CN100499342C - 功率调节器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种功率调节器，目前用于荧光灯镇流器及节能灯调光器产品因需要连接电源中线，无法直接取代传统白炽灯调光器安装，需重新布线才能使用，故给使用者带来许多不便。本发明采用由D1-D4组成的全桥整流电路，以及并联在D1与D4输入端的滤波电容C5，将所述功率调节器串接在电源与负载之间，所述功率调节器有两个触发器U1、U2串接并与周围元件R3、R4、C2、C3、R7、D7、VR1连接构成触发信号处理电路，所述触发信号处理电路输出端串联连接另一个由触发器U3及由周围元件R5、C4构成的延时电路，所述延时电路输出端再串联连接一由触发器U4及周围元件Q1构成驱动器；在所述功率调节器内还连接有短路保护电路。

Description

功率调节器
技术领域
本发明涉及一种功率调节器，尤其是荧光灯或节能灯的功率调节器。
背景技术
目前用于荧光灯镇流器及节能灯调光器产品因需要连接电源中线，无法取代传统白炽灯调光器直接安装，需重新布线才能使用，故给使用者带来许多不便。而一般的功率调节器都使用双向可控硅作为电子开关，它的开关特性都是在电源电压过零后延时一段时间后导通，导通后由于谐振，致使可控硅时断时通，甚至失控，由于推动可控硅作电子开关的电流往往在数毫安或以上，一般电感性负载如荧光灯或节能灯无法提供，使荧光灯或节能灯无法实现功率调节，尤其对25瓦以下的小功率荧光灯或节能灯。而且现有技术在设计上采用复杂而较多的元件，实现电源电压过零时的取样电路、时间延长控制电路、推动电路等，因而造成功耗过大，并且需要连接电源中线才能有足够电流提供上述电路的运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种线路非常简单的设计，采用功耗极微小的小规模CMOSIC作控制电路，可使负载内阻较大的小功率电感性负载能实现功率稳定调节。
本发明的技术方案是采用一种功率调节器，包括由二极管D1—D4组成的全桥整流电路，以及并联在二极管D1与D4输入端的滤波电容C5，将所述功率调节器串接在电源与负载之间，所述功率调节器有两个触发器U1、U2串接，所述两个触发器U1、U2与周围元件R3、R4、C2、C3、R7、D7、VR1连接构成触发信号处理电路，所述触发信号处理电路的输出端串联连接另一个由触发器U3，及由所述触发器U3周围元件R5、C4构成的延时电路，所述延时电路输出端再串联连接一由触发器U4及所述触发器U4周围元件Q1构成驱动器；在所述功率调节器内还连接有短路保护电路。
本发明所述功率调节器，在所述全桥整流电路输出正负极之间串接有限流电阻R1和二极管D5及电容C1，在电容C1二极管D5之间一点与全桥整流电路输出负极之间并联有稳压二极管ZD1和电阻R2，在电阻R1和二极管D5之间一点与全桥整流电路输出负极间并联一电阻R3。
本发明所述的功率调节器，所述触发信号处理电路是由触发器U1与触发器U2串联，触发器U1一输入端连接在电阻R1与R3之间，触发器U1另一输入端连接在电阻R4与电容C2之间，电阻R4的另一端连接在二极管D5及电容C1之间，电容C2的另一端连接在全桥整流电路输出负极，触发器U1输出端与触发器U2一输入端连接在其连接线间串接一电容C3，在全桥整流电路输出负极与上述触发器U2一输入端之间并接有电阻和反向并接有二极管D7，所述并接电阻是由可变电阻VR1和电阻R7串联而成，在电阻R4与电容C2之间连接二极管D6正极，所述二极管D6负极与触发器U2输出端连接。
本发明所述的功率调节器，所述延时电路是由触发器U3两个输入端连接在电容C4与电阻R5之间，所述电容C4的另一端连接在二极管D5与电容C1之间，所述电阻R5的另一端连接在全桥整流电路输出负极，所述触发器U3输出端与驱动器触发器U4的一个输入端连接。
本发明所述的功率调节器，所述驱动器是由触发器U4另一输入端与触发器U2输出端连接，所述器触发器U4输出端串联一电阻R6后连接在三极管Q1集电极上，所述三极管Q1集极接在全桥整流电路输出正极，所述三极管Q1发射极串接一电阻R10后接在全桥整流电路输出负极。
