专利名称：一种大功率调光无极灯的制作方法
技术领域：
本发明涉及无极灯，具体涉及一种大功率调光无极灯。
背景技术：
振荡频率低于300KHZ的低频无极灯属于无灯丝、高光效、长寿命、高功率因素的新一代节能产品，由于无极灯属于无极启动点燃，对灯管不存在因灯丝损坏或电子粉发射完，以及电子粉溅射使灯管发黑等问题而造成整灯报废的现象，整灯寿命大大延长，且工作频率超出ΙΟΟΚΗζ，频闪现象消除。无极灯目前功率在15-400W范围，尤其适合路灯、隧道灯、 人行道、涵洞、特别是灯管不宜更换的场所等场所，符合当前节能降耗的方针政策，具有广阔的市场前景和社会意义。在能源日趋紧张的今天，尤其在很多城市照明工程中，采用EMC 合同能源管理模式中，虽然无极灯比常规光源节能近一倍，但在实际应用中，人们总会发现很多在无极灯照明工程中为了节省电能，到了深夜和凌晨就把路灯部分关了或只开一侧或间隔着开，有些地方干脆在新开发的道路上全用上太阳能路灯。针对此现象，本公司发明了大功率调光无极灯，新光源无极灯得已经实现更加节能和人性化智能控制，本发明具有深远的社会意义。
发明内容
本发明提供一种大功率调光无极灯，此调光无极灯电路，能实现大功率无极灯的调光功能。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种大功率调光无极灯，包括抗电磁干扰滤波器，用于抑制来自市电交流电中的高次谐波；桥式整流模块，连接到所述抗电磁干扰滤波器，用于将来自所述抗电磁干扰滤波器的交流电进行整流获得直流电；有源功率因数校正器，连接到所述桥式整流模块，用于降低直流电压的纹波幅度， 使线路无功功率大大的降低，提高线路有功功率；半桥逆变振荡电路，连接到所述有源功率因数校正器，包括第一 MOS管和第二 MOS 管，用于将直流电转变为高频交流电压；功率输出器，连接到所述半桥逆变振荡电路，用于为电路提供工作时的功率输出；启动控制器，位于所述功率输出器和有源功率因数校正器之间，用于进行无极灯的启动点亮控制；高频耦合器，用于将来自所述有源功率因数校正器和功率输出器的电能耦合到所述无极灯灯管内；与外接调光控制电路相连的调光电路，由外接调光控制电路提供0-10VDC调光控制电压信号工作，此调光电路包括用于整流的第一二极管连见到交流电源的正极，第二二极管和用于滤波的第1电容并联且位于交流电源正极与负极之间，一限流电阻位于所述第一二极管和第1电容的接点与第二二极管之间，从而将交流电转变为产生18V直流电压；串联的第2电阻和第3电阻与所述第二二极管并联；串联的第4电阻和第3电容与所述串联的第2电阻和第3电阻并联，一单结晶体管的控制极连接到所述第二电阻和第3电阻的接点，此单结晶体管的正极连接到所述第4电阻和第3电容的接点；当所述18V直流电压经过所述第4电阻对所述第3电容充电到所述单结晶体管的阈值时，所述单结晶体管导通，所述第3电容放电，当通过所述单结晶体管的电流降至其保持电流以下时，所述单结晶体管阻断，所述第3电容再次被充电，如此反复， 从而在所述第3电容上形成锯齿波电压；一比较器输入端接受所述锯齿波电压，并与外界输入电压0-10V的直流电压比较，从而产生脉冲电平；一光耦在所述脉冲电平控制下处于饱和导通和截止轮流工作状态，再通过第8电阻和第9电阻分压，形成5V脉冲幅值信号；HB0809集成电路，连接到所述半桥逆变振荡电路，用于控制半桥逆变振荡电路内的第一 MOS管和第二 MOS管轮流通断设置工作频率、点火时间和点火频率，此HB0809集成电路在所述5V脉冲幅值信号和时间电容的作用下调整内部压控振荡器的工作频率。所述第一 MOS管，通过第23电阻和隔离变压器、第16电容连接到所述HB0809集成电路；第二 MOS管，通过所述第M电阻连接到HB0809集成电路。所述单结晶体管D3的阈值为18V*R2/(Rl+R2)+0. 7V。