CN103140002B

CN103140002B - 一种可调光无极灯镇流器

Info

Publication number: CN103140002B
Application number: CN201310051237.8A
Authority: CN
Inventors: 郝纳新
Original assignee: BAODING AOPU ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: BAODING AOPU ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2013-02-16
Filing date: 2013-02-16
Publication date: 2015-07-15
Anticipated expiration: 2033-02-16
Also published as: CN103140002A

Abstract

本发明公开了一种调光无极灯镇流器，交流电源通过滤波整流电路和功率因数校正电路后连接震荡源电路的输入端，震荡源电路的高频信号输出端连接功率输出电路的输入端，震荡源电路的输出端连接功率输出电路的输入端，功率输出电路的输出端连接在无极灯上，功率输出电路的控制信号输入端连接在控制信号接收电路的输出端；控制信号接收电路的信号输入端连接照明控制系统的外部控制信号的输出端；功率输出电路的取样端通过电容C10连接异常保护电路的输入端，异常保护电路的输出端连接震荡源电路的信号输入端。使用本发明的无极灯，可随变功率的电源的功率的变换而达到自身光亮度的调节。

Description

一种可调光无极灯镇流器

技术领域

本发明涉及一种镇流器，特别涉及一种无极灯镇流器。

背景技术

无极灯是一种电磁感应和气体放电相结合的新型光源。有光效高、寿命长的特点。其镇流器电路一般由滤波整流电路、功率因数校正电路、震荡源电路、功率输出电路和异常状态保护电路构成。

无极灯广泛应用于工矿、道路照明以及隧道照明等。为满足节能的需求，如隧道照明或道路照明，在车流量大的时间段可以正常照明强度输出，在车流量小的时间段可以降低灯具的亮度，达到节能的目的。这不但需要有一节能控制系统，使提供给灯具的电源能够变功率供给，且需要灯具自身具有根据功率的供给而改变亮度的功能。现有的无极灯中没有能自身调节亮度的功能，不能达到上述节能的需求。

发明内容

本发明的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种可调光无极灯镇流器，使用该镇流器的无极灯，可随变功率的电源的功率的变换而达到自身光亮度的调节。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：一种调光无极灯镇流器，其包括滤波整流电路、功率因数校正电路、震荡源电路、功率输出电路、控制信号接收电路和异常状态保护电路；交流电源通过滤波整流电路和功率因数校正电路后连接震荡源电路的输入端，震荡源电路的高频信号输出端连接功率输出电路的输入端，震荡源电路的输出端连接功率输出电路的输入端，功率输出电路的输出端连接在无极灯上，功率输出电路的控制信号输入端连接在控制信号接收电路的输出端；控制信号接收电路的信号输入端连接照明控制系统的外部控制信号的输出端；功率输出电路的取样端通过电容C10连接异常保护电路的输入端，异常保护电路的输出端连接震荡源电路的信号输入端。

上述所述的功率输出电路包括场效应管Q1、Q2、芯片XM107、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R10、R11、电容C2、C3、C4、C7、C8、C9、电解电容C1、C5、C6、稳压管Z1、二极管D1、三极管Q3、Q4、电感线圈T1、T2和继电器J1；震荡源电路的两个输出端分别接入两个场效应管Q1和Q2的栅极，Q1的漏极接整流和功率因数校正后的直流电源，Q1的源极接Q2的漏极，同时连接继电器J1的a脚；继电器J1的b脚接地，继电器J1的c脚连接电感线圈T1与T2的连接处，继电器J1的d脚连接线圈T1的另一端；线圈T2的另一端通过电容C9与无极灯相连，并通过电容C8接地，并通过电容C7接继电器J1的e端，继电器J1的f端悬空；整流和功率因数校正后的直流电源通过电阻R2分压后，在A点形成直流电压；A点通过电解电容C6接地，并连接继电器J1线圈的g端，还通过电阻R3接入芯片XM107的1脚；芯片XM107的1脚还通过并联的电解电容C1、稳压管Z1、电容C2后接地，还通过电阻R4接入芯片XM107的3脚；芯片XM107的3脚再通过电容C3接地；芯片XM107的4脚通过电阻R5接地，其6脚接地，其2脚串联电阻R6后连接在三极管Q3的基极；三极管Q3的基极通过并联的电阻R10和电容C4后接地；三极管Q3的集电极串联电阻R7后连接在A点，三极管Q3的集电极还连接二极管D1的正极；二极管D1的负极连接三极管Q4的基极，并通过并联的电解电容C5和电阻R11后接地；三极管Q4的基极同时连接光电耦合器IC2的集电极；三极管Q4的集电极连接继电器J1线圈的h端；三极管Q3、Q4的发射极都接地。