本发明所述的功率调节器，所述短路保护电路是由电阻R8一端连接在二极管D5与电容C1之间，另一端串接一可控硅二极管Q2正极，所述可控硅二极管Q2负极与全桥整流电路输出负极连接，可控硅二极管Q2控制极接在三极管Q1发射极与电阻R10之间，在上述可控硅二极管Q2控制极与三极管Q1发射极之间串接一电阻R9，在电阻R8与可控硅二极管Q2正极之间一点有一连线与触发器U2一输入端连接。
本发明所述的功率调节器，在所述全桥整流电路输出正负极之间并联有电压表V1。
本发明所产生的技术效果是，该电路结构简单，功耗极微小。功率调节器可直接串联在用电器与电源之间，可有效的实现灯光亮度调节。本发明采用功率开关元件(金属氧化半导体厂效应晶体管)作为电子开关及采用功耗极微的小规模触发器作为控制电路，在电源电压过零时触发导通并可延时一段时间，使电子镇流器充电储能后断开，通过储能时间的调节而达到功率的调节，实现荧光灯的调光效果。本装置除针对电感性负载进行功率调节外，也可对电阻性负载进行功率调节。
附图说明
图1是本发明的电路原理图。
具体实施方式
以下结合附图具体说明本发明的实施方案。如图1所示将所述功率调节器串接在电源与荧光灯或节能灯之间，由二极管D1—D4组成的全桥整流电路，以及并联在二极管D1与D4输入端的滤波电容C5，将所述功率调节器串接在电源与负载之间，所述功率调节器有两个触发器U1、U2串接，所述两个触发器U1、U2与周围元件R3、R4、C2、C3、R7、D7、VR1连接构成触发信号处理电路，所述触发信号处理电路的输出端串联连接另一个由触发器U3，及由所述触发器U3周围元件R5、C4构成的延时电路，所述延时电路输出端再串联连接一由触发器U4及所述触发器U4周围元件Q1构成驱动器；在所述功率调节器内还连接有短路保护电路。
在所述全桥整流电路输出正负极之间串接有限流电阻R1和二极管D5及电容C1，在电容C1二极管D5之间一点与全桥整流电路输出负极之间并联有稳压二极管ZD1和电阻R2，在电阻R1和二极管D5之间一点与全桥整流电路输出负极间并联一电阻R3。
所述触发信号处理电路是由触发器U1与触发器U2串联，触发器U1一输入端连接在电阻R1与R3之间，触发器U1另一输入端连接在电阻R4与电容C2之间，电阻R4的另一端连接在二极管D5及电容C1之间，电容C2的另一端连接在全桥整流电路输出负极，触发器U1输出端与触发器U2一输入端连接在其连接线间串接一电容C3，在全桥整流电路输出负极与上述触发器U2一输入端之间并接有电阻和反向并接有二极管D7，所述并接电阻是由可变电阻VR1和电阻R7串联而成，在电阻R4与电容C2之间连接二极管D6正极，所述二极管D6负极与触发器U2输出端连接。
所述延时电路是由触发器U3两个输入端连接在电容C4与电阻R5之间，所述电容C4的另一端连接在二极管D5与电容C1之间，所述电阻R5的另一端连接在全桥整流电路输出负极，所述触发器U3输出端与驱动器触发器U4的一个输入端连接。
所述驱动器是由触发器U4另一输入端与触发器U2输出端连接，所述器触发器U4输出端串联一电阻R6后连接在三极管Q1集电极上，所述三极管Q1集极接在全桥整流电路输出正极，所述三极管Q1发射极串接一电阻R10后接在全桥整流电路输出负极。
所述短路保护电路是由电阻R8一端连接在二极管D5与电容C1之间，另一端串接一可控硅二极管Q2正极，所述可控硅二极管Q2负极与全桥整流电路输出负极连接，可控硅二极管Q2控制极接在三极管Q1发射极与电阻R10之间，在上述可控硅二极管Q2控制极与三极管Q1发射极之间串接一电阻R9，在电阻R8与可控硅二极管Q2正极之间一点有一连线与触发器U2一输入端连接。
在所述全桥整流电路输出正负极之间并联有电压表V1。
本发明工作原理是电源电流通过负载经二极管D1—D4全桥整流对C1充电，电阻R1是充电限流电阻，二极管D5是防止三极管Q1导通时对电容C1放电，ZD1是限制电容C1的充电电压，使触发器U1-U4的工作电压不得超过12伏。
