CN103079325B - 一种高效率电子镇流器电路装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高效率电子镇流器电路装置，包括有顺次连接的滤波整流电路、功率因数校正电路、半桥振荡电路、限流电路、效率拓扑电路以及保护电路，本发明的目的是通过滤波整流电路、功率因数校正电路、半桥振荡电路、以及限流电路后提供给荧光灯负载进行点灯及运行的工作电流，然后通过保护电路进行荧光灯负载电流异常保护，通过效率拓扑电路将无用功效转换为有用功效，反馈到限流电路上，从而提高电路的输出效率，其性价比好，便于推广应用。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种荧光灯电子镇流器驱动电路，特别是指一种高效率电子镇流器电路装置。
[背景技术]
众所周知，荧光灯电子镇流器驱动电路是把交流电源整流滤波后转换高频电压电流以驱动荧光灯，通常情况下，电子镇流器驱动电路包括工频交流即市电、直流、高频交流等。而驱动电路的输出效率则大多数为80℅以下，特别是高功率因数的就更低一般为75℅-75℅.
在具体实践的过程中荧光灯电子镇流器驱动电路的输出效率非常重要，因为较低的输出效率是对能源的一种浪费。要想得到更高的亮度就不得不提高供电功率不但是对能源的浪费同时也增加了制造成本。
目前市场上所流通的荧光灯电子镇流器驱动电路由于受成本以及驱动电路部分设计的限制其输出效率都比较低。具体原因一方面是线路的设计受到技术条件的限制，另外一方面是材料成本的限制，因此目前的荧光灯电子镇流器驱动电路还不能达到更高的输出效率。
因此，有必要解决如上问题。
[发明内容]
本发明克服了上述技术的不足，提供了一种高效率电子镇流器电路装置，其整体电路简单工作安全可靠，生产成本低。
为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：
一种高效率电子镇流器电路装置，包括有顺次连接的滤波整流电路1、功率因数校正电路2、半桥振荡电路3、以及限流电路4，所述限流电路4输出端接有荧光灯负载，所述功率因数校正电路2反馈信号输入端与限流电路4一输出端连接，所述电路装置还包括有用于将无用功转为有用功来提高电流输出效率的效率拓扑电路5以及用于荧光灯负载电流异常保护的保护电路6，所述效率拓扑电路5反馈信号输入端与荧光灯负载连接，效率拓扑电路5反馈电流输出端与限流电路4反馈电流输入端连接，所述保护电路6反馈信号输入端与限流电路4一输出端连接，保护电路6反馈信号输出端与半桥振荡电路3反馈信号输入端连接。
所述滤波整流电路1包括有电容C1、电感L1、以及由二极管D1～D4构成的整流桥，所述电容C1一端与二极管D4正极、二极管D3负极、交流电一输入端连接，电容C1另一端与与电感L1一端、交流电另一输入端连接，电感L1另一端与二极管D2正极、二极管D1负极连接，所述二极管D2负极与二极管D4负极相连接后作为滤波整流电路1正极输出端与功率因数校正电路2正极输入端连接，所述二极管D1正极与二极管D3正极相连接后作为滤波整流电路1负极输出端与功率因数校正电路2负极端连接。
所述功率因数校正电路2包括有电解电容EC1、电解电容EC2、二极管D5～D9、电容C2、以及用于高频反馈输入的电容C5，所述二极管D5正极作为功率因数校正电路2正极输入端与滤波整流电路1正极输出端连接，二极管D5负极与电解电容EC1正极、二极管D7负极、电容C2一端相连接后作为功率因数校正电路2正极输出端与半桥振荡电路3正极输入端连接，所述二极管D7正极与二极管D9负极、电解电容EC2正极相连接，二极管D9正极与二极管D8负极相连接，二极管D8正极与电解电容EC1负极、二极管D6负极相连接，所述二极管D6正极与电解电容EC2负极、电容C2另一端相连接后作为功率因数校正电路2负极端与半桥振荡电路3负极端连接。