所述启动电路由第35电阻、第一稳压二极管、第18 二极管和第14电容、第20电容组成。所述HB0809集成电路的供电电路是采用从半桥上端第一 MOS管和半桥下端第二 MOS管相连接的中点处供电。所述功率输出器为第8电感，通过第11电容，连接到所述第二 MOS管的源极与第一 MOS管的漏极。所述高频耦合器为两对磁环，每一个磁环由两个半弧型磁环组合成，每对磁环上绕有7-25圈线圈。所述启动控制器为第22电容，其一端与第30电阻相连，另一端与所述功率输出器、高频耦合器相连，在无极灯启动时为所述高频耦合器提供启动电压，正常工作后所述高频耦合器由所述半桥逆变振荡电路模块提供工作电压。由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点和效果1、本发明能够实现无极灯的调光功能，安全隔离，再调光镇流器损耗有明显改善， 温升小，安全性能提高，同时提高了无极灯的更节能和人性化智能控制。2、本发明不同于现有开关电源技术中的普通的斩波器的工作方式脉宽调制方式(Ts不变，改变ton)和频率调制方式(ton不变，改变Ts)两种，其中前者较为通用，后者容易产生干扰；本发明通过调制HB0809集成电路间断的斩波，短时间停止高电平输出， 采用这种斩波方式，使高频半桥振荡电路中MOS管间断停止工作，无极灯主工作频率在 200-300KHZ高频振荡电路中，MOS管栅极上的正脉冲可以在1. 8-3. 2US之间轮流变化工作， 调节占空比，实现大功率无极灯调光。3、本发明所述调光电路，通过附图2中光耦IC2和附图2中单结晶体管D3和附图2中比较器IC1，形成完全与交流输入电源隔离的0-5VDC输出电压，该5V幅值脉冲信号间断调制H0809集成电路的内压控振荡器，使H0809集成电路的内控振荡器间断停止工作，这样才实现30% -100%功率输出的调光功能，高压隔离，应用安全。4、本发明使无极灯具有调光功能、电流谐波含量低、功率因数高、输出频率高、 电源电压范围宽(100V-300V)、保护功能齐全等诸多优点，可以实现大功率无极灯的 30%-100%功率输出，这样可以大幅度提高节能效果，实用价值高。
附图1为本发明电气原理结构示意图；附图2为本发明电路结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例一种大功率调光无极灯，包括抗电磁干扰滤波器101，其可为一EMl抗电磁干扰滤波器，交流电源连接到抗电磁干扰滤波器1、3脚输入端，经其内部的二级共模和一级差模滤波，可对高次谐波干扰进行抑制，从而大大降低电网和本线路间的严重电磁干扰现象，以达到传导性干扰的国家标准。桥式整流模块102的6、7脚，与抗电磁干扰滤波器101的4、5脚相连，进行整流后为后续的电路尤其是半桥逆变振荡电路模块106提供直流电源。有源功率因数校正器103的10、11脚，与桥式整流模块102的8、9脚相连，其内部内含电压自动校正电路，还包括一电解电容，该电容充电后可作为后续电路的电源，有源功率因数校正器能削减电解电容充电的顶尖脉冲，并降低直流电压的纹波幅度，使线路无功功率大大的降低，提高线路有功功率，使电路的输出功率因数达到0. 99以上，有源功率因数校正器103输出一个恒定的电压，因具有自动调整功能，从而使负载不再因电网电压的波动而变化。同时，该电解电容又提供了二次滤波作用。半桥逆变振荡电路105的16脚，与功率输出器106的21脚相连，为后续电路提供高频210KHZ左右的高频交流电压。HB0809集成电路104的25 J6脚，与半桥逆变振荡电路105的观、四相连，控制半桥逆变振荡电路105内的两MOS管轮流开关。功率输出器106的20脚，与启动控制器107的30脚相连。功率输出器106的22脚，与高频耦合器108的23脚相连。启动控制器107的19脚，与有源功率因数校正器103的13脚和高频耦合器108 的M脚相连，进行无极灯的启动点亮控制。