CN102625553B - 无极灯高频发生电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无极灯高频发生电路，涉及一种照明装置，包括交流电源、有源功率因数校正电路、高频脉冲发生器、逆变器、过零触发器、阻抗匹配电路、电源隔离模块和延时电路，通过控制使逆变器的功率器件有正常的脉冲波形输入时才向逆变器的功率器件供电，在延时电路检测到电流为零时关断电源，确保逆变器的功率器件和高频脉冲发生器始终安全工作，并始终按高性能、高可靠和长寿命工作方式运行，能够大大提高无极灯使用寿命。

Description

无极灯高频发生电路

技术领域

本发明涉及一种照明装置，特别是涉及一种无极灯高频发生电路。

背景技术

随着社会的不断进步，无极灯技术也得到了不断的发展，现有的无极灯在开机时先给高频脉冲发生器供电，由于无极灯电路板的布局难免有分布电容、分布电感的存在，加上元器件离散性的影响，逆变器的功率器件需要的波形需要一定的时间才能正常供给，高频脉冲发生器向逆变器输出波形便直接向逆变器供电将对逆变器的功率器件和高频脉冲发生器造成永久性的损坏，因此高频脉冲发生器为输出正常的波形之前不能给逆变器的功率器件供电。

当逆变器的输出阻抗与灯负载的阻抗处于正常待机启动状态后，此时，延时时间已到，将自动接通电源，并以低电压、小电流给逆变器的功率器件供电。此时，逆变器的功率器件的峰峰值电压和峰峰值电流已降到最低点的灯冷启动状态，然后再给逆变器的功率器件提供恒定的高压和灯负载需要的额定电流，当整机关断电源时，十分容易损坏机内的器件。

因此本领域技术人员致力于开发一种使逆变器的功率器件和高频脉冲发生器更安全的无极灯高频发生电路。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种使逆变器的功率器件和高频脉冲发生器更安全的无极灯高频发生电路。

为实现上述目的，本发明提供了一种无极灯高频发生电路，包括交流电源、有源功率因数校正电路、高频脉冲发生器和逆变器；所述有源功率因数校正电路的输出端连接所述逆变器的第一输入端；所述高频脉冲发生器的输出端连接所述逆变器的第二输入端；还包括过零触发器和阻抗匹配电路；所述交流电源的输出端连接所述过零触发器的输入端；所述过零触发器的第一输出端连接第一整流桥堆的交流输入端；所述第一整流桥堆的输出端连接所述有源功率因数校正电路的输入端；所述阻抗匹配电路的第一输入端连接所述逆变器的输出端；所述阻抗匹配电路的输出端向负载供电；所述过零触发器的第二输出端连接所述阻抗匹配电路的第二输入端；

所述过零触发器包括第一控制芯片和双向晶闸管；所述双向晶闸管的第一阳极和第二阳极分别通过第一电阻和第二电阻与所述第一控制芯片的信号输出端连接；所述双向晶闸管的门极接入所述第二电阻与所述第一控制芯片之间；所述过零触发器还包括第一压敏电阻；所述第一压敏电阻并联接在所述双向晶闸管的第一阳极和第二阳极；所述第一控制芯片的电源输出端连接所述阻抗匹配电路的第二输入端。

所述高频脉冲发生器包括第二控制芯片；所述第二控制芯片的RT端通过串联的第三电阻和第一电容接地，所述第二控制芯片的RT端通过第四电阻接地；所述第二控制芯片的VCC端通过并联的第二电容和第三电容接地；所述第二控制芯片的DGND端、LC端、PGND端均接地； 

