正极接在B点，负极接在三极管Q2的基极，二极管D12 的正极与接地端之间并联有电容C24和保护二极管D14， 二极管D12的负极与接地端之间并联有电阻R20和电容G25， VGG通过电阻19 (在电阻R19两端并联有二极管D11)和电容C26 连接到三极管Q2的基极，通过电阻R18连接到三极管Q2的集电极，通过R13连接到三极管 Q1的基极，Q1的基极还通过并联的电容C6和二极管D5接地，上述的基准A点是通过二极 管D12、电阻RX和电感LX连接到镇流电路中的输出电感L的副绕组T3上，本电路中的电 容C6、 C38和C29均为滤波旁路电容。本保护电路的工作过程如下当接上灯管后，灯管正常启动，图2中A点电压正常值为14V，工作显示灯绿灯GREED 亮，继电器J带电，其中一对常闭接点断开，与这对常闭触点相联的红灯RED不亮。Q2处导 通状态。当接上灯管后，镇流器或负载异常，保护电路开始工作1) 未接灯管负载回路开路，B点电位电原来0.3V降为接近0V， Q2截止，这时C点为9V，将稳压二 极管D9击穿，可控硅SCR导通，Ql截止，(正常工作状态Ql为导通)，切断IC L6569的工 作电源，ICL6569停止工作，A点电压下降至2V以下，继电器灯失电，继电器J与红灯RED 连接的常闭接点联通，红灯RED亮。与绿灯GREED连接的常开接点断开，绿灯GREED灭。2) 灯管性能变坏，内阻变小(功率变大)当灯管性能变坏，内阻变小，导致输出功率加大，当功率加大到使A点电压高于24V时， D8击穿，可控硅SCR导通，Ql截止，(镇流器正常工作时，Ql导通给IC L6569供电)，切断 IC L6569的工作电源，使IC L6569停止工作，A点电压下降至2V以下，继电器灯失电，与 红灯RED联接的常闭接点联通，红点RED亮，与绿灯GREED联接的常开接点断开，绿灯GREED 灭。3) 灯管性能变坏，内阻变大(功率变小)当灯管性能变坏，内阻变大，导致输出功率变小，当功率变小到使B点接近OV时，Q2 截止，这时C点为9V，将稳压二极管D9击穿，以下情况与l)相同。4) 启动电容短路，引起负载短路当电容短路，引起负载短路，功率变大，A点电压上升，上升高至24V时，D8击穿， 短路，以下情况与2)相同。5) 工作频率过高工作频率过高，导致电感T3上的电压高于正常电压，其次级感应电压上升，当A点电压 上升至24V以上，D8击穿，以下情况与2)相同。6) 工作频率过低工作频率过低，导致输出功率上升，升到一定功率时也会导致A点电压高于24V， D8击 穿，以下情况与2)相同。八、调光电路8调光电路8由电阻RL1和光电耦合器P串联后连接到半桥逆变驱动控制电路的IC L6569 的振荡回路上，所述的光电耦合器P经电阻RL2和可变电阻RL3从C、 D两端接收外部调光信 号。
权利要求1. 一种紫外线灯管的大功率电子镇流器，包括整流电路、有源功率因数校正电路、半桥 逆变驱动控制电路和镇流电路，整流电路向有源功率因数校正电路提供电电压，有源功率因 数校正电路将经过功率因数校正的电流输入半桥逆变驱动控制电路，产生方波控制脉冲，输 入镇流电路，通过LC振荡，产生点亮紫外线灯管的高电压，其特征在于所述的整流电路之前 设有一个抗干扰滤波电路，输入电源经抗干扰滤波电路与整流电路连接，所述的有源功率因 数校正电路采用以L6561作为控制器的有源PFC升压变换器，所述的半桥逆变驱动控制电路 采用L6569作为方波脉冲输出控制器，还具有一个对镇流器异常工作状态的保护电路和一个 调光电路，所述的保护电路与半桥逆变驱动控制电路和镇流电路相连接，所述的调光电路与 半桥逆变驱动控制电路相连接，由一个从抗干扰滤波电路接出的第二整流电路产生直流电压 VCC向所述的保护电路和L6561、 L6569供电。
