专利名称：一种节能灯驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及驱动电路技术领域，尤其涉及一种可调光可编程最大输入功率的高功率因数的节能灯驱动电路。
背景技术：
随着欧盟的针对能耗的技术壁垒指令——“用能产品生态设计框架指令” (EUP指令)的实施，很多企业为应付该指令企图在原有产品的基础上进行功能性的调整，比如为应付开关要求而改变节能灯灯管的灯丝、调灯丝的冷热阻比等，但这些措施并不能根本上解决问题，例如利用上述措施虽然在一定程度上提高了开关性能，但同时也带来了负面效果， 例如节能灯在正常工作的时候，会由于灯丝电流过大、光衰严重而导致灯丝不到其使用寿命期限就断了，而对于调光要求更高的场合这些节能灯更是不能令人满意。EUP指令对调光的要求也难以达到国内外现有使用TRIAC调光器的节能灯，都存在一个问题在导通角90°之前，调光的效果很不好，甚至没有调光作用；当导通角大于90 后，调光的灵敏度又过高，轻轻调一下调光器，功率就降几瓦，光通量下降很多，在实际使用中给用户带来很大的不便，很多时候都不能调到想要的光通，或者说要花一些时间。EUP指令对上升时间的要求更为苛刻有的节能灯开启了 3-5分钟光通量还不及普通灯管的1/3，这样的节能灯降低了用户的体验感。虽然有厂家通过诸如使用新材料调整灯管来提高光通量，但是上升时间改变的不多，而且还影响了灯管的工艺和生产的效率。为解决该问题，现有的做法是在原节能灯的基础上加卤素灯，该做法在解决问题的同时也带来了诸多问题。首先，体积的限制和卤素灯的自身温度对安全的影响，由于节能灯自身的体积很小，如果加一个卤素灯和其控制电路，整个装置则显得繁杂，给生产带来很大的不便； 而且卤素灯的温度很高，在正常工作的情况下，因为其照明的时间较短故而不容易产生安全问题，但一旦发生诸如控制电路实效等特殊情况，该卤素灯持续的高温可达300摄氏度以上，完全有引发火灾的可能。其次，由于开灯瞬间的电流很大，是正常工作电流的3-4倍， 则在多个该节能灯装置集中使用的情况下，可能会使线路跳闸，导致电线温度升高加速其老化，甚至可能引发火灾。再次，由于卤素灯自身关断瞬间，整个装置的光通量是该卤素灯的光通量加上原节能灯管的光通量，如果卤素灯突然关断，则用户会感到眼前突然变暗，使得用户的体验感降低。另外卤素灯的光效很低，浪费电能资源，使节能灯变得不再“节能”。另外，节能灯的寿命制约着行业的发展，有的节能灯使用两三个月灯管就发黄，发黑，紧接着就不亮了。整只节能灯的寿命主要取决灯管和镇流器，节能灯的光衰主要取决于电子粉的多少，荧光粉和灯管的管壁负载，粉越差，管壁负载越重管的光衰也就越严重。但发黑发黄就不一定是灯管原因，镇流器同样功不可没。一般来说，在灯管匹配的条件下，只要灯管能开关10万次以上(30S/0N，90S/0FF)，节能灯的寿命大多会超过3万小时以上，不良也是因为电子元器件寿命已到而终结。所以再次证明开关重要性，EUP指令也明确规定节能灯的开关次数要大于3万次以上，如果只从灯管入手，很难做到，必须要加预热，PTC预热也不是最佳选择，首先PTC的自身损耗会降低发光效率，自身的离散性对灯管的预热也是差强人意，还有就是灯管在热态的时候起不到预热作用。还有，如今用电紧缺，电网电压波动很大，部分地区甚至高达士50%，就算发达国家的电网士 15%左右的电压波动。电网的波动直接后果就是用电器的损坏，特别是像节能灯这样的用电器，由于体积小，内部温度高， 元器件的使用余量有限等，电压升高后，节能灯的功率也就相应升高，节能灯的内部温度也很快升高，由于电子元件设计余量很小，节能灯的内部损耗相应加大，所以也加剧它的内部温度升高，如此恶性循环，就加剧了节能灯寿命不长的现象。