专利名称：一种大功率电子镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于荧光灯用镇流器领域，涉及一种电子镇流器，尤其是一种用于多灯管并联的大功率电子镇流器。
背景技术：
在办公室、工厂车间、商场、教室等场合，往往需要十几只甚至几十只荧光灯才能满足照明要求。市场上现有的荧光灯电子镇流器最多只能同时拖动两只灯管，能同时拖动三只以上灯管的电子镇流器还很少见。
如果一个大型商场需要一百只荧光灯照明，至少也需要50只电子镇流器。如果能够研制出能同时拖动十几只灯管的大功率电子镇流器，不但可以大幅度降低电子镇流器的使用量，而且能显著降低电子镇流器的成本，提高电子镇流器的效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于多灯管并联的大功率电子镇流器，该大功率电子镇流器可以同时拖动多个灯管，不但可以降低电子镇流器的使用量，而且效率高，成本低。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来解决的-这种大功率电子镇流器，包括依次连接的EMI滤波器、整流电路、无源功率因数校正电路和高频逆变电路，所述高频逆变电路的输出端通过电感组同时拖动3 15只荧光灯管，所述荧光灯管为T8/36W;每只所
述荧光灯管上均并联有灯丝预热电路和灯管异常状态保护电路；所述灯丝预热电路由第一 PTC热敏电阻和压敏电阻串联组成；所述灯管异常状态保护电路由第二 PTC热敏电阻和谐振电容串联组成；
所述高频逆变电路还连接有过压欠压过载保护电路，所述过压欠压过载保护电路包括四运放集成电路。
所述高频逆变电路由自振荡半桥驱动集成电路IR2153 、第一 电源和第二电源组成；所述第一电源是将整流电路整流后的电压经第一电阻限流降压，再通过第一稳压二极管稳压，然后由第九电容和第十电容滤波，得到12V直流电压给自振荡半桥驱动集成电路IR2153供电；所述第二电源由高频变压器、第十一二极管、第三电阻组成，所述高频变压器接在高频逆变电路的输出端，高频变压器的输出电压经第十一二极管整流，第三电阻限流降压后，给自振荡半桥驱动集成电路IR2153供电。
进一步的，所述四运放集成电路是LM339。
本实用新型的在同时需要十几只荧光灯管照明的场合，能显著降低电子镇流器的成本，并且具有灯丝预热和灯管异常状态保护、过压欠压过载保护等功能，有效延长了电子镇流器的寿命。
图1为本实用新型的电路其中101为EMI滤波器；102为整流电路；103为无源功率因数校
正电路；104为高频逆变电路；105为过压欠压过载保护电路；106为灯丝预热电路；107为灯管异常状态保护电路；108为自振荡半桥驱动集成
电路IR2153; 109为IC第一电源；IIO为IC第二电源；lll为电感组；
112为荧光灯管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步详细描述
如图1所示，这种大功率电子镇流器包括依次连接的EMI滤波器
101、整流电路102、无源功率因数校正电路103和高频逆变电路104，所述高频逆变电路104的输出端能同时拖动3 15只荧光灯管112;每只荧光灯管112上均并联有灯丝预热电路106和灯管异常状态保护电路107;所述灯丝预热电路106由第一 PTC热敏电阻PTCa和压敏电阻Rv串联组成；所述灯管异常状态保护电路107由第二 PTC热敏电阻PTCb和谐振电容Ca串联组成；所述高频逆变电路104还连接有过压欠压过载保护电路105，所述过压欠压过载保护电路105包括四运放集成电路。以下详细描述各电路的组成及连接关系
1) EMI滤波器101:
其中第一电容C1、第二电容C2、第一变压器Tl组成EMI滤波器101，第一电容C1的两端连接第一变压器T1，第一变压器Tl连接第二电容C2，由第二电容C2的两端与整流电路102的输入端连接。
2) 整流电路102:
由第一至第四二极管Dl-D4连接组成整流桥，将交流市电转换为直流电输出给下面各电路。
3) 无源功率因数校正电路103:
