CN201039566Y - 高效节能的电子与电感混合镇流装置 - Google Patents

Abstract

一种用于荧光灯的高效节能电子与电感混合镇流装置，由电感式镇流器，串接该镇流器的嵌入式电子电路匹配器，连接市电、与G13灯座相配合的连接器和跨接在匹配器和连接器上的保险丝盒组成。其中匹配器的控制电路包括：顺序连接的桥式整流滤波电路、高频逆变电路、限流输出电路，以及功率因素调整电路、高压点火电路、状态采样电路和异常保护电路；该控制电路与电感式镇流器和保险丝盒一起组成T5.28W荧光灯的启辉点亮和维持照明电路。该装置能将现有的T12.40W和T8.36W灯管方便地更换成T5.28W灯管，且不需要替换原有的电感镇流器和线路结构，且节能效果显著；且体积小，重量轻，低损耗，低温升，高功率因数，结构简单，使用寿命长。

Description

高效节能的电子与电感混合镇流装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于荧光灯的配套替换附件，确切地说，涉及一种高效节能的电子与电感混合镇流装置，属于特殊用途或功能的镇流器技术领域。

背景技术

荧光灯是当今应用最广泛的节能电光源，由于其负阻特性，必须配套使用相应的附件-镇流器才能点燃灯管。早期的荧光灯灯具的主要配套附件是电感式镇流器，近20年来，电子式镇流器的应用越来越普及，两者性能各有利弊：电子镇流器的优点是节能，但是寿命短；电感镇流器的能耗高，但寿命长。比如，一个40W荧光灯的电感镇流器的自身功耗为9W左右，使用寿命一般在十年上下；而相应的电子镇流器自身功耗仅为4～4.5W，但是通常寿命只有3～5年。正因为如此，目前一些大型公共建筑中的照明灯具大多选用电感镇流器，从而大大减小了因更换镇流器而需支付的维护费用。如果没有出现细管型T5荧光灯，上述两种镇流器共存的局面很可能将会长期存在，谁都不会完全取代另一个产品。

近年来，细管型T5(直径为16毫米)荧光灯的出现使上述局面发生了变化。最先被淘汰使用的荧光灯是T12(直径为38毫米)型。后来，由于节能和节省原材料，管径更细的T8(直径为26毫米)型荧光灯开始被普遍采用。近年来，市场上出现了更加节能和省料的T5型荧光灯。因此，尽快替换T8和T12型荧光灯已经成为我国推广绿色照明的一项重要任务。由于T5型荧光灯的点燃和维持照明都需要更高的端电压，传统的电感镇流器已经不能点燃T5型荧光灯，因此，在T5型灯具中必须采用电子镇流器。

随着世界能源的紧缺和人们环保意识的增强，中国启动了绿色照明工程。尽快研发一种既节能、使用寿命又长的新型镇流装置是符合当前中国产业政策的社会需求。然而，目前的现状是节能、省料的T5型荧光灯不能与长寿命的电感镇流器配套使用。于是，为了降低使用维护成本，一些大型公共建筑只好割舍T5型荧光灯，继续采用电感镇流的T8型荧光灯具。这无疑是照明技术人员的一大缺憾和失责。因此，急需研发一种能够与T5型荧光灯配套使用、既节能又长寿的新型镇流装置，自然提到业内技术人员的工作日程。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种既节能、又工作可靠，成本比较低廉的高效节能的电子与电感混合镇流装置，以便能够填补国内T5型荧光灯配套镇流器的空白，将T12或T8型荧光灯管转换成T5型荧光灯管，实现绿色照明工程的节能目的。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种用于荧光灯的高效节能的电子与电感混合镇流装置，包括：电感式镇流器，其特征在于：该装置还包括有：与电感式镇流器相串接的嵌入式电子电路匹配器，与G13灯座相配合、连接市电的连接器，两端分别跨接在匹配器和连接器上的保险丝盒；其中嵌入式电子电路匹配器的外壳内设置的控制电路包括：顺序连接的桥式整流滤波电路、由推挽式晶体管输出电路组成的高频逆变电路、限流输出电路，以及功率因素调整电路、高压点火电路、状态采样电路和异常保护电路；该控制电路与电感式镇流器和保险丝盒一起组成T5.28W荧光灯的启辉点亮和维持照明电路。

