CN103037602A - 一种亮度可调电子镇流器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及“一种亮度可调电子镇流器”：提供一种基于桥式逆变器电路的电子镇流器的基础上，增加了多种功能电路，包括：脉冲宽度调节电路、亮度调节电路、灯管起辉限流电路、启动自锁电路、灯丝预热和温度补偿电路、灯丝电流检测电路、灯管电流检测电路和延时触发控制电路；虽然所用元件相对较多、成本相对有所增加，却能使本电子镇流器具有亮度可调、灯管起辉限流、灯丝预热、灯丝温度补偿和多种保护功能为一体的新一代电子镇流器；本发明具有较高的性价比和较强的市场竞争力，有较好的社会效益和环境效益；还可根据不同用途和性能的要求，对所述各种功能电路进行适当的删减，可以生产出不同用途和不同系列的电子产品。

Description

一种亮度可调电子镇流器

所属技术领域：

本发明属于照明电子技术领域，更进一步涉及“一种亮度可调电子镇流器”。

背景技术：

在现有的技术中：目前在市场上销售和消费者中普遍使用的荧光灯、节能灯和台式荧光的电子镇流器，基本都是采用“磁饱自激半桥式逆变器”(注：以下简称为“桥式逆变器”)的电路结构，其基本电路原理图见附图2所示；由于结构简单、使用元件较少、销售价格较低，特别受到广大消费者的欢迎；但是：这种电子镇流器由于没有亮度调节功能、灯管灯丝预热和灯管起辉限流功能，使其被点亮的“荧光灯管、节能灯管和台式荧光灯管”(注：以下简称为“灯管”)的亮度不能根据使用者的要求而改变，这对于节能减排来说是一个很大的浪费；尤其是台式荧光灯，因其亮度不能调节，亮度过高或过低已对很多青少年的眼睛产生了严重的伤害；又由于没有灯管灯丝预热和灯管起辉限流功能，致使灯管的实际使用寿命仅是正常使用寿命的1/3～1/5左右，当环境温度低于+10℃以下时，灯管的使用寿命缩短的更加明显；所以生产厂家不得不将镇流器的输出功率降低为被点亮灯管的额定功率的70％以下，以减少启动时电流对灯管的灯丝的冲击，来延长灯管的使用寿命，结果造成使用这种镇流器点亮的灯管的亮度明显感到不足；而现在具有调光、灯管灯丝预热和灯管起辉限流功能的电子镇流器，都是采用专用的集成电路和场效应功率管组成，可能由于技术或成本等原因，实际上并没有亮度可调的荧光灯电子镇流器在现今市场上销售和消费者中使用。

本发明内容：

为了克服上述不足：本发明提供一种基于桥式逆变器电路的电子镇流器基础上，增加了亮度可调功能，灯管起辉限流功能、灯丝预热、灯丝温度补偿功能和多种保护电路；虽然增加了许多电子元件，实际成本增加的并不是很多，却能使本电子镇流器成为具有亮度可调和多种保护功能为一体的新一代电子镇流器；使用本电子镇流器点亮的灯管的最大亮度相对明显增加，并且使被点亮灯管的使用寿命相对延长3～5倍以上，真正能做到既节电又省钱的效果；由于荧光灯的使用在目前还是相当普遍，如果都能使用本电子镇流器，对于节能减排和减少环境污染来说将是一个相当巨大的贡献。

技术方案：

本发明的技术方案：提供一种基于桥式逆变器电路的电子镇流器的基础上，增加了多种功能电路，包括：脉冲宽度调节电路、亮度调节电路、灯管起辉限流电路、启动自锁电路、灯丝预热和温度补偿电路、灯丝电流检测电路1、灯丝电流检测电路2、灯管电流检测电路和延时触发控制电路；其特征在于：由“晶体三极管”(注：以下简称为“三极管”)、“晶体二极管”(注：以下简称为“二极管”)、晶体稳压二极管、电阻器、可变电阻器、电容器、电解电容器、变压器、“紧密耦合绕法脉冲变压器”(注：以下简称为“脉冲变压器”)和“自变感抗电感器”(注：以下简称为“电感器”)所组成；所述功能电路连接关系见附图1中的方框图间的连线和箭头所示，方框图内的数字为本功能电路接通电源后的工作顺序。

本发明具体技术方案：功能电路方框图见附图1所示，电路原理图见附图3所示；紧密耦合脉冲变压器的初级和次级绕法见附图5所示；自变感抗电感器的E型磁芯的芯柱磨法和组装方式见附图7A、7B所示。

所述整流滤波电路：由二极管D1～D4和电解电容器C1组成；所述二极管D1～D4组成桥式整流器，其中二极管D1的正极与二极管D2的负极相连接、并与交流电源的输入端X相连接，所述二极管D3的正极与二极管D4的负极相连接、并与交流电源的另一输入端O相连接；所述二极管D1、D3的负极与电解电容器C1正极相连接的结点A输出为正电；所述二极管D2、D4的正极与电解电容器C1负极相连接的结点B输出为负电。