所述逆变器包括第三控制芯片；所述第三控制芯片IC3的V1A端和V1B端分别与所述第二控制芯片的NDRV2端和NDRV1端连接；所述第三控制芯片的GND1端、GNDB端均接地；所述第三控制芯片IC3的VDDB端与所述第二控制芯片IC2的VCC端连接；所述第三控制芯片IC3的VDDB端通过第一二极管D1连接所述第三控制芯片IC3的VADJ端；所述第三控制芯片的VDDB端连接第一二极管的正极；所述第一二极管的负极连接所述第三控制芯片的VADJ端；所述第三控制芯片的GNDA端连接所述阻抗匹配电路；所述第三控制芯片的VOA端通过第五电阻连接第一N型MOS管的栅极；所述第五电阻两端并联有第二二极管；所述第三控制芯片IC3的VOB端通过第六电阻连接第二N型MOS管的栅极；所述第六电阻两端并联有第三二极管；所述第一N型MOS管的漏极连接第四二极管的负极，所述第一N型MOS管的源极连接第四二极管的正极；所述第二N型MOS管的漏极连接第五二极管的负极，所述第二N型MOS管的源极连接所述第五二极管的正极；所述第一N型MOS管的源极连接所述第二N型MOS管的漏极；所述第一N型MOS管的源极连接所述第三控制芯片的GNDA端；所述有源功率因数校正电路的正极输出端与所述第一N型MOS管的漏极连接；所述有源功率因数校正电路与所述第一N型MOS管之间并联有第四电容和第五电容；所述第四电容和第五电容的负极均接地。

所述第一整流桥堆的交流输入端之间并联有第六电容和第七电容；所述第六电容与所述第七电容并联；所述第一整流桥堆的交流输入端分别通过第一电感线圈和第二电感线圈与第八电容并联；所述第八电容的一端连接所述双向晶闸管的第二阳极，所述第八电容的另一端连接所述交流电源的零线端；所述交流电源的火线端通过保险丝电阻与所述双向晶闸管的第一阳极连接；所述交流电源的火线端和零线端之间并联有第九电容和第十电容；所述交流电源的火线端通过保险丝电阻与第九电容的一端连接，所述第九电容的另一端串接第十电容；所述第十电容的另一端接在所述交流电源的零线；所述第九电容与所述第十电容之间接地；所述串联的第九电容与第十电容两端还并联有第二压敏电阻；所述第二压敏电阻一端连接所述双向晶闸管的第一阳极，所述第二压敏电阻的另一端接所述交流电源的零线。

所述交流电源连接第二整流桥堆的交流输入端；所述交流电源的火线端通过串联的保险丝电阻和第八电阻连接所述第二整流桥堆的交流输入端；所述第二整流桥堆的正极和负极接入电源隔离模块；所述电源隔离模块的第一输出端连接所述高频脉冲发生器的VCC端；所述电源隔离模块的第二输出端连接延时电路的输入端；所述延时电路的输出端连接所述第一控制芯片的电源输入端。

本发明的有益效果是：本发明当逆变器的功率器件有正常的脉冲波形输入时，逆变器的输出阻抗与灯负载的阻抗处于正常的待机启动状态，此时再给逆变器的功率器件供电，当关机时，延时电路自动检测电流在零电流时刻才关断电源，确保了逆变器电源的功率器件和高频脉冲发生器始终工作于安全区域内，并始终按高性能、高可靠和长寿命工作方式运行，能够大大提高无极灯使用寿命。

附图说明

图1是本发明的电路原理示意图。

图2是本发明的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1和图2所示，一种无极灯高频发生电路，包括交流电源1、有源功率因数校正电路2、高频脉冲发生器3和逆变器4；所述有源功率因数校正电路2的输出端连接所述逆变器4的第一输入端；所述高频脉冲发生器3的输出端连接所述逆变器4的第二输入端；本发明还包括过零触发器5和阻抗匹配电路6；所述交流电源1的输出端连接所述过零触发器5的输入端；所述过零触发器5的第一输出端连接第一整流桥堆7的交流输入端；所述第一整流桥堆7的输出端连接所述有源功率因数校正电路2的输入端；所述阻抗匹配电路6的第一输入端连接所述逆变器4的输出端；所述阻抗匹配电路6的输出端向负载供电；所述过零触发器5的第二输出端连接所述阻抗匹配电路6的第二输入端；所述过零触发器5包括第一控制芯片501和双向晶闸管502；所述双向晶闸管502的第一阳极和第二阳极分别通过第一电阻R1和第二电阻R2与所述第一控制芯片IC1的信号输出端连接；所述双向晶闸管502的门极接入所述第二电阻R2与所述第一控制芯片IC1之间；所述过零触发器5还包括第一压敏电阻RV1；所述第一压敏电阻RV1并联接在所述双向晶闸管502的第一阳极和第二阳极；所述第一控制芯片IC1的电源输出端连接所述阻抗匹配电路6的第二输入端。

