CN102612239A - 低频无极灯镇流器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子镇流器，具体为一种低频无极灯镇流器，解决了在低频无极灯首次启动时，镇流器中的MOS管驱动电路驱动电压不足，不能获得稳定的13.5V供电电压的问题。一种低频无极灯镇流器，包括EMC滤波电路，桥式整流电路，直流升压电路，包含FM2822芯片（U2）的MOS管驱动电路，MOS管功率输出电路，第三晶体三极管（BG3），15V第三稳压管（DW3），第五电容（C5），第八晶体二极管（D8）和第一零五电阻（R105）；还包括第二复合晶体三极管（BG2）及13.5V控制电路。本发明结构简单、设计合理、成本低廉，大大提高了无极灯的启动性能。

Description

低频无极灯镇流器

技术领域

   本发明涉及电子镇流器，具体为一种低频无极灯镇流器。

背景技术

   低频无极灯是一种长寿命、高光效、高显色指数、无光闪、节能环保、可做大功率输出的新型光源。

现有低频无极灯主要由镇流器、耦合器、灯管三部分组成。

如图1所示，镇流器包括EMC滤波电路、桥式整流电路、直流升压电路、MOS管驱动电路、MOS管功率输出电路、第三晶体三极管BG3、15V第三稳压管DW3及第五电容C5。EMC滤波电路由第一跨线电容C1、第一共模电感器L1、第二跨线电容C2、第二共模电感器L2及第三跨线电容C3依次连接组成。桥式整流电路由四个整流二极管D1、D2、D3、D4连接组成。直流升压电路是包括L6561D芯片U1、第三高频变压器T3、第一MOS管Q1、第六晶体二极管D6、第九晶体二极管D9的400V升压典型应用电路，其中，第三高频变压器T3的初级绕组一端与第六晶体二极管D6的阳极端连接，第六晶体二极管D6的阴极端是直流升压电路输出端A（启动后输出直流电压400V）；第三高频变压器T3的次级绕组一端接地、其另一端与第九晶体二极管D9的阳极端连接，第九晶体二级管D9的阴极端是高频变压器次级绕组输出端B（启动后输出直流电压25伏），第九晶体二极管D9的阴极端经第四电容C4接地。MOS管驱动电路包括FM2822芯片U2。MOS管功率输出电路包括第二MOS管Q2、第三MOS管Q3、第四高频变压器T4，其中，第二MOS管Q2的源极S和第三MOS管Q3的漏极D的公共端为MOS管功率输出电路的输出端，即镇流器的输出端。

现有低频无极灯的镇流器连接结构如下：EMC滤波电路的第一、二输出端分别与桥式整流电路的第一、二输入端连接，桥式整流电路的第一输出端接地、其第二输出端与直流升压电路的输入端连接，高频变压器次级绕组输出端B与第三晶体三极管BG3的集电极连接，第三晶体三极管BG3的基极经15V第三稳压管DW3接地，且第三晶体三极管BG3的基极和集电极之间并联第一零五电阻R105，15V第三稳压管DW3两端并联第五电容C5；第三晶体三极管BG3的发射极与MOS管驱动电路中的FM2822芯片U2的第十二引脚连接，且第三晶体三极管BG3的发射极经第八晶体二极管D8与直流升压电路中的L6561D芯片U1的第八引脚连接； 直流升压电路的输出端A与MOS管功率输出电路中的第二MOS管Q2的漏极D连接，MOS管驱动电路中FM2822芯片U2的第九、十一引脚分别与MOS管功率输出电路连接，MOS管功率输出电路的输出端即为现有镇流器的输出端。

现有低频无极灯的工作原理是：220V交流电经EMC滤波电路、桥式整流电路、直流升压电路后，由直流升压电路输出端A输出400V电压对MOS管功率输出电路供电，同时，直流升压电路中的高频变压器次级绕组输出端B输出25V电压，触发第三晶体三极管BG3导通，向MOS管驱动电路输入13.5V电压，进而MOS管驱动电路驱动MOS管功率输出电路输出射频电流至耦合器，使耦合器产生一个交变磁场，该交变磁场感应到无极灯V的灯管内，使无极灯V的灯管内的气体发生电离，从而激发荧光粉发出可见光。