所述启动自锁电路：由电解电容器C11、电容器C12、三极管BG11、电阻器R25～R27和二极管D11、D16所组成；所述电解电容器C11的正极和三极管BG11的集电极与整流滤波电路的节点A正电相连接，电解电容器C11的负极与电阻器R27的一端和二极管D16的负极相连接，二极管D16的正极与整流滤波电路的负电输出节点B相接；所述电阻器R27的另一端与三极管BG11的基极、电阻器R25的一端和电阻器R26的一端相连接，电阻器R26的另一端与电容器C12的一端和二极管D11的负极相连接，二极管D11的正极与电流互感器T2的次级绕组b的一端相连接；所述电容器C12的另一端与电流互感器T2的次级绕组b的另一端、电阻器R25的另一端和三极管BG11的发射极相连接于节点G。

所述灯丝预热和温度补偿电路：由三极管BG6～BG10、电阻器R14～R24、电容器C13～C17、二极管D13～D15、灯丝电流互感器T2、灯管电流互感器T4和“灯管灯丝供电变压器”(注：以下简称为“灯丝变压器”)T5组成；所述电阻器R16的一端与灯丝变压器T5的初级绕组a的第1脚、灯管电流互感器T4的次级绕组b的一端、电容器C13的一端电阻器R18的一端、三极管BG6的发射极和电容器C17的一端相连接；所述电阻器R16的另一端与电容器C13的另一端、电阻器R17的一端、电阻器R15的一端和电阻器R14的一端相连接；所述电阻器R17的另一端与电阻器R18的另一端和三极管BG6的基极相连接；所述电阻器R15的另一端与二极管D13的正极相连接，二极管D13的负极与灯丝变压器T5的初级绕组a的第3脚、电容器C14的一端、电阻器R20的一端、电容器C16的一端和三极管BG8的发射极相连接；所述电容器C14的另一端与电阻器R19的一端和三极管BG6的集电极相连接；所述电阻器R19的另一端与电阻器R20的另一端、电容器C16的另一端和三极管BG8的基极相连接，三极管BG8的集电极与电阻器R21的一端相连接，电阻器R21的另一端与三极管BG7的基极和电阻器R22的一端相连接；所述电容器C17的另一端与三极管BG7的发射极、电阻器R22的另一端、电阻器R23的一端、二极管D15的负极和三极管BG9的基极相连接；所述电阻器R23的另一端与三极管BG9的集电极相连接于电路节点G，所述三极管BG9的发射极与二极管D15的正极、三极管BG7的集电极、灯丝变压器的初级绕组a的第2脚、电阻器R24的一端和三极管BG10的集电极相连接于电路节点H，三极管BG10的基极与电阻器R24的另一端、二极管D14的负极和电容器C15的一端相连接，电容器C15的另一端与灯丝变压器T5的次级绕组b尾端相连接；所述三极管BG10的发射极与二极管D14的正极、灯丝变压器T5的次级绕组b的头端和整流滤波电路的负电节点B相连接；所述灯丝变压器T5的次级绕组c的一端与灯丝电流互感器T2的初级绕组a的一端相连接，灯丝电流互感器T2的初级绕组a的另一端与灯管DG的一端灯丝的一端相连接，灯管DG的一端灯丝的另一端与电容器C4的一端、电容器C5的一端和灯丝变压器T5的次级绕组c的另一端相连接；所述灯丝变压器次级绕组d的一端与灯丝电流互感器T3的初级绕组a的一端相连接，灯丝电流互感器T3的初级绕组a的另一端与灯管DG的另一端的灯丝的一端相连接，灯管DG的另一端的灯丝的另一端与电容器C4的另一端、灯管电流互感器T4的次级绕组a的一端和灯丝变压器T5的次级绕组d的另一端相连接。

所述灯丝电流检测电路1：由电流互感器T2、二极管D11和电容器C12组成；所述二极管D11的正极与电流互感器T2的次级绕组b的另一端连接。

所述灯丝电流检测电路2：由电流互感器T3和二极管D10组成；所述电流互感器T3的次级绕组b的一端与整流滤波电路负电节点B相连接，电流互感器T3的次级绕组b的另一端与二极管D10的负极相连接。

所述延时触发控制电路：由电阻器R11～R13、电解电容器C9、稳压二极管DW和三极管BG5组成；所述电阻器R12一端与二极管D10的正极相连接，电阻器R12的另一端与电阻器R13、电解电容器C9的负极和稳压管DW的正极相连接；所述电解电容器C9的正极和三极管BG5的发射极与整流滤波电路负电节点B相连接；所述稳压管DW的负极与三极管BG5的基极和电阻器R11的一端相连接，电阻器R11的另一端与桥式逆变器电路中的节点E相连接。

所述触发电路：包括电阻器R3～R4、二极管D7、电容器C3和触发二极管DR组成：所述电阻器R4的一端与整流滤波电路正电的节点A相连接，电阻器R4的另一端桥式逆变器电路中的节点E点相连接；所述电阻器R3的一端和二极管D7的负极与桥式逆变器电路中的节点E点相连接，电阻器R3的另一端与二极管D7的正极、触发二极管DR的一端、电容器C3的一端和三极管BG5的集电极相连接，所述触发二极管DR的另一端与三极管BG2的基极电路相连接。

