专利名称：一种电子镇流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种灯用电子镇流器。
镇流器是部份照明灯具所必需的部件之一。线圈式的镇流器存在体积大、重量重、损耗大、功率因数低等不足。随着电子技术的发展，出现了电子镇流器。电子镇流器送给负载电压的频率远远高于输入电压的频率。当电子镇流器输出的功率增大时，其电磁波辐射干扰也增大，严重时，可造成其他电器设备不能正常工作。
本发明的目的是克服现有技术不足，提供一种的大功率电子镇流器，并带有电子启辉电路，而且也适用于小功率灯具。
为了实现上述目的，本发明设计一种输入输出同频率的大功率电子镇流器。本发明采用如下技术方案由矩形波发生器输出可变宽度的矩形波控制开关器件，矩形波发生器的供电点并着一个电位钳位电路，电位钳位电路的控制端联接电流检测器，开关器件连接着四个二极管构成斩波电路，斩波电路与低通滤波匹配网络相接，低通滤波匹配网络滤出所需要的交流电压经过电流检测器送给负载，电流检测器中的变压器初级可看作是低通滤波匹配网络的一部分。同时由另一个矩形波发生器输出的矩形波控制另一个开关器件，该矩形波发生器的供电点并着另一个电位钳位电路，这电位钳位电路的控制端也联接电流检测器，开关器件联接着升压变压器初级的一端，升压变压器的次级作为低通滤波匹配网络的一部分，升压变压器初级的另一端联接着整流储能器。
下面结合结构示意图和实施电路图对本发明作进一步描述。
图1为本发明结构示意图。
图2为本发明一种实施电路图。
图3为本发明波形分析图。
参照图1和图2，本发明由桥式整流器(1)、矩形波发生器供电电路(2)、矩形波发生器(3)、开关器件(4)、电位钳位电路(5)、低通滤波匹配网络(6)、电流检测器(7)、矩形波发生器供电电路(8)、矩形波发生器(9)、开关器件(10)、电位钳位电路(11)、整流储能器(12)、升压变压器(13)组成。其中由桥式整流器(1)、矩形波发生器供电电路(2)、矩形波发生器(3)、开关器件(4)、电位钳位电路(5)、低通滤波匹配网络(6)、电流检测器(7)组成斩波滤波电路。由电流检测器(7)、矩形波发生器供电电路(8)、矩形波发生器(9)、开关器件(10)、电位钳位电路(11)、整流储能器(12)、升压变压器(13)组成启辉电路。由二极管D1、D2、D3和D4组成桥式整流器(1)。矩形波发生器(3)的输出端联接开关器件(4)的控制端，开关器件(4)的受控两端联接桥式整流器(1)的输出端，桥式整流器(1)与低通滤波匹配网络(6)的输入端串接，而电流检测器中的变压器初级和启辉电路中的升压变压器(13)的次级均作为低通滤波匹配网络的一部分。低通滤波匹配网络(6)的输出端串接负载(15)(即灯)，整流储能器(12)的输出两端，升压变压器(13)初级和开关器件(10)的受控两端三者串联，开关器件(10)的控制输入端与矩形波发生器(9)的输出端相联，电位钳位电路(11)受控两端并接在矩形波发生器(9)供电点的两端。电位钳位电路(11)控制端与电流检测器(7)的输出端相联。必要时在交流电输入端接上干扰消除电路(14)。
二极管可以是晶体二极管或电真空二极管。图中给出的是晶体二极管。
开关器件(4)和(10)可以是电真空管或晶体管，晶体管可以是双极晶体管、结型场效应晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、肖特基势垒控制栅场效应晶体管、金属半导体场效应晶体管、高电子迁移率晶体管、静电感应晶体管、绝缘栅双极晶体管、可控硅晶体管或达林顿晶体管。图中给出开关器件(4)是双极晶体管，开关器件(10)是可控硅晶体管。
矩形波发生器(3)和(9)可以是集成电路或分立元件组成，图中给出的是集成电路555时基电路集成块。
矩形波发生器供电电路(2)可由本电路中的斩波电路提取供电或交流电输入提取供电，图中给出的是前者。
矩形波发生器供电电路(8)可从本电路中的整流储能器提取供电或交流电输入提取供电，也可从低通滤波匹配网络中提取供电，图中给出的是后者。
低通滤波匹配网络(6)根据不同的要求可以是各种低通滤波匹配网络，其节数可根据不同的要求而定。图中给出的是四节椭圆函数低通滤波匹配网络，其中电流检测器(7)中的变压器初级和升压变压器(13)次级作为低通滤波匹配网络(6)的一部分。
电流检测器(7)由变压器、整流二极管和滤波电容器组成，整流的形式可以是半波式、桥式、倍压式和多倍压式。联接电位钳位电路(5)和矩形波发生器(3)的是倍压式，联接电位钳位电路(11)的是半波式。
电位钳位电路(5)和(11)可以是双极晶体管、场效应晶体管和可控硅晶体管，图中给出的电位钳位电路(5)是可控硅晶体管，电位钳位电路(11)是双极晶体管。