所述嵌入式电子电路匹配器设有圆筒型塑料外壳，该外壳壳体内设有其上安装有控制电路元器件的印刷电路板，壳体的一端是插入G13灯座的电极，另一端是用于电连接T5灯管的凹孔，该凹孔底座上设有电连接T5灯管的电极插孔。

所述连接器设有圆筒型塑料外壳，该外壳壳体的一端是插入G13灯座的电极，另一端是用于插放T5灯管的凹孔，该凹孔底座上设有用于电连接T5灯管的电极插孔。

所述保险丝盒由塑料外壳和其内的保险丝所组成，该保险丝盒外壳的形状和大小都与荧光灯管的启辉器相同，以便用该保险丝盒替换荧光灯管的启辉器，并方便地安装在原来启辉器的插座内。

所述嵌入式电子电路匹配器和所述连接器以及插入该两者电连接电极插孔内的T5灯管的三者长度与T8灯管的长度相等。

所述嵌入式电子电路匹配器的控制电路中可以直接设置有电感式镇流器中的电感线圈，以构成一体化的电子与电感混合镇流装置。

本实用新型是一种高效节能电子与电感混合镇流装置，由嵌入式电子电路匹配器、与G13灯座相配合的连接器和保险丝盒组成。使用该实用新型，可以在不需要更换原有电感镇流器和线路结构的情况下，方便地将现有的T12.40W或T8.36W荧光灯管更换成T5.28W荧光灯管，实现绿色节能照明。该装置的技术关键是匹配器中的电子控制电路，该控制电路不同于市场销售的各种电子镇流器，将原来的电感器直接融合到该电路中，发挥其特有功能，使得该装置具备了高档电子镇流器产品的许多优点，还解决了其高、低频电流的相互干扰和成本高、寿命短的致命缺点，同时以较低成本解决了“滚闪”和音频共振等棘手问题。本实用新型装置配合T5.28W荧光灯管照明的功效是：比原有的电感镇流器节能40～50％，光能效提高15～20％，功率因数由45％提高到98％，线路电流则降低了一倍多，因而使电网的无功损耗节约近1倍以上，大大降低了供电系统的能源损耗。再者。该装置具有体积小，重量轻，低损耗，低温升，高功率因数，结构简单，使用寿命长等许多优点。

如果本实用新型生产成一体化的产品，可以省略电感镇流器，从而直接与T5.28W荧光灯管配套使用，简化其供电连接线路，节约材料和安装费用的功效更加显著，更加有利于新型T5.28W荧光灯管和绿色照明工程的推广应用。

附图说明

图1是本实用新型电子与电感混合镇流装置与荧光灯管的连接线路图。

图2是本实用新型电子与电感混合镇流装置控制电路的方框图。

图3是本实用新型电子与电感混合镇流装置控制电路的电原理图。

图4是本实用新型混合镇流装置中的电子电路匹配器外观立体图。

图5是本实用新型混合镇流装置中的连接器外观立体图。

图6是本实用新型混合镇流装置中的保险丝盒外观立体图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

参见图1，介绍本实用新型用于荧光灯的高效节能电子与电感混合镇流装置的外部接线连接图，该装置由电感式镇流器，与该电感式镇流器相串接的嵌入式电子电路匹配器(参见图4)，与G13灯座相配合、连接市电的连接器(参见图5)，以及两端分别跨接在匹配器和连接器上的保险丝盒(参见图6)所组成。