所述桥式逆变器电路：由三极管BG1～BG2、二极管D5、D6、D8、电容器C2、C4、C5、电阻器R1、R2、脉冲变压器T1和电感器L1组成；所述三极管BG1的集电极与电容器C2的一端、电容器C5的一端和所述整流滤波电路中的正电节点A相连接；所述三极管BG1的基极与电阻器R1的一端和二极管D5的负极相连接于节点C；电阻器R1的另一端与脉冲变压器T1的次级绕组b的首端连接于节点D；所述三极管BG1的发射极与三极管BG2的集电极、二极管D5的正极、二极管D8的负极、电容器C2的另一端、脉冲变压器T1的初级绕组a的首端和脉冲变压器T1的次级绕组b的尾端相连接于节点E；所述三极管BG2的基极与二极管D6的负极和电阻器R2一端相连接，电阻器R2的另一端与脉冲变压器T1的次级绕组c的尾端相连；所述三极管BG2的发射极与二极管D6的正极、二极管D8的正极、脉冲变压器T1的次级绕组c的首端和整流滤波电路的负电节点B相连接。

所述脉冲宽度调节电路：由三极管BG3～BG4、电阻器R5～R7和电容器C6组成；所述电阻器R5的一端和三极管BG3的发射极与桥式逆变器电路节点C相连接，电阻器R5的另一端和三极管BG3的基极与电阻器R6的一端相连接，电阻器R6的另一端与三极管BG4的集电极相连接，三极管BG4的基极与电容C6的一端和电阻器R7的一端相连接，三极管BG4的发射极与电容器C6的另一端和电阻器R7的另一端相连接于桥式逆变器电路中的节点F

所述亮度调节电路：由电阻器R8、电容器C7和可变阻器RV组成；所述电阻器R8的一端与桥式逆变器电路节点D相连接，电阻器R8的另一端与电容器C7的一端和可变阻器RV的一端相连接，可变阻器RV的另一端与三极管BG4的基极电路相连接，所述电容器C7的另一端与桥式逆变器电路节点F相连接。

所述灯管起辉限流电路：由二极管D9、电解电容器C8和电阻器R9～R10组成；所述二极管D9的正极与桥式逆变器电路节点D相连接，二极管D9的负极与电解电容器C8的正极和电阻器R9的一端相连接；所述电解电容器C8的负极与电阻器R9另一端和电阻器R10的一端相连接，电阻器R10的另一端与三极管BG4的基极电路相连接。

所述灯管电流检测电路：由电流互感器T4、二极管D12和电阻器R14组成；所述电阻器R14的另一端与二极管D12的正极相连接，二极管D12的负极与灯管电流互感器T4的次级绕组b的另一端相连接。

所述脉冲变压器T1：首先在环状铁氧体磁芯的一侧绕制初级绕组匝数的1/2，然后在环状铁氧体磁芯的对面的另一侧绕制初级绕组匝数剩余的1/2，两个次级绕组分别对称绕制在初级绕组两侧的环状铁氧体磁芯上。

所述自变感抗电感器：在一对E型磁芯中的其中一个或者两个磁芯的中间芯柱的端面上，横向垂直划分成较窄区域L段和较宽区域M段，保留L段区域不打磨，在L区域和M区域的交界处开始按一定斜率打磨，最大打磨深度为H；由于磁芯规格、导磁率和输出功率大小不同，可由实践经验来确定中间芯柱的L段区域与M段区域的宽度、打磨深度H和芯柱上所绕线圈的匝数。

附图说明

附图1：本发明的整体电路连接关系和工作顺序方框图。

附图2：现有技术；磁饱桥式逆变器电子镇流器电路原理图。

附图3：本发明和实施例电路原理图。

附图4：现有技术；脉冲变压器初级和次级绕组的A、B两种绕制方法。

附图5：本发明；紧密耦合脉冲变压器T1初级绕组和次级绕组的绕制方法。

附图6：现有技术；图6A和图6B分别为电感器L的E型磁芯中间芯柱两种气隙产生方法。

附图7：本发明；图7A为自变感抗电感器L的E型磁芯中心磁柱端面的打磨方法，图7B为E型磁芯组装图。

附图8：实施例2；具有灯管灯丝预热和灯管起辉限流功能的节能灯和荧光灯电子镇流器电路原理图。

附图9：实施例3；桥式逆变器直流稳压电源。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明的电路结构及工作原理做简单说明：

如附图1和附图3所示：本发明“一种亮度可调电子镇流器”由整流滤波电路、桥式逆变器电路、脉冲宽度调节电路、灯管起辉限流电路、亮度调节电路、启动自锁电路、灯丝预热和温度补偿电路、灯丝电流检测电路、灯管电流检测电路、延时触发控制电路和启动触发电路所组成；所述整流滤波电路、启动触发电路和桥式逆变器电路均为现有技术，其工作原理不在赘述。