高频耦合器，能将能量耦合到无极灯灯管内，相当高频变压器的原理，高频耦合器 108的M脚与有源功率因数校正器103的13脚相连，高频耦合器的51脚、52脚与无极灯灯管111的53脚、M脚相连。调光电路109的46脚与外接调光控制电路110的45脚相连，由外接调光控制电路提供0-10VDC调光控制电压信号。调光电路109的43和44脚和HB0809集成电路104的40、41脚相连，提供104的0-5VDC的幅值5V脉冲的调光信号，对104进行调光控制。半桥逆变振荡电路模块包括两个MOS管，第一 MOS管为Q3，通过电阻R23和隔离变压器L6、电容C16连接到HB0809贴片集成电路模块的第9管脚，第二 MOS管为Q2，通过电阻RM连接到HB0809贴片集成电路模块的第11管脚。启动电路由电阻R35、二极管DZ1、第18 二极管D18和第14电容C14、第20电容 C20组成，电路更为简单安全和低功耗。HB0809集成电路的供电电路是采用从半桥上端MOS管Q3和半桥下端MOS管Q2相连接的中点处，通过电容C14和二极管DZ1、D18和电容C14、C20组成，电路更为简单安全和低功耗。功率输出器为电感L8，通过第11电容Cll，连接到MOS管Q2的源极与MOS管Q3 的漏极，为后续电路提供工作时的功率输出。高频耦合器为两对磁环，每一个磁环由两个半弧型磁环组合成，将无极灯的灯管夹在中间，每对磁环上绕有7-25圈线圈。启动控制器为第22电容C22，一端与第30电阻R30相连，另一端与功率输出器、高频耦合器相连，在无极灯启动时为高频耦合器提供启动电压，正常工作后高频耦合器由半桥逆变振荡电路模块提供工作电压。本实施例上述内容具体解释如下。本发明大功率调光外置式无极灯是通过调制HB0809集成电路间断的斩波，短时间停止高电平输出，采用这种斩波方式，使高频半桥振荡电路中MOS管间断停止工作，无极灯主工作频率在200-300KHZ高频振荡电路中，MOS管栅极上的正脉冲可以在1. 8-3. 2US之间轮流变化工作，调节占空比，实现大功率无极灯调光。所述调光电路，通过附图2中光耦IC2和附图2中单结晶体管D3和附图2中比较器IC1，形成完全与交流输入电源隔离的0-5VDC输出电压，该5V幅值脉冲信号间断调制 H0809集成电路的内压控振荡器，使H0809集成电路的内控振荡器间断停止工作，这样才实现30% -100%功率输出的调光功能，高压隔离，应用安全。其中HB0809集成电路IC3是属于本公司开发的无极灯专用调光镇流器半桥驱动芯片，其带过电压和过电流保护，可以任意设置工作频率，也可以任意设置点火时间和点火频率，是模拟和数字混合的ASIC芯片，其内部由压控振荡器产生锯齿波，输入到触发器，触发器分别外接高压侧驱动器和低压侧驱动器，分别产生振荡频率低于300KHZ的低频不重叠的方波，来推动集成电路外的半桥逆变振荡电路的两MOS管。具体是通过附图2调光电路来实现调光功能，通过Dl整流，Cl滤波，Rl限流，D2 稳压产生18V直流电压，再通过光耦IC2和单结晶体管D3和比较器IC1，其中单结晶体管 D3其控制极(G)上的电压为18V*R2/(R1+R2)，当18V的电压经过第4电阻R4对第3电容 C3充电到18V*R2/ (R1+R2) +0. 7V时，单结晶体管D3导通，第3电容C3放电，当通过D3的电流降至其保持电流以下时，第3 二极管D3阻断，第3电容C3再次被充电，如此周而复始，在第3电容C3上形成锯齿波电压，并且输至比较器ICl的8脚，再与外输入电压0-10V的直流电压比较，比较器ICll脚会产生脉冲电平，该脉冲输入光耦IC2的1脚，通过光耦IC2的 1脚和2脚电平变化，光耦IC2的3脚和4脚处于饱和导通和截止轮流工作状态，再通过R8 和R9分压，形成脉冲5V幅值信号，传入HB0809集成电路IC3的2脚的CT脚，与电容C6相