所述高频脉冲发生器3包括第二控制芯片IC2；所述第二控制芯片IC2的RT端通过串联的第三电阻R3和第一电容C1经第十一电容C11接地，所述第二控制芯片IC2的RT端通过第四电阻R4经第十一电容C11接地接地；所述第二控制芯片IC2的VCC端通过并联的第二电容C2和第三电容C3经第十一电容C11接地；所述第二控制芯片IC2的DGND端、LC端、PGND端均通过第十一电容C11接地。 

所述逆变器4包括第三控制芯片IC3；所述第三控制芯片IC3的V1A端和V1B端分别与所述第二控制芯片IC2的NDRV2端和NDRV1端连接；所述第三控制芯片的GND1端、GNDB端均通过第十一电容C11均接地；所述第三控制芯片IC3的VDDB端与所述第二控制芯片IC2的VCC端连接；所述第三控制芯片IC3的VDDB端通过第一二极管D1连接所述第三控制芯片IC3的VADJ端；所述第三控制芯片IC3的VDDB端连接第一二极管D1的正极；所述第一二极管D1的负极连接所述第三控制芯片IC3的VADJ端；所述第三控制芯片IC3的GNDA端连接所述阻抗匹配电路6；所述第三控制芯片的VOA端通过第五电阻R5连接第一N型MOS管Q1的栅极；所述第五电阻R5两端并联有第二二极管D2；所述第三控制芯片IC3的VOB端通过第六电阻R6连接第二N型MOS管Q2的栅极；所述第六电阻R6两端并联有第三二极管D3；所述第一N型MOS管Q1的漏极连接第四二极管D4的负极，所述第一N型MOS管Q1的源极连接第四二极管D4的正极；所述第二N型MOS管Q2的漏极连接第五二极管D5的负极，所述第二N型MOS管Q2的源极连接所述第五二极管D5的正极；所述第一N型MOS管Q1的源极连接所述第二N型MOS管Q1的漏极；所述第一N型MOS管Q1的源极连接所述第三控制芯片IC3的GNDA端；所述有源功率因数校正电路2的正极输出端与所述第一N型MOS管Q1的漏极连接；所述有源功率因数校正电路2与所述第一N型MOS管Q1之间并联有第四电容C4和第五电容C5；所述第四电容C4和第五电容C5的负极均接地。

所述第一整流桥堆7的交流输入端之间并联有第六电容C6和第七电容C7；所述第六电容C6与所述第七电容C7并联；所述第一整流桥堆7的交流输入端分别通过第一电感线圈L1和第二电感线圈L2与第八电容C8并联；所述第八电容C8的一端连接所述双向晶闸管502的第二阳极，所述第八电容C8的另一端连接所述交流电源1的零线端；所述交流电源1的火线端通过保险丝电阻R7与所述双向晶闸管502的第一阳极连接；所述交流电源1的火线端和零线端之间并联有第九电容C9和第十电容C10；所述交流电源1的火线端通过保险丝电阻R7与第九电容C9的一端连接，所述第九电容C9的另一端串接第十电容C10；所述第十电容C10的另一端接在所述交流电源1的零线；所述第九电容C9与所述第十电容C10之间接地；所述串联的第九电容C9与第十电容C10两端还并联有第二压敏电阻RV2；所述第二压敏电阻RV2一端连接所述双向晶闸管502的第一阳极，所述第二压敏电阻RV2的另一端接所述交流电源1的零线。

所述交流电源1连接第二整流桥堆8的交流输入端；所述交流电源1的火线端通过串联的保险丝电阻R7和第八电阻R8连接所述第二整流桥堆8的交流输入端；所述第二整流桥堆8的正极和负极接入电源隔离模块9；所述电源隔离模块9的第一输出端连接所述高频脉冲发生器3的VCC端；所述电源隔离模块9的第二输出端连接延时电路10的输入端；所述延时电路10的第一输出端连接所述第一控制芯片IC1的电源输入端，所述延时电路10的第二输出端通过第九电阻R9连接所述第一控制芯片IC1的电源输出端。

