CN102209424A - 高可靠性荧光灯电子镇流器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种高可靠性荧光灯电子镇流器，包括桥式整流器、高频反馈电路、电解滤波电容器C2、触发电路、2个功率开关晶体三极管V1、V2、具有2个次级线圈a、b的脉冲变压器T、扼流线圈L、取样控制电路及相应的电阻、电容和二极管。通过增设取样控制电路，即在原有脉冲变压器T的次级上增加一组取样线圈来对其高频信号进行取样，并将取样信号送入可控硅晶闸管VD10中控制功率开关晶体三极管V1、V2的开关转换。本发明能够有效保护功率开关晶体三极管V1、V2不受损坏，并可大大提高了电子镇流器使用过程中的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电子照明领域，具体涉及一种高可靠性荧光灯电子镇流器。
背景技术
专利号为ZL2009201404933的中国发明专利公开了一种“高性能荧光灯电子镇流器”，其主要由4个二极管组成的桥式整流器、2个快速恢复型二极管和2个反馈电容构成的高频反馈电路、电解滤波电容器、双向二极管为主的触发电路、2个功率开关晶体三极管、脉冲变压器、扼流线圈及相应的电阻、电容和二极管构成。应用了上述结构的镇流器所生产的一体化节能灯，其线路功率因数和灯电流波峰系数虽然能够达到国家GB/T15144-2005标准，实现了较高的性价比。但对于直管型荧光灯而言，由于存在有灯头与灯座接触不良(俗称掉线)的可能性，尤其当与桥路的无源支路中点相连端的灯头与灯座接触不良甚至开路时，回路电流迅速增大，时间稍长会使功率开关晶体三极管损坏，从而降低了电子镇流器的可靠性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高可靠性荧光灯电子镇流器，它能够在荧光灯灯头与灯座接触不良时，让功率开关三极管停止开关转换，从而大大提高了电子镇流器使用的可靠性。
为解决上述问题，本发明所设计的一种高可靠性荧光灯电子镇流器，包括桥式整流器、高频反馈电路、电解滤波电容器C2、触发电路、2个功率开关晶体三极管V1、V2、具有2个次级线圈a、b的脉冲变压器T、扼流线圈L及相应的电阻、电容和二极管；其不同之处在于：还包括一取样控制电路，该取样控制电路主要由取样线圈、降压电阻R7、快速恢复型二极管VD11、充电电解电容C6和晶闸管VD10构成；其中取样线圈由增设在脉冲变压器T次级上的次级线圈c形成；取样线圈的一端经降压电阻R7和快速恢复型二极管VD11后，分别连接至充电电解电容C6的正极和晶闸管VD10的栅极；晶闸管VD10的漏极与功率开关晶体三极管V2的集电极相连；取样线圈的另一端、充电电解电容C6的负极及晶闸管VD10的源极共同连接在电解滤波电容器C2的负极上。
上述方案中，脉冲变压器T的取样线圈即次级线圈c与其它2个次级线圈a、b的匝数三者最好相等。
上述方案中，脉冲变压器T的初级线圈的匝数最好为匝，脉冲变压器T的取样线圈及2个次级线圈a、b的匝数三者最好均为匝。
上述方案中，充电电解电容C6的两端最好并联有一泄放电阻R8，泄放电阻R8不仅能够提高取样控制电路的可靠性，同时也能兼有与降压电阻R7协同分压的作用。
上述方案中，晶闸管VD10的漏极与功率开关晶体三极管V2的集电极之间最好串接有一保护电阻R9；和/或晶闸管VD10的栅极与快速恢复型二极管VD11的负极之间最好串接保护电阻R6。
