专利名称：电子镇流器的制作方法
技术领域：
本发明是一种荧光灯使用的电子镇流器。当然也可用于其它气体放电灯。
目前，世界各国生产的荧光灯用电子镇流器可归纳成二类。我们暂把一类称为高级型，一类称为普通型。高级型虽然性能较好，但电路复杂，价格昂贵。普通型电路简单，成本低，但由于脉冲电流大，三次谐波高，不宜在当今的电网中使用，因此使现有电子镇器的推广遇到了实质性困难。本发明的目的就在于克服上述两类电子镇流器的缺点，设计了一种性优价廉的新型电子镇流器。该发明的电子镇流器的主要性能是，输入电流近似于正弦波，与电压正弦波的相角差∮＜arccos0.95，电流的三次谐波＜7％(基波为100％)。而其成本只有高级型电子镇流器的1／3～1／5，与普通型的成本相近，详见表1。
本发明是这样实现的，它由外壳及装在其内的电源整流滤波部分、振荡输出部分和保护部分(包括低压启动)组成。对紧凑型荧光灯，其外壳的下面直接装有荧光灯管的标准插座，上面装有标准灯头。对直管荧光灯，其外壳为薄铁皮，两端分别有两端子、四端子的标准接线柱。
电源滤波部分市电火线经电感L0、L1，地线经电阻R16(与可控硅V17并联)、L2接入由二极管V1、V2、V3、V4组成的整流桥1和由二极管V1、V2、V10、V11组成的整流桥2的输入端。C0跨接在电感L1、L2的输入端，C1跨接在整流桥的输入端。C2、C3分别跨接在整流桥1、2的输出端。
振荡输出部分电容C10与热敏电阻R10并联后与电容C5串联，然后再与灯管两端灯丝引线之一端相连。灯管两端灯丝引线的另一端，一端与电感L3、变压器T的n3绕组串联后接在V14的发射极串联电阻R13与V15集电极的连接处；一端与电容C4串联后接V15的发射极串联电阻R14。变压器T的绕组n1一端与电容C6串联后接V14发射极串联电阻R13，另一端接V14基极。绕组n2一端与C7串联后接V15发射极串联电阻R14，另一端接V15基极。R1、R3分别并接在V14、V15集电极与基极之间。V5与R2串联、V6与R4串联后分别并接在V14、V15基极与发射极串联电阻R13、R14之间。R5与C8并联后并接在V14的集电极与发射极串联电阻R13之间。V7跨接在V14的集电极与发射极串联电阻R13之间。V8跨接在V15的集电极与发射极串联电阻R14之间。
保护部分R9串联在V15发射极串联电阻R14与整流桥1V3、V4的正极之间。R6与C9串联后与R9并联，R6与C9连接点接二极管V9的正极，其负极接V16的触发极。R7与C12并联后跨接在V16的触发极和阴极之间。R8一端与V12负极串联，V12的正极接V14的基极，R8另一端接整流桥2的V10、V11负极。V12的负极接可控硅V16的阳极。
低压启动部分R11与V13正极串联，V13负极接双向可控硅V17的触发极，电阻R11另一端接二极管V10的负极，V10的负极与C15串联，V10的正极接L1与整流桥的连接点，C15的另一端接L2与整流桥的连接点，R12与C13并联后跨接V17阴极与V13正极之间。R15与C14并联后，一端接可控硅V17的阴极，另一端接V17的触发极。V17与电阻R16并联后，阳极接电源地线，阴极接L2的一端。
图(1)是该发明的全部部件的连接图。
本发明的原理1、电路设计原理电感L0、L1、L2(L1、L2是并绕在同一磁芯上的两个10圈绕组)电容C0、C1、C2及整流桥1组成了整流滤波部分，既抑制了外电网来的干扰，又阻止了电子镇流器对电网的干扰，这一点无须多说。我的发明是利用储能器件电感L0与电容C2、C4通过整流桥1、开关管V14、V15将50HZ交流电能转换成30～40KHZ交流电能，供给输出负载Rp。在这一转换过程中，打破了传统的设计方法，即交流滤波、整流、直流滤波，而后由各种振荡器把直流电能转换成高频交流电能供给负载。每一器件只起单一作用，没有充分发挥各器件的内在能力。比如一个40瓦的电子镇流器，L0一般为10mH×2，只起交流滤波作用，电容C2一般为47－100uf／450V的大电解电容，只起直流滤波作用，电容C4一般为0.47－0.22uf／600V的非电解电容，只起隔直作用。本发明L0、C4在完成上述作用的同时，还发挥了储能、相移等作用，因此C4用0.68－6uf／400V，L0用0.2－50mH，不仅是隔直、滤波，也起储能、相移作用。正是这一点，使原直流滤波电容C2由原47－100uf／450V的大电解质电容改为0.001－0.68uf／400V非电解质电容，并将原脉冲电流变为近似正弦波电流，三次谐波失真由56％下降到7％以下，功率因数也由原0.6左右提高到0.95以上，使电子镇流器品质有了本质上的改变。这一设计思想是基于下面的f1与Ec无关，或Ec的变化对f1影响不大的原理。
本电路是一种自偏压自激式振荡器。振荡频率为f1＝ 1/(tn) ，tn为脉冲宽度。且tn＝ (Ln1)/(R14) · (Ec－Vces－Vbes／n)/(Ec－Vces＋Vbes) · (β－n)/(β＋1) － (Ln3)/(Rp) ………(1)其中n＝ (Ln1)/(Ln3) ＝ (Ln2)/(Ln3)Ec为直流电源电压，Vces、Vbes、β分别为V14和V15的集电极、基极饱和压降、电流放大倍数，Rp为荧光灯管的等效阻抗。