所述第一控制芯片IC1采用MOC3061芯片实现，所述第二控制芯片IC2采用MAX5075芯片实现，所述第三控制芯片IC3采用ADUM1230芯片实现，所述电源隔离模块9采用隔离变压器。

由于PCB板的布局难免有分布电容和分布电感的存在和元器件的离散性，因此，逆变器4的功率器件所需要的波形需要一定的时间才能正常供给，高频脉冲发生器3为输出正常的波形之前不能给逆变器4的功率器件供电，否则将对逆变器4的功率器件和高频脉冲发生器3造成永久性的损坏，交流电源1输出电流经过所述第一整流桥堆7整流后向有源功率因数校正电路2供电，交流电源1经过电源隔离模块9向所述高频脉冲发生器3供电，所述电源隔离模块9输出电流给延时电路10，延时电路10向所述过零触发器5的第一控制芯片IC1供电，第一控制芯片IC1的电源输出端向阻抗匹配电路6供电，所述有源功率因数校正电路2调整输出功率，使其与负载的额定功率相匹配，当所述高频脉冲发生器3向逆变器4输出正常的脉冲波形时，逆变器4的输出阻抗与灯负载的阻抗处于正常的待机启动状态，此时，才向逆变器4的功率器件供电，逆变器4输出高频高压的方波经过阻抗匹配电路6向无极灯的电磁感应线圈供电。

由于逆变器4的输出阻抗和灯负载的阻抗是感性器件，根据感性器件的固有特性，关机时同样要最大限度地降低逆变器4功率器件的峰峰值电压和峰峰值电流，延时电路10自动检测电流，关机时，延时电路10检测到电流为零时才关断电源，确保了逆变器4的功率器件和高频脉冲发生器3始终工作于安全区域内，并始终按高性能、高可靠和长寿命工作方式运行。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (3)

1.一种无极灯高频发生电路，包括交流电源（1）、有源功率因数校正电路（2）、高频脉冲发生器（3）和逆变器（4）；所述有源功率因数校正电路（2）的输出端连接所述逆变器（4）的第一输入端；所述高频脉冲发生器（3）的输出端连接所述逆变器（4）的第二输入端；其特征在于：还包括过零触发器（5）和阻抗匹配电路（6）；所述交流电源（1）的输出端连接所述过零触发器（5）的输入端；所述过零触发器（5）的第一输出端连接第一整流桥堆（7）的交流输入端；所述第一整流桥堆（7）的输出端连接所述有源功率因数校正电路（2）的输入端；所述阻抗匹配电路（6）的第一输入端连接所述逆变器（4）的输出端；所述阻抗匹配电路（6）的输出端向负载供电；所述过零触发器（5）的第二输出端连接所述阻抗匹配电路（6）的第二输入端；

所述过零触发器（5）包括第一控制芯片（501）和双向晶闸管（502）；所述双向晶闸管（502）的第一阳极和第二阳极分别通过第一电阻（R1）和第二电阻（R2）与所述第一控制芯片（IC1）的信号输出端连接；所述双向晶闸管（502）的门极接入所述第二电阻（R2）与所述第一控制芯片（IC1）之间；所述过零触发器（5）还包括第一压敏电阻（RV1）；所述第一压敏电阻（RV1）并联接在所述双向晶闸管（502）的第一阳极和第二阳极；所述第一控制芯片（IC1）的电源输出端连接所述阻抗匹配电路（6）的第二输入端；

所述高频脉冲发生器（3）包括第二控制芯片（IC2）；所述第二控制芯片（IC2）的RT端通过串联的第三电阻（R3）和第一电容（C1）接地，所述第二控制芯片（IC2）的RT端通过第四电阻（R4）接地；所述第二控制芯片（IC2）的VCC端通过并联的第二电容（C2）和第三电容（C3）接地；所述第二控制芯片（IC2）的DGND端、LC端、PGND端均接地；

