CN1069616A

CN1069616A - 荧光灯电子镇流器电路

Info

Publication number: CN1069616A
Application number: CN 91108139
Authority: CN
Inventors: 王鹏毅; 眭法川
Original assignee: HUADONG POLYTECHNICAL COLLEGE
Current assignee: HUADONG POLYTECHNICAL COLLEGE
Priority date: 1991-08-19
Filing date: 1991-08-19
Publication date: 1993-03-03

Abstract

本发明属于荧光灯用的电子镇流器电路，其特征在于它包括干扰抑制电路，整流滤波电路，软启动及保护电路，触发起振电路和谐振变换电路，它克服了已有技术不能同时，解决软启动，应付意外事故，转换效率低的不足，其特点①软启辉预热灯丝，使灯管寿命延长，②可靠性好、安全系数高，③转换效率高，可达92％，对40W灯管可节能20％。广泛应用于各种荧光灯上。

Description

本发明是属于镇流器的电路，特别是用于荧光灯的电子镇流器的电路。

根据北京电光源研究所，王大有的《谈谈影响荧光灯交流电子镇流器质量的几个主要参数》分析，影响荧光灯交流电子镇流器质量的参数有：预热电流（电压），预热时间和灯管开路电压;荧光灯交流电子镇流器应付异常状态的能力;荧光灯交流电子镇流器输入电流波形中的谐波成份;荧光灯交流电子镇流器耐电源中存在的脉冲高压的要求;荧光灯交流电子镇流器的流明系数。为了克服上述因素对荧光灯的电子镇流器的影响，该技术领域的专业技术人员不断的探索，都在设法克服：①没有完善的灯丝预热电路，即灯管启辉是冷启辉，启辉瞬间灯管的冲击很大，因而缩短了灯管的寿命;②没有可靠的意外事故保护措施。即对于灯管不能激活及灯管整流效应和过流、过压、过热等现象不能进行有效保护，电子镇流器自身可靠性降低;③电路的DC-AC转换效率低，即开关器件易发热、灯管亮度不易达到标准。为了克服上述主要问题，北京微电子产品研究所申请的实用新型专利，申请号：89221411.2，该申请，增加了意外事故保护，但较为麻烦，最主要的是该电路中没有灯管预热启辉部分，灯管是硬激励启辉，因而缩短了灯管的寿命。另有，实用新型，申请号为90214316.6，该申请中用PTC作预热元件，从而使电路具有启辉预热功能，但是，由于PTC元件自身功耗很大，从而使这种电路牺牲了一定的能量，另外，该申请主要没有意外事故保护，因而使电子镇流器自身可靠性降低。再有，实用新型，申请号：90212361.0该申请用两启辉器串联能解决预热问题，但这种预热电路仅适用于小功率荧光灯（＜13W），而对大功率灯管，用此种强热启辉方式，会使启辉瞬间谐振电流过大，易烧毁回路中的有关器件，并且灯管也很难启辉，除此外，该申请也没有意外事故保护措施。

