CN101945523B - 无极灯镇流器启动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无极灯镇流器，包括EMI（电磁干扰）滤波器，整流电路，PFC（功率因数校正电路），DC/AC谐振逆变电路,镇流器启动后抬高PFC母线电压超过正常工作电压，稳压后点亮灯管,PFC母线电压在点亮灯管时瞬间跌落其后恢复至点亮灯管之前的电压,恢复之后PFC母线电压再下降至正常工作电压。使用该发明，在同样的电容值下，同样的环境温度下，原来不易点亮的无极灯，能够很容易点亮。反推之，当都能点亮的情况下，可以节省电解电容，减小成本，同时电容减少，提高了镇流器寿命。

Description

无极灯镇流器启动电路

技术领域

本发明涉及无极电磁感应灯，特别是涉及无极电磁感应灯镇流器的启动电路。 

背景技术

无极电磁感应灯简称为无极灯，它的优点包括，有超长的寿命、高光效、高功率因素、稳定光通量输出、高可靠性、高显色性、低谐波含量、低温快速启动、宽色温范围、瞬时再启动、无频闪和无眩光。应用无极灯能够为用户带来的好处包括，高效节能、大大降低换灯成本、减少维护费用等，无极灯被认为是未来最有前途的光源之一。

无极灯镇流器的功能示意图如图1所示，开启电源后，经过整流，PFC（功率因数校正电路）升压得到高压，利用高频开关变换将该高压进行DC到AC的逆变，并利用LC谐振，产生交流高压点亮无极灯。

图2 显示了PFC母线电压从启动到点灯后一段时间的电压波形，t0时刻启动，t1时刻电压稳定，t2时刻点灯，t3时刻灯点亮后恢复。V1到V2的下降是点灯时刻，LC谐振电路需要很大的能量去点亮无极灯，而PFC电路环路比较慢，所以导致电压跌落，也对应负载由空载跳变到满载的动态变化。

传统无极灯在低温（例如-40度）、低压（例如90Vac）时，启动非常困难，主要的原因有三点：1、普通无极灯的磁环是铁氧体材质的，随着温度的降低，磁导率会下降的比较厉害，因而电感量下降厉害，无极灯的输入阻抗会降低，这样点灯时，无极灯的点灯电压会降低；2、低温时，PFC 总线上的电解电容的容量大大降低，业界典型的参数是：-25度的阻抗就已经是20度阻抗的8倍了，-40度还要大，因此电解电容存储的能量大大减小，点灯瞬间能够提供给无极灯的能量就大大减小，这样也导致无极灯很有可能得不到足够的启动电压，而点不亮无极灯；3 、由于是低压输入，PFC工作的占空比已经是很大的状态，加上环路很慢，使得低压输入时，PFC总线电压的动态变化更大。

由于PFC输出母线电容在点灯时输出的能量是E=(1/2)（V1²- V2²）,该能量越大，也就越容易点亮无极灯，又因为母线电压不能太低，因为太低，就会使得后面的半桥逆变电路工作在容性状态，而在容性状态，极易损坏MOSFET。为了使输出能量尽可能大，可以在点灯时使母线电压抬高，这样既能保证后面的逆变电路不进入容性状态，又能保证更多的能量进行点灯，但是如果这样一直抬高母线电压，又会带来新的问题，例如：母线电压太高，器件应力变大，降低了可靠性，母线电压太高，PFC的效率变低。解决无极灯在低温、低压下的启动问题，是拓展无极灯应用的关键点之一，本发明通过改良无极灯镇流器的启动电路有效解决了这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过改良无极灯镇流器的启动电路解决无极灯在低温、低压时的启动困难问题。

本发明的技术方案是：

提供一种无极灯镇流器启动电路，无极灯镇流器启动后先升高所述PFC的母线电压使其超过控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，待点亮灯管后再恢复其母线电压至控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压。

 所述无极灯镇流器启动后先升高PFC的母线电压使其超过控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，待点亮灯管后再恢复其母线电压至控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，是指调整PFC母线电压的分压比，维持电压控制的基准电压不变，抬高和恢复PFC的母线电压。

 所述调整PFC母线电压的分压比，维持电压控制的基准电压不变，抬高和恢复PFC的母线电压是指该电路如下设置包括：

第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4，四个电阻依次串联，第一电阻R1的另一端接母线电压VBus，第四电阻R4的另一端接地;

第一二极管D1负极与第五电阻R5串联再与第四电阻R4进行并联，第一二极管D1的正极接第四电阻R4，第五电阻R5的另一端接地;

