一种直流12v-48v宽电压大功率无极灯镇流器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流器，其包括供电电路、电源驱动电路、脉冲驱动电路、电压检测电路、一次谐振网络、二次谐振网络、频率检测电路、控制电路。控制电路包括控制芯片及其外围辅助电路。供电电路一端连接12V-48V直流电源，另一端连接至一次谐振网络且还经电源驱动电路连接至控制芯片。脉冲驱动电路一端连接至控制芯片，另一端经一次谐振网络、二次谐振网络连接至负载。电压检测电路一端连接供电电路，另一端连接控制芯片。频率检测电路一端连接控制芯片，另一端连接二次谐振网络。本实用新型的优点在于：电路采取单级结构；供电电压12V-48V通用；输出功率覆盖10-80W范围。
【专利说明】-种直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流器
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及镇流器，尤其涉及一种直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流 器。
【背景技术】
[0002] 无极灯以其高效节能、长寿耐用等优点被广泛的应用在风能、太阳能等低电压供 电的照明系统，由于供电设备种类多，电压范围宽，电压等级为直流12V至48V不等。目前 低压供电照明系统的无极灯光源，包括无极灯镇流器和无极灯管两部分。低压无极灯镇流 器均采用指定电压等级的直流供电，不能在较宽电压（12V-48V)范围条件下工作，而且传 统的低压无极灯镇流器，均采用两单元结构的电路方式（简称两级型）。所谓两级型结构， 第一级为：低压直流升压电路。该单元电路将低压直流电压变换成高压直流电压，向第二级 电路供电。第二级为：高压半桥式逆变输出电路。第一级产生的直流高电压，通过该单元 电路产生的高频交流电压去激励无极灯管放电、发光。传统的两级型低压直流无极灯镇流 器，存在着两次电压转换，其电源转换效率低、电路结构复杂、产品可靠性差，由于必须按指 定的直流电压等级设计、生产无极灯镇流器，由此势必造成不同电压等级的产品种类过多、 制造成本较1?等诸多缺点。
[0003] 也就是说，传统的低压无极灯镇流器必须按指定电压等级供电，不能在较宽电压 (12V-48V)范围条件下工作，镇流器采取是两级变换方式的电路结构，即第一级为：低压直 流升压电路，将低压直流电压通过高频逆变、升压、整流，变换成400V直流电压。第二级为： 高压半桥式逆变输出电路，将第一级产生的400V直流电压通过半桥式逆变电路，再产生高 频交流电压去激励无极灯管放电发光。两级式变换器存在以下缺点：1.第一级低压直流升 压电路的工作效率较低，一般仅为80%，2.产品整体电路复杂，可靠性降低。3.产品种类过 多，电压等级设定繁琐。4.制作成本较高，性价比较低，市场竞争力下降。 实用新型内容
[0004] 有鉴于此，本实用新型提供一种直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流器。
[0005] 本实用新型是这样实现的，一种直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流器，其包 括供电电路、电源驱动电路、脉冲驱动电路、电压检测电路、一次谐振网络、二次谐振网络、 频率检测电路、控制电路，所述控制电路包括控制芯片及其外围辅助电路；其中，所述供电 电路的一端连接外部12V-48V直流电源，所述供电电路的另一端一方面连接至所述一次谐 振网络，另一方面经由所述电源驱动电路连接至所述控制芯片，所述脉冲驱动电路的一端 连接至所述控制芯片，所述脉冲驱动电路的另一端连接所述一次谐振网络，所述一次谐振 网络经由所述二次谐振网络连接至负载，所述电压检测电路一端连接所述供电电路，所述 电压检测电路另一端连接所述控制芯片，所述频率检测电路的一端连接所述控制芯片，所 述频率检测电路的另一端连接所述二次谐振网络。