本发明目的在于提供一种具有灯丝预热和意外保护措施及DC-AC转换效率较高的电子镇流器电路，其性能均达到或超过IEC标准。

本发明是由下列措施实现的（参见附图），本发明是一种用于荧光灯的电子镇流器的电路，其特征在于它包括干扰抑制电路，整流滤波电路，软启动及保护电路、触发启振电路和谐振变换电路，干扰抑制电路由BX、R₁、C₁、C₂、L₁、L₂组成;整流滤波电路由D₁、D₂、D₃、D₄和C₅组成;软启动及保护电路由R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、C₃、C₄、T₁、T₂、T₃组成;触发起振电路由D₅、D₆、R₁₃、C₆组成;谐振变换电路由R₇、R₈、R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂、C₇、C₈、C₉、C₁₀、C₁₁、L₃、L₄、L₅、D₇、D₈、T₄、T₅组成;它们联接关系如下：干扰抑制电路的一输入端串接BX，R₁后和另一输入端分别接L₁、L₂的一组同名端，C₁并接在此组同名端上，L₁、L₂的另一组同名端并接C₂，作为输出端、接整流滤波器电路，整流电路输出正端接C₅的正端、软启动及保护电路的R₃的一端，桥式整流的另一端输出与软启动及保护电路的C₃一端、R₂的一端、T₂的发射极、R₄的一端、C₄的一端、R₆的一端相联，软启动及保护电路的C₃的另一端、R₂的另一端与T₁的集电极、T₂的基极、R₅的一端相联接，T₁的基极与T₂的集电极联接，R₄的另一端、C₄的另一端与T₁的发射极、R₃另一端、T₃的栅极联接，R₆的另一端与T₃的源极、R₅的另一端联接、T₃的漏极与C₅的负端联接，C₅两端为输出端给触发启振电路，C₅正极接R₁₃与C₆串联，D₅的正极D₆的负极与R₁₃、C₆的串联点相联;C₅的正极接T₄的漏极，T₄的源极接T₅的漏极，T₅的源极接C₅的负极，D₅的负极接T₄的源极，D₆的正极接T₅的栅极，R₇、C₇并接于T₄的漏、源极两端，R₉、R₁₁分别并于T₄、T₅的栅源极之间;T₄的栅极还与D₇的正极、C₈的一端相联;T₄的源极还与R₈的一端、L₄的正端、L₃的负端相联;C₈的另一端与L₄的负端串联;D₇的负极与R₈另一端串联;T₅的栅极还与D₈的正极、C₉的一端相联;T₅的源极还与L₅的负端、R₁₀的一端相联;C₉与L₅正端串联;D₈负极与R₁₀另一端串接;L₃的正端经灯管FL的一端灯丝后串接C₁₁再串接R₁₂后，接FL的另一端灯丝，经此灯丝后再串接到C₁₀一端，C₁₀另一端接C₅正极。电路的作用原理：干扰抑制电路是防止市电电网和电子镇流器电路之间的相互干扰，整流滤波电路是为了提供所需的电流电压;软启动及保护电路，主要作用是软启动和检测过流并保护，其原理是：当接通电源时，C₄上的电压为零，则T₃截止，C₅两端电压为零，经过一段时间后，由于整流后的脉动直流电压经R₃R₄对C₄进行不断地充电，使T₃的栅极电压不断升高，使T₃由截止区过渡到放大区，即T₃导通，则C₅开始缓慢充电，C₅两端电压U_AB由零逐渐增大，约接通电2秒钟后，C₄上电压充到一稳压值，这一电压加至T₃的栅极使T₃充分饱和，使C₅上的电压达到300V左右，这种启动是软启动，在这种启动过程中，使灯管在几乎没有任何冲击的条件下预热、启辉，点亮。对于意外事故保护而言，是由R₆、R₅、R₂、C₃、T₁和T₂构成了过流保护电路，R₆是电流取样电阻，正常工作时，R₆两端的电压较小，从R₅、R₂分压后，在C₃上得到的直流电压较低，不足以触发T₁、T₂所构成的“等效可控硅”，这时，T₁、T₂均截止，C₄上有较高的电压使T₃饱和，电子镇流器正常工作，一旦由于意外事故引起过流时，R₆两端电压升高，从而使T₁、T₂构成的“等效可控硅”被触发，T₁、T₂均饱和，这时T₃截止，从而切断主电路的回路，使电子镇流器停止工作，起到保护作用。除此之外，BX是温度保险丝，当由于意外事故引起恶性发热时，一旦发热温升到85℃以上，BX自动熔断，切断电源可以防止火灾等危险发生。实际上是双重保护使本发明的安全可靠性大大提高。当有很大谐波电流出现时，电源会供出很大电流，R₆马上会检测到过流现象，使T₁、T₂触发、T₃截止，电子镇流器停止工作，起到保护作用。触发启振电路和谐振变换电路工作原理：当接通电源时，U_AB开始慢慢上升，约0.1s时，U_AB上升到30V左右，电流经R₁₃对C₆充电，充电到D₆的触发电平16V以上，C₆经D₆放电，在T₅的栅极上产生一正脉冲电压，T₅饱和导通，由于L₃、L₄、L₅是耦合在一块，这样L₃上的电流正反馈到T₅栅极，维持T₅继续导通，由于L₃、L₄、L₅的正反馈作用，从而使回路维持振荡。该回路起振是在低电压下进行的，而由于刚起振时U_AB很低（30V左左右），所以谐振电容C₁₁上的电压很低，不能把灯管启辉，但此时，灯丝中有足够的电流对灯丝进行预热，经过一段时间，U_AB继续上升，灯丝中的电流不断增大，约在0.6s的时刻，U_AB上升至80-100V左右，此时灯丝已充分预热，而且C₁₁上获得足够的谐振电压（300～400V左右）这样灯管开始启辉，并由辉光放电过渡到孤光放电，0.6s后灯管的亮度随着U_AB的上升逐渐变亮，并最后稳定下来。在灯管启辉过程中，灯管两端不产生任何瞬间的高电压、大电流冲击，这是一种最佳启辉过程，能使灯管寿命延长2倍左右。本发明的开关器件工作的状态与其它不相同，而是工作在E类（戍类）状态下，T₄、T₅是开关管，D₉、D₁₀是T₄、T₅的续流管，C₇是吸收电容、D₇、R₈、R₉及D₈、R₁₀、R₁₁分别是T₄、T₅的栅极保护回路，由于栅极回路的不对称性（D₇、D₈存在）使回路正常工作时T₄、T₅栅极上有一负的直流偏压，这样T₄、T₅工作时间（导通时间）均小于1/2周期，通过调整C₇、及R₈、R₉、R₁₀、R₁₁的参数，并充分利用T₄、T₅内部的快速续流二极管，可以使T₄、T₅工作在E类状态。当U_DS高电平时，I_DS＝0;当I_DS＞0，U_DS＝0;且在U_DS、I_D变化的交界处，U_DS、I_D没有同时大于零的时刻，因而管子本身的功耗小，使DC-AC转换效率提高。