所述半桥振荡电路3包括有电阻R1～R6、电容C3～C4、二极管D10～D15、双向二极管DB3、三极管Q1～Q2、以及由电感线圈N1～N3构成的变压器，所述电阻R1一端与电容C4一端、电阻R2一端、二极管D14负极、三极管Q1集电极相连接作为半桥振荡电路3正极端与功率因数校正电路2正极输出端连接，电阻R1另一端与二极管D10正极、电容C3一端、双向二极管DB3一端相连接，二极管D10负极与电容C4另一端、电阻R2另一端、二极管D13负极、二极管D14正极、三极管Q2集电极、电阻R5一端、电阻R4一端、电感线圈N1同名端、N2异名端、N3异名端相连接，所述电感线圈N1异名端作为半桥振荡电路3一输出端与限流电路4一输入端，N2同名端通过电阻R3与三极管Q1基极连接，电阻R5另一端与三极管Q1发射极、二极管D11正极相连接，二极管D11负极与三极管Q1基极、二极管D15正极相连接，二极管D15负极作为半桥振荡电路3反馈信号输入端与限流电路4反馈信号输出端连接，所述电阻R4另一端与三极管Q2基极、二极管D12负极、双向二极管DB3另一端相连接，二极管D12正极与三极管Q2发射极、电阻R6一端连接，所述电容C3另一端与二极管D13正极、电阻R6另一端、N3同名端相连接作为半桥振荡电路3负极端。
所述限流电路4包括有电容C6～C7、以及电感L2，所述电容C6一端与半桥振荡电路3正极端连接，电容C6另一端与电容C7一端、效率拓扑电路5反馈电流输出端、以及荧光灯负载一端连接，电容C7另一端接半桥振荡电路3负极端，所述电感L2一端与半桥振荡电路3一输出端连接，电感L2另一端与荧光灯负载另一端连接。
所述效率拓扑电路5包括有效率主控单元51、电容C13、以及热敏电阻RP、二极管D19、二极管D20、电容C10，所述二极管D19、二极管D20分别对应连接在荧光灯负载的四个引脚上，所述电容C10一端与荧光灯负载一端、效率主控单元51一输入端、热敏电阻RP一端连接，热敏电阻RP另一端与电容C13一端连接，所述电容C13另一端与电容C10另一端、荧光灯负载另一端、效率主控单元51另一输入端连接，所述效率拓扑电路5反馈电流输出端与限流电路4反馈电流输入端连接。
所述保护电路6包括有电阻R7～R10、电容C8、电解电容C9、稳压管D16、二极管D17、以及可控硅Q3，所述R7一端与半桥振荡电路3正极端连接，R7另一端与反馈信号输入端、可控硅Q3阳极连接，所述可控硅Q3控制端与电阻R10一端、稳压管D16正极、电容C8一端连接，可控硅Q3阴极与电阻R10另一端、电容C8另一端、电解电容C9负极相、电阻R9一端相连接后接半桥振荡电路3负极端，所述稳压管D16负极与电解电容C9正极、电阻R9另一端、二极管D17负极相连接，二极管D17正极作为保护电路6反馈信号输出端与限流电路4反馈信号输入端连接。
本发明的有益效果是：
1、通过功率因数校正电路提高功率因数，减小线损。
2、本电路装置为在基本电子镇流器电路上增加效率拓扑电路，其可保原电路的特性，其使用广泛，可以适用于所有的节能灯如T8、T5、T4直管灯等荧光系列产品，实用性强，便于推广应用。
3、交流电通过滤波整流电路、功率因数校正电路、半桥振荡电路、以及限流电路后提供给荧光灯负载进行点灯及运行工作，然后通过保护电路进行荧光灯负载电流异常保护，通过效率拓扑电路将无用功效转换为有用功效，反馈到限流电路上，从而提高电路的输出效率，其性价比好。
[附图说明]
图1是本发明的结构原理图。
图2是本发明的电路图。
图3是市场上一款高功率因数的T5-18W直管灯的未加效率拓扑电路的UI2000电子镇流器综合测试仪的综合特性测试报告。
图4是本发明荧光灯负载型号为T5-18W的UI2000电子镇流器综合测试仪的综合特性测试报告。
[具体实施方式]
下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：