整流储能器(12)由整流器、电阻器和电容器组成整流器可以是桥式整流器，也可以是半波整流器，图中给出的是后者。整流储能器(12)提取交流电可以从交流电输入端或低通滤波匹配网络中提取，图中给出的是后者。
升压变压器(13)可以是空心变压器、铁粉芯变压器、铁氧体变压器和硅钢片变压器，图中给出的是铁氧体变压器。
干扰消除电路可以是各种低通滤波电路。
下面简述本发明的工作过程和原理由D5、R1、C1、C2和D6组成矩形波发生器供电电路(2)向矩形波发生器(3)供电，由IC1、R4、R5、R6、C3、C4、R6和D8组成矩形波发生器(3)。改变R4、R5、R6和C3可改变矩形波的参数。图3(A)的矩形波f1(t)是矩形波发生器(3)输出的信号，控制着开关器件(4)(即Q2)不断地重复导通和截止。当开关器件(4)导通时，输入交流电图3(B)f2(t)就能通过，输入交流电f2(t)正半周电流流过D1、开关器件(4)、D4、低通滤波匹配网络(6)、和负载(15)。输入交流电f2(t)负半周电流流过负载(15)、低通滤波匹配网络(5)、D2、开关器件(4)和D3。开关器件(4)截止时，输入交流电f2(t)就不能通过。图3(A)f1(t)实际是一个矩形波宽度可变的开关函数，数学表达式为f1(t)={0(A<t<T)1(0≤t≤A)]]>展开成富里埃级数为f1(t)=AT+2πΣn=1∞1nsinnωA2cosnω(t-A2)]]>在斩波电路的输出端(不联接滤波网络)输出波形如图3(C)f3(t)，图3(C)的波形正好是图3(A)波形与图3(B)波形的乘积，也就是说f3(t)＝f1(t)×f2(t)f1(t)除了常数A/T外，还有基波和各次谐波，这样可以用低通滤波匹配网络选取所需要的常数A/T与f2(t)乘积项直接送给负载(15)。因为A/T小于1，送给负载的电压必定小于输入的交流电f2(t)。这样就达到了镇流的目的。
D7在矩形波发生器供电电路(2)中提取输入交流电的峰值电压值，经过R5输送给矩形波发生器(3)，当输入的交流电压发生波动时，其可调整开关函数中的A，使得负载(15)的电压在一定的范围里保持不变或变化很小，也就是说可自动调整负载(15)两端电压。当电压升高，调整A无效时，峰值电压通过R5，R7，R8加给电位钳位电路(5)，触发Q1导通，停止供电给矩形波发生器(2)而开管器件(4)截止，斩波器不工作而没有电压输出，也就是说具有过压保护。
D16从电流检测器(7)中，把负载(15)电流值转变成的电压值，经过R7输送给矩形波发生器(3)，当负载(15)电流发生波动时，其可改变开关函数中的A，使送给负载(15)的电流在一定的范围里保持不变或变化很小，也就是说可以自动调整负载(15)的电流。当电流变得太大，调整A无效时，通过R8触发电位钳位电路(5)(Q1导通)，停止供电给矩形波发生器(2)而开放器件(4)截止，斩波器不工作而没有电压输出，也就是说具有过流保护。
由D10、R11和C13组成整流储能器(12)。由D9、R10、C9和D11组成矩形波发生器供电电路(8)向矩形波发生器(9)供电。由IC2、R12、R13、C10和C11组成矩形波发生器(9)。Q3是电位钳位电路(11)。
当接上交流电源，通过D10整流，R11限流向C13充电，同时D9整流，R10限流向C9充电，当C9两端的电压达到一定值时，矩形波发生器(9)开始工作，送出矩形波电压，通过R14、C21和D12激发开关器件(10)(即Q4)导通。Q4导通即把C13并联在升压变压器(13)的初级，使升压变压器(13)的初级有电流流过，这时升压变压器(13)的次级产生高压电压与低通滤波匹配网络送来的电压串联，加到负载(15)(即灯)上，启动并点亮灯。当灯点亮后，电流流过电流检测器(7)中的变压器T1的初级，在次级感应的电压由D17和C17整流滤波，通过R9和C8接到电位钳位电路(11)的控制端(即Q3的基极)，使Q3饱和导通，C9两端变成低电位(几乎为零)，而矩形波发生器(8)不工作，开关器件(10)截止。这时升压变压器(13)次级电流通过D13释放完。启辉电路工作就完成。D13起到保开关器件(10)的作用。
由C18、C19、L2和L3组成干扰消除电路。其作用消除斩波电路产生的高频电压从电源辐射出去，避免干扰其他电器设备。
本发明不限于上述实施例。根据图1的基本结构，可对电路部分元器件或局部电路作出其他实施方案，这些方案对上述实施例而言是显而易见的。
本发明用于各种需要镇流器的发光体(即灯)上。其具有节能、重量轻、体积小、损耗小、功率因数高、安全、可靠和耐用，能在宽电压范围内应用，对其他电器设备无干扰等优点，有着广阔的应用前景。
权利要求