[0006] 作为上述方案的进一步改进，所述供电电路包括滤波共模电感L1、电容C1、电容 C2、电阻R3、;所述电源驱动电路包括三极管Q1、电阻R4、稳压管VD3、电解电容C4、电阻RIO、 电容C9 ;所述脉冲驱动电路包括电阻R13、电阻R14、场效应管VI、场效应管V2 ;所述电压检 测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻R5、稳压管VD1、电容C6 ;所述一次谐振网络包括电感L2、 变压器T1、电容C0 ;所述二次谐振网络包括变压器T2、电容C14、电容C15电容C16负载RL ; 所述频率检测电路包括电容C7、电阻R6、稳压管VD2、电容C12、电阻R16 ;其中，变压器T1的 初级侧包括串接的电感L3、电感L4,变压器T1的次级侧包括均与电感L3、电感L4耦合的电 感L5 ;滤波共模电感L1的输入端分别连接外部12V-48V直流电源的两端，电容C1的两端分 别连接滤波共模电感L1的输入端，电容C2的两端分别连接滤波共模电感L1的输出端，滤 波共模电感L1输出端，的另一端接地；滤波共模电感L1的输出端的另一端经由电阻R3连 接至三极管Q1的集电极，，三极管Q1的集电极还经由电阻R4连接至三极管Q1的基极，三 极管Q1的基极经由稳压管VD3的阴极、阳极接地，三极管Q1的发射极经由电阻R10连接至 所述控制芯片的供电端，所述控制芯片的供电端还经由电容C9接地，三极管Q1的发射极还 经由电解电容C4接地；滤波共模电感L1的输出端的另一端还经由电感L2连接至电感L3 与电感L4之间；滤波共模电感L1的输出端的另一端还经由电阻R1连接至稳压管VD1的 阴极，稳压管VD1的阳极接地；稳压管VD1的阴极还经由电阻R2连接至所述控制芯片的输 入端，电阻R5的一端连接所述控制芯片的输入端，电阻R5的另一端接地，电容C6并联于电 阻R5 ;电阻R13的一端连接所述控制芯片的第一输出端，电阻R13的另一端连接场效应管 VI的栅极，场效应管VI的源极接地，场效应管VI的漏极连接电感L3的一端，电感L3的另 一端连接电感L4的一端，电感L4的另一端连接场效应管V2的漏极，场效应管V2的源极接 地，场效应管V2的栅极经由电阻R14连接至所述控制芯片的第二输出端，电容C0的两端分 别连接电感L3的一端与电感L4的另一端；变压器T2的高压侧电感L6的一端经由变压器 T1的次级侧电感L5连接场效应管VI的漏极，电感L6的另一端经由电容C14连接场效应管 V2的漏极，电容C15并联电容C14,负载RL并联于电容C15 ;变压器T2的低压侧电感L7的 一端接地，电感L7的另一端经由电阻R16、电容C12连接至所述控制芯片的检测端，稳压管 VD2的阴极连接所述控制芯片的检测端，稳压管VD2的阳极接地，电阻R6并联稳压管VD2。
[0007] 优选地，所述控制芯片为SA82系列芯片，所述控制芯片的外围辅助电路包括电容 C5、电容C7、电容C8、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电容C10、电容C11、二极管D1、 电阻R18、电阻R17、电解电容C13、电阻R15 ;电容C5的一端、电容C7的一端分别接地，电容 C5的另一端、电容C7的另一端分别连接所述控制芯片的两个端口 CT2、CT1，电容C8的一端 连接端口 CT1，电容C8的另一端经由电阻R7连接所述控制芯片的端口 RT0,电容C8的一端 还经由电阻R8连接所述控制芯片的端口 RT1，电感L7的另一端经由电阻R8连接二极管D1 的阳极，二极管D1的阴极经由电阻R12连接至所述控制芯片的端口 PRT，电阻R17的一端连 接二极管D1的阳极，电阻R17的另一端接地，电解电容C13的一端连接二极管D1的阴极， 电解电容C13的另一端接地，电容C11、电阻R15分别并联于电解电容C13,电阻R11的一端 连接所述控制芯片的端口 PRT0,电阻R11的另一端连接端口 PRT，电容C10的一端连接端口 PRT，电容C10的另一端接地。