第三电阻R3与第四电阻R4之间接入一个电压环C1;

第一二极管D1与第五电阻R5之间接入一调整电压Vj，通过调整电压Vj的高低来抬高和恢复功率因数校正电路的母线电压。

 所述无极灯镇流器启动后先升高PFC的母线电压使其超过控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，待点亮灯管后再恢复其母线电压至控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，是指调整电压控制的基准电压，维持PFC母线电压的分压比，抬高和恢复PFC的母线电压。

 所述调整电压控制的基准电压，保持母线电压的分压比不变，抬高和恢复PFC的母线电压是指该电路如下设置:

第一二极管D2正极与第一电阻R6串联；

第一二极管D2的负极接入一个电压环C2；

 第一电阻R6的另一端接入一个调整电压Vj；

通过调整电压Vj的高低来抬高和恢复母线电压的高低。

所述无极灯镇流器启动后先升高所述PFC的母线电压使其超过控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，待点亮灯管后再恢复其母线电压至控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，是指同时调整电压控制的基准电压和PFC母线电压的分压比，抬高和恢复PFC的母线电压。

 所述同时调整电压控制的基准电压和PFC母线电压的分压比，抬高和恢复PFC的母线电压是指：

所述调整电压控制的基准电压的电路包括如下设置：

第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4，四个电阻依次串联，第一电阻R1的另一端接母线电压VBus，第四电阻R4的另一端接地;

第一二极管D1负极与第五电阻R5串联再与第四电阻R4进行并联，第一二极管D1的正极接第四电阻R4，第五电阻R5的另一端接地;

第三电阻R3与第四电阻R4之间接入一个电压环C1;

第一二极管D1与第五电阻R5之间接入一调整电压Vj，通过调整电压Vj的高低来抬高和恢复PFC的母线电压;

所述调整功率因数校正电路母线电压的分压比的电路包括如下设置： 

第二二极管D2正极与第六电阻R6串联；

第二二极管D2的负极接入一个电压环C2；

第六电阻R6的另一端接入一个调整电压Vj；

通过调整电压Vj的高低来抬高和恢复母线电压的高低；

所述调整电压控制的基准电压的电路与所述调整功率因数校正电路母线电压的分压比的电路并联设置。

 该发明的优点是：由于PFC输出母线电容在点灯时输出的能量与高压平方和低压平方差成正比,该能量越大，也就越容易点亮无极灯。因此为了使输出能量尽可能大，就应该使母线电压抬高，这样既能保证后面的逆变电路不进入容性状态，又能保证更多的能量进行点灯。但是如果这样一直抬高母线电压，又会带来其它的问题：1、母线太高，器件应力变大，降低了可靠性，2、母线电压太高，PFC的效率变低。因此该发明在电压恢复后又将母线电压降下来，避免了一直抬高母线电压带来的副作用。

使用上面的解决方案，在同样的电容值下，同样的环境温度下，原来不易点亮的无极灯，能够很容易点亮。反推之，当都能点亮的情况下，可以节省电解电容，减小成本，同时电容减少，提高了镇流器寿命。

附图说明

图1是无极灯镇流器功能示意图。

图2是普通无极灯镇流器PFC母线电压从启动到点灯后的电压波形。

图3是本发明镇流器PFC母线电压从启动到点灯后的电压波形。

图4是本发明一种具体实施方式的电路图。

图5是图4所述电路图中电压信号示意图。

图6是本发明一种具体实施方式的电路图。

图7是图6所述电路图中电压信号示意图。

具体实施方式

 以下实施方式用来说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

图3是本发明的镇流器PFC母线电压从启动到点灯后的电压波形。

实施例1

图4是本发明一种具体实施方式的电路图，该实施方式调整PFC母线电压的分压比，维持电压控制的基准电压不变，抬高和恢复PFC的母线电压。该电路包括：

第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4，四个电阻依次串联，第一电阻的另一端接母线电压Vbus，第四电阻的另一端接地;

第一二极管负极与第五电阻R5串联再与第四电阻R4进行并联，第一二极管D1的正极接第四电阻R4，第五电阻R5的另一端接地;

第三电阻R3与第四电阻R4之间D接入一个电压环C1;

第一二极管D1与第五电阻R5之间接入一调整电压Vj，通过调整电压的高低来抬高和恢复PFC的母线电压。

图5是图4中调整电压Vj的示意图。

当PFC启动时，Vj电压低于D点电压，R5通过D1和R4并联，采样电阻分压比减小，在对应同样的环路参考电压的情况下，Vbus电压被抬高。当tr时刻，Vj电压变化，高于Vd，D1截止，R5与R4断开，不再并联，母线电压下降到正常电压。调整tr的值，可以改变高压持续的时间。