参见图2，介绍本实用新型电子与电感混合镇流装置的控制电路，它包括：顺序连接的电感镇流器的电感器、桥式整流滤波电路、由推挽式晶体管输出电路组成的高频逆变电路、限流输出电路，以及功率因素调整电路、高压点火电路、状态采样电路和异常保护电路；该控制电路辅以保险丝一起组成T5.28W荧光灯的启辉点亮和维持照明电路。

参见图3，介绍本实用新型控制电路的工作原理和信号流程：

其中荧光灯的点亮与维持工作的原理如下：L为现有的电感镇流器(通常为荧光灯具原先配置的电感镇流器)，220V交流电通过L经桥式整流D1～D4和电容C4滤波，产生一个310V的脉动直流高压。在互感器三个绕组T和T1、T2的相互作用下，两个功率三极管Q4、Q5交替工作，使电容C7(400V/100n)通过导通的三极管充放电，从而变成高频电流。在荧光灯没有点亮时，电容C8(1600V/6800P)将被持续充电，直至荧光灯被击穿。其中电阻R3～R6用于调整两个三极管Q4、Q5的工作状态，适当选择互感器T和T1、T2的三个绕组匝数比可以使该电路的工作频率和工作状态处于最佳，电感器L1、L0用于调整荧光灯管的工作电流。

高频逆变电路主要由互感器T、T1、T2(匝数比为3∶4∶4)、两个晶体管Q4、Q5输出电路和电阻R5、R6等元件组成。其工作原理是：电源接通后，直流高压经由R7、R8向C5充电，当C5上的电压充到触发二极管DB3的阈值电压时，Q4首先被导通而开始工作，此过程称为激发高频逆变。该期间在C7上所充的电荷将经过L1、T、Q4、R4、C2和C8放电，从而形成高频逆变电流的前半周。当放电电流到达峰值时，其变化率为零，由于互感器绕组T1、T2的对应端相位的关系是相反的，即T1的对应端接Q5的基极，而T2的对应端接Q4的发射极，所以Q4的基极和Q5的基极两者电压必然相反，此时Q5基极恰为负压而截止。由于限流元件L1和C7的作用，前半周电流趋于恒定时，电流变化率变为零，根据焦尔楞次定律，此时互感器绕组T、T1、T2的电压极性将立刻反向，Q4由导通变为截止，Q5由截止变为导通，电流将顺序流经下述元件：Q5、R3、T、L1、C7、C8和C2，形成高频逆变电流的后半周，同时再次给C7充电。

高压点火电路的工作原理：在上述高频逆变的进行过程中，将在C8上产生的高频谐振电压，将会把荧光灯管击穿点燃。之后，原来流经C8的电流将大部流经荧光灯管，维持其照明的工作电流。

限流输出电路主要由L1和C7组成，其工作原理是：根据灯管工作电流的大小和频率适当选择电感L1和电容C7的参数值来实现之。

状态采样电路和异常保护电路：由D7、R9、C9、快速二极管FD6和FD7、D10、可控硅Q3、R2、C10、DB2、R10组成。当出现灯管失效、阴极断路或系统接触不良等各种异常状态时，如果没有该异常保护电路，电子元器件就会损坏。本实用新型通过R9、D7和C9将荧光灯管工作电流的异常变化情况实时采集下来，并将采集的电压整流滤波，正常状态下的C9正极端的电压不会超过30V，而异常状态下此电压值则大大高于30V，于是触发二极管DB2将被击穿，使可控硅Q3导通，电源的负极被接至两个三极管的基极，使两个三极管Q5和Q4都被截止，进入自保护状态，直至排除故障后重新启动。