1.一种电子镇流器，其特征在于由桥式整流器(1)、矩形波发生器供电电路(2)、矩形波发生器(3)、开关器件(4)、电位钳位电路(5)、低通滤波匹配网络(6)、电流检测器(7)、矩形波发生器供电电路(8)、矩形波发生器(9)、开关器件(10)、电位钳位电路(11)、整流储能器(12)、升压变压器(13)组成。其中由桥式整流器(1)、矩形波发生器供电电路(2)、矩形波发生器(3)、开关器件(4)、电位钳位电路(5)、低通滤波匹配网络(6)、电流检测器(7)组成斩波滤波电路；由电流检测器(7)、矩形波发生器供电电路(8)、矩形波发生器(9)、开关器件(10)、电位钳位电路(11)、整流储能器(12)、升压变压器(13)组成启辉电路。由二极管D1、D2、D3和D4组成桥式整流器(1)；矩形波发生器(3)的输出端联接开关器件(4)的控制端，开关器件(4)的受控两端联接桥式整流器(1)的输出端，桥式整流器(1)与低通滤波匹配网络(6)的输入端串接，而电流检测器中的变压器初级和启辉电路中的升压变压器(13)的次级均作为低通滤波匹配网络的一部分；低通滤波匹配网络(6)的输出端串接负载(15)(即灯)，整流储能器(12)的输出两端，升压变压器(13)初级和开关器件(10)的受控两端三者串联，开关器件(10)的控制输入端与矩形波发生器(9)的输出端相联，电位钳位电路(11)受控两端并接在矩形波发生器(9)供电点的两端；电位钳位电路(11)控制端与电流检测器(7)的输出端相联；必要时在交流电输入端接上干扰消除电路(14)。
2.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于二极管可以是晶体二极管或电真空二极管。
3.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于开关器件(4)和(10)可以是电真空管或晶体管，晶体管可以是双极晶体管、结型场效应晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管、肖特基势垒控制栅场效应晶体管、金属半导体场效应晶体管、高电子迁移率晶体管、静电感应晶体管、绝缘栅双极晶体管、可控硅晶体管或达林顿晶体管。
4.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于矩形波发生器(3)和(9)可以是集成电路或分立元件组成。
5.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于矩形波发生器供电电路(2)可由本电路中的斩波电路提取供电或交流电输入提取供电。
6.根据权利要求1所述的电诱镇流器矩形波发生器供电电路(8)可从本电路中的整流储能器提取供电或交流电输入提取供电，也可从低通滤波匹配网络中提取供电。
7.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于低通滤波匹配网络(6)根据不同的要求可以是各种低通滤波匹配网络。
8.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于电流检测器(7)由变压器、整流二极管和滤波电容器组成，整流的形式可以是半波式、桥式、倍压式和多倍压式。
8.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于电位钳位电路(5)和(11)可以是双极晶体管、场效应晶体管和可控硅晶体管。
9.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于整流储能器(12)由整流器、电阻器和电容器组成；整流器可以是桥式整流器，也可以是半波整流器。
10.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于整流储能器(12)提取交流电可以从交流电输入端或低通滤波匹配网络中提取。
11.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于升压变压器(13)可以是空心变压器、铁粉芯变压器、铁氧体变压器和硅钢片变压器。
12.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于干扰消除电路可以是各种低通滤波电路。
全文摘要
本发明为一种灯用电子镇流器。由矩形波发生器输出可变宽度的矩形波控制开关器件,矩形波发生器的供电点并着一个电位钳位电路,电位钳位电路的控制端联接电流检测器,开关器件连接着四个二极管构成斩波电路,斩波电路与低通滤波匹配网络相接,低通滤波匹配网络滤出所需要的交流电压经过电流检测器送给负载,电流检测器中的变压器初级可看作是低通滤波匹配网络的一部分。本发明具有节能、轻便、损耗小、功率因数高、对其他电器设备无干扰等优点。
文档编号H05B41/24GK1249656SQ9811336
公开日2000年4月5日 申请日期1998年9月28日 优先权日1998年9月28日
发明者司徒贺宪 申请人:司徒贺宪