上述所述的控制信号接收电路包括光电耦合器IC2、电阻R8、R9；光电耦合器IC2的发射极串联电阻R8后连接在A点，其阴极串联电阻R9后与光电耦合器的阳极形成信号输入端，该信号输入端连接照明控制系统的外部控制信号的输出端。

上述所述的异常保护电路是由晶闸管Q5、电解电容C21、稳压管Z3和二极管D6；取样电容C10的一端连接在线圈T2的另一端，另一端连接在二极管D6的正极；二极管D6的负极连接在晶闸管Q5的控制端，其还通过稳压管Z3接地，还通过电解电容C21接地；晶闸管Q5的负极接地，正极连接在场效应管Q1的栅极。

上述所述的功率输出电路中的电容C2为uF级电容。

上述所述的功率输出电路中的继电器J1的线圈g-h不通电时，继电器J1的连接情况是a-c、b-e；继电器J1的线圈g-h通电时，继电器J1的连接情况是a-d、b-f。

交流电源经滤波整流电路和功率因数校正电路后，给震荡源电路提供启动电压，给场效应管Q1与Q2提供高频驱动信号，使其交替导通，产生高频交流电压。电压通过继电器的控制，选择性的接入输出线圈T1与T2和谐振电容C8之后，连接到无极灯，使镇流器具备两种不同的输出功率。继电器J1可由内部定时芯片XM107控制改变其工作状态，也可通过控制信号接收电路接收的外部控制信号改变其工作状态，外部控制信号一旦输入，继电器J1不再受定时芯片XM107控制。

本发明采用特殊的功率输出电路，通过改变影响镇流器输出功率的元件的连接方式，达到改变镇流器输出功率、调节无极灯光照强度的目的。这种无极灯镇流器可满足隧道等在灯开启一定时间后需要降低亮度以节能或需要在不同时间段使用需要不同光照强度的场合。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。

如图1所示，本实施例包括滤波整流电路、功率因数校正电路、震荡源电路、功率输出电路、控制信号接收电路和异常状态保护电路。滤波整流电路由共模电感L1、由电容C12、C13、电感L2组成的π型滤波电路、滤波电容C11和整流桥BR1组成。功率因数校正电路是由电解电容C16、电容C14、C15、二极管D2、D3、D4组成。震荡源电路是由芯片IR2156、电阻R12、 R13、 R14和R15、电容C17、C18和 C19、电解电容C20、二极管D5、整流二极管Z2组成。功率输出电路包括场效应管Q1、Q2、芯片XM107、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R10、R11、电容C2、C3、C4、C7、C8、C9、电解电容C1、C5、C6、稳压管Z1、二极管D1、三极管Q3、Q4、电感线圈T1、T2和继电器J1；震荡源电路的两个输出端分别接入两个场效应管Q1和Q2的栅极，Q1的漏极接整流和功率因数校正后的直流电源，Q1的源极接Q2的漏极，同时连接继电器J1的a脚；继电器J1的b脚接地，继电器J1的c脚连接电感线圈T1与T2的连接处，继电器J1的d脚连接线圈T1的另一端；线圈T2的另一端通过电容C9与无极灯相连，并通过电容C8接地，并通过电容C7接继电器J1的e端，继电器J1的f端悬空；整流和功率因数校正后的直流电源通过电阻R2分压后，在A点形成直流电压；A点通过电解电容C6接地，并连接继电器J1线圈的g端，还通过电阻R3接入芯片XM107的1脚；芯片XM107的1脚还通过并联的电解电容C1、稳压管Z1、电容C2后接地，还通过电阻R4接入芯片XM107的3脚；芯片XM107的3脚再通过电容C3接地；芯片XM107的4脚通过电阻R5接地，其6脚接地，其2脚串联电阻R6后连接在三极管Q3的基极；三极管Q3的基极通过并联的电阻R10和电容C4后接地；三极管Q3的集电极串联电阻R7后连接在A点，三极管Q3的集电极还连接二极管D1的正极；二极管D1的负极连接三极管Q4的基极，并通过并联的电解电容C5和电阻R11后接地；三极管Q4的基极同时连接光电耦合器IC2的集电极；三极管Q4的集电极连接继电器J1线圈的h端；三极管Q3、Q4的发射极都接地。电容C3为uF级电容。继电器J1的线圈g-h不通电时，继电器J1的连接情况是a-c、b-e；继电器J1的线圈g-h通电时，继电器J1的连接情况是a-d、b-f。控制信号接收电路包括光电耦合器IC2、电阻R8、R9；光电耦合器IC2的发射极串联电阻R8后连接在A点，其阴极串联电阻R9后与光电耦合器的阳极形成信号输入端，该信号输入端连接照明控制系统的外部控制信号的输出端。异常保护电路是由晶闸管Q5、电解电容C21、稳压管Z3和二极管D6；取样电容C10的一端连接在线圈T2的另一端，另一端连接在二极管D6的正极；二极管D6的负极连接在晶闸管Q5的控制端，其还通过稳压管Z3接地，还通过电解电容C21接地；晶闸管Q5的负极接地，正极连接在场效应管Q1的栅极。