现在结合附图1、附图3和实施例对本发明的各个电路部分的工作原理作进一步详细说明。

脉冲宽度调节电路：由三极管BG3～BG4、电阻器R5～R7和电容器C6组成；当桥式逆变器的三极管BG1刚导通时，脉冲变压器T1的次级绕组b的首端感应为正电，脉冲变压器T1的初级绕组a的尾端感应为负电，因为脉冲T1的次级绕组a首端和次级绕组b尾端相连接、相对于逆变器电路节点D和逆变器电路节点F得到了相对较高的脉冲电压，电路节点D为正电，电路节点F为负电；这时三极管BG4基极电压和发射极约等于0伏，所以三极管BG4截止；由于三极管BG4截止电阻器R6、R5没有电流通过，使三极管BG3的基极与发射极电压也等于0伏，所以三极管BG3也截止，这时脉冲调宽电路对于桥式逆变器电路的三极管BG1的导通无任何影响；每次在三极管BG1导通时：同时节点D的正电压经电阻R8和可变电阻RV给三极管BG4的基极和电容器C6充电，随着时间的增长，电容器C6两端的电压会逐渐升高，当电压升高到0.6伏左右时，三极管BG4导通；三极管BG4导通后通过电阻器R6把节点F的负电加在三极管BG3的基极上，因三极管BG3是PNP型三极管，属于正向基极电流而导通，三极管BG3导通后其发射极与集电极之间的电压约等于0伏，也就是使三极管BG1的基极与发射极电压约等于0伏，会使三极管BG1提前截止；桥式逆变器电路输出功率就会减少，适当控制电容器C6的充电电流大小就可以控制桥式逆变器电路输出功率的小大。

亮度调节电路：由电阻器R8、电容器C7和变阻器RV组成，改变变阻器RV的阻值大小，就可以改变脉冲宽度调节电路中的电容器C6的充电电流大小，同时通过三极管BG4和三极管BG3控制桥式逆变器电路中的三极管BG1导通时间的长短，也改变了桥式逆变器电路输出功率的大小，同样也就改变了桥式逆变器电路的负载灯管DG的亮度；电阻器R8起限制最低亮度作用，电容器C7是防止亮度控制电路在低亮度起始阶段产生亮度控制产生跳跃感，起平滑亮度调节作用。

灯管起辉限流电路：由二极管D9、电阻器R9～R10和电解电容器C8组成，当桥式逆变器启动前电容器C9两端的电压约等于0伏；当桥式逆变器启动后，在三极管BG1导通时，桥式逆变器电路中节点D为正电压，桥式逆变器电路中节点F为负电压，节点D的正电压就会经过二极管D9、电阻器R10、电容器C6和三极管BG4的基极给电解电容器C8充电，由于电解电容器C8容量取值比较大，电阻器R10阻值取值比较小，所以电解电容器C8的充电电流较大，又由于电容器C6的容量取值比较小，所以电容器C6的充电速度较快，立刻达到三极管BG4基极的导通电压0.6伏，使三极管BG4和三极管BG3导通，同时三极管BG1截止；三极管BG1刚导通就截止使桥式逆变器的输出功率很小，所述灯管DG的驱动电流也很小，当桥式逆变器电路三极管BG1再次导通时，电解电容器C8和电容器C6再次重复上述充电过程，随着时间的增加，电解电容器两端电压逐渐升高，对电容器C6的充电电流逐渐减少，使三极管BG4和三极管BG3导通时间向后逐渐延迟，同时三极管BG1导通时间逐渐增加；使桥式逆变器的输出功率逐渐增加，灯管DG的亮度同时逐渐的增加；当电解电容器C8两端的电压接近逆变器电路节点D和逆变器电路节点F之间的最大电压时，电解电容器C8不会再产生充电电流，整个限流过程结束，此时灯管DG的亮度由亮度调节电路的可变电阻器RV的阻值所决定；电路中二极管D9防止电解电容器C8反相放电作用，电阻器R9是在关灯后给电解电容器C8起放电作用，为了防止电阻器R9影响电解电容器C8和亮度调节电路的正常工作，电阻器R9阻值选择比较大，会使关灯后对电解电容器C8放电时间稍长一些，大约十秒钟左右，在这段时间内如果重新点亮灯管，虽然灯管起辉限流电路不能充分发挥其全部灯管起辉限流功能的作用，但是由于灯管和灯丝温度还没完全冷却，所以对灯管的使用寿命并无太大的影响。

启动自锁电路和灯丝检测电路1：由三极管BG11、电阻器R25～R27、电解电容器C11、电容器C12、二极管D16、二极管D11和电流互感器T2组成；所述整流滤波电路当电源接通时：整流滤波电路的节点A的正电压迅速升高，同时正电流经电解电容器C11、电阻器R27加在三极管BG11的基极上使三极管BG11立刻导通，使电路节点G的电压同时升高，灯丝预热和温度补偿电路立即开始工作，同时经变压器T5的次级绕组c、b分别向灯管GD两端的灯丝供电；当灯管DG存在并且灯丝回路接触良好时，电流互感器T2的次级绕组b就会感应出高频电压经二极管D11整流、电容器C12滤波后经电阻器R26加在三极管BG11的基极上，此时既使电解电容器C11两端电量充满后不在有电流经电阻器R27加在BG11三极管的基极上，仍能使三极管BG11维持导通状态即自锁状态，始终给灯丝预热和温度补偿电路供电；当灯管DG不存在、灯丝回路接触不良时或者灯丝预热和温度补偿电路有故障时，电流互感器T2的次级绕组b不会有高频电压输出，当电解电容器C11两端电量充满后，三极管BG11因无基极电流就会截止，灯丝预热和温度补偿电路和桥式逆变器电路不会工作，灯管DG不会因低亮度时灯丝温度过低而损坏，也不会产生无灯管时电能浪费现象；当关灯时，整流滤波电路的正电节点A和负电节点B的两端电压会迅速下降接近于0伏，同时电解电容器C11所充的正电会经桥式逆变器电路和二极管D16放电，使电解电容C11两端电压也接近0伏，已备下次开灯使用。