实用新型内容[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种节能灯驱动电路，通过改进外围电路，实现一种电路结构简单的可调光、可预热、可编程最大输入功率的高功率因数的节能灯驱动电路，以至少解决背景技术中的问题，并很好的满足欧盟EUP指令的要求。[0007]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为一种节能灯驱动电路，其包括整流滤波单元，芯片UBA20271及其外围电路，供电单元，检测取样单元，节能灯驱动单元，[0008]所述整流滤波单元的正输出端连接芯片UBA20271及其外围电路，所述检测取样单元另一端接地，[0009]所述芯片UBA20271及其外围电路包括芯片UBA20271，电阻R21、R22、R23、R24、 R25,电容 C7、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28，所述芯片 UBA20271 的第 1 脚连接芯片UBA20271的第2脚、芯片UBA20271的第3脚、电容C26的一端、电阻R25的一端、电阻 R21的一端，电容C26的另一端接地，电阻R25的另一端连接芯片UBA20271的第11脚、芯片UBA20271的第12脚、检测取样单元，所述芯片UBA20271的第4脚连接电容C23的一端， 电容C23的另一端接地，所述芯片UBA20271的第5脚接地，所述芯片UBA20271的第6脚连接电容C22的一端、供电单元，电容C22的另一端接地，所述芯片UBA20271的第7脚连接电阻R22的一端，电阻R22的另一端接地，所述芯片UBA20271的第8脚连接电容C24的一端， 电容C24的另一端接地，所述芯片UBA20271的第9脚连接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接地，所述芯片UBA20271的第10脚连接电容C25的一端，电容C25的另一端连接电阻 R24的一端，电阻R24的另一端接地，所述芯片UBA20271的第13脚连接电容C27的一端， 电容C27的另一端接地，所述芯片UBA20271的第14脚连接电容C28的一端，电容C28的另一端接地，所述芯片UBA20271的第15脚接地，所述芯片UBA20271的第16脚连接电容C21 的一端，电容C21的另一端连接芯片UBA20271的第17脚、芯片UBA20271的第19脚、芯片 UBA20271的第20脚、电容C7的一端，电容C7的另一端连接芯片UBA20271的第18脚、供电单元、节能灯驱动单元，[0010]所述供电单元包括电容C5、C8，电阻R2、R5，稳压二极管DZ1，二极管D5，所述电阻 R2的一端连接所述芯片UBA20271及其外围电路的芯片UBA20271第18脚和节能灯驱动单元，所述电阻R2的另一端连接芯片UBA20271第6脚、二极管D5的负极，二极管D5的正极连接稳压二极管DZl的负极、电阻R5的一端，稳压二极管DZl的正极接地，电阻R5的另一端连接电容C8的一端，电容C8的另一端连接电容C5的一端和节能灯驱动单元，电容C5的另一端接地，[0011]所述检测取样单元包括电阻1 6、1 7、1 8、1 9、1 10、1 11，电容C9、CIO、Cll、C12，二极管D6、D7，所述电阻R6的一端连接整流滤波单元，所述电阻R6的另一端连接电阻R7的一端，电阻R7的另一端连接电阻R8的一端、电容C9的一端、电容ClO的一端，电阻R8的另一端和电容C9的另一端接地，电容ClO的另一端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接二极管D6的负极、二极管D7的正极，二极管D6的正极接地，二极管D7的负极连接电容 