工频交流电源经过滤波整流电路和功率因数校正电路后变为稳定的直流电压加于场效应管Q1、Q2的两端，并通过电阻R1为震荡源电路提供启动电压，震荡源电路产生高频交流信号控制场效应管Q1、Q2，使其交替导通，形成的交流电压通入继电器J1的a端。如图1所示，当继电器J1的控制线圈g-h中没有电流通过时，继电器的连接情况是a-c、b-e，此时接入电路的谐振电感为T2，谐振电容为C7与C8并联，即C7与C8电容之和，此时镇流器输出功率为B1。

另一方面通过电阻R2，在A点形成约15V的直流电压，该直流电压再通过电阻R3，经过电解电容C1的蓄容，5V稳压管Z1的稳压，电容C2的退耦，形成平稳的5V直流电压，供给到芯片XM107的电源端1脚；通电后芯片XM107的3脚上由于连接有uF级电容C3，通电瞬间处于充电状态，使得芯片XM107的3脚在开机瞬间处于低电平状态，3脚为reset脚，通低电平时为计时清零，电容C3充电完毕后，芯片XM107的3脚为稳定高电平，此时芯片XM107开始计时，芯片XM107的2脚开始持续输出高电平。芯片XM107的4脚串联的接地电阻R5为定时电阻，其阻值决定了芯片XM107的定时长度。下表为部分参考定时时间对应的电阻阻值。

阻值(KΩ)	300	1000	1300	2000	6200
						定时时间(小时)	3	4.5	6	8	23

当芯片XM107的2脚输出高电平时，通过电阻R6给电容C4充电，充满后在场效应管Q3基极上形成一定电压，使三极管Q3导通，使得经过电阻R7的电流从三极管Q3入地，无法通过二极管D1，此时三极管Q4的基极上，因为并有几十uF的电解电容，瞬间的电流无法在基极上形成有效的电压，所以三极管Q4一直处于不导通状态，所以继电器J1的线圈g-h始终无电流通过，继电器无动作。当达到设定的定时时间后，芯片XM107的2脚输出低电平，电流从电阻R10流向地，三极管Q3上的电压消失，三极管Q3截止，电流通过电阻R7、二极管D1给电解电容C5充电，充满后，在三极管Q4基极上形成一定电压，使三极管Q4导通，从而使继电器J1的线圈g-h产生电流，继电器动作，由a-c、b-e的连接变化到a-d、b-f。或者当控制信号接收电路收到外接控制信号时（12V直流信号），通过电阻R9使光电耦合器IC2导通，电流直接从电阻R8连接到三极管Q4的基极上，也使三极管Q4导通，继电器J1动作。继电器J1动作后，此时接入电路的谐振电感为T2和T1串联，即T1与T2电感之和，谐振电容为C8，此时镇流器输出功率为B2。因为此时电感大于继电器J1没动作之前的电感，限流作用加大，所以此时镇流器输出功率减小，即B2< B1。

当无极灯出现故障如破碎、漏气、引线脱落等异常情况时，电容C10采样的电压异常，此异常电压进入异常保护电路，使其发出控制信号给震荡源电路，使其停止震荡，从而使两个功率管Q1、Q2停止工作，以避免其烧毁。保护时电路进入微损耗状态。

Claims

1.一种调光无极灯镇流器，其包括滤波整流电路、功率因数校正电路、震荡源电路、功率输出电路和异常状态保护电路；其特征在于：其还包括控制信号接收电路；交流电源通过滤波整流电路和功率因数校正电路后连接震荡源电路的输入端，震荡源电路的高频信号输出端连接功率输出电路的输入端，震荡源电路的输出端连接功率输出电路的输入端，功率输出电路的输出端连接在无极灯上，功率输出电路的控制信号输入端连接在控制信号接收电路的输出端；控制信号接收电路的信号输入端连接照明控制系统的外部控制信号的输出端；功率输出电路的取样端通过电容C10连接异常保护电路的输入端，异常保护电路的输出端连接震荡源电路的信号输入端；