如图1所示，一种高效率电子镇流器电路装置，其特征在于包括有顺次连接的滤波整流电路1、功率因数校正电路2、半桥振荡电路3、以及限流电路4，所述限流电路4输出端接有荧光灯负载，所述功率因数校正电路2反馈信号输入端与限流电路4一输出端连接，所述电路装置还包括有用于将无用功转为有用功来提高电流输出效率的效率拓扑电路5以及用于荧光灯负载电流异常保护的保护电路6，所述效率拓扑电路5反馈信号输入端与荧光灯负载连接，效率拓扑电路5反馈电流输出端与限流电路4反馈电流输入端连接，所述保护电路6反馈信号输入端与限流电路4一输出端连接，保护电路6反馈信号输出端与半桥振荡电路3反馈信号输入端连接。
如图2所示，本发明所述滤波整流电路1包括有电容C1、电感L1、以及由二极管D1～D4构成的整流桥，所述电容C1一端与二极管D4正极、二极管D3负极、交流电一输入端连接，电容C1另一端与与电感L1一端、交流电另一输入端连接，电感L1另一端与二极管D2正极、二极管D1负极连接，所述二极管D2负极与二极管D4负极相连接后作为滤波整流电路1正极输出端与功率因数校正电路2正极输入端连接，所述二极管D1正极与二极管D3正极相连接后作为滤波整流电路1负极输出端与功率因数校正电路2负极端连接。
如图2所示，本发明所述功率因数校正电路2包括有电解电容EC1、电解电容EC2、二极管D5～D9、电容C2、以及用于高频反馈输入的电容C5，所述二极管D5正极作为功率因数校正电路2正极输入端与滤波整流电路1正极输出端连接，二极管D5负极与电解电容EC1正极、二极管D7负极、电容C2一端相连接后作为功率因数校正电路2正极输出端与半桥振荡电路3正极输入端连接，所述二极管D7正极与二极管D9负极、电解电容EC2正极相连接，二极管D9正极与二极管D8负极相连接，二极管D8正极与电解电容EC1负极、二极管D6负极相连接，所述二极管D6正极与电解电容EC2负极、电容C2另一端相连接后作为功率因数校正电路2负极端与半桥振荡电路3负极端连接。
如上所述，外部市电电路中的电流首先进入到滤波整流电路1中，由该滤波整流电路1对电流进行滤波整流，然后通过功率因数校正电路2提高功率因数，之后进入半桥振荡电路3。
如图2所示，本发明所述半桥振荡电路3包括有电阻R1～R6、电容C3～C4、二极管D10～D15、双向二极管DB3、三极管Q1～Q2、以及由电感线圈N1～N3构成的变压器，所述电阻R1一端与电容C4一端、电阻R2一端、二极管D14负极、三极管Q1集电极相连接作为半桥振荡电路3正极端与功率因数校正电路2正极输出端连接，电阻R1另一端与二极管D10正极、电容C3一端、双向二极管DB3一端相连接，二极管D10负极与电容C4另一端、电阻R2另一端、二极管D13负极、二极管D14正极、三极管Q2集电极、电阻R5一端、电阻R4一端、电感线圈N1同名端、N2异名端、N3异名端相连接，所述电感线圈N1异名端作为半桥振荡电路3一输出端与限流电路4一输入端，N2同名端通过电阻R3与三极管Q1基极连接，电阻R5另一端与三极管Q1发射极、二极管D11正极相连接，二极管D11负极与三极管Q1基极、二极管D15正极相连接，二极管D15负极作为半桥振荡电路3反馈信号输入端与限流电路4反馈信号输出端连接，所述电阻R4另一端与三极管Q2基极、二极管D12负极、双向二极管DB3另一端相连接，二极管D12正极与三极管Q2发射极、电阻R6一端连接，所述电容C3另一端与二极管D13正极、电阻R6另一端、N3同名端相连接作为半桥振荡电路3负极端。
如上所述，通过半桥振荡电路3进行频率转换，转换后的高频电流电压进入限流电路4。
如图2所示，本发明所述限流电路4包括有电容C6～C7、以及电感L2，所述电容C6一端与半桥振荡电路3正极端连接，电容C6另一端与电容C7一端、效率拓扑电路5反馈电流输出端、以及荧光灯负载一端连接，电容C7另一端接半桥振荡电路3负极端，所述电感L2一端与半桥振荡电路3一输出端连接，电感L2另一端与荧光灯负载另一端连接。
如上所述，通过限流电路4进行荧光灯负载的点亮工作。
