专利名称：电子镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种镇流器，特别涉及一种智能型通用电子镇流器。
(2)背景技术在20世纪70年代末，荧光灯交流电子镇流器开始崭露头角，被人们认为是照明电器发展史上的一项重大技术创新。进入90年代后，各种气体放电灯用电子镇流器几个中心光源在世界范围内不断涌现，形成被称为“绿色照明”的新产业。然而众所周知，电感镇流器存在三大致命弱点一是功率因数低；二是灯管闪烁、共振；三是尺寸大、份量重、光效差。由于存在以上缺点，因而现在使用较少，逐渐被电子镇流器取代。
(3)实用新型内容本实用新型的目的是提供一种有高光效、低频闪和高效节能而且便于安装的电子镇流器。
为达上述目的，本实用新型的1.一种电子镇流器，包括将输入的交流电变换成直流电的整流电路和输出电路，其特征在于，还包括功率因素校正电路，与所述整流电路相连，对所述输入的电流进行功率因素校正；脉冲宽度调制器，与所述整流电路相连，用于产生脉冲宽度调制信号；驱动电路和高频变换电路，与所述功率因素校正电路和所述脉冲宽度调制器相连，在所述脉冲宽度调制信号的控制下，对所述功率因素校正电路的输入信号进行高频变换；输出电路，与所述驱动电路和变换电路相连，将经高频变换的电流提供给后续的负载。
如上所述结构，由于在本电子镇流器中采用了脉宽调制技术来进行控制，使镇流器外围的元器件大量减少，电路更加简单，性能更加优越。既能有效地延长高强度气体放电灯的寿命，又能确保电子镇流器长期工作的可靠性，大大节约了电力能源。
为进一步说明本实用新型的上述目的、结构特点和效果，以下将结合附图，对本实用新型进行详细的描述。
(4)
图1是本实用新型电子镇流器的电路原理框图。
图2是本实用新型电子镇流器的电路结构示意图。
图3是本实用新型电子镇流器的整流滤波电路输入波形图。
图4是本实用新型电子镇流器的整流滤波电路输出波形图。
图5是本实用新型电子镇流器的PFC电路功率开关接通时的电流流向示意图。
图6是本实用新型电子镇流器的PFC电路功率开关断开时的电流流向示意图。
(5)具体实施方式
如图1所示为本实用新型电子镇流器的电路原理框图，输入的交流电先通过滤波电路1来抑制各方面的干扰，随后经整流电路2将输入的交流电变换成直流电后分两路输出，一路输入到15V稳压电路7供给脉冲宽度调制器9(也称PWM)，另一路输给功率因素校正电路3。脉冲宽度调制器9产生脉冲宽度调制信号，并提供给驱动电路和高频变换电路4，以控制驱动电路和高频变换电路4的工作。驱动电路和高频变换电路4接收功率因素校正电路3输出的经功率因素校正的信号，在脉宽调制信号的控制下进行高频变换。再经驱动电路和高频变换电路4到输出电路5，输出电路5两端接负载6使之正常工作，并通过一保护电路8对其间电路发生开路或短路的意外故障起到自动保护功能。
如图2所示为本实用新型电子镇流器的电路结构示意图，它主要由下列单元组成1.滤波电路1由电容C1、C2、C3、C4电感L1、L2组成。其作用一是抑制来自电网的电磁干扰；二是抑制自身和其它电器对镇流器的干扰，以保证电网不受污染。
2.整流电路2由桥式整流电路ZLQ和电容C5组成。其作用将输入的交流电变换成100Hz的正弦半波脉动直流电(如图3、4所示)。
3.控制中心电路由控制模块PFC888和变压器T2、电阻R1、R2、R3、三极管Q1、Q2、功率开关VT1、二极管D7、电容C9等组成。控制模块PFC888内设有功率因素校正电路3、脉冲宽度调制器9和保护电路8等。控制中心电路的作用为检测输入、输出和反馈等功率电流电压，通过控制模块PFC888进行运算与调控。在本电路中，控制模块PFC888采用集成电路模块。
4.驱动电路和高频变换电路4脉冲宽度调制器9输出两个驱动脉冲，经由电容C11、变压器T3、电阻R9、二极管D10、D11、三极管Q3、Q4等组成放大钳位电路，以保护功率开关VT2、VT3不受损坏。其作用输出放大驱动脉冲，输入功率开关VT2、VT3栅极，驱动功率开关VT2、VT3轮流导通，提供负载6(如灯管)工作的电源电路。