上述方案中，晶闸管VD10的栅极与电解滤波电容器C2的负极之间最好还连接有滤波电容C5。
上述方案中，充电电解电容C6最好选用47微法/10伏的电解电容。
作为上述方案的进一步改进，功率开关晶体三极管V1、V2的发射极和集电极之间最好分别并接有保护二极管VD8、VD9；其中保护二极管VD8的正极与功率开关晶体三极管V1的发射极相连，保护二极管VD8的负极与功率开关晶体三极管V1的集电极相连；保护二极管VD9的正极与功率开关晶体三极管V2的发射极相连，保护二极管VD9的负极与功率开关晶体三极管V2的集电极相连。
与现有技术相比，本发明通过增设取样控制电路，即在原有脉冲变压器T的次级上增加一组取样线圈来对其高频信号进行取样，并将该取样的高频信号经降压整流后，送入可控硅晶闸管VD10中控制功率开关晶体三极管V1、V2的开关转换，通过这种电路结构能够让电子镇流器的功率开关晶体三极管V1、V2，在荧光灯灯头与灯座接触不良时停止其开关转换工作，而在荧光灯灯头与灯座接触恢复时自动恢复其开关转换工作或人为切断电源重新启动；从而能够有效保护功率开关晶体三极管V1、V2不受损坏，并可大大提高了电子镇流器使用过程中的可靠性。此外，本发明还在功率开关晶体三极管V1、V2的集电极与发射极之间分别并接有保护二极管VD8、VD9来对其保护，这样可有效降低功率开关晶体三极管V1、V2的反向击穿电压性能要求，从而有效降低成本。
附图说明
图1为本发明一种高可靠性荧光灯电子镇流器的电路原理图。
具体实施方式
本发明一种高可靠性荧光灯电子镇流器如图1所示，其主要由桥式整流器、高频反馈电路、电解滤波电容器C2、触发电路、脉冲变压器T、2个功率开关晶体三极管V1、V2、取样控制电路、扼流线圈L及相应的电阻、电容和二极管构成。
工频市电经保险丝F接入桥式整流器的输入端作为整个电路异常过载的保护。桥式整流器由4个二极管VD1、VD2、VD3、VD4组成，该桥式整流器的输出端上并联有一电容C1。
高频反馈电路主要由2个快速恢复型二极管VD5、VD6和2个反馈电容C4、C10构成。桥式整流器的输出端经快速恢复型二极管VD5和VD6连接至功率开关晶体三极管V1的集电极。反馈电容C10的一端与快速恢复型二极管VD6的正极连接，另一端经由荧光灯的一组灯丝与扼流线圈L连接。快速恢复型二极管VD6的正极还通过反馈电容C4与功率开关晶体三极管V2的集电极相连。
为了保证本发明的可靠工作，本发明所选用的电解滤波电容器C2的容量与荧光灯的功率大小有关，但考虑到容量的加大会导致电容体积和成本的增加，因此在本发明优选实施例中，电解滤波电容器C2选用容量为10微法/400伏的电解电容。
触发电路主要由双向二极管VD7、电容器C3和电阻R1构成。电容器C3和电阻R1相互串联后，并联在电解滤波电容器C2的两端；其中电阻R1位于靠近电解滤波电容器C2正极一侧，电容器C3则靠近在电解滤波电容器C2负极一侧。双向二极管VD7的一端接于电容器C3和电阻R1之连接点，另一端则与功率开关晶体三极管V2的基极连接。
脉冲变压器T具有1个初级线圈，以及3个次级线圈a、b、c。其中初级线圈的两端分别连接在功率开关晶体三极管V2的集电极和扼流线圈L上；次级线圈a与功率开关晶体三极管V1连接；次级线圈b与功率开关晶体三极管V2连接；次级线圈c形成取样线圈。上述次级线圈a、b的匝数必须相同，而取样线圈则只需绕制一圈便能够实现取样功能。但为了简化生产工艺，本发明所述脉冲变压器T的取样线圈即次级线圈c与另外2个次级线圈a、b的匝数三者相等，即a＝b＝c。在本发明优选实施例中，脉冲变压器T的初级线圈的匝数为