2. 根据权利要求l所述的紫外线灯管的大功率电子镇流器，其特征在于所述的抗干扰滤 波电路由Lll、 L12、 L13、 L14、 L15、 L16及CA3、 CA4、 CA5、 CA6组成三级主回路的抗干扰 滤波器，由L17、 L18、 CA1、 CA2组成保护电路、L6561、 L6569IC的供电回路抗干扰滤波器。
3. 根据权利要求l所述的紫外线灯管的大功率电子镇流器，其特征在于所述的有源功率 因数校正电路，主要包括作为控制器的L6561、由Rl和R2构成的电阻串联分压器、升压电 感绕组T2、场效应开关管VT1和升压二极管Dl，由整流电路输入的全波整流脉动电压，通过 Rl和R2构成的电阻串联分压器采样，输入L6561的3脚，输入的全波整流脉动电压经升压 电感绕组T2与升压二极管D1的正极连接，升压电感绕组T2的副绕组通过电阻R3连接到L6561 的5脚，L6561的7脚通过电阻R4连接到场效应开关管VT1的栅极，场效应开关管VT1的漏 极连接到升压二极管Dl的正极，场效应开关管VT1的源极分两路， 一路经电阻R31接地端， 一路经R5和旁路电容C10连接到L6561的4脚，在升压二极管Dl的负极与接地端产生的有 源PFC升压变换器的直流输出电压经由电阻R6和R7组成的电阻分压器采样，输入L6561的 ]脚。
4. 根据权利要求l所述的紫外线灯管的大功率电子镇流器，其特征在于所述的半桥逆变 驱动控制电路，主要包括作为控制器的L6569、电阻R9、可变电阻RW1、电容C5、场效应开 关管VT2和VT3、自举二极管D2和自举电容C24，由电阻R9、可变电阻RW1和电容C5组成 的振荡回路连接在L6569的2脚和3脚，L6569的7脚通过电阻R10连接到场效应开关管VT2 的栅极，L6569的5脚通过电阻R12连接到场效应开关管VT3的栅极，场效应开关管VT2的 源极与场效应开关管VT3的漏极连接，并通过电阻Rll连接到L6569的6脚，同时该脚通过 自举电容C24连接到L6569的8脚，再经自举二极管D2连接到L6569的1脚和VCC，从而在 VT2输出占空比为50%的方波脉冲。
5. 根据权利要求l所述的紫外线灯管的大功率电子镇流器，其特征在于所述的保护电路 包括第一取样电路和第二取样电路，第一取样电路的三极管Q2的基极从镇流电路中的紫外线灯的灯丝电极上取样，Q2的发射极接地，集电极通过稳压二极管D9、 D10、电阻R14连接到 可控硅SCR的控制极，可控硅SCR的阳极通过二极管D6连接到三极管Ql的基极，Ql的 集电极连接VCC，发射极连接到半桥逆变驱动控制电路中的L6569的1脚；第二取样电路从 镇流电路中的输出电感L的副绕组T3上取样，获得A点基准电压，该A点基准电压通过二 极管D7、稳压二极管D8和电阻R14连接到可控硅SCR的控制极。
6.根据权利要求l所述的紫外线灯管的大功率电子镇流器，其特征在于所述的调光电路 由电阻RL1和光电耦合器P串联后连接到半桥逆变驱动控制电路的L6569的振荡回路上，所 述的光电耦合器P经电阻RL2和可变电阻RL3从C、 D两端接收外部调光信号。
专利摘要一种紫外线灯管的大功率电子镇流器，包括抗干扰滤波电路、整流电路、第二整流电路、有源功率因数校正电路、半桥逆变驱动控制电路、镇流电路、保护电路和调光电路，输入电源经抗干扰滤波电路与整流电路和第二整流电路连接，整流电路向有源功率因数校正电路提强电供电电压，有源功率因数校正电路将经过功率因数校正的电流输入半桥逆变驱动控制电路，产生方波控制脉冲，输入镇流电路，通过LC振荡，产生点亮紫外线灯管的高电压，保护电路与半桥逆变驱动控制电路和镇流电路相连接，对镇流器异常工作状态进行保护，调光电路与半桥逆变驱动控制电路相连接，第二整流电路向保护电路和电路上的IC芯片提供弱电工作电压。
文档编号H05B41/285GK201156840SQ200820044220
公开日2008年11月26日 申请日期2008年2月25日 优先权日2008年2月25日
发明者杨素芬 申请人:杨素芬