[0008] 优选地，三极管Q1为NPN型三极管。
[0009] 优选地，场效应管VI、场效应管V2均为N沟道场效应管。
[0010] 本实用新型通过：1.带有电压检测的脉冲驱动单元电路，对应不同的供电电压自 动调整驱动脉冲宽度，以满足对输入电压的自适应；2.采用低压转换效率较高的推挽式逆 变电路，直接对低压直流电压的进行逆变升压；3.利用推挽式逆变电路的输出变压器加电 感线圈的两次谐振的方式与无极灯管的特性匹配，产生高频高压正弦波。从而使激励无极 灯管放电发光满足下列条件：1.电路采取单级结构；2.供电电压12V-48V通用；3.输出功 率覆盖10-80W范围，宽电压大功率无极灯镇流器，替代传统的低压无极灯镇流器。
【专利附图】
【附图说明】
[0011] 图1为本实用新型较佳实施方式提供的直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流器 的电路不意图。
【具体实施方式】
[0012] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0013] 请参阅图1，本实用新型较佳实施方式提供的直流12V-48V宽电压大功率无极灯 镇流器包括供电电路、电源驱动电路、脉冲驱动电路、电压检测电路、一次谐振网络、二次谐 振网络、频率检测电路、控制电路，所述控制电路包括控制芯片U1及其外围辅助电路。
[0014] 所述供电电路包括滤波共模电感L1、电容C1、电容C2、电阻R3、电感L2 ;所述电源 驱动电路包括三极管Q1、电阻R4、稳压管VD3、电解电容C4、电阻R10、电容C9 ;所述脉冲驱 动电路包括电阻R13、电阻R14、场效应管VI、场效应管V2 ;所述电压检测电路包括电阻R1、 电阻R2、电阻R5、稳压管VD1、电容C6 ;所述一次谐振网络包括电感L2、变压器T1、电容C0 ; 所述二次谐振网络包括变压器T2、电容C14、电容C15电容C16、负载RL ;所述频率检测电路 包括电容C7、电阻R6、稳压管VD2、电容C12、电阻R16。其中，变压器T1的初级侧包括串接 的电感L3、电感L4,变压器T1的次级侧包括均与电感L3、电感L4耦合的电感L5。
[0015] 在本实施方式中，三极管Q1为NPN型三极管，场效应管VI、场效应管V2均为N沟 道场效应管，所述控制芯片为SA82系列芯片。
[0016] 所述供电电路的一端连接外部12V-48V直流电源，所述供电电路的另一端一方面 连接至所述一次谐振网络，另一方面经由所述电源驱动电路连接至所述控制芯片U1，所述 脉冲驱动电路的一端连接至所述控制芯片U1，所述脉冲驱动电路的另一端连接所述一次谐 振网络，所述一次谐振网络经由所述二次谐振网络连接至负载，所述电压检测电路一端连 接所述供电电路，所述电压检测电路另一端连接所述控制芯片U1，所述频率检测电路的一 端连接所述控制芯片U1，所述频率检测电路的另一端连接所述二次谐振网络。