实施例2

图6是本发明另一种具体实施方式的电路图，该电路包括：

第一二极管D2正极与第一电阻R6串联；

第一二极管D2的负极接入一个电压环C2；

第一电阻R6的另一端接入一个调整电压Vj；

图7是图6中调整电压Vj的示意图。

当PFC启动时，Vj电压高于参考电压Vr，提高了参考电压，在同样的电压采样电阻值的情况下，也就提高了Vbus电压，当tr时刻，Vj电压变化，低于Vr，D1截止，母线电压下降到正常电压。同样的，调整tr的值，可以改变高压持续的时间。

 以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种无极灯镇流器启动电路，包括电磁干扰滤波器，整流电路，功率因数校正电路，DC/AC谐振逆变电路,其特征在于：调整功率因数校正电路母线电压的分压比，维持电压控制的基准电压不变，抬高和恢复功率因数校正电路的母线电压，使无极灯镇流器启动后先升高功率因数校正电路的母线电压使其超过控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，待点亮灯管后再恢复其母线电压至控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，所述调整功率因数校正电路母线电压的分压比，维持电压控制的基准电压不变，抬高和恢复功率因数校正电路的母线电压是指该电路如下设置：

第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)，四个电阻依次串联，第一电阻(R1)的另一端接母线电压（VBus），第四电阻(R4)的另一端接地;

第一二极管(D1)负极与第五电阻(R5)串联再与第四电阻(R4)进行并联，第一二极管(D1)的正极接第四电阻(R4)，第五电阻(R5)的另一端接地;

第三电阻(R3)与第四电阻(R4)之间接入一个电压环（C1）;

第一二极管(D1)与第五电阻(R5)之间接入一调整电压(Vj)，通过调整电压(Vj)的高低来抬高和恢复功率因数校正电路的母线电压。

2.一种无极灯镇流器启动电路，包括电磁干扰滤波器，整流电路，功率因数校正电路，DC/AC谐振逆变电路,其特征在于：调整电压控制的基准电压，维持功率因数校正电路母线电压的分压比，抬高和恢复功率因数校正电路的母线电压，使无极灯镇流器启动后先升高功率因数校正电路的母线电压使其超过控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，待点亮灯管后再恢复其母线电压至控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，所述调整电压控制的基准电压，保持母线电压的分压比不变，抬高和恢复功率因数校正电路的母线电压是指该电路如下设置:

      第一二极管(D2)正极与第一电阻(R6)串联；

      第一二极管(D2)的负极接入一个电压环(C2)；

      第一电阻(R6)的另一端接入一个调整电压(Vj)；

      通过调整电压(Vj)的高低来抬高和恢复母线电压的高低。

3. 一种无极灯镇流器启动电路，包括电磁干扰滤波器，整流电路，功率因数校正电路，DC/AC谐振逆变电路,其特征在于：同时调整电压控制的基准电压和功率因数校正电路母线电压的分压比，抬高和恢复功率因数校正电路的母线电压，使无极灯镇流器启动后先升高功率因数校正电路的母线电压使其超过控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，待点亮灯管后再恢复其母线电压至控制芯片内的基准参考电压所对应的母线电压，所述同时调整电压控制的基准电压和功率因数校正电路母线电压的分压比，抬高和恢复功率因数校正电路的母线电压是指

所述调整电压控制的基准电压的电路包括如下设置：

第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)，四个电阻依次串联，第一电阻(R1)的另一端接母线电压(VBus)，第四电阻(R4)的另一端接地;

第一二极管（D1）负极与第五电阻(R5)串联再与第四电阻(R4)进行并联，第一二极管（D1）的正极接第四电阻(R4)，第五电阻(R5)的另一端接地;

第三电阻(R3)与第四电阻(R4)之间接入一个电压环（C1）;

第一二极管（D1）与第五电阻(R5)之间接入一调整电压，通过调整电压的高低来抬高和恢复功率因数校正电路的母线电压;

所述调整功率因数校正电路母线电压的分压比的电路包括如下设置： 

第二二极管（D2）正极与第六电阻(R6)串联；

    第二二极管（D2）的负极接入一个电压环(C2)；

    第六电阻(R6)的另一端接入一个调整电压,通过调整电压的高低来抬高和恢复母线电压的高低；

所述调整电压控制的基准电压的电路与所述调整功率因数校正电路母线电压的分压比的电路并联设置。

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