第五至八二极管D5、 D6、 D7、 D8和第三至八电容C3、 C4、 C5、C6、 C7、 C8组成双向自供辅助电源式(双泵电路)PFC电路，即无源功率因数校正电路103，第三电容C3和第四电容C4并联后再与第五二极管D5串联接在整流电路102的输出端的正负极间；第五电容C5与第六电容C6串联，且第六电容C6的一端与整流电路102的输出端负极连接;第五电容C5的一端还与整流电路102的输出端正极和第一 MOS管Ql的漏极连接；第六二极管D6的负极与第五二极管D5的正极连接，第六二极管D6的正极与第六电容C6的另一端连接；第七二极管D7的负极与第六二极管D6的正极连接，第七二极管D7的正极与第八二极管D8的负极连接；第七电容C7和第八电容C8先并联再与第八二极管D8串联后接在整流电路102输出端正负极间。其中第三电容C3和第七电容C7最好选用电子镇流器专用电解电容，否则会縮短电子镇流器的寿命。第四至六电容C4、 C5、 C6和第八电容C8应选用损耗小的聚丙烯薄膜电容器。
4)高频逆变电路104:
包括振荡半桥驱动集成电路IR2153、 IC第一电源109、 IC第二电源110以及其他元件；IR2153的各管脚的连接关系是这样IR2153的1脚不但与第九二极管D9的负极连接，还与分别第九电容C9和第十电容C10的正极连接，第九电容C9和第十电容C10的负极与整流电路2的输出端负极连接，第一稳压二极管Dzl与第九电容C9并联；2脚经第二电阻R2和第十一电容Cll与整流电路2的输出端负极连接；3脚连接于第二电阻R2和第十一电容C11之间；4脚直接与整流电路102的输出端负极连接；5脚与第二MOS管Q2的栅极连接；6脚与第一 MOS管Ql的源极连接；7脚与第一 MOS管Ql的栅极连接；8脚经第十二电容C12与5脚连接；8脚和1脚间还连接有第十二极管DIO，其中第十二极管D10的负极与8脚连接。IR2153采用双电源供电，IC第一电源109是将整流电路102整流后的电压经第一电阻&限流降压，再通过第一稳压管Dzl稳压，然后由第九电容C9和第十电容C10滤波，得到12V直流电压给IR2153供电，如果只采用这一个电源给IR2153供电，保证IR2153工作是没有问题的，但是第一电阻Ri上将要消耗近3W的功率，导致第一电阻R,温度较高，不但会降低电路的效率，而且有可能导致第一电阻&因高温而损坏。因此，又设计了IC第二电源110给IR2153供电，IC第二电源110由高频变压器T2、第十一二极管Dll、第三电阻R3组成，高频变压器T2接在高频逆变电路的输出端，其初级线圈的一端与第二变压器T3的初级线圈连接，初级线圈的另一端分别与IR2153的6脚和第一M0S管Q1的源极连接；其次级线圈的一端接地，另一端与第十一二极管Dll的正极连接，第十一二极管Dll的负极与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与IR2153的1脚连接。高频变压器T2的输出电压经第十一二极管Dll整流，第三电阻R3限流降压后，连接到IR2153的第一脚，给IR2153供电，解决第一电阻Rl功耗过大和发热的问题。这样，只有在电路刚开始工作时，由IC第一电源109给IR2153供电，当电路正常工作后，由IC第二电源110给IR2153供电，第九二极管D9起双电源隔离的作用。第二电阻R2和第十一电容C11为振荡频率调整元件，振荡频率为-
1.38(^ +75)C
第十二极管D10为自举二极管，对自举电容第十二电容C12充电，为IR2153内部的高端驱动级提供直流电源，第十二极管D10要选用快速恢复二极管。第一MOS管Ql和第二MOS管Q2为场效应晶体管，最好选用英飞凌公司生产的CoolMOS场效应晶体管，CoolMOS场效应晶体管的显著特点是导通电阻远远低于普通的MOS场效应晶体管，可大幅度降低MOS晶体管的开关损耗。当然也可以使用IRF450等型号的普通MOS场效应晶体管，但开关损耗会有一定的增加。
5) 荧光灯管112与电感组111:
如图l，电感组111是由若干个电感L1、 L2、 L3......Ln组成，每个