现有低频无极灯镇流器存在如下缺点：镇流器中，MOS管驱动电路由13.5V电压驱动供电，13.5V电压由直流升压电路中高频变压器的一组绕组获得，通过第三晶体三极管BG3输出13.5V电压，然而稳定的13.5V电压需等到无极灯启辉以后，即400V直流电压有了负载以后才能获得，所以，在无极灯首次启动时，经多次测试，第三晶体三极管BG3输出电压均低于10V，是一个逐渐增大到13.5V电压的过程。同样，首次启动时，400V直流电压也不足，这是因为13.5V电压与400V直流电压都接有滤波电容，充满电需要一定的时间。所以，无极灯首次启动时，第三晶体三极管BG3多次输出电压均达不到设计值13.5V，就很容易造成MOS管的驱动电压不足，使其不能彻底导通，同时，直流升压电路输出端A输出的直流电压小于400V，造成镇流器对耦合器输出的电流偏小，又给无极灯启辉带来一定的困难，如此不良循环，MOS管驱动电路由于导通不够，极易击穿，造成镇流器烧毁。

因此，有必要对现有的镇流器做一些改进，提高低频无极灯的启动性能。

发明内容

   本发明为了解决在低频无极灯首次启动时，镇流器中的MOS管驱动电路驱动电压不足，不能获得稳定的13.5V供电电压的问题，提供了一种新型的低频无极灯镇流器。

   本发明是采用如下技术方案实现的：一种低频无极灯镇流器，包括EMC滤波电路，桥式整流电路，直流升压电路，包含FM2822芯片U2的MOS管驱动电路，MOS管功率输出电路，第三晶体三极管BG3，15V第三稳压管DW3，第五电容C5，第八晶体二极管D8和第一零五电阻R105。

所述直流升压电路包含L6561D芯片U1、第三高频变压器T3、第一MOS管Q1、第六晶体二极管D6、第九晶体二极管D9；其中，第三高频变压器T3的初级绕组一端与第六晶体二极管D6的阳极端连接，第六晶体二极管D6的阴极端是直流升压电路的输出端A；第三高频变压器T3的次级绕组一端接地、其另一端与第九晶体二极管D9的阳极端连接，第九晶体二级管D9的阴极端是高频变压器次级绕组输出端B。

所述EMC滤波电路连接桥式整流电路，桥式整流电路连接直流升压电路，直流升压电路输出端A与 MOS管功率输出电路的输入端连接，直流升压电路中高频变压器次级绕组输出端B与第三晶体三极管BG3的集电极连接，第三晶体三极管BG3的发射极与MOS管驱动电路输入端连接且通过第八晶体二极管D8与直流升压电路中L6561D芯片U1的第八引脚连接，第三晶体三极管BG3的基极通过15V第三稳压管DW3接地，15V第三稳压管DW3两端并联第五电容C5，MOS管驱动电路连接MOS管功率输出电路。

还包括第二复合晶体三极管BG2及13.5V控制电路。

所述第二复合晶体三极管BG2用于直接替换第三晶体三极管BG3。

所述13.5V控制电路包括由第一零一电阻R101和第一零二电阻R102串联构成的第一电压采样电路、第一晶体三极管BG1及光电耦合器IC1。

第一电压采样电路的一端与直流升压电路输出端A连接、其另一端接地，且当直流升压电路输出端A输出电压为400V时，第一零一电阻R101和第一零二电阻R102的中间节点的电压为20V。

第一晶体三极管BG1的基极经第一零三电阻R103和18V第二稳压管DW2与第一零一电阻R101和第一零二电阻R102的中间节点连接，第一晶体三极管BG1的集电极与光电耦合器IC1中的发光二极管D101的阴极连接，第一晶体三极管BG1的发射极接地，第一晶体三极管BG1的基极与发射极之间并联第一零二电容C102。

光电耦合器IC1中发光二极管D101的阳极端经第一零四电阻R104和18V第一稳压管DW1与高频变压器次级绕组输出端B连接，且发光二极管D101的阳极端与地之间并联有第一零一电容C101。

光电耦合器IC1中光敏三极管BG4的集电极与第二复合晶体三极管BG2的集电极连接，且其发射极经第一零五电阻R105与第二复合晶体三极管BG2的基极连接。

   工作时，无极灯首次启动时，在13.5V控制电路作用下，第二复合晶体三极管BG2可以直接输出稳定的13.5V电压，不存在逐渐增大到13.5V电压的过程，MOS管驱动电路就可以直接驱动MOS管功率输出电路向耦合器输出功率，点亮无极灯，这样，大大提高了无极灯的启动性能。