Cll的一端、电阻RlO的一端、电阻Rll的一端，电容Cll的另一端接地，电阻RlO的另一端接地，电阻Rll的另一端连接电容C12的一端和芯片UBA20271及其外围电路，电容C12的另一端接地，所述节能灯驱动单元包括电阻R3、电容C4、变压器Tl，所述变压器Tl包括第一次级绕组、第二次级绕组和主绕组，所述变压器Tl第一次级绕组和第二次级绕组的输出端分别接负载的两端，变压器Tl第一次级绕组一端还连接电容C4 一端，电容C4另一端连接电阻R3 —端，电阻R3另一端接地，变压器Tl主绕组的一端连接芯片UBA20271及其外围电路， 变压器Tl主绕组的另一端连接所述整流滤波单元。进一步的，所述整流滤波单元包括交流市电输入端，保险丝Fu，电阻R1，电容Cl、 C2、C3，电感Li，二极管Dl、D2、D3、D4，电解液电容E1，所述电容Cl、C2、C3和电感Ll组成滤波单元，起EMI滤波、隔直流和提高功率因数作用，所述二极管Dl、D2、D3、D4组成全波整流桥，起整流作用。优选的，整流二极管DZl为快恢复型二极管，滤掉电路中整流部分的高频成分。本实用新型采用以上技术方案，提供了一种可调光、可预热、可编程最大输入功率的高功率因数的节能灯驱动电路，并很好的达到EUP指令的要求，具体如下1.可调光电阻R6、R7、R8组成一个分压检测组起到调光电压作用，经过芯片UBA20271第12脚控制芯片UBA20271内部自身振荡频率，达到调光的目的；该芯片 UBA20271第12脚采用指数检测控制环路，在调光过程中改变了传统节能灯调90°导通角前面调光没反应的现象，实现平滑调光，最小调光范围可达3%，而且灯管不发黑，工作稳定， 没有闪烁状态；电阻R21起到检测芯片UBA20271工作电流的作用，从而控制芯片UBA20271 的输出振荡频率，同时也能达到调光的作用；2.改善上升时间即在节能灯点亮的时候，将灯管电流提高1.5倍，相应功率提高1.3倍左右，这样就有足够大的电流激发灯管内部的汞离子，使它释放出来，很短的时间就能达到正常平衡状态，从而满足灯管正常的工作条件。灯管的快亮功能是由芯片 UBA20271第14脚输入端控制。在快亮功能结束的瞬间，采用阶梯式的关断程序，从而实现光通的平滑过渡，使其达到正常工作，同时，使用户不会感到明显的亮度波动状况；3.增加节能灯寿命扫频预热，灯管的灯丝预热是靠驱动变压器Tl第一次级绕组和第二次级绕组提供能量，达到预热，预热的能量是由频率、灯丝冷阻和次级绕组的匝数决定。预热是由芯片UBA20271第13脚控制。节能灯的最低启动功率，控制在90°导通角左右，这样不仅在启动的时候对灯管的影响降低在最小，同时也满足用户在使用过程中的方便，不至于要调回到最大，节能灯才会亮。该电路使得在灯管启动瞬间能提供足够的预热电流，在预热结束时灯丝电流只有原来的1/5，完全符合灯管的工作特性，极大的降低灯管在启动时灯丝电子粉的溅射，在灯管正常工作时有最低限度降低灯丝和电子粉的蒸发，延长了灯管的使用寿命。另外，本实用新型在不调光使用时，可编程最大输入功率，这样，当确定额定输入功率后，节能灯不会因输入电压升高而功率上升，确保镇流器和灯管不受损坏，同时还具备温度保护功能，当内部温度传感器检测到温度超过安全设定值时，会自动切断芯片UBA20271内置的功率MOS管的驱动信号，达到保护镇流器的目的，使节能灯的使用寿命更长。
图1是本实用新型的电路原理图；图2是本实用新型的调光效果与现有技术的调光效果对比图；图3是本实用新型的上升时间与现有技术的上升时间的对比图；图4是本实用新型的电压波动与功率关系与现有技术的电压波动与功率关系对比图。
具体实施方式
现结合附图和具体实施方式