匝，脉冲变压器T的3个次级线圈a、b、c的匝数均为
匝。
功率开关晶体三极管V1的发射极与功率开关晶体三极管V2的集电极相连。功率开关晶体三极管V1的基极经限流电阻R3及脉冲变压器T的一个次级线圈a连接至功率开关晶体三极管V1的发射极上；同样的，功率开关晶体三极管V2的基极则经限流电阻R5及脉冲变压器T的另一个次级线圈b连接至功率开关晶体三极管V2的发射极上。上述电路他激产生震荡并形成开关电路。
为了限制功率开关晶体三极管V1、V2的最大电流，在本发明优选实施例中，所述功率开关晶体三极管V1、V2的发射极与相对应的次级线圈之间还分别连接有反馈电阻R2、R4。即功率开关晶体三极管V1的发射极经由反馈电阻R2与功率开关晶体三极管V2的集电极相连；功率开关晶体三极管V2的发射极经由电阻R4与电解滤波电容器C2的负极相连。
为了降低功率开关晶体三极管V1、V2在选型过程中对于其性能的要求，在本发明优选实施例中，功率开关晶体三极管V1、V2的发射极和集电极之间分别并接有保护二极管VD8、VD9。其中保护二极管VD8的正极与功率开关晶体三极管V1的发射极相连、保护二极管VD8的负极与功率开关晶体三极管V1的集电极相连；保护二极管VD9的正极与功率开关晶体三极管V2的发射极相连、保护二极管VD9的负极与功率开关晶体三极管V2的集电极相连。
取样控制电路主要由取样线圈、降压电阻R7、快速恢复型二极管VD11、充电电解电容C6和晶闸管VD10构成。其中取样线圈由增设在脉冲变压器T次级上的次级线圈c形成；取样线圈的一端经降压电阻R7和快速恢复型二极管VD11后，分别连接至充电电解电容C6的正极和晶闸管VD10的栅极；晶闸管VD10的漏极与功率开关晶体三极管V2的集电极相连；取样线圈的另一端、充电电解电容C6的负极及晶闸管VD10的源极共同连接在电解滤波电容器C2的负极上。
在本发明中，充电电解电容C6的两端并联有一泄放电阻R8，该泄放电阻R8兼有与降压电阻R7协同分压的作用。此外，为了提高取样控制电路的可靠性，晶闸管VD10的漏极与功率开关晶体三极管V2的集电极之间串接有一保护电阻R9；和/或晶闸管VD10的栅极与快速恢复型二极管VD11的负极之间串接保护电阻R6。晶闸管VD10的栅极与电解滤波电容器C2的负极之间连接滤波电容C5。
相对于40W直管型荧光灯用电子镇流器而言，在本发明优选实施例中，晶闸管选用摩托罗拉公司生产的MCR100-8；保护二极管VD8、VD9和快速恢复型二极管VD11选用FR107；充电电解电容C6选用47微法/10伏的电解电容；滤波电容C5选用0.1微法/63伏并具有小体积的钽电容；降压电阻 
保护电阻
保护电阻
以利于晶闸管的可靠工作；泄放电阻
2个串联的电容C7和电容C8并联接于电解滤波电容器C2的两端组成桥路的无源支路。荧光灯的两组灯丝中的一组灯丝的一端与电容C7和电容C8连接，另一端与电容C9连接；两组灯丝中的另一组灯丝的一端与电容C9和反馈电容C10连接，另一端与扼流线圈L连接。高频反馈电路的反馈电容C10跨接在二极管VD6的正极和电容C9上，反馈电容C10通过荧光灯的一组灯丝与扼流线圈L连接，以免不接入荧光灯开关管也能开关转换。