   本发明结构简单、设计合理、成本低廉，有效解决了现有无极灯镇流器首次启动时，首次启动脉冲电压达不到预定值，无极灯启动困难的问题。

附图说明

图1是现有低频无极灯镇流器的电路结构原理图。

图2是本发明所述的低频无极灯镇流器的电路结构原理图。

图中，L1-第一共模电感器，L2-第二共模电感器，BG1、BG3-第一、三晶体三极管，BG2-第二复合晶体三极管，BG4-光敏三极管，Q1、Q2、Q3-第一、二、三MOS管，T3、T4-第三、四高频变压器，IC1-光电耦合器，U1-L6561D芯片，U2-FM2822芯片，V-无极灯。

具体实施方式

   下面结合图1及图2对本发明进行详细说明。

一种低频无极灯镇流器，包括EMC滤波电路，桥式整流电路，直流升压电路，包含FM2822芯片U2的MOS管驱动电路，MOS管功率输出电路，第三晶体三极管BG3，15V第三稳压管DW3，第五电容C5，第八晶体二极管D8和第一零五电阻R105。

所述直流升压电路包含L6561D芯片U1、第三高频变压器T3、第一MOS管Q1、第六晶体二极管D6、第九晶体二极管D9；其中，第三高频变压器T3的初级绕组一端与第六晶体二极管D6的阳极端连接，第六晶体二极管D6的阴极端是直流升压电路的输出端A；第三高频变压器T3的次级绕组一端接地、其另一端与第九晶体二极管D9的阳极端连接，第九晶体二级管D9的阴极端是高频变压器次级绕组输出端B。

所述EMC滤波电路连接桥式整流电路，桥式整流电路连接直流升压电路，直流升压电路输出端A与 MOS管功率输出电路的输入端连接，直流升压电路中高频变压器次级绕组输出端B与第三晶体三极管BG3的集电极连接，第三晶体三极管BG3的发射极与MOS管驱动电路输入端连接且通过第八晶体二极管D8与直流升压电路中L6561D芯片U1的第八引脚连接，第三晶体三极管BG3的基极通过15V第三稳压管DW3接地，15V第三稳压管DW3两端并联第五电容C5，MOS管驱动电路连接MOS管功率输出电路。

还包括第二复合晶体三极管BG2及13.5V控制电路。

所述第二复合晶体三极管BG2用于直接替换第三晶体三极管BG3。

所述13.5V控制电路包括由第一零一电阻R101和第一零二电阻R102串联构成的第一电压采样电路、第一晶体三极管BG1及光电耦合器IC1。

第一电压采样电路的一端与直流升压电路输出端A连接、其另一端接地，且当直流升压电路输出端A输出电压为400V时，第一零一电阻R101和第一零二电阻R102的中间节点的电压为20V（设定为20V的目的是：当直流升压电路输出端A输出400V电压时，足以使第一晶体三极管BG1导通）。

第一晶体三极管BG1的基极经第一零三电阻R103和18V第二稳压管DW2与第一零一电阻R101和第一零二电阻R102的中间节点连接，第一晶体三极管BG1的集电极与光电耦合器IC1中的发光二极管D101的阴极连接，第一晶体三极管BG1的发射极接地，第一晶体三极管BG1的基极与发射极之间并联第一零二电容C102。

光电耦合器IC1中发光二极管D101的阳极端经第一零四电阻R104和18V第一稳压管DW1与高频变压器次级绕组输出端B连接，且发光二极管D101的阳极端与地之间并联有第一零一电容C101。

光电耦合器IC1中光敏三极管BG4的集电极与第二复合晶体三极管BG2的集电极连接，且其发射极经第一零五电阻R105与第二复合晶体三极管BG2的基极连接。

具体工作时，如图2所示，光电耦合器IC1中发光二极管D101的阳极端1施加一合适电压时，发光二极管D101才能导通；同理，第一晶体三极管BG1的基极端2施加一合适电压时，第一晶体三极管BG1才能导通。低频无极灯首次启动时，220V交流电经EMC滤波电路、桥式整流电路、直流升压电路后，当直流升压电路输出端A的输出电压使得第一晶体三极管BG1的基极端2的电压达到合适值时，第一晶体三极管BG1导通；同时，当直流升压电路中高频变压器次级绕组输出端B的输出电压使得发光二极管D101的阳极端1的电压达到合适值时，发光二极管D101导通，此时，光电耦合器IC1中的光敏三极管BG4导通，高频变压器次级绕组输出端B通过光敏三极管BG4、第一零五电阻R105和15V第三稳压管DW3向第二复合晶体三极管BG2提供偏置电压，然而，15V第三稳压管DW3对第二复合晶体三极管BG2偏置电压稳压，即对第二复合晶体三极管BG2提供稳定的15V偏置电压，这样，第二复合晶体三极管BG2导通，直接向MOS管驱动电路输出稳定的13.5V电压，进而MOS管驱动电路驱动MOS管功率输出电路输出功率至耦合器，使耦合器产生一个交变磁场，该交变磁场感应到无极灯V的灯管内，使无极灯V的灯管内的气体发生电离，从而激发荧光粉发出可见光。