电感的一端与高频逆变电路104的输出端连接，另一端分别连接有一个荧光灯管112，例如Ll与其中一个荧光灯管112 —头灯丝的一端连接，荧光灯管112的另一头灯丝的一端通过导线连接在第六电容C6和第五电容C5之间；其余电感L2、 13..丄11的连接方式与电感1^相同。本实用新型可以连接3至15只荧光灯管112。
6) 灯丝预热电路106和灯管异常状态保护电路107:
第一PTC热敏电阻PTCa和压敏电阻Rv串联后与荧光灯管112并联，形成灯丝预热电路106，起灯丝预热的作用，以提高灯管的寿命；第二PTC热敏电阻PTCb和谐振电容Ca串联后与荧光灯管112并联形成灯管异常状态保护电路107。在荧光灯管112未起辉点亮前，谐振电容Ca两端的电压较高，足以使压敏电阻Rv击穿，电流通过第一 PTC热敏电阻PTCa，将灯丝预热， 一旦第一PTC热敏电阻PTCa阻值变大后，灯管起辉点亮，谐振电容Ca两端的电压降低，压敏电阻Rv不再能被击穿，而呈高阻开路状态，第一PTC热敏电阻PTCa不再有电流流过。与谐振电容Ca串联的是灯管异常状态保护第二 PTC热敏电阻PTCb，当灯管出现老化或灯管漏气等异常状态时，灯管不能正常工作，镇流电感L1和谐振 电容Ca处于谐振状态，LC串联谐振电路的电流会升高到正常电流的3 至5倍，这时由于第二PTC热敏电阻PTCb流过大电流，温度迅速升高， 电阻不断增大，迫使LC串联谐振电路停振，从而切断高电压和大电流， 保护了振流器中开关器件。应该指出的是，第二PTC热敏电阻PTCb决 不能应用普通的PTC，应使用电子镇流器专用PTC。目前，国内已有多 个厂家生产这样的PTC，上海科特高分子材料有限公司生产的电子镇流 器专用高分子PTC可供参考应用，采用PTC作为灯管异常状态保护与传 统的采用由可控硅、晶体管等元件组成的灯管异常状态保护电路相比， 具有成本低、电路简单、调试容易等优点。 7)过压欠压过载保护电路105:
由四运放集成电路LM339及其外围电路组成，具体连接关系如图中 所示，由整流电路102的输出端正极输出的电压分三路，第一路经第四 电阻R4、第六电阻R6和LED连接到电路B端；第二路经第七电阻R7 和第八电阻R8连接到电路B端；第三路经两个相互串联的电阻第十电阻 R10和第十一电阻Rll接在B端。第十五电容C15与LED并联，第二稳 压二极管DZ2和第十三电容C13并联并接在电路的A、 B端之间，第十 四电容C14与第十三电容C13并联，LM339的第1管脚通过第九电阻 R9接在A端；第2管脚通过第五电阻R5接在A端；第3管脚直接与B 端连接；第4管脚连接在LED的正极，并且第4管脚、第7管脚、第8 管脚和第10管脚均相连接；第5管脚不但通过第十六电容C16与B端连 接，还连接在第七电阻R7和第八电阻R8之间；第6管脚不仅通过第十七电容C17与B端连接，还连接在第十电阻R10和第十一电阻R11之间； 第9管脚经第十三电阻R13与B端连接；第11管脚不仅通过第十五电阻 R15与B端连接，还通过第十六电阻R16和第十五二极管D15与第三变 压器T3的次级线圈一端连接，第十八电容C18与第十五电阻R15并联， 第十五二极管D15的负极还连接有第二十电容C20，第二十电容C20的 负极与B端连接；第十九电容C19与第二十电容C20并联；第12管脚 接在第四电阻R4和第六电阻R6之间，第12管脚还接在第十三电容C13 的正极；第13管脚通过R14与A端连接；第14管脚不仅通过R12接在 A端，还与三极管Q3的基极连接，所述三极管Q3的发射极与B端连接， 三极管Q3的集电极与IR2153的1脚连接；第1管脚、第2管脚和第13 管脚的三个输出信号分别经过第十二二极管D12、第十三二极管D13和 第十四二极管D14输入到第9脚。第三变压器T3的次级线圈的一端与整 流电路102输出端的负极连接， 一端与第十五二极管D15的正极连接， 所述第三变压器T3的初级线圈的一端与电感组111连接，另一端与第二 变压器T2连接。