如图2所示，本发明所述保护电路6包括有电阻R7～R10、电容C8、电解电容C9、稳压管D16、二极管D17、以及可控硅Q3，所述R7一端与半桥振荡电路3正极端连接，R7另一端与反馈信号输入端、可控硅Q3阳极连接，所述可控硅Q3控制端与电阻R10一端、稳压管D16正极、电容C8一端连接，可控硅Q3阴极与电阻R10另一端、电容C8另一端、电解电容C9负极相、电阻R9一端相连接后接半桥振荡电路3负极端，所述稳压管D16负极与电解电容C9正极、电阻R9另一端、二极管D17负极相连接，二极管D17正极作为保护电路6反馈信号输出端与限流电路4反馈信号输入端连接。
如上所述，通过保护电路6进行荧光灯负载电流异常保护。
如图2所示，本发明所述效率拓扑电路5包括有效率主控单元51、电容C13、以及热敏电阻RP、二极管D19、二极管D20、电容C10，所述二极管D19、二极管D20分别对应连接在荧光灯负载的四个引脚上，所述电容C10一端与荧光灯负载一端、效率主控单元51一输入端、热敏电阻RP一端连接，热敏电阻RP另一端与电容C13一端连接，所述电容C13另一端与电容C10另一端、荧光灯负载另一端、效率主控单元51另一输入端连接，所述效率拓扑电路5反馈电流输出端与限流电路4反馈电流输入端连接。
如上所述，在荧光灯负载不工作时，效率拓扑电路5没有得到电讯号也同时不工作，当灯处于工作状态时，效率拓扑电路5做延时后工作，目的是躲过荧光灯负载的启动时间，使其不影响灯的原启动性能。
如上所述，荧光灯负载的反馈电流进入效率拓扑电路5，通过效率主控单元51将容性无功电流前移，移至前面的感性工作点，由于感性和容性的相位差是180度即相互递减，此时的无用功已转为有用功，然后反馈到限流电路4上，从而提高电路的输出效率。本效率拓扑电路5完全保留了原有性能的不变，只是提高其转换效率。
如图3所示为市场上一款高功率因数的T5-18W直管灯的试测参数，输入功率P＝18.25W，输出功率Po＝11.7W，输出效率为64℅，其温度在25℃、湿度在75％的综合特性测试报告，如图4为增加了效率拓扑电路5的本发明在温度25℃、湿度75％下的综合特性测试报，其输入功效率P＝17.59W，输出功率Po＝15.2W，输出效率为86.4℅，经过此更改后的输出效率提高了22.4℅，具有显著的效果。
如上所述，本案保护的是一种高效率电子镇流器电路装置，交流电通过滤波整流电路1、功率因数校正电路2、半桥振荡电路3、以及限流电路4后提供给荧光灯负载进行点灯及运行工作，然后通过保护电路6进行荧光灯负载电流异常保护，通过效率拓扑电路5将无用功效转换为有用功效，反馈到限流电路4上，其提高了电路的输出效率。一切与本案结构相同或是本案具体实施方式电路的等同替换都应示为落入本案的保护范围内。
Claims (6)
1.一种高效率电子镇流器电路装置，其特征在于包括有顺次连接的滤波整流电路(1)、功率因数校正电路(2)、半桥振荡电路(3)、以及限流电路(4)，所述限流电路(4)输出端接有荧光灯负载，所述功率因数校正电路(2)反馈信号输入端与限流电路(4)一输出端连接，所述电路装置还包括有用于将无用功转为有用功来提高电流输出效率的效率拓扑电路(5)以及用于荧光灯负载电流异常保护的保护电路(6)，所述效率拓扑电路(5)反馈信号输入端与荧光灯负载连接，效率拓扑电路(5)反馈电流输出端与限流电路(4)反馈电流输入端连接，所述保护电路(6)反馈信号输入端与限流电路(4)一输出端连接，保护电路(6)反馈信号输出端与半桥振荡电路(3)反馈信号输入端连接，所述效率拓扑电路(5)包括有效率主控单元(51)、电容C13、以及热敏电阻RP、二极管D19、二极管D20、电容C10，所述二极管D19、二极管D20分别对应连接在荧光灯负载的四个引脚上，所述电容C10一端与荧光灯负载一端、效率主控单元(51)一输入端、热敏电阻RP一端连接，热敏电阻RP另一端与电容C13一端连接，所述电容C13另一端与电容C10另一端、荧光灯负载另一端、效率主控单元(51)另一输入端连接，所述效率拓扑电路(5)反馈电流输出端与限流电路(4)反馈电流输入端连接。