触发器U1、U2及周围元器件是触发信号处理电路，电阻R3是电源电压过零时的取样电阻，当电压过零时，触发器U1输出为高电平，由于电容C3上的电压不能突变，所以触发器U2输入为高电平、输出为低电平。此时二极管D6将触发器U1的2PIN置低电平，使触发器U1输出保持高电平。电容C3通过可调电阻VR1及电阻R7充电，当充电结束后，触发器U2的输入端变为低电平，输出端4PIN变为高电平，此时触发器U1的两个输入端均也变为高电平，从而使触发器U1输出端3PIN变为低电平，电容C3开始充电，二极管D7是为缩短放电时间而设置。
触发器U3是一时间延时电路，其作用是提供开机时全功率电平给荧光灯或节能灯启动，启动时间约2-5秒左右，时间长短由电容C4及电阻R5组合决定。
触发器U4是三极管Q1的驱动器，当触发器U2输出低电平时，触发器U4输出高电平，驱动三极管Q1导通使负载得到工作，由于触发器U2输出低电平的时间是由电容C3、可变电阻VR1及电阻R7的大小值决定，所以改变可变电阻VR1的大小即能改变三极管Q1的导通时间，从而控制负载上的功率。
电阻R7是特为荧光灯或节能灯调光而设，由于荧光灯或节能灯都有一个最低工作电压要求，因此电容C3的充电时间不能太短，这由电阻R7的加入而得到保障。
电阻R8、R9、R10及可控硅二极管Q2组成短路保护电路，电阻R10是负载短路或三极管Q1过载的取样电阻，当出现这种情况时，可控硅二极管Q2将导通从而使三极管Q1截止而不导通，直至关闭电源后才能重置可控硅二极管Q2而恢复工作。
电容C5为提高功率因数而设，用以改善开关波形，对降低电磁波对电子元件产生的干扰也有利。

Claims (5)

1、一种功率调节器，包括由二极管D1—D4组成的全桥整流电路，以及并联在二极管D1与D4输入端的滤波电容C5，其特征在于：将所述功率调节器串接在电源与负载之间，
所述功率调节器包括一触发信号处理电路，所述触发信号处理电路为：由触发器U1与触发器U2串联，触发器U1一输入端连接在电阻R1与R3之间，触发器U1另一输入端连接在电阻R4与电容C2之间，电阻R4的另一端连接在二极管D5及电容C1之间，电容C2的另一端连接在全桥整流电路输出负极，触发器U1输出端与触发器U2一输入端连接，在其连接线间串接一电容C3，在全桥整流电路输出负极与上述触发器U2一输入端之间并接有电阻和反向并接有二极管D7，所述并接电阻是由可变电阻VR1和电阻R7串联而成，在电阻R4与电容C2之间连接二极管D6正极，所述二极管D6负极与触发器U2输出端连接；
所述触发信号处理电路的输出端串联连接另一个由触发器U3及由所述触发器U3周围元件R5、C4构成的延时电路；
所述延时电路输出端再串联连接一驱动器，所述驱动器是由触发器U4一输入端与触发器U2输出端连接，所述器触发器U4输出端串联一电阻R6后连接在三极管Q1集电极上，所述三极管Q1集极接在全桥整流电路输出正极，所述三极管Q1发射极串接一电阻R10后接在全桥整流电路输出负极。
在所述功率调节器内还连接有短路保护电路。
2、根据权利要求1所述功率调节器，其特征在于：在所述全桥整流电路输出正负极之间串接有限流电阻R1和二极管D5及电容C1，在电容C1二极管D5之间一点与全桥整流电路输出负极之间并联有稳压二极管ZD1和电阻R2，在电阻R1和二极管D5之间一点与全桥整流电路输出负极间并联一电阻R3。
3、根据权利要求1所述的功率调节器，其特征在于：所述延时电路是由触发器U3两个输入端连接在电容C4与电阻R5之间，所述电容C4的另一端连接在二极管D5与电容C1之间，所述电阻R5的另一端连接在全桥整流电路输出负极，所述触发器U3输出端与驱动器触发器U4的另一个输入端连接。
4、根据权利要求1所述的功率调节器，其特征在于：所述短路保护电路是由电阻R8一端连接在二极管D5与电容C1之间，另一端串接一可控硅二极管Q2正极，所述可控硅二极管Q2负极与全桥整流电路输出负极连接，可控硅二极管Q2控制极接在三极管Q1发射极与电阻R10之间，在上述可控硅二极管Q2控制极与三极管Q1发射极之间串接一电阻R9，在电阻R8与可控硅二极管Q2正极之间一点有一连线与触发器U2一输入端连接。
5、根据权利要求1所述的功率调节器，其特征在于：在所述全桥整流电路输出正负极之间并联有电压表V1。
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