过压欠压过载保护电路105的工作原理是这样的 市电经整流电路102整流后经第四电阻R4限流降压、再经过第二 稳压二极管DZ2稳压和第十三电容C13和第十四电容C14滤波后得到 5.1V直流电压供给LM339, LED通过第六电阻R6限流后得到1.4V的直 流电压，在这里作为参考电压，分别接LM339的第4、 7、 8， 10管脚。 集成运放IC1 a为过电压比较运放，市电整流后的电庄;U廷棄七电阻R7 和第八电阻R8分压后，第八电阻R8上的电压供给LM339的第5脚，当LM339的第5脚的电压大于第4脚的电压时，第2管脚输出高电平，反 之为低电平。集成运放IClb为欠压比较运放，市电整流后的电压通过第 十电阻R10和第十一电阻Rll分压后，第十一电阻Rll上的电压供给 LM339的第6管脚，当第6管脚上的电压小于第7管脚上的电压时，第 l管脚输出高电平，反之为低电平。集成运放ICld为灯管异常状态保护 运放，在高频逆变电路的输出端接一只电流取样变压器T3，再经过整流、 滤波、分压后，第十五电阻R15上的电压供给LM339的第11管脚，当 灯管工作不正常时灯管两端的电压升高，第ll管脚上的电压增大，超过 第10管脚的参考电压时，第13管脚输出高电平，反之为低电平。集成 运放IClc综合比较运放，当上述三个信号的任一信号为高电平时，第14 管脚输出高电平，三极管Q3饱和导通，将IR2153的电源切断，电路停 止工作。 '
本实用新型的输出功率功率可达600W，最多可以同时拖动15只 T8/36W荧光灯管，与现有的一拖一和一拖二电子镇流器相比，不但具有 明显的成本优势，还具有灯丝预热和灯管异常状态保护、过压欠压过载 保护等功能。特别适合于商场、工厂、办公室等同时需要十几只或几十 只荧光灯照明的场合。
权利要求1.一种大功率电子镇流器，包括依次连接的EMI滤波器(101)、整流电路(102)、无源功率因数校正电路(103)和高频逆变电路(104)，其特征在于，所述高频逆变电路(104)能同时拖动3～15只荧光灯管(112)；每只荧光灯管(112)上均并联有灯丝预热电路(106)和灯管异常状态保护电路(107)；所述灯丝预热电路(106)由第一PTC热敏电阻(PTCa)和压敏电阻(Rv)串联组成；所述灯管异常状态保护电路(107)由第二PTC热敏电阻(PTCb)和谐振电容(Ca)串联组成；所述高频逆变电路(104)还连接有过压欠压过载保护电路(105)，所述过压欠压过载保护电路(105)包括四运放集成电路。
2. 根据权利要求1所述的大功率电子镇流器，其特征在于所述高频逆变电路(104)由自振荡半桥驱动集成电路IR2153、 IC第一电源(109)和IC第二电源(110)组成；所述第一电源(109)是将整流电路(102)整流后的电压经第一电阻(Rl)限流降压，再通过第一二极管(Dzl)稳压，然后由第九电容(C9)和第十电容(C10)滤波，得到12V直流电压给自振荡半桥驱动集成电路IR2153 (108)供电；所述第二电源(110)由高频变压器(T2)、第十一二极管(Dll)、第三电阻(R3)组成，所述高频变压器(T2)接在高频逆变电路(104)的输出端，高频变压器(T2)的输出电压经第十一二极管(D11)整流，第三电阻(R3)限流降压后，给自振荡半桥驱动集成电路IR2153 (108)供电。
3. 根据权利要求1所述的大功率电子镇流器，其特征在于所述四运放集成电路是LM339。
4. 根据权利要求1所述的大功率电子镇流器，其特征在于所述荧光灯管(112)为T8/36W。
专利摘要一种大功率电子镇流器，包括依次连接的EMI滤波器、整流电路、无源功率因数校正电路和高频逆变电路，其特征在于，所述高频逆变电路的输出端能同时拖动三只以上荧光灯管；每只荧光灯管上均并联有灯丝预热电路和灯管异常状态保护电路；该电子镇流器功率可达600W，最多可以同时拖动15只T8/36W荧光灯管，与现有的一拖一和一拖二电子镇流器相比，不但具有明显的成本优势，还具有灯丝预热和灯管异常状态保护、过压欠压过载保护等功能。特别适合于商场、工厂、办公室等同时需要十几只或几十只荧光灯照明的场合。
文档编号H02M5/458GK201418196SQ20092003238
公开日2010年3月3日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者史永胜, 史耀华, 张普雷 申请人:陕西科技大学