本发明同现有技术相比，有以下特点：①本发明在接通电源时软启动，使灯管具有灯丝预热过程，灯管启辉瞬间无冲击电压，从而大大延长了灯管寿命;②本发明对灯管的不能激活、整流效应具有可靠的保护、并可以防止过流、过压、恶性发热等现象发生，从而提高了镇流器的安全系数、增强了镇流器的适应能力，使可靠性大大提高;③本发明的开关器件工作在E类状态、有效地改善了管子工作条件，提高了系统的开关转换效率。以40W为例能节电20%。本发明与IEC标准比较如下（以40W为例）：

可比指标本发明 IEC标准

电压范围 140V～250V 180V～242V

额定输入功率 <37.5W <49W

额定光通量 2070～2300Lm 2070～2300Lm

预热时间 0.5～1.5S 0.4～1.5S

灯管寿命 >10000h >6000h

预热电流 0.6A 0.387～0.903A

可比指标本发明 IEC标准

最大开始电压 <400V <400V

工作电流波幅系数 <1.6 <1.8

附图说明，附图1是电子镇流器电路结构示意图。

现结合附图对本发明作进一步描述，本发明是一种用于荧光灯的电子镇流器电路，其特征在于它包括干扰抑制电路1、整流滤波电路2、软启动及保护电路3、触发启振电路4和谐振变换电路5;干扰抑制电路1，由BX、R₁、C₁、C₂、L₁、L₂组成;整流滤波电路2，由D₁、D₂、D₃、D₄和C₅组成;软启动及保护电路3，由R₂、R₃、R₄、R₅、C₃、C₄、T₁、T₂、T₃组成;触发起振电路4，由D₅、D₆、R₁₃、C₆组成;谐振变换电路5，由R₇、R₈、R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂、C₇、C₈、C₉、C₁₀、C₁₁、L₃、L₄、L₅、D₇、D₈、T₄、T₅组成;“它们联接关系如下：干扰抑制电路1的一输入端串接BX、R₁后和另一输入端分别接L₁、L₂的一组同名端，C₁直接在此组同名端上，L₁、L₂的另一组同名端并接C₂，作为输出端，接整流滤波电路2，整流电路的输出，正端接C₅的正端，软启动及保护电路3的R₃的一端，桥式整流的另一端输出与软启动及保护电路3的C₃的一端、R₂的一端、T₂的发射极、R₄的一端、C₄的一端、R₆的一端相联。软启动及保护电路3的C₃的另一端、R₂的另一端与T₁的集电极、T₂的基极、R₅的另一端相联接，T₁的基极与T₂的集电极联接，R₄的另一端、C₄的另一端与T₁的发射极、R₃的另一端，T₃的栅极联接，R₆的另一端与T₃的源极、R₅的另一端联接，T₃的漏极与C₅的负端相联接，C₅两端为输出给触发启振电路4，C₅正极接R₁₃一端，C₅负极接C₆的一端，R₁₃与C₆串联，D₅的正极、D₆的负极与R₁₃、C₆的串联点相联;C₅的正极接T₄的漏极、T₄的源极接T₅的漏极，T₅的源极接C₅的负极;D₅的负极接T₄的源极，D₆的正极接T₅的栅极，R₇、C₇并接于T₄的漏、源极两端;R₉、R₁₁分别并于T₄、T₅的栅源极之间，T₄的栅极还与D₇的正极、C₈的一端相联;T₄的源极还与R₈的一端、L₄的正端、L₃的负端相联;C₈的另一端与L₄的负端串联;D₇的负极与R₈的另一端串联;T₅的栅极还与D₈的正极、C₉的一端相联;T₅的源极还与L₅的负端、R₁₀的一端相联，C₉与L₅正端串联;D₈负极与R₁₀另一端串接;L₃的正端经灯管FL的一端灯丝后串接C₁₁再串接R₁₂后，接FL的另一端灯丝，经此灯丝后再串接到C₁₀的一端、C₁₀的另一端接C₅正极。各元件参数如下表：