所述的功率输出电路包括场效应管Q1、Q2、芯片XM107、电阻R2、R3、R4、R5、R6、R7、R10、R11、电容C2、C3、C4、C7、C8、C9、电解电容C1、C5、C6、稳压管Z1、二极管D1、三极管Q3、Q4、电感线圈T1、T2和继电器J1；震荡源电路的两个输出端分别接入两个场效应管Q1和Q2的栅极，Q1的漏极接整流和功率因数校正后的直流电源，Q1的源极接Q2的漏极，同时连接继电器J1的a脚；继电器J1的b脚接地，继电器J1的c脚连接电感线圈T1与T2的连接处，继电器J1的d脚连接线圈T1的另一端；线圈T2的另一端通过电容C9与无极灯相连，并通过电容C8接地，并通过电容C7接继电器J1的e端，继电器J1的f端悬空；整流和功率因数校正后的直流电源通过电阻R2分压后，在A点形成直流电压；A点通过电解电容C6接地，并连接继电器J1线圈的g端，还通过电阻R3接入芯片XM107的1脚；芯片XM107的1脚还通过并联的电解电容C1、稳压管Z1、电容C2后接地，还通过电阻R4接入芯片XM107的3脚；芯片XM107的3脚再通过电容C3接地；芯片XM107的4脚通过电阻R5接地，其6脚接地，其2脚串联电阻R6后连接在三极管Q3的基极；三极管Q3的基极通过并联的电阻R10和电容C4后接地；三极管Q3的集电极串联电阻R7后连接在A点，三极管Q3的集电极还连接二极管D1的正极；二极管D1的负极连接三极管Q4的基极，并通过并联的电解电容C5和电阻R11后接地；三极管Q4的基极同时连接光电耦合器IC2的集电极；三极管Q4的集电极连接继电器J1线圈的h端；三极管Q3、Q4的发射极都接地。

2.根据权利要求1所述的调光无极灯镇流器，其特征在于：所述的功率输出电路中的继电器J1的线圈g-h不通电时，继电器J1的连接情况是a-c、b-e；继电器J1的线圈g-h通电时，继电器J1的连接情况是a-d、b-f。

3.根据权利要求1或2所述的调光无极灯镇流器，其特征在于：所述的功率输出电路中的电容C3为uF级电容。

4.根据权利要求3所述的调光无极灯镇流器，其特征在于：所述的控制信号接收电路包括光电耦合器IC2、电阻R8、R9；光电耦合器IC2的发射极串联电阻R8后连接在A点，其阴极串联电阻R9后与光电耦合器的阳极形成信号输入端，该信号输入端连接照明控制系统的外部控制信号的输出端。

5.根据权利要求4所述的调光无极灯镇流器，其特征在于：所述的异常保护电路是由晶闸管Q5、电解电容C21、稳压管Z3和二极管D6；取样电容C10的一端连接在线圈T2的另一端，另一端连接在二极管D6的正极；二极管D6的负极连接在晶闸管Q5的控制端，其还通过稳压管Z3接地，还通过电解电容C21接地；晶闸管Q5的负极接地，正极连接在场效应管Q1的栅极。

6.根据权利要求1或2所述的调光无极灯镇流器，其特征在于：所述的控制信号接收电路包括光电耦合器IC2、电阻R8、R9；光电耦合器IC2的发射极串联电阻R8后连接在A点，其阴极串联电阻R9后与光电耦合器的阳极形成信号输入端，该信号输入端连接照明控制系统的外部控制信号的输出端。

7.根据权利要求6所述的调光无极灯镇流器，其特征在于：所述的异常保护电路是由晶闸管Q5、电解电容C21、稳压管Z3和二极管D6；取样电容C10的一端连接在线圈T2的另一端，另一端连接在二极管D6的正极；二极管D6的负极连接在晶闸管Q5的控制端，其还通过稳压管Z3接地，还通过电解电容C21接地；晶闸管Q5的负极接地，正极连接在场效应管Q1的栅极。

8.根据权利要求3所述的调光无极灯镇流器，其特征在于：所述的异常保护电路是由晶闸管Q5、电解电容C21、稳压管Z3和二极管D6；取样电容C10的一端连接在线圈T2的另一端，另一端连接在二极管D6的正极；二极管D6的负极连接在晶闸管Q5的控制端，其还通过稳压管Z3接地，还通过电解电容C21接地；晶闸管Q5的负极接地，正极连接在场效应管Q1的栅极。

9.根据权利要求1或2所述的调光无极灯镇流器，其特征在于：所述的异常保护电路是由晶闸管Q5、电解电容C21、稳压管Z3和二极管D6；取样电容C10的一端连接在线圈T2的另一端，另一端连接在二极管D6的正极；二极管D6的负极连接在晶闸管Q5的控制端，其还通过稳压管Z3接地，还通过电解电容C21接地；晶闸管Q5的负极接地，正极连接在场效应管Q1的栅极。