当本发明所设计的电子镇流器在荧光灯正确连接、接通市电正常工作时，通过选择降压电阻R7的阻值使滤波电容C5两端的直流电压在0.4伏～0.45伏之间，这种状态下晶闸管VD10的源、漏极之间呈现高阻抗，因而不会影响功率开关晶体三极管V1、V2的开关转换，电子镇流器正常工作。一旦与电容C7、C8相连端的荧光灯灯头与灯座接触不良时，回路电流增大，相应的取样线圈电压增大，经整流和滤波后，滤波电容C5两端的直流电压随着增大。当滤波电容C5两端的直流电压达到晶闸管VD10栅极的触发电压后，晶闸管VD10导通，其源、漏极之间呈现低阻抗，从而迫使功率开关晶体三极管V1截止，停止其开关转换工作，电子镇流器不工作，回路电流几乎为零。当荧光灯灯头与灯座恢复接触良好时，功率开关晶体三极管V1、V2亦恢复正常地开关转换。若不能恢复正常工作，使用者可切断市电即关灯，并重新启动即开灯，即可让本发明恢复正常工作。若与扼流线圈L相连一端的荧光灯灯头与灯座接触不良时，因破坏了组成电压馈电半桥式逆变器电路，功率开关晶体三极管V1、V2(停止开关转换，回路电流几乎为零。可见，本发明能够确保功率开关晶体三极管V1、V2不受损坏，从而大大提高了本发明的使用可靠性。
Claims (8)
1.高可靠性荧光灯电子镇流器，包括桥式整流器、高频反馈电路、电解滤波电容器C2、触发电路、2个功率开关晶体三极管V1、V2、具有2个次级线圈a、b的脉冲变压器T、扼流线圈L及相应的电阻、电容和二极管；其特征在于：还包括一取样控制电路，该取样控制电路主要由取样线圈、降压电阻R7、快速恢复型二极管VD11、充电电解电容C6和晶闸管VD10构成；其中取样线圈由增设在脉冲变压器T次级上的次级线圈c形成；取样线圈的一端经降压电阻R7和快速恢复型二极管VD11后，分别连接至充电电解电容C6的正极和晶闸管VD10的栅极；晶闸管VD10的漏极与功率开关晶体三极管V2的集电极相连；取样线圈的另一端、充电电解电容C6的负极及晶闸管VD10的源极共同连接在电解滤波电容器C2的负极上。
2.根据权利要求1所述的高可靠性荧光灯电子镇流器，其特征在于：脉冲变压器T的取样线圈即次级线圈c与其它2个次级线圈a、b的匝数三者相等。
3.根据权利要求2所述的高可靠性荧光灯电子镇流器，其特征在于：脉冲变压器T的初级线圈的匝数为
匝，脉冲变压器T的取样线圈及2个次级线圈a、b的匝数三者均为
匝。
4.根据权利要求1所述的高可靠性荧光灯电子镇流器，其特征在于：充电电解电容C6的两端并联有一泄放电阻R8。
5.根据权利要求1所述的高可靠性荧光灯电子镇流器，其特征在于：晶闸管VD10的漏极与功率开关晶体三极管V2的集电极之间串接有一保护电阻R9；和/或晶闸管VD10的栅极与快速恢复型二极管VD11的负极之间串接保护电阻R6。
6.根据权利要求1所述的高可靠性荧光灯电子镇流器，其特征在于：晶闸管VD10的栅极与电解滤波电容器C2的负极之间还连接有滤波电容C5。
7.根据权利要求1所述的高可靠性荧光灯电子镇流器，其特征在于：取样控制电路的充电电解电容C6选用47微法/10伏的电解电容。
8.根据权利要求1所述的高可靠性荧光灯电子镇流器，其特征在于：功率开关晶体三极管V1、V2的发射极和集电极之间分别并接有保护二极管VD8、VD9；其中保护二极管VD8的正极与功率开关晶体三极管V1的发射极相连，保护二极管VD8的负极与功率开关晶体三极管V1的集电极相连；保护二极管VD9的正极与功率开关晶体三极管V2的发射极相连，保护二极管VD9的负极与功率开关晶体三极管V2的集电极相连。
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