元件 R₁R₂R₃R₄R₅R₆R₇R₈R₉R₁₀R₁₁R₁₂R₁₃

参数Ω 4.7 10K 3M 100K 1K 1Ω 520K 3K 1K 3K 1K 12Ω 470K

上表中除R₁、R₁₃是1/2W的电阻外，其它均为1/8W的电阻。

元件 C₁C₂C₃C₄C₅C₆C₇C₈C₉C₁₀C₁₁

电路中二极管D₁～D₅选用4004，D₆选用SV308A，D₇、D₈选用4148，三极管T₁选用9013、T₂选用9014，T₃、T₄、T₅均选用BOZ41，BX选用0.5A、85℃的温度保险丝。L₁、L₂用φ0.35漆包线，在φ₁₀左右的小磁环上双线并绕，L₃、L₄、L₅用φ0.35漆包线在E₉磁芯上初级绕140T左右为L₃，次级L₃、L₄均绕10T左右。

Claims

一种用于荧光灯的电子镇流器的电路，其特征在于：它包括干扰抑制电路1、整流滤波电路2、软启动及保护电路3、触发起振电路4和谐振变换电路5；干扰抑制电路1，由BX、R₁、C₁、C₂、L₁、L₂组成；整流滤波电路2，由D₁、D₂、D₃、D₄和C₅组成；软启动及保护电路3、由R₂、R₃、R₄、R₅、R₆、C₃、C₄、T₁、T₂、T₃组成；触发起振电路4，由D₅、D₆、R₁₃、C₆组成；谐振变换电路5，由R₇、R₈、R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂、C₇、C₈、C₉、C₁₀、C₁₁、L₃、L₄、L₅、D₇、D₈、T₄、T₅组成；它们联接关系如下：干扰抑制电路的一输出端串接BX、R₁后和另一输入端分别接L₁、L₂的一组同名端、C₁并接在此组同名端上，L₁、L₂的另一组同名端并接C₂，作为输出端，接整流滤波电路2；整流电路输出正揣接C₅的正端、软启动及保护电路3的R₃的一端，桥式整流的另一端输出与(软)启动及保护电路3的C₃一端、R₂的一端、T₂的发射极、R₄的一端、C₄的一端、R₆的一端相联，软启动及保护电路3的C₃的另一端、R₂的另一端与T₁的集电极、T₂的基极、R₅的一端相联接，T₁的基极与T₂的集电极联接，R₄的另一端、C₄的另一端与T₁的发射极、R₃的另一端、T₃的栅极联接，R₆的另一端与T₃的源极、R₅的另一端联接，T₃的漏极与C₅的负端联接，C₅两端为输出端给触发启振电路4、C₅正极接R₁₃端、C₅负极接C₆的一端，R₁₃与C₆串联，D₅的正极、D₆的负极与R₁₃、C₆的串联点相联；C₅的正极接T₄的漏极，T₄的源极接T₅的漏极，T₅的源极接C₅的负极；D₅的负极接T₄的源极，D₆的正极接T₅的栅极，R₇、C₇并接于T₄的漏源极两端；R₉、R₁₁ 分别并于T₄、T₅的栅源极之间；T₄的栅极还与D₇的正极、C₈的一端相联；T₄的源极还与R₈的一端、L₄的正端、L₃的负端相联；C₈的另一端与L₄的负端串联，D₇的负极与R₈的另一端串联；T₅的栅极还与D₈的正极、C₉的一端相联；T₅的源极还与L₅的负端、R₁₀的一端相联，C₉与L₅正端串接；D₈负极与R₁₀另一端串接；L₃的正端经灯管FL的一端灯丝后串接C₁₁再串接R₁₂后，接FL的另一端灯丝，经此灯丝后再串接到C₁₀一端，C₁₀另一端接C₅正极。