7连。其中IC3内部的压控振荡器的工作频率是通过CT脚2脚的外接时间电容C6的充电时间的长短来决定的，该5V幅值的脉冲信号调制时间电容C6的电容充电时间和充电波形，让该控振荡器间断工作。另外光耦IC2的1、2脚与其3、4脚高压5KV的安全隔离，这样光耦3、4脚经过分压，输出的脉冲5V幅值信号与附图2中通过Dl整流，第1电容Cl滤波，Rl限流，第2 二极管D2稳压产生18V直流电压会形成高压5KV的安全隔离，这样由于18V的直流电压与调光镇流器的交流输入电源隔离，所以0-10VDC调光信号正负输入端与调光镇流器的交流输入电源也就会形成高压5KV的安全隔离，附图2调光电路与外接调光控制电路，例如与手工调光、标准DALI (0-10VDC)调光系统、定时自动调光系统相结合后，手工调光、标准 DALI (0-10VDC)调光系统、定时自动调光系统与调光镇流器的交流输入电源形成高压5KV 的安全隔离，这保证人身手动控制和低压小信号控制的仪器系统的绝对电气绝缘安全。调光电路，主要器件为比较器IC1、光耦IC2、第1 二极管D1、第2 二极管D2、第3 二极管D3、第1电阻R1、第2电阻R2、第3电阻R3、第4电阻R4、第5电阻R5、第6电阻R6、 第7电阻R7、第8电阻R8、第9电阻R9、第1电容Cl、第2电容C2、第3电容C3、第4电容 C4、第5电容C5、第6电容C6，其电路构成为第5电阻R5、第6电阻R6、第4电容C4、第5 电容C5、第7电阻R7分别与比较器ICl相连；第8电阻R8、第9电阻R9、光耦IC2、第6电容C6分别与HB0809集成电路IC3相连。所述HB0809集成电路的供电方式是采用从半桥上端MOS管Q3和半桥下端MOS管 Q2相连接的中点处，采用电容C14降压和稳压二极管DZl稳压的方式供电和R35的IC3工作的启动电路，不同于其他无极灯电路中是采用隔离变压器和三端稳压来供电方式，此电路简单，高可靠，发热量小。根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式
，且在本发明范围内进行的各种改型均没有超出本发明的保护范围。
权利要求
1.一种大功率调光无极灯，包括抗电磁干扰滤波器(101)，用于抑制来自市电交流电中的高次谐波； 桥式整流模块(102)，连接到所述抗电磁干扰滤波器，用于将来自所述抗电磁干扰滤波器的交流电进行整流获得直流电；有源功率因数校正器(103)，连接到所述桥式整流模块，用于降低直流电压的纹波幅度，使线路无功功率大大的降低，提高线路有功功率；半桥逆变振荡电路(105)，连接到所述有源功率因数校正器，包括第一MOS管0^3)和第二 MOS管(Q2)，用于将直流电转变为高频交流电压；功率输出器(106)，连接到所述半桥逆变振荡电路，用于为电路提供工作时的功率输出；启动控制器(107)，位于所述功率输出器和有源功率因数校正器之间，用于进行无极灯的启动点亮控制；高频耦合器(108)，用于将来自所述有源功率因数校正器和功率输出器的电能耦合到所述无极灯灯管内；其特征在于还包括与外接调光控制电路(110)相连的调光电路(109)，由外接调光控制电路(110)提供 0-10VDC调光控制电压信号工作，此调光电路(109)包括用于整流的第一二极管(Dl)连见到交流电源的正极，第二二极管(D2)和用于滤波的第1电容(Cl)并联且位于交流电源正极与负极之间，一限流电阻(Rl)位于所述第一二极管(Dl)和第1电容(Cl)的接点与第二二极管(拟)之间，从而将交流电转变为产生18V直流电压；串联的第2电阻(R2)和第3电阻(R3)与所述第二二极管(D2)并联； 串联的第4电阻(R4)和第3电容(C3)与所述串联的第2电阻(R2)和第3电阻(R3) 并联，一单结晶体管(D3)的控制极(G)连接到所述第二电阻(R2)和第3电阻(R3)的接点， 