[0017] 具体的电路连接方式如下所述。滤波共模电感L1的输入端分别连接外部12V-48V 直流电源的两端，电容C1的两端分别连接滤波共模电感L1的输入端，电容C2的两端分别 连接滤波共模电感L1的输出端，滤波共模电感L1输出端的另一端接地；滤波共模电感L1 的输出端的另一端经由电阻R3连接至三极管Q1的集电极，三极管Q1的集电极还经由电阻 R4连接至三极管Q1的基极，三极管Q1的基极经由稳压管VD3的阴极、阳极接地，三极管Q1 的发射极经由电阻R10连接至所述控制芯片U1的供电端，所述控制芯片U1的供电端还经 由电容C9接地，三极管Q1的发射极还经由电解电容C4接地。滤波共模电感L1的输出端 的另一端还经由电感L2连接至电感L3与电感L4之间。滤波共模电感L1的输出端的另一 端还经由电阻R1连接至稳压管VD1的阴极，稳压管VD1的阳极接地；稳压管VD1的阴极还 经由电阻R2连接至所述控制芯片U1的输入端，电阻R5的一端连接所述控制芯片U1的输 入端DM，电阻R5的另一端接地，电容C6并联于电阻R5。电阻R13的一端连接所述控制芯 片U1的第一输出端0UT1，电阻R13的另一端连接场效应管VI的栅极，场效应管VI的源极 接地，场效应管VI的漏极连接电感L3的一端，电感L3的另一端连接电感L4的一端，电感 L4的另一端连接场效应管V2的漏极，场效应管V2的源极接地，场效应管V2的栅极经由电 阻R14连接至所述控制芯片U1的第二输出端0UT2,电容C0的两端分别连接电感L3的一端 与电感L4的另一端。变压器T2的高压侧电感L6的一端经由变压器T1的次级侧电感L5 连接场效应管VI的漏极，电感L6的另一端经由电容C14连接场效应管V2的漏极，电容C15 并联电容C14,负载RL并联于电容C15 ;变压器T2的低压侧电感L7的一端接地，电感L7的 另一端经由电阻R16、电容C12连接至所述控制芯片U1的检测端SYNC，稳压管VD2的阴极 连接所述控制芯片的检测端SYNC，稳压管VD2的阳极接地，电阻R6并联稳压管VD2。所述 供电电路还可包括保险丝F1，保险丝F1串接在所述供电电路中。
[0018] 直流供电电压通过滤波共模电感LI、电容C2、电阻R3、电感L2分别加到三极管Q1 的集电极和变压器T1的中心抽头，由三极管Q1组成的稳压器向集成电路（由控制芯片U1 及其外围辅助电路组成）供电。电感L2通过变压器T1的中心抽头向推挽管场效应管VI、 场效应管V2供电。控制芯片U1内部振荡器产生的250KC方波脉冲通过第12、11脚（即引 脚0UT1、引脚0UT2,引脚0UT1、引脚0UT2分别为第一输出端、第二输出端）输出至电阻R13、 电阻R14再分别加到场效应管VI、场效应管V2的栅极，在方波脉冲的驱动下场效应管VI和 场效应管V2轮流导通，电感L2与输出变压器T1的初级电感L3、电感L4和电容C0组成的 谐振网络在250KC频率上产生谐振，使场效应管VI、场效应管V2工作在软开关状态。由于 推挽电路是低压供电，输出变压器的初级匝数不能太多，电感L3、电感L4电感量也不会太 大，因此谐振网络Q值较低，输出变压器次级电感L5感应的电压，不足以激励无极灯管放电 发光，增加变压器T2,由电感L6与电容C14、电容C15组成的二次谐振网络，在250KC频率 上产生二次谐振产生，由于二次谐振网络的Q值较高，在电容C14、电容C15两端产生的高压 交流电压最终通过电容C16输出至负载（无极灯管）RL。
[0019] 在本实施方式中，所述控制芯片为SA82系列芯片，所述控制芯片的外围辅助电路 包括电容C5、电容C7、电容C8、电阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电容C10、电容C11、二 极管D1、电阻R18、电阻R17、电解电容C13、电阻R15。电容C5的一端、电容C7的一端分别 接地，电容C5的另一端、电容C7的另一端分别连接所述控制芯片U1的两个端口 CT2、CT1， 电容C8的一端连接端口 CT1，电容C8的另一端经由电阻R7连接所述控制芯片的端口 RT0， 电容C8的一端还经由电阻R8连接所述控制芯片的端口 RT1。电感L7的另一端经由电阻R8 连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极经由电阻R12连接至所述控制芯片的端口 PRT，电 阻R17的一端连接二极管D1的阳极，电阻R17的另一端接地。电解电容C13的一端连接二 极管D1的阴极，电解电容C13的另一端接地，电容C11、电阻R15分别并联于电解电容C13， 电阻R11的一端连接所述控制芯片的端口 PRT0,电阻R11的另一端连接端口 PRT，电容C10 的一端连接端口 PRT，电容CIO的另一端接地。