灯管电流检测电路、灯丝预热和温度补偿电路：由三极管BG6～BG10、电阻器R14～R24、电容器C13～C17二极管D12～D15、电流互感器T4和灯丝变压器T5组成；所述三极管BG9～BG10于二极管D14～D15、电容器C15～C17、电阻器R23～R24和灯丝变压器组成桥式逆变式电子变压器为现有技术，其工作原理不再赘述；所述三极管BG7～BG8、电阻器R19～R22和电容器C14、C16组成脉冲宽度调节电路，其工作原理与前面所述脉冲宽度调节电路工作原理相同，在此也不再赘述；所述三极管BG6与二极管D13、电阻器R15～18电容器C13组成取样、比较和调节电路；所述二极管D13负极接灯丝变压器T5初级绕组a的第3脚、经二极管D13的正极整流输出的负电压，经电阻器R14加在电阻器R16、R17和电容器C13的连接点上，再经电阻器R17加在电阻器R18和三极管BG6的基极上，适当改变电阻器R15～R18的阻值，可改变三极管BG6的基极电流的大小，同时改变三极管BG6的发射极和集电极的电流大小，通过所述脉冲宽度调节电路和桥式逆变器电路，也同时改变了所述灯丝变压器T5的的次级绕组b和次级绕组c的输出电压的高低，起到了对灯管DG的灯丝供电稳压作用，所述电容器C13起滤波作用；所述二极管D12的负极接灯管电流互感器T4的次级绕组b的一端，经二极管D12的正极整流输出的负电压经电阻器R14与二极管D13正极整流输出的负电压经电阻器R14叠加在电阻器R16和R17的连接点上，通过电阻R17使三极管BG6的基极电流增加，再通过脉冲宽度调节电路和桥式逆变器电路使灯丝变压器T5的次级绕组输出的电压减小，也就是说灯管DG的电流越小灯丝变压器T5的次级绕组输出的电压越高(不超过灯丝的额定电压值)，灯管DG的电流越大灯丝变压器T5的次级绕组输出的电压越低(通过调节电阻R14的阻值，使其输出不低灯丝的额定电压值的1/3左右，这样有利于延长灯管灯丝的使用寿命)，起到了灯丝预热和温度补偿作用。

延时触发控制电路和灯丝电流检测2：由电阻器R11～R13、电解电容器C9、稳压二极管DW、三极管BG5和电流互感器T3组成；当电源接通后：整流滤波电路中节点A的正电流经电阻器R4和电阻器R11加在三极管BG5的基极上，使三极管BG5发射极和集电极导通，使向触发电容器C3两端的电压接近于0伏，防止触发电路工作，桥式逆变器电路不会工作；只有当启动自锁电路、灯丝预热和温度补偿电路和灯管DG回路都正常时：电流互感器T3的次级绕组b会感应出高频电压，经二极管D10整流后的负电经电阻器R12对电解电容器C9充电，当电解电容器C9的负极电压高于稳压二极管DW的稳压值时，电解电容器C9的负极电压会经过稳压二极管DW加在三极管BG5的基极上，使三极管BG5截止，三极管BG5截止后触发电路和桥式逆变器电路才会正常工作，有效的防止启动自锁电路、灯丝预热和温度补偿电路和灯管DG回路不正常时，使桥式逆变器电路工作产生电能的浪费，严重时会使灯管DG早衰和电容器C4损坏。

所述紧密耦合绕法脉冲变压器：现有技术的脉冲变压器的初级、次级绕组的绕制方法基本是附图4A和附图4B所示；附图4A和附图4B这两种绕法因初级绕组比较集中，使初级绕组和次级绕组耦合不够紧密，所以漏磁较大，不适用于本电子镇流器的脉冲宽度调节电路的使用要求；为了适应本电子镇流器的使用要求，保证大小功率输出时桥式逆变器都能正常工作，本脉冲变压器的初级绕组和次级绕组采用了漏磁比较小的耦合比较紧密的初级分组和次级对称绕法，见附图5所示；首先在环状铁氧体磁芯的一侧绕制初级绕组匝数的1/2，然后在环状铁氧体磁芯的对面的另一侧绕制初级绕组匝数剩余的1/2，两个次级绕组分别对称绕制在初级绕组两侧的环状铁氧体磁芯上；其中附图4和附图5中的绕组a为初级绕组，b、c绕组为次级绕组，d为环状铁氧体磁芯。