此单结晶体管(D3)的正极连接到所述第4电阻(R4)和第3电容(C3)的接点；当所述18V 直流电压经过所述第4电阻(R4)对所述第3电容(C3)充电到所述单结晶体管(D3)的阈值时，所述单结晶体管(D3)导通，所述第3电容(C3)放电，当通过所述单结晶体管(D3)的电流降至其保持电流以下时，所述单结晶体管(D3)阻断，所述第3电容(C3)再次被充电， 如此反复，从而在所述第3电容(C3)上形成锯齿波电压；一比较器(ICl)输入端接受所述锯齿波电压，并与外界输入电压0-10V的直流电压比较，从而产生脉冲电平；一光耦(1以)在所述脉冲电平控制下处于饱和导通和截止轮流工作状态，再通过第8 电阻(R8)和第9电阻(R9)分压，形成5V脉冲幅值信号；HB0809集成电路(104)，连接到所述半桥逆变振荡电路(105)，用于控制半桥逆变振荡电路(105)内的第一 MOS管^!3)和第二 MOS管0)2)轮流通断设置工作频率、点火时间和点火频率，此HB0809集成电路(104)在所述5V脉冲幅值信号和时间电容(C6)的作用下调整内部压控振荡器的工作频率。
2.根据权利要求2所述的调光无极灯，其特征在于所述第一MOS管(Q3)，通过第23 电阻(R23)和隔离变压器(L6)、第16电容(C16)连接到所述HB0809集成电路(104)；第二 MOS管(Q2)，通过所述第M电阻(R24)连接到HB0809集成电路(104)。
3.根据权利要求1所述的调光无极灯，其特征在于所述单结晶体管D3的阈值为 18V*R2/(Rl+R2)+0. 7V。
4.根据权利要求1所述的调光无极灯，其特征在于所述启动电路由第35电阻(R35)、 第一稳压二极管(DZl)、第18 二极管(D18)和第14电容(C14)、第20电容(C20)组成。
5.根据权利要求1所述的调光无极灯，其特征在于所述HB0809集成电路的供电电路是采用从半桥上端第一 MOS管0^3)和半桥下端第二 MOS管0^2)相连接的中点处供电。
6.根据权利要求1所述的调光无极灯，其特征在于所述功率输出器(106)为第8电感(L8)，通过第11电容(Cll)，连接到所述第二 MOS管^!2)的源极与第一 MOS管0)3)的漏极。
7.根据权利要求1所述的调光无极灯，其特征在于所述高频耦合器(108)为两对磁环，每一个磁环由两个半弧型磁环组合成，每对磁环上绕有7-25圈线圈。
8.根据权利要求1所述的调光无极灯，其特征在于所述启动控制器(107)为第22 电容(C22)，其一端与第30电阻(R30)相连，另一端与所述功率输出器(106)、高频耦合器 (108)相连，在无极灯(111)启动时为所述高频耦合器(108)提供启动电压，正常工作后所述高频耦合器(108)由所述半桥逆变振荡电路模块(10 提供工作电压。
全文摘要
本发明公开一种大功率调光无极灯，包括抗电磁干扰滤波器；桥式整流模块；有源功率因数校正器；半桥逆变振荡电路，用于将直流电转变为高频交流电压；功率输出器，用于为电路提供工作时的功率输出；启动控制器，用于进行无极灯的启动点亮控制；高频耦合器，用于将来自所述有源功率因数校正器和功率输出器的电能耦合到所述无极灯灯管内；与外接调光控制电路相连的调光电路，由外接调光控制电路提供0-10VDC调光控制电压信号工作，从而将交流电转变为产生18V直流电压；HB0809集成电路，连接到所述半桥逆变振荡电路，用于控制半桥逆变振荡电路内的第一MOS管和第二MOS管轮流通断设置工作频率、点火时间和点火频率。本发明调光无极灯电路，能实现大功率无极灯的调光功能。
文档编号H05B41/38GK102307424SQ20111013438
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月23日 优先权日2011年5月23日
发明者汪宝彤 申请人:宁国市沪帮电子科技有限公司