[0020] 综上所述，该实用新型的核心部分是：1.实用新型带有电压检测的脉冲驱动器单 元电路，由电阻R1、电阻R2、电阻R5、稳压管VD1、电容C6组成的电压检测电路将电源电压 输入至集成电路的控制芯片U1的第3脚即输入端DM进行电压检测，对应不同的供电电压 自动调整驱动脉冲宽度，以满足对不同等级输入电压的自适应。2.二次谐振网络的电压叠 力口。由于电感L3、电感L4和电容C0组成的一次谐振网络的Q值较低，输出变压器次级电感 L5感应的电压，不足以激励无极灯管放电发光，增加了由电感L6与电容C14、电容C15组成 的二次谐振网络，由于二次谐振网络的Q值较高，产生的交流电压很高，能够达到激励无极 灯管放电发光目的。3.自动频率跟踪。由电感L7感应的电压通过电阻R16、电容C12、电 阻R6、稳压管VD2送至集成电路的控制芯片U1的第5脚即检测端SYNC进行频率检测，当 一、二次谐振网络输出频率发生漂移，控制芯片U1内部的同步电路即对振荡器产生的方波 脉冲频率进行自动跟踪
[0021] 本实用新型通过：1.带有电压检测的脉冲驱动器单元电路，对应不同的供电电压 自动调整驱动脉冲宽度，以满足对输入电压的自适应；2.采用低压转换效率较高的推挽式 逆变电路，直接对低压直流电压的进行逆变升压；3.利用推挽式逆变电路的输出变压器加 电感线圈的两次谐振的方式与无极灯管的特性匹配，产生高频高压正弦波。从而使激励无 极灯管放电发光满足下列条件：1.电路采取单级结构；2.供电电压12V-48V通用；3.输出 功率覆盖10-80W范围，宽电压大功率无极灯镇流器，替代传统的低压无极灯镇流器。
[0022] 以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本 实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型 的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流器，其特征在于：其包括供电电路、电源 驱动电路、脉冲驱动电路、电压检测电路、一次谐振网络、二次谐振网络、频率检测电路、控 制电路，所述控制电路包括控制芯片及其外围辅助电路；其中，所述供电电路的一端连接外 部12V-48V直流电源，所述供电电路的另一端一方面连接至所述一次谐振网络，另一方面 经由所述电源驱动电路连接至所述控制芯片，所述脉冲驱动电路的一端连接至所述控制芯 片，所述脉冲驱动电路的另一端连接所述一次谐振网络，所述一次谐振网络经由所述二次 谐振网络连接至负载，所述电压检测电路一端连接所述供电电路，所述电压检测电路另一 端连接所述控制芯片，所述频率检测电路的一端连接所述控制芯片，所述频率检测电路的 另一端连接所述二次谐振网络。
2. 如权利要求1所述的直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流器，其特征在于：所述 供电电路包括滤波共模电感L1、电容C1、电容C2、电阻R3、电感L2 ;所述电源驱动电路包括 三极管Q1、电阻R4、稳压管VD3、电解电容C4、电阻R10、电容C9 ;所述脉冲驱动电路包括电 阻R13、电阻R14、场效应管VI、场效应管V2 ;所述电压检测电路包括电阻R1、电阻R2、电阻 R5、稳压管VD1、电容C6 ;所述一次谐振网络包括电感L2、变压器T1、电容C0 ;所述二次谐振 