基于上述过程，第二复合晶体三极管BG2输出13.5V电压是由发光二极管D101的阳极端1和第一晶体三极管BG1的基极端2的电压共同控制的，即只有当发光二极管D101的阳极端1和第一晶体三极管BG1的基极端2的电压同时都达到合适值后，第二复合晶体三极管BG2才能导通并稳定输出13.5V电压，这样就不存在逐渐升高到13.5V电压的过程，解决了在现有镇流器中，首次启动时，400V直流电压不足和第三晶体三极管BG3输出电压总是低于13.5V的问题。因此，低频无极灯首次启动时，镇流器中的首次启动MOS管栅极脉冲电压即达到设计值13.5V，使镇流器MOS管彻底导通，输出功率到耦合器，点亮无极灯，避免了镇流器被烧坏，使得无极灯的启动性能得到了很大的提高，尤其在冬季严寒地带，效果更为明显。 

Claims (1)

1.一种低频无极灯镇流器，包括EMC滤波电路，桥式整流电路，直流升压电路，包含FM2822芯片（U2）的MOS管驱动电路，MOS管功率输出电路，第三晶体三极管（BG3），15V第三稳压管（DW3），第五电容（C5），第八晶体二极管（D8）和第一零五电阻（R105）；

所述直流升压电路包含L6561D芯片（U1）、第三高频变压器（T3）、第一MOS管（Q1）、第六晶体二极管（D6）、第九晶体二极管（D9）；其中，第三高频变压器（T3）的初级绕组一端与第六晶体二极管（D6）的阳极端连接，第六晶体二极管（D6）的阴极端是直流升压电路的输出端A；第三高频变压器（T3）的次级绕组一端接地、其另一端与第九晶体二极管（D9）的阳极端连接，第九晶体二级管（D9）的阴极端是高频变压器次级绕组输出端B；

所述EMC滤波电路连接桥式整流电路，桥式整流电路连接直流升压电路，直流升压电路输出端A与 MOS管功率输出电路的输入端连接，直流升压电路中高频变压器次级绕组输出端B与第三晶体三极管（BG3）的集电极连接，第三晶体三极管（BG3）的发射极与MOS管驱动电路输入端连接且通过第八晶体二极管（D8）与直流升压电路中L6561D芯片（U1）的第八引脚连接，第三晶体三极管（BG3）的基极通过15V第三稳压管（DW3）接地，15V第三稳压管（DW3）两端并联第五电容（C5），MOS管驱动电路连接MOS管功率输出电路；

其特征在于：还包括第二复合晶体三极管（BG2）及13.5V控制电路；

所述第二复合晶体三极管（BG2）用于直接替换第三晶体三极管（BG3）；

所述13.5V控制电路包括由第一零一电阻（R101）和第一零二电阻（R102）串联构成的第一电压采样电路、第一晶体三极管（BG1）及光电耦合器（IC1）；

第一电压采样电路的一端与直流升压电路输出端A连接、其另一端接地，且当直流升压电路输出端A输出电压为400V时，第一零一电阻（R101）和第一零二电阻（R102）的中间节点的电压为20V；

第一晶体三极管（BG1）的基极经第一零三电阻（R103）和18V第二稳压管（DW2）与第一零一电阻（R101）和第一零二电阻（R102）的中间节点连接，第一晶体三极管（BG1）的集电极与光电耦合器（IC1）中的发光二极管（D101）的阴极连接，第一晶体三极管（BG1）的发射极接地，第一晶体三极管（BG1）的基极与发射极之间并联第一零二电容（C102）；

光电耦合器（IC1）中发光二极管（D101）的阳极端经第一零四电阻（R104）和18V第一稳压管（DW1）与高频变压器次级绕组输出端B连接，且发光二极管（D101）的阳极端与地之间并联有第一零一电容（C101）；

光电耦合器（IC1）中光敏三极管（BG4）的集电极与第二复合晶体三极管（BG2）的集电极连接，且其发射极经第一零五电阻（R105）与第二复合晶体三极管（BG2）的基极连接。

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