对一个确定了实际电路，n、R14、Rp、β、Vces、Vbes等参数是一个定值。因此振荡频率tn＝A· (Ec－B)/(Ec－C) －D………(2)其中A＝ (Ln1)/(R14) · (β－n)/(β＋1)B＝Vces＋ (Vbes)/(n)
C＝Vces－VbesD＝ (Ln3)/(Rp)由于晶体三极管Vces、Vbes的量值很小，所以tn＝A－D＝E(常数)………(3)这就是说振荡频率与直流电压无关，这样电源滤波电容C2可取得很小。当f1为30－40KHZ时，一般取0.001－0.68uf／400V非电解电容就可维持5－40W电子镇流器中振荡器的正常工作。其振荡波形如图(2)所示。因为C4取值较大，其电压包络线均在0V以上(或说成是正的)。由于整流桥1的作用，使其不能进入电源，抑制了对电网的干扰。
在完成原理性分析之后，就电流波形的进一步改善问题，着重说明几个重要元器件的作用。电容C2当它由小变大时，电流波形的上升沿逐渐陡突，其峰的幅值越来越大。对5－40W×2荧光灯来说，C2≤0.68uf，一般取值0.001～0.68uf为宜。电感L0既是电源滤波电感，又是供电的重要器件，通过它又实现了功率因数的补偿，当L0由小变大时，电流波形后沿越来越陡突，对5－40W×2荧光灯来说，L0≥0.1mH，一般取值0.2－50mH为宜。电容C4本是电路的隔直电容，但在该电子镇流器中它又是供给电能的一部分。特别是当电源电压低于正常电压时，电容C4的量值要大到使振荡器不反复启动或停振。对5～40W×2荧光灯，C4≥0.2uf，一般取值0.68～6uf为宜。
对于5～40瓦荧光灯，除L3、C10、R10和C4根据功率改变之外，其它器件完全一样。从而使电子镇流器的生产极为方便。除L3、C10、R10和C4之外组成一个基础件，将L3、C10、R10和C4组成一个功率件。基础件与某一功率件接插件起来，就成某一功率荧光灯的电子镇流器。
2、电子镇流器可靠性的保证电子镇流器的可靠性也是电子镇流器推广使用中的一大难题。可靠性差原因有一是电解质电容的老化干涸和热暴；二是晶体管的二次击穿(热暴)；三是异常状态下的损坏。由于本发明中振荡器自给偏压电路中的电容C6、C7采取0.68～1.5uf的非电解质电容。整个电子镇流器中就无电解质电容，从根本上消除可靠性中的第一个因素。晶体管二次击穿可通过如“90225634.3－6”号专利(是本发明人的专利)的方法解决，即使电子镇流器在低压下启动。本发明将这一保护电路由直流输出端移至交流输入端(当然放直流输出端也可)，并通过0.4秒的延时产生一正电压来打开双向可控硅V17，确保振荡器起振之后，可控硅V17才导通。因此振荡器起振时的交流供电电压V1＝V0－R16I0，低于交流电源电压V0，起振时电流I0越大，V1越低，从而有效地保护了晶体管，解决了晶体管开启时二次击穿的问题。这一保护措施对电压波动比较大的地区使用的电子镇流器尤为重要。为了解决异常状态下的保护，采用电阻R9串联在直流电源电路中，无论由什么原因而造成的直流回路中电流过大(如无汞、无电子粉、过载、短路等异常现象)，都会通过电阻R6、二极管V9使可控硅V16导通，从而使振荡器停振，中止其输出。这三项措施使电子镇流器可在环境温度－20～45℃，电源电压160～250伏范围内安全启动和可靠的连续工作。
图(1)是本发明的实施例。
权利要求1.本发明是一种荧光灯电子镇流器，其特征在于a)市电火线经电感L0、L1，地线经电阻R16(与可控硅V17并联)、L2接入V1、V2、V3、V4组成的整流桥1的输入端，C0跨接在电感L1、L2的输入端，电容C2并接在整流桥1的输出端；b)灯管两端引线之一端与电容C4串联后接V15的发射极串联电阻R14的接地端；c)V17与电阻R16并联后，阳极接电源地线，阴极接L2的一端；d)变压器T的绕组n1一端与电容C6串联后接V14的发射极串联电阻R13，绕组n2一端与C7串联后接在V15发射极串联电阻R14接地端。
2.根据权利要求1所述电子镇流器，其特征在于对5～40W×2荧光灯，C2≤0.68uf，一般取值0.001～0.68uf，L0≥0.2mH，一般取值0.2～50mH，C4≥0.68uf，一般取值0.68～6uf的非电解电容。
3.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于对5～40W×2荧光灯，C0取值0.1uf。
4.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于电容C6＝C7，取值为0.68～1.5uf非电解质电容。
5.根据权利要求1所述的电子镇流器其特征在于L1、L2是并绕在同一磁芯上的两个10圈的绕组。
专利摘要本实用新型是一种荧光灯使用的电子镇流器，当然也可用于其它气体放电灯。它打破了传统的设计方法，解决了电子镇流器对电网冲击大，三次谐波高的实质性困难。亦解决了电子镇流器热暴(电解质电容、晶体管)、异常状态下损坏的难题。本实用新型的电子镇流器可在环境温度-20～40℃，电网电压160～260伏情况下，安全启动和长期可靠工作。电流波形近似正弦波，对电网无脉冲冲击，三次谐波＜7％，功率因数＞0.95。而且成本低(接近普通型镇流器的成本)，易于大批量标准化生产。
文档编号H02H3/00GK2107117SQ9122569
公开日1992年6月10日 申请日期1991年10月4日 优先权日1991年10月4日
发明者杜荣久 申请人:杜荣久