5.输出电路5由电容C12、C13、电感L3、L4等组成。其作用将高频电压再次升压后使负载6正常工作(如点亮灯管)。
其主要工作原理如下所述在接通交流输入电源后，通过压敏电阻Rv检测电压，若输入电压在设定的正常范围内，允许电路正常通过；若输入电压超出正常值，则Rv立即变小而几乎为零值，使输入的交流电不通过其它电路而直接在Rv上通过熔断器F1短路。输入正常的电压后，到达整流电路时的输入波形如图3所示，经桥式整流电路ZLQ、电容C5整流后便得到如图4所示的100Hz直流电波形的电压和电流，并分为两路输出一路输入为15V稳压电路7。直流电经二极管D1、电容C6再次整流滤波后，通过变压器T1的次级和集成块IC1变换为15V的直流电，而二极管D2、D3组成初级钳位电路，用以吸收尖峰电压，保护集成块IC1内的功率开关管(图中未示)不受冲击损坏。变压器T1次级绕组Ns产生的感应电压经二极管D4、电容C7整流滤波后，通过二极管D5、D6和集成块IC1组成的稳压电路输出稳定的15V直流电源电压。15V直流电输入到控制模块PFC888的控制系统脚2，使控制模块PFC888启动工作。
另一路由变压器T2、电阻R1、R2、R3、三极管Q1、Q2、功率开关VT1、二极管D7、电容C9和控制模块PFC888输出400V稳定的直流电压，该电压经变压器T2的初级绕组Np提升电压，再通过二极管D7给滤波电容C9充电，电容C9两端输出直流电压经由功率开关VT2、VT3组成的高频变换器转换为高频电压，再通过电感L3、L4加到灯管M两端，使灯管M工作。在启动阶段，由控制模块PFC888内的功率因数校正电路3输出的400V直流电压，经功率开关VT2、VT3组成的高频变换器转换为高频电压后，通过电感L3、L4和电容C13组成谐振回路，产生一个谐振高压将灯管M启动点亮。灯管M点亮后，高频电压直接通过输出电感L3、L4恒定加至灯管M两端，保证灯管M进入稳定正常的工作阶段。
这里要指出的是，变压器T2的次级绕组Ns作为变压器T2的初级绕组Np的高灵敏度电流传感器。次级绕组Ns将流过初级绕组Np的电流检测后，经控制模块PFC888内的限流电阻(图中未示)再输入控制模块PFC888内的零电流检测器。当初级绕组Np的电流下降至零时，零电流检测器检测出来的信号经与控制系统脚1信号比较并放大后从控制系统脚3输出一个电压信号，驱动功率开关VT1导通。当功率开关VT1导通时，二极管D7截止，电容C9通过灯管M释放储能。当变压器T2的初级绕组Np电流达到峰值时，控制模块PFC888内的算法器输出的信号与通过功率开关VT1的电流在其电阻R3上转换得到的电压信号进行比较后，输出指令来断开功率开关VT1，此时变压器T2的初级绕组Np电流沿斜坡下降，直到电流下降到零之前，功率开关VT1一直断开。在功率开关VT1断开时，二极管D7导通。在功率开关VT1接通和断开期间，电流流向如图5、6所示。
功率开关VT2、VT3的导通占空比为50％。它由控制模块PFC888内的脉冲宽度调制器9控制。脉冲宽度调制器9输出的脉冲频率由脉冲宽度调制器9控制集成的控制系统脚3、4外接的电阻电容(图中未示)设定。此外，控制模块PFC888内部还设有异常保护电路8，保证电子镇流器不受损坏。
控制中心电路电路具备如下所述的功能1.具有调控输入电源电压的功能控制中心电路，既能使用额定电压110V或220V的工作能力，又能适应网压从90V-265V时的大幅度变化，电子镇流器均能正常的工作。之所以能正常工作，均由控制中心和功率因数校正电路3完成。当输入的交流电源经滤波稳压后，控制系统脚1、2、4接受输入信号后一是使控制模块PFC888启动，二是根据检测的输入信号，经变压器T2初级绕组Np提升电压，再通过二极管D7控制电流电压，始终保持电子镇流器内部工作电压在400V±1％的高度稳定的供压状态，确保灯管M工作时有着稳定可靠的电源，排除了网压输入电源的干扰。