对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型的一个实施例，如图所示，本实用新型一种节能灯驱动电路，包括交流市电输入端，芯片 UBA20271,电阻 Rl、R2、R3、R5、R6, R7、R8、R9、RIO、Rll、R21、R22、 R23、R24、R25，电容 C1、C2、C3、C4、C5、C7、C8、C9、C10、C11、C12、C21、C22、C23、C24、C25、C26、 C27、C28，电解液电容El，二极管Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7，稳压二极管DZl，保险丝Fu，变压器Tl，电感Li，电路输出端，其中，芯片UBA20271是由恩智浦半导体(NXPSemiconductors N. V.)公司制造的，可由本领域技术人员查阅相关技术资料可得到其具体电路原理图，变压器Tl包括第一次级绕组、第二次级绕组和主绕组，交流市电输入端的火线经过保险丝Fu与电感Ll 一端、电容Cl 一端、电阻Rl —端连接，交流市电输入端的零线与电容Cl另一端、电阻Rl另一端、电容C3 —端、电阻R6 —端、二极管Dl正极、二极管D2正极、二极管D3负极、 二极管D4负极连接，电感Ll另一端与电容C2 —端、二极管Dl正极连接，电容C2另一端与电容C3另一端、变压器Tl第二次级绕组一端、变压器Tl主绕组一端、电容C5 —端、电容C8 一端连接，电阻R6另一端与电阻R7 —端连接，电阻R7另一端与电阻R8 —端、电容C9 一端、 电容ClO —端连接，电阻R8另一端接地，电容C9另一端接地，二极管D3正极接地，二极管 D4正极接地，二极管Dl负极与二极管D2负极、电解液电容El正极、电阻R2 —端、电容C7 一端、芯片UBA20271第18脚连接，电解液电容El负极接地，变压器Tl第一次级绕组和第二次级绕组的输出端分别接负载的两端，变压器Tl第一次级绕组一端还连接电容C4 一端， 电容C4另一端连接电阻R3 —端，电阻R3另一端接地，电容C5另一端接地，变压器Tl主绕组另一端连接芯片UBA20271第20脚、第19脚、第17脚、电容C7另一端、电容C21 —端，电容C21另一端连接芯片UBA20271第16脚，电容C8另一端连接电阻R5 —端，电阻R5另一端连接二极管D5正极、稳压二极管DZl负极，二极管D5负极连接电阻R2另一端，稳压二极管 DZl正极接地，电容ClO另一端连接R9 —端，R9另一端连接二极管D6负极、D7正极，D6正极接地，D7负极连接电容Cll 一端、电阻RlO —端、电阻Rll —端，电容Cll另一端接地，电阻RlO另一端接地，电阻Rll另一端连接芯片UBA20271第12脚、芯片UBA20271第11脚、 电阻R25 —端、电容C12 —端，电容C12另一端接地，电阻R25另一端连接芯片UBA20271第 1脚、芯片UBA20271第2脚、芯片UBA20271第3脚、电阻R21 —端、电容以6 —端，电阻R21 另一端接地，电容以6另一端接地，芯片UBA20271第4脚连接电容C23 —端，电容C23另一端接地，芯片UBA20271第5脚接地，芯片UBA20271第6脚连接电容C22 —端，电容C22另一端接地，芯片UBA20271第7脚连接电阻R22 —端，电阻R22另一端接地，芯片UBA20271 第8脚连接电容CM —端，电容CM另一端接地，芯片UBA20271第9脚连接电阻R23 —端， 电阻R23另一端接地，芯片UBA20271第10脚连接C25 —端，C25另一端连接电阻RM — 端，RM另一端接地，芯片UBA20271第13脚连接电容C27 —端，电容C27另一端接地，芯片 UBA20271第14脚连接电容以8 —端，电容以8另一端接地，芯片UBA20271第15脚接地。[0025]为滤掉电路中整流部分的高频成分，电路中的整流二极管DZl为快恢复型二极管。[0026]上述电路中，电容Cl、C2、C3不仅起到EMI滤波作用，同时还起到隔直和提高功率因数作用。