所述自变感抗电感器：现有技术的电子镇流器的电感器，一般是在一对E字型磁芯的两边垫一层绝缘物、或者把一对严密组合的E字磁芯中间芯柱平行磨去一定厚度产生气隙，以防止电感器在工作时磁芯产生磁饱现象，见附图6中A、B所示；由于本调光电子镇流器输出功率变化可达10倍左右，为了能使最大亮度和最小亮度都能正常的点亮荧光灯管，要求电感器L的电感量在灯管亮度最大时有较小的电感量，以便能流过较大的高频电流；灯管亮度最小时要求电感器L有较大的电感量，以便使电感器L和电容器C4谐振出足够高的高频电压来稳定灯管DG的最低亮度；这样就需要电感器L的电感量能在较大的范围内连续自动的变化；附图6中A、B所述的方法制作的电感器的感抗都是固定的，所以不适合在本可调光荧光灯电子镇流器的电路中使用；所以发明了对E形磁芯中心芯柱的新的磨法，见附图7A所示；在一对E型磁芯中的其中一个磁芯的中间芯柱的端面上，横向垂直划分成两个区域，较窄区域L段和较宽区域M段，保留L段区域不打磨，在L区域和M区域的交界处开始按一定斜率打磨，最大打磨深度为H；由于磁芯规格、导磁率和输出功率大小不同，可由实践经验来确定中间芯柱的L段区域、M段区域的宽度和打磨深度H；其工作原理：把一对E型磁芯组装在一起，见附图7B所示，让磁芯中间严密组合不留任何气隙，其中一个E型的中心芯柱按所述方法打磨过，另一个E型磁芯中间芯柱可以不打磨，在中间芯柱的骨架上绕上线圈；当输出功率较小时，由于线圈产生的磁通量较小，E型磁芯中间芯柱L段区域的接触面积足够磁力线通过，这时电感量较大；随着输出功率的增加，线圈所产生的磁通量也会增加，会使E型磁芯中间芯柱L段区域的接触面产生磁饱层，使线圈的电感量下降；输出功率继续增加，线圈所产生的磁通量也会继续增加，使E型磁芯中间芯柱L段区域的接触面产生的磁饱层增厚并扩展到M段区域，使线圈的电感量进一步下降；当输出功率最大时，E型磁芯中间芯柱L段区域和M段区域产生的磁饱层的厚度不应超过打磨厚度H，以免产生真正的磁饱现象；适当选择E型磁芯中间芯柱的L、M的宽度和H的深度，以及线圈的匝数既可满足本亮度可调电子镇流器的使用要求。

所述脉冲调宽电路、亮度调节电路和灯管起辉电路也可以连接在桥式逆变器的下桥路三极管BG2的基极回路中使用，也可以同时连接在桥式逆变器的上桥路三极管BG1的基极回路和下桥路三极管BG2的基极回路同时使用。

所述桥式逆变器可为自激、它激的半桥式或全桥式逆变器的各种电子产品。

所述桥式逆变器的功率管可为双极型晶体三极管、场效应晶体三极管(MOSFET)和绝缘栅双极型晶体三极管(IGBT)的产品。

所述三极管BG4为双极型晶体三极管，也可用可控硅(SCR)/晶闸管代替。

所述亮度调节可变电阻器RV，可用分线开关和与分线开关触点相对应的不同阻值的固定电阻、多个继电器与多个继电器相对应的不同阻值的固定电阻和光电耦合器IC的接收端晶体管代替。

所述脉冲宽度调节电路、亮度调节电路、灯管起辉限流电路、启动自锁电路、灯丝预热和温度补偿电路、灯丝电流检测电路、灯管电流检测电路和延时触发控制电路可为分立元件电路，也可为厚膜电路或集成电路。

所述一种亮度可调电子镇流器(附图3所示)可用分立元件做在一块电路板上；也可把全部电路或者局部电路做成厚膜电路和集成电路，会使本发明的电子镇流器的体积明显减小，性能更可靠。

具体实施例

实施例1：所述附图3也是实施例实际电路原理图；按附图3的电路原理图的电子元件连接关系和适当选择每一个电子元件的电性能参数，既可生产出不同功率具有亮度可调功能、灯管起辉限流功能，灯丝温度补偿和多种保护功能的电子镇流器。

在实际实施中：根据不同用途和性能的要求，对本发明附图1、附图3所示电路中所述各种功能电路进行适当的删减，可以生产出不同用途和不同系列的电子产品。

实施例2：具有灯丝预热和灯管起辉限流功能的节能灯和荧光灯电子镇流器，具体的电路工作原理图见附图8所示；其连接关系和工作原理与所述的脉冲调宽电路和灯管起辉限流电路完全相同；电容器C4是串联谐振电容器，启动时对灯管灯丝预热作用，在现有技术的电子镇流器中，由于启动过程太快，电容器C4所起的灯管灯丝预热作用很小，对灯管灯丝的寿命严重缩短，但是在本电子镇流器的灯管起辉限流功能的作用下，电容器C4具有非常显著的灯管灯丝预热功能；改变电容器C4的容量的大小，就可以改变灯管灯丝预热电流的大小，适当的选择电容器C4的容量和灯管起辉限流时间的长短，能使被其点亮的灯管的使用寿命相对延长3～5倍以上。