2.具有恒功率调控功能由电容C9两端输出的400V直流电压，经过功率开关VT2、VT3组成的高频变换器，频率调控可从25KHz提升到30KHz左右。高频电压一路直接通过输出级加到灯管M两端，使灯管M工作；另一路通过控制系统脚8的检测，确定不同型别灯管(如钠灯或卤灯)的管压和正常工作的电压电流，经控制模块PFC888内的乘法器运算后，采用调频方式控制脉冲宽度调制器9输出的脉冲宽度，以控制高频变换器的开关导通时间，使高频变换器输出的电压保持输出功率的恒定性，保持灯管功率的变化小于±1％的误差，保证不同型别灯管的光通亮和电子镇流器的性能一致。另外，由于通过恒功率的控制，还解决了灯管M阴极不受浪涌电流的冲击，最大程度地减少了强电场和大电流引起的阴极物质溅散，从而确保电子镇流器和负载的工作可靠性和长期性，同时这一设计还保证了匹配因生产厂家不同而生产出不同型别灯管的不同参数和新旧程度不同的灯管，实现了电子镇流器与灯管的自动检测匹配。
3.保护电路功能在电子镇流器输出电路中，增设了全功能异常状态保护电路8。高频电压除一路加到灯管M两端外，另一路通过反馈回路反馈到控制模块PFC888内的保护电路8，控制恒功率输出外，还根据反馈信号随时断开功率因数校正电路3输出，起到保护电路的作用。当发生开路和短路故障时，输出端反馈回路经控制系统脚8检测，将信号传送至控制模块PFC888内的检测中心，经信号放大后又分二路分别控制一路断开功率因数校正电路3的输出，另一路断开脉冲宽度调制器9的输出驱动脉冲，使功率开关VT2、VT3停止工作，无电压输出，整机线路功率下降到几瓦，保护电子镇流器电路和灯管M不受损坏，待异常故障排除后，控制中心电路电路再指令有源控制模块PFC888启动，使电子镇流器和灯管M重新进入正常工作状态，从而达到在任何情况下，实现了全功能自动保护作用。
4.声谐振消除功能声谐振是高强度气体放电灯(如本较佳实施例中的纳灯或卤灯)长期困惑的难题。主要由于输入能量周期性波动，引起灯内电弧管的压力波动，当它与管壁的反射波频率相接近时，就会形成驻波，即产生声谐振。一旦声谐振出现，电弧发生抖动，灯光闪烁，色温也随之变化，甚至导致电弧熄灭，严重时电弧管炸裂。另外，形成声谐振的频率不但和灯管的内部结构以及充气参数密切相关，而且不同生产厂家、不同功率等级的灯管，又有不同的声谐振频率，增加了频率调制技术，将100Hz的低频，经功率开关VT2、VT3调制为30KHz的高频，以适应各种不同声谐振参数的灯管，使灯管内的电弧无法产生一个“共振点”，从而消除了灯管在工作过程中的闪烁现象。
当然，本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明的，而不能作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型权利要求书的范围内。
权利要求1.一种电子镇流器，包括将输入的交流电变换成直流电的整流电路和输出电路，其特征在于，还包括功率因素校正电路，与所述整流电路相连，对所述输入的电流进行功率因素校正；脉冲宽度调制器，与所述整流电路相连，用于产生脉冲宽度调制信号；驱动电路和高频变换电路，与所述功率因素校正电路和所述脉冲宽度调制器相连，在所述脉冲宽度调制信号的控制下，对所述功率因素校正电路的输入信号进行高频变换；输出电路，与所述驱动电路和变换电路相连，将经高频变换的电流提供给后续的负载。
2.如权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，在所述整流电路前还连接一个抑制干扰的滤波电路。
专利摘要本实用新型旨在涉及一种电子镇流器,包括将输入的交流电变换成直流电的整流电路和输出电路;功率因素校正电路,与所述整流电路相连,对所述输入的电流进行功率因素校正;脉冲宽度调制器,与所述整流电路相连,用于产生脉冲宽度调制信号;驱动电路和高频变换电路,与所述功率因素校正电路和所述脉冲宽度调制器相连,在所述脉冲宽度调制信号的控制下,对所述功率因素校正电路的输入信号进行高频变换;输出电路,与所述驱动电路和变换电路相连,将经高频变换的电流提供给后续的负载。
文档编号H05B41/14GK2519582SQ0128050
公开日2002年10月30日 申请日期2001年12月31日 优先权日2001年12月31日
发明者巢建东 申请人:巢建东