2.根据权利要求1所述的一种高效率电子镇流器电路装置，其特征在于所述滤波整流电路(1)包括有电容C1、电感L1、以及由二极管(D1～D4)构成的整流桥，所述电容C1一端与二极管D4正极、二极管D3负极、交流电一输入端连接，电容C1另一端与与电感L1一端、交流电另一输入端连接，电感L1另一端与二极管D2正极、二极管D1负极连接，所述二极管D2负极与二极管D4负极相连接后作为滤波整流电路(1)正极输出端与功率因数校正电路(2)正极输入端连接，所述二极管D1正极与二极管D3正极相连接后作为滤波整流电路(1)负极输出端与功率因数校正电路(2)负极端连接。
3.根据权利要求1所述的一种高效率电子镇流器电路装置，其特征在于所述功率因数校正电路(2)包括有电解电容EC1、电解电容EC2、二极管(D5～D9)、电容C2、以及用于高频反馈输入的电容C5，所述二极管D5正极作为功率因数校正电路(2)正极输入端与滤波整流电路(1)正极输出端连接，二极管D5负极与电解电容EC1正极、二极管D7负极、电容C2一端相连接后作为功率因数校正电路(2)正极输出端与半桥振荡电路(3)正极输入端连接，所述二极管D7正极与二极管D9负极、电解电容EC2正极相连接，二极管D9正极与二极管D8负极相连接，二极管D8正极与电解电容EC1负极、二极管D6负极相连接，所述二极管D6正极与电解电容EC2负极、电容C2另一端相连接后作为功率因数校正电路(2)负极端与半桥振荡电路(3)负极端连接。
4.根据权利要求1所述的一种高效率电子镇流器电路装置，其特征在于所述半桥振荡电路(3)包括有电阻(R1～R6)、电容(C3～C4)、二极管(D10～D15)、双向二极管DB3、三极管(Q1～Q2)、以及由电感线圈(N1～N3)构成的变压器，所述电阻R1一端与电容C4一端、电阻R2一端、二极管D14负极、三极管Q1集电极相连接作为半桥振荡电路(3)正极端与功率因数校正电路(2)正极输出端连接，电阻R1另一端与二极管D10正极、电容C3一端、双向二极管DB3一端相连接，二极管D10负极与电容C4另一端、电阻R2另一端、二极管D13负极、二极管D14正极、三极管Q2集电极、电阻R5一端、电阻R4一端、电感线圈N1同名端、N2异名端、N3异名端相连接，所述电感线圈N1异名端作为半桥振荡电路(3)一输出端与限流电路(4)一输入端，N2同名端通过电阻R3与三极管Q1基极连接，电阻R5另一端与三极管Q1发射极、二极管D11正极相连接，二极管D11负极与三极管Q1基极、二极管D15正极相连接，二极管D15负极作为半桥振荡电路(3)反馈信号输入端与限流电路(4)反馈信号输出端连接，所述电阻R4另一端与三极管Q2基极、二极管D12负极、双向二极管DB3另一端相连接，二极管D12正极与三极管Q2发射极、电阻R6一端连接，所述电容C3另一端与二极管D13正极、电阻R6另一端、N3同名端相连接作为半桥振荡电路(3)负极端。
5.根据权利要求1所述的一种高效率电子镇流器电路装置，其特征在于所述限流电路(4)包括有电容(C6～C7)、以及电感L2，所述电容C6一端与半桥振荡电路(3)正极端连接，电容C6另一端与电容C7一端、效率拓扑电路(5)反馈电流输出端、以及荧光灯负载一端连接，电容C7另一端接半桥振荡电路(3)负极端，所述电感L2一端与半桥振荡电路(3)一输出端连接，电感L2另一端与荧光灯负载另一端连接。
6.根据权利要求1所述的一种高效率电子镇流器电路装置，其特征在于所述保护电路(6)包括有电阻(R7～R10)、电容C8、电解电容C9、稳压管D16、二极管D17、以及可控硅Q3，所述R7一端与半桥振荡电路(3)正极端连接，R7另一端与反馈信号输入端、可控硅Q3阳极连接，所述可控硅Q3控制端与电阻R10一端、稳压管D16正极、电容C8一端连接，可控硅Q3阴极与电阻R10另一端、电容C8另一端、电解电容C9负极相、电阻R9一端相连接后接半桥振荡电路(3)负极端，所述稳压管D16负极与电解电容C9正极、电阻R9另一端、二极管D17负极相连接，二极管D17正极作为保护电路(6)反馈信号输出端与限流电路(4)反馈信号输入端连接。
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