所述逆变器（4）包括第三控制芯片（IC3）；所述第三控制芯片(IC3)的V1A端和V1B端分别与所述第二控制芯片（IC2）的NDRV2端和NDRV1端连接；所述第三控制芯片的GND1端、GNDB端均接地；所述第三控制芯片（IC3）的VDDB端与所述第二控制芯片（IC2）的VCC端连接；所述第三控制芯片（IC3）的VDDB端通过第一二极管（D1）连接所述第三控制芯片（IC3）的VADJ端；所述第三控制芯片（IC3）的VDDB端连接第一二极管（D1）的正极；所述第一二极管（D1）的负极连接所述第三控制芯片（IC3）的VADJ端；所述第三控制芯片（IC3）的GNDA端连接所述阻抗匹配电路（6）；所述第三控制芯片的VOA端通过第五电阻（R5）连接第一N型MOS管（Q1）的栅极；所述第五电阻（R5）两端并联有第二二极管（D2）；所述第三控制芯片(IC3)的VOB端通过第六电阻（R6）连接第二N型MOS管（Q2）的栅极；所述第六电阻（R6）两端并联有第三二极管（D3）；所述第一N型MOS管（Q1）的漏极连接第四二极管（D4）的负极，所述第一N型MOS管（Q1）的源极连接第四二极管（D4）的正极；所述第二N型MOS管（Q2）的漏极连接第五二极管（D5）的负极，所述第二N型MOS管（Q2）的源极连接所述第五二极管（D5）的正极；所述第一N型MOS管（Q1）的源极连接所述第二N型MOS管（Q1）的漏极；所述第一N型MOS管（Q1）的源极连接所述第三控制芯片（IC3）的GNDA端；所述有源功率因数校正电路（2）的正极输出端与所述第一N型MOS管（Q1）的漏极连接；所述有源功率因数校正电路（2）与所述第一N型MOS管（Q1）之间并联有第四电容（C4）和第五电容（C5）；所述第四电容（C4）和第五电容（C5）的负极均接地。

2.如权利要求1所述的无极灯高频发生电路，其特征是：所述第一整流桥堆（7）的交流输入端之间并联有第六电容（C6）和第七电容（C7）；所述第六电容（C6）与所述第七电容（C7）并联；所述第一整流桥堆（7）的交流输入端分别通过第一电感线圈（L1）和第二电感线圈（L2）与第八电容（C8）并联；所述第八电容（C8）的一端连接所述双向晶闸管（502）的第二阳极，所述第八电容（C8）的另一端连接所述交流电源（1）的零线端；所述交流电源（1）的火线端通过保险丝电阻（R7）与所述双向晶闸管（502）的第一阳极连接；所述交流电源（1）的火线端和零线端之间串联有第九电容（C9）和第十电容（C10）；所述交流电源（1）的火线端通过保险丝电阻（R7）与第九电容（C9）的一端连接，所述第九电容（C9）的另一端串接第十电容（C10）；所述第十电容（C10）的另一端接在所述交流电源（1）的零线；所述第九电容（C9）与所述第十电容（C10）之间接地；所述串联的第九电容（C9）与第十电容（C10）两端还并联有第二压敏电阻（RV2）；所述第二压敏电阻（RV2）一端连接所述双向晶闸管（502）的第一阳极，所述第二压敏电阻（RV2）的另一端接所述交流电源（1）的零线。

3.如权利要求2所述的无极灯高频发生电路，其特征是：所述交流电源（1）连接第二整流桥堆（8）的交流输入端；所述交流电源（1）的火线端通过串联的保险丝电阻（R7）和第八电阻（R8）连接所述第二整流桥堆（8）的交流输入端；所述第二整流桥堆（8）的正极和负极接入电源隔离模块（9）；所述电源隔离模块（9）的第一输出端连接所述高频脉冲发生器（3）的VCC端；所述电源隔离模块（9）的第二输出端连接延时电路（10）的输入端；所述延时电路（10）的输出端连接所述第一控制芯片（IC1）的电源输入端。