电阻R6、R7、R8组成一个分压检测组起到调光电压作用，经过芯片UBA20271第 12脚控制芯片UBA20271内部自身振荡频率，达到调光的目的。电阻R21起到一个检测芯片UBA20271工作电流的作用，从而控制芯片UBA20271的输出振荡频率，同时也能达到调光的作用。电阻R3起到检测灯管电路的作用，控制灯管中的电路，从而控制最大额定功率输出。电路中的供电部分是由电容C8、电阻R5、二极管D5、稳压二极管DZl等元件组成，为芯片UBA20271提高稳定的工作电压；灯管的快亮功能是由芯片UBA20271的第14脚控制，当灯管在快亮结束的时候，其采用梯式模式逐渐降低的方式，使用户不会感到亮度明显的波动状况。预热是由芯片UBA20271的第13脚控制。灯管的灯丝预热是靠驱动变压器Tl的次级绕组提供能量、达到预热，预热的能量是由频率、灯丝冷阻和次级的匝数决定。节能灯的最低启动功率，一般控制在90°导通角左右，这样不仅在启动的时候对灯管的影响降低在最小，同时也满足用户在使用过程中的方便，不至于要调回到最大，节能灯才会亮。灯管还设置寿终保护功能，使节能灯在达到使用寿命时，不会因断灯丝、灯管整流效应而产生大的波动电流，损坏电子镇流器以产生冒烟、起火等不安全的情况，当芯片UBA20271内部检测到灯管异常后，芯片UBA20271自动切断输出，达到保护镇流器的作用。[0027]下面结合实验数据来具体描述本实用新型的功能特点[0028]如图2所示，从本实用新型的调光效果与现有技术的调光效果对比可看出，本实用新型和白炽灯调光线性几乎相同，而且在低端调节的时候，本实用新型调同样的导通角， 节能灯的功率变化很小，整个调光过程都是非常平滑的，可以完全与白炽灯相媲美，避免了因管流变化过快而造成节能灯的频闪，或熄灭等现象。[0029]本实用新型增加快亮功能，改善了上升时间，即在节能灯点亮的时候，将灯管电流提高1. 5倍，相应功率提高1. 3倍左右，这样就有足够大的电流激发灯管内部的汞离子，使它释放出来，很短的时间就能达到正常平衡状态，从而满足灯管正常的工作条件。而且在快亮功能结束的瞬间，采用阶梯式的关断程序，从而实现光通的平滑过渡，使其达到正常工作。如图3所示，从本实用新型的上升时间与现有技术的上升时间的对比曲线看出，本实用新型在节能灯刚点亮的阶段，节能灯的输出光通量远远大于另一盏灯的光通量，由图上的数值看出，本实用新型已达到欧盟EUP指令的要求。[0030]如图4所示，从本实用新型的电压波动与功率关系与现有技术的电压波动与功率关系对比曲线可看出，由于本实用新型采用可以编程最大输入功率，当我们确定最大输入功率后，不管电压怎么升高，其输入功率也不会增加。[0031]尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。
权利要求1. 一种节能灯驱动电路，其特征在于包括整流滤波单元，芯片UBA20271及其外围电路，供电单元，检测取样单元和节能灯驱动单元，所述整流滤波单元的正输出端连接芯片UBA20271及其外围电路，所述检测取样单元另一端接地，所述芯片UBA20271及其外围电路包括芯片UBA20271，电阻R21、R22、R23、R24、R25, 电容 C7、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28,所述芯片 UBA20271 的第 1 脚连接芯片 UBA20271的第2脚、芯片UBA20271的第3脚、电容C26的一端、电阻R25的一端、电阻R21 的一端，电容C26的另一端接地，电阻R25的另一端连接芯片UBA20271的第11脚、芯片 UBA20271的第12脚、检测取样单元，所述芯片UBA20271的第4脚连接电容C23的一端，电容C23的另一端接地，所述芯片UBA20271的第5脚接地，所述芯片UBA20271的第6脚连接电容C22的一端、供电单元，电容C22的另一端接地，所述芯片UBA20271的第7脚连接电阻 