实施例3：桥式逆变器式直流稳压电源见附图9所示；桥式逆变器较单端式逆变器有较大的优势，可以输出较大的功率和电流，对输出功率管的耐压要求较低，转换效率较高；现有技术中的桥式逆变器用于稳压输出电路的缺点是：必需使用成本相对较高和相对复杂的集成电路来控制，而本桥式逆变器式直流稳压电源的电路相对简单，成本相对也较低，具有良好的推广和使用前景；所述附图9中在桥式逆变器电路增加了脉冲调宽电路，其中所述可变电阻器RV由光电耦合器IC里的接收端光敏三极管所代替，其它均为现有技术，其工作原理不再赘述。

Claims (8)

1.一种亮度可调电子镇流器：一种基于桥式逆变器电路结构的电子镇流器的基础上，增加了多种功能电路，包括：脉冲宽度调节电路、亮度调节电路、灯管起辉限流电路、启动自锁电路、灯丝预热和温度补偿电路、灯丝电流检测电路1～2、灯管电流检测电路和延时触发控制电路，分别连接在桥式逆变器电路中的节点A、B、C、D、E、F之间，其特征在于：包括由晶体三极管、晶体二极管、晶体稳压二极管、电阻器、可变电阻器、电容器、电解电容器、变压器、紧密耦合脉冲变压器和自变感抗电感器所组成。

所述脉冲宽度调节电路：由三极管BG3～BG4、电阻器R5～R7和电容器C6组成；所述电阻器R5的一端和三极管BG3的发射极与桥式逆变器电路节点C相连接，电阻器R5的另一端和三极管BG3的基极与电阻器R6的一端相连接，电阻器R6的另一端与三极管BG4的集电极相连接，三极管BG4的基极与电容C6的一端和电阻器R7的一端相连接，三极管BG4的发射极与电容器C6的另一端和电阻器R7的另一端相连接于桥式逆变器电路中的节点F。

所述亮度调节电路：由电阻器R8、电容器C7和可变阻器RV组成；所述电阻器R8的一端与桥式逆变器电路节点D相连接，电阻器R8的另一端与电容器C7的一端和可变阻器RV的一端相连接，可变阻器RV的另一端与三极管BG4的基极电路相连接，所述电容器C7的另一端与桥式逆变器电路节点F相连接。

所述灯管起辉限流电路：由二极管D9、电解电容器C8和电阻器R9～R10组成；所述二极管D9的正极与桥式逆变器电路节点D相连接，二极管D9的负极与电解电容器C8的正极和电阻器R9的一端相连接；所述电解电容器C8的负极与电阻器R9另一端和电阻器R10的一端相连接，电阻器R10的另一端与三极管BG4的基极电路相连接。

所述启动自锁电路：由电解电容器C11、电容器C12、三极管BG11、电阻器R25～R27和二极管D11、D16所组成；所述电解电容器C11的正极和三极管BG11的集电极与整流滤波电路的节点A正电相连接，电解电容器C11的负极与电阻器R27的一端和二极管D16的负极相连接，二极管D16的正极与整流滤波电路的负电输出节点B相接；所述电阻器R27的另一端与三极管BG11的基极、电阻器R25的一端和电阻器R26的一端相连接，电阻器R26的另一端与电容器C12的一端和二极管D11的负极相连接，二极管D11的正极与电流互感器T2的次级绕组b的一端相连接；所述电容器C12的另一端与电流互感器T2的次级绕组b的另一端、电阻器R25的另一端和三极管BG11的发射极相连接于节点G。

所述灯丝预热和温度补偿电路：由三极管BG6～BG10、电阻器R14～R24、电容器C13～C17、二极管D13～D15、灯丝电流互感器T2、灯管电流互感器T4和“灯管灯丝供电变压器”(注：以下简称为“灯丝变压器”)T5组成；所述电阻器R16的一端与灯丝变压器T5的初级绕组a的第1脚、灯管电流互感器T4的次级绕组b的一端、电容器C13的一端电阻器R18的一端、三极管BG6的发射极和电容器C17的一端相连接；所述电阻器R16的另一端与电容器C13的另一端、电阻器R17的一端、电阻器R15的一端和电阻器R14的一端相连接；所述电阻器R17的另一端与电阻器R18的另一端和三极管BG6的基极相连接；所述电阻器R15的另一端与二极管D13的正极相连接，二极管D13的负极与灯丝变压器T5的初级绕组a的第3脚、电容器C14的一端、电阻器R20的一端、电容器C16的一端和三极管BG8的发射极相连接；所述电容器C14的另一端与电阻器R19的一端和三极管BG6的集电极相连接；所述电阻器R19的另一端与电阻器R20的另一端、电容器C16的另一端和三极管BG8的基极相连接，三极管BG8的集电极与电阻器R21的一端相连接，电阻器R21的另一端与三极管BG7的基极和电阻器R22的一端相连接；所述电容器C17的另一端与三极管BG7的发射极、电阻器R22的另一端、电阻器R23的一端、二极管D15的负极和三极管BG9的基极相连接；所述电阻器R23的另一端与三极管BG9的集电极相连接于电路节点G，所述三极管BG9的发射极与二极管D15的正极、三极管BG7的集电极、灯丝变压器的初级绕组a的第2脚、电阻器R24的一端和三极管BG10的集电极相连接于电路节点H，三极管BG10的基极与电阻器R24的另一端、二极管D14的负极和电容器C15的一端相连接，电容器C15的另一端与灯丝变压器T5的次级绕组b尾端相连接；所述三极管BG10的发射极与二极管D14的正极、灯丝变压器T5的次级绕组b的头端和整流滤波电路的负电节点B相连接；所述灯丝变压器T5的次级绕组c的一端与灯丝电流互感器T2的初级绕组a的一端相连接，灯丝电流互感器T2的初级绕组a的另一端与灯管DG的一端灯丝的一端相连接，灯管DG的一端灯丝的另一端与电容器C4的一端、电容器C5的一端和灯丝变压器T5的次级绕组c的另一端相连接；所述灯丝变压器次级绕组d的一端与灯丝电流互感器T3的初级绕组a的一端相连接，灯丝电流互感器T3的初级绕组a的另一端与灯管DG的另一端的灯丝的一端相连接，灯管DG的另一端的灯丝的另一端与电容器C4的另一端、灯管电流互感器T4的次级绕组a的一端和灯丝变压器T5的次级绕组d的另一端相连接。