网络包括变压器T2、电容C14、电容C15、电容C16、负载RL ;所述频率检测电路包括电容C7、 电阻R6、稳压管VD2、电容C12、电阻R16 ;其中，变压器T1的初级侧包括串接的电感L3、电 感L4,变压器T1的次级侧包括均与电感L3、电感L4耦合的电感L5 ;三极管Q1的集电极还 经由电阻R4连接至三极管Q1的基极，三极管Q1的基极经由稳压管VD3的阴极、阳极接地， 三极管Q1的发射极经由电阻R10连接至所述控制芯片的供电端，所述控制芯片的供电端还 经由电容C9接地，三极管Q1的发射极还经由电解电容C4接地；滤波共模电感L1的输出端 的另一端还经由电感L2连接至电感L3与电感L4之间；滤波共模电感L1输出端的另一端 还经由电阻R1连接至稳压管VD1的阴极，稳压管VD1的阳极接地；稳压管VD1的阴极还经 由电阻R2连接至所述控制芯片的输入端，电阻R5的一端连接所述控制芯片的输入端，电阻 R5的另一端接地，电容C6并联于电阻R5 ;电阻R13的一端连接所述控制芯片的第一输出 端，电阻R13的另一端连接场效应管VI的栅极，场效应管VI的源极接地，场效应管VI的漏 极连接电感L3的一端，电感L3的另一端连接电感L4的一端，电感L4的另一端连接场效应 管V2的漏极，场效应管V2的源极接地，场效应管V2的栅极经由电阻R14连接至所述控制 芯片的第二输出端，电容C0的两端分别连接电感L3的一端与电感L4的另一端；变压器T2 的高压侧电感L6的一端经由变压器T1的次级侧电感L5连接场效应管VI的漏极，电感L6 的另一端经由电容C14连接场效应管V2的漏极，电容C15并联电容C14,负载RL并联于电 容C15 ;变压器T2的低压侧电感L7的一端接地，电感L7的另一端经由电阻R16、电容C12 连接至所述控制芯片的检测端，稳压管VD2的阴极连接所述控制芯片的检测端，稳压管VD2 的阳极接地，电阻R6并联稳压管VD2。
3. 如权利要求2所述的直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流器，其特征在于：所述 控制芯片为SA82系列芯片，所述控制芯片的外围辅助电路包括电容C5、电容C7、电容C8、电 阻R7、电阻R8、电阻R11、电阻R12、电容CIO、电容C11、二极管D1、电阻R18、电阻R17、电解 电容C13、电阻R15 ;电容C5的一端、电容C7的一端分别接地，电容C5的另一端、电容C7的 另一端分别连接所述控制芯片的两个端口 CT2、CT1，电容C8的一端连接端口 CT1，电容C8 的另一端经由电阻R7连接所述控制芯片的端口 RT0,电容C8的一端还经由电阻R8连接所 述控制芯片的端口 RT1，电感L7的另一端经由电阻R8连接二极管D1的阳极，二极管D1的 阴极经由电阻R12连接至所述控制芯片的端口 PRT，电阻R17的一端连接二极管D1的阳极， 电阻R17的另一端接地，电解电容C13的一端连接二极管D1的阴极，电解电容C13的另一 端接地，电容C11、电阻R15分别并联于电解电容C13,电阻R11的一端连接所述控制芯片的 端口 PRTO,电阻R11的另一端连接端口 PRT，电容CIO的一端连接端口 PRT，电容CIO的另一 端接地。
4. 如权利要求2所述的直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流器，其特征在于：三极 管Q1为NPN型三极管。
5. 如权利要求2所述的直流12V-48V宽电压大功率无极灯镇流器，其特征在于：场效 应管VI、场效应管V2均为N沟道场效应管。
【文档编号】H05B41/282GK203872421SQ201420247264
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年5月13日 优先权日:2014年5月13日
【发明者】夏轶 申请人:夏轶