R22的一端，电阻R22的另一端接地，所述芯片UBA20271的第8脚连接电容C24的一端，电容C24的另一端接地，所述芯片UBA20271的第9脚连接电阻R23的一端，电阻R23的另一端接地，所述芯片UBA20271的第10脚连接电容C25的一端，电容C25的另一端连接电阻 R24的一端，电阻R24的另一端接地，所述芯片UBA20271的第13脚连接电容C27的一端， 电容C27的另一端接地，所述芯片UBA20271的第14脚连接电容C28的一端，电容C28的另一端接地，所述芯片UBA20271的第15脚接地，所述芯片UBA20271的第16脚连接电容C21 的一端，电容C21的另一端连接芯片UBA20271的第17脚、芯片UBA20271的第19脚、芯片 UBA20271的第20脚、电容C7的一端，电容C7的另一端连接芯片UBA20271的第18脚、供电单元、节能灯驱动单元，所述供电单元包括电容C5、C8，电阻R2、R5，稳压二极管DZl，二极管D5，所述电阻R2的一端连接所述芯片UBA20271及其外围电路的芯片UBA20271第18脚和节能灯驱动单元，所述电阻R2的另一端连接芯片UBA20271第6脚、二极管D5的负极，二极管D5的正极连接稳压二极管DZl的负极、电阻R5的一端，稳压二极管DZl的正极接地，电阻R5的另一端连接电容C8的一端，电容C8的另一端连接电容C5的一端和节能灯驱动单元，电容C5的另一端接地，所述检测取样单元包括电阻R6、R7、R8、R9、RIO、Rll,电容C9、CIO、ClU C12，二极管 D6、D7，所述电阻R6的一端连接整流滤波单元，所述电阻R6的另一端连接电阻R7的一端， 电阻R7的另一端连接电阻R8的一端、电容C9的一端、电容ClO的一端，电阻R8的另一端和电容C9的另一端接地，电容ClO的另一端连接电阻R9的一端，电阻R9的另一端连接二极管D6的负极、二极管D7的正极，二极管D6的正极接地，二极管D7的负极连接电容Cll的一端、电阻RlO的一端、电阻Rll的一端，电容Cll的另一端接地，电阻RlO的另一端接地， 电阻Rll的另一端连接电容C12的一端和芯片UBA20271及其外围电路，电容C12的另一端接地，所述节能灯驱动单元包括电阻R3、电容C4、变压器Tl，所述变压器Tl包括第一次级绕组、第二次级绕组和主绕组，所述变压器Tl第一次级绕组和第二次级绕组的输出端分别接负载的两端，变压器Tl第一次级绕组一端还连接电容C4 一端，电容C4另一端连接电阻R3 一端，电阻R3另一端接地，变压器Tl主绕组的一端连接芯片UBA20271及其外围电路，变压器Tl主绕组的另一端连接所述整流滤波单元。
2.根据权利要求1所述的节能灯驱动电路，其特征在于所述整流滤波单元包括交流市电输入端，保险丝Fu，电阻Rl，电容Cl、C2、C3，电感Li，二极管Dl、D2、D3、D4，电解液电容E1，所述电容C1、C2、C3和电感Ll组成滤波单元，起EMI滤波、隔直流和提高功率因数作用，所述二极管Dl、D2、D3、D4组成全波整流桥，起整流作用。
3.根据权利要求1所述的节能灯驱动电路，其特征在于整流二极管DZl为快恢复型二极管。
专利摘要本实用新型的名称是一种节能灯驱动电路，涉及驱动电路技术领域。一种节能灯驱动电路，其包括整流滤波单元，芯片UBA20271及其外围电路，供电单元，检测取样单元，节能灯驱动单元。本实用新型应用于节能灯的驱动电路中。
文档编号H05B41/38GK202262005SQ201120374990
公开日2012年5月30日 申请日期2011年10月8日 优先权日2011年10月8日
发明者冯明山, 李镇明, 林少平, 连宗山, 陈建煌 申请人:厦门海莱照明有限公司