所述灯丝电流检测电路1：由电流互感器T2、二极管D11和电容器C12组成；所述二极管D11的正极与电流互感器T2的次级绕组b的另一端连接。

所述灯丝电流检测电路2：由电流互感器T3和二极管D10组成；所述电流互感器T3的次级绕组b的一端与整流滤波电路负电节点B相连接，电流互感器T3的次级绕组b的另一端与二极管D10的负极相连接。

所述灯管电流检测电路：由电流互感器T4、二极管D12和电阻器R14组成；所述电阻器R14的另一端与二极管D12的正极相连接，二极管D12的负极与灯管电流互感器T4的次级绕组b的另一端相连接。

所述延时触发控制电路：由电阻器R11～R13、电解电容器C9、稳压二极管DW和三极管BG5组成；所述电阻器R12一端与二极管D10的正极相连接，电阻器R12的另一端与电阻器R13、电解电容器C9的负极和稳压管DW的正极相连接；所述电解电容器C9的正极和三极管BG5的发射极与整流滤波电路负电节点B相连接；所述稳压管DW的负极与三极管BG5的基极和电阻器R11的一端相连接，电阻器R11的另一端与桥式逆变器电路中的节点E相连接。

所述脉冲变压器T1：首先在环状铁氧体磁芯的一侧绕制初级绕组匝数的1/2，然后在环状铁氧体磁芯的对面的另一侧0绕制初级绕组匝数剩余的1/2，两个次级绕组分别对称绕制在初级绕组两侧的环状铁氧体磁芯上。

所述自变感抗电感器：在一对E型磁芯中的其中一个或者两个磁芯的中间芯柱的端面上，横向垂直划分成较窄区域L段和较宽区域M段，保留L段区域不打磨，在L区域和M区域的交界处开始按一定斜率打磨，最大打磨深度为H；由于磁芯规格、导磁率和输出功率大小不同，可由实践经验来确定中间芯柱的L段区域与M段区域的宽度、打磨深度H和芯柱上所绕线圈的匝数。

2.按照权利要求1所述一种亮度可调电子镇流器，其特征在于；所述桥式逆变器为自激、它激的半桥式逆变器或全桥式逆变器。

3.按照权利要求1所述一种亮度可调电子镇流器，其特征在于；所述桥式逆变器的功率管可为双极型三极管、场效应三极管(MOSFET)和绝缘栅双极型三极管(IGBT)的产品。

4.按照权利要求1所述一种亮度可调电子镇流器，其特征在于；所述三极管BG4为双极型晶体三极管，也可用小功率可控硅(SCR)/晶闸管代替。

5.按照权利要求1所述一种亮度可调电子镇流器，其特征在于；所述亮度调节可变电阻器RV，可用分线开关和与分线开关触点相对应的多个不同阻值的固定电阻、多个继电器与多个继电器相对应的多个不同阻值的固定电阻和光电耦合器IC的接收端晶体管代替。

6.按照权利要求1所述一种亮度可调电子镇流器，其特征在于：所述脉冲宽度调节电路、亮度调节电路和灯管起辉限流电路，也可以连接在桥式逆变器下桥回路功率管BG2的基极电路和发射极电路之间。

7.按照权利要求1所述一种亮度可调电子镇流器，其特征在于；所述脉冲宽度调节电路、亮度调节电路、灯管起辉限流电路、启动自锁电路、灯丝温度补偿电路、灯丝电流检测电路、灯管电流检测电路和延时触发控制电路可为分立元件电路、厚膜电路或集成电路。

8.按照权利要求1所述一种亮度可调电子镇流器，其特征在于；根据不同用途和性能的要求，对所述各种功能电路进行适当的删减，可以生产出不同用途和不同系列的电子产品。

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