功率因数调整电路主要由L、L0、C1、C2、C3所组成，其工作原理是：控制电路的输入阻抗为容性，如果能够与电感器的感性阻抗进行互相补偿，就能够减少控制电路中的电流的相移，有利于功率因数的提高。本实用新型通过适当精心选择电容C1、C2、C3、C4的电容量及电感L、L0的电感量的数值，并与负载合理搭配，可使工作电流波形达到最佳，尽量接近于正弦波，进一步改善功率因数，最高时可达0.99(极限为1)；还有利于提高荧光灯的发光效率并延长灯管寿命。

参见图4～图6，分别介绍本实用新型的嵌入式电子电路匹配器、连接器和保险丝盒。其中电子电路匹配器设有圆筒型塑料外壳，该外壳壳体内设有其上安装有控制电路元器件的印刷电路板，壳体的一端是插入G13灯座的电极，另一端是用于电连接T5灯管的凹孔，该凹孔底座上设有电连接T5灯管的电极插孔。连接器也设有圆筒型塑料外壳，该外壳壳体的一端是插入G13灯座的电极，另一端是用于插放T5灯管的凹孔，该凹孔底座上也设有用于电连接T5灯管的电极插孔。保险丝盒由塑料外壳和其内的保险丝所组成，保险丝盒外壳形状和大小都与荧光灯管的启辉器相同，只是其内只设有保险丝。使用时，只需卸下原来安装的启辉器，再将该保险丝盒安装在原来启辉器的插座上即可。

需要说明的是，嵌入式电子电路匹配器和连接器以及插入该两者电连接电极插孔内的T5灯管的三者长度与T8灯管的长度相等。另外，本实用新型的控制电路可以直接将电感式镇流器中的电感线圈设置在嵌入式电子电路匹配器的电路板上，构成一体化的电子与电感混合镇流装置，这样的产品可以直接与新安装的T5型荧光灯配套使用。

本实用新型现已试制出若干样品，并进行实施实验，试验的结果是成功的，实现了发明目的。

Claims (6)

1.一种用于荧光灯的高效节能电子与电感混合镇流装置，包括：电感式镇流器，其特征在于：该装置还包括有：与电感式镇流器相串接的嵌入式电子电路匹配器，与G13灯座相配合、连接市电的连接器，两端分别跨接在匹配器和连接器上的保险丝盒；其中嵌入式电子电路匹配器的外壳内设置的控制电路包括：顺序连接的桥式整流滤波电路、由推挽式晶体管输出电路组成的高频逆变电路、限流输出电路，以及功率因素调整电路、高压点火电路、状态采样电路和异常保护电路；该控制电路与电感式镇流器和保险丝盒一起组成T5.28W荧光灯的启辉点亮和维持照明电路。

2.根据权利要求1所述的高效节能电子与电感混合镇流装置，其特征在于：所述嵌入式电子电路匹配器设有圆筒型塑料外壳，该外壳壳体内设有其上安装有控制电路元器件的印刷电路板，壳体的一端是插入G13灯座的电极，另一端是用于电连接T5灯管的凹孔，该凹孔底座上设有电连接T5灯管的电极插孔。

3.根据权利要求1所述的高效节能电子与电感混合镇流装置，其特征在于：所述连接器设有圆筒型塑料外壳，该外壳壳体的一端是插入G13灯座的电极，另一端是用于插放T5灯管的凹孔，该凹孔底座上设有用于电连接T5灯管的电极插孔。

4.根据权利要求1所述的高效节能电子与电感混合镇流装置，其特征在于：所述保险丝盒由塑料外壳和其内的保险丝所组成，该保险丝盒外壳的形状和大小都与荧光灯管的启辉器相同。

5.根据权利要求1所述的高效节能电子与电感混合镇流装置，其特征在于：所述嵌入式电子电路匹配器和所述连接器以及插入该两者电连接电极插孔内的T5灯管的三者长度与T8灯管的长度相等。

6.根据权利要求1所述的高效节能电子与电感混合镇流装置，其特征在于：所述嵌入式电子电路匹配器的控制电路中可以直接设置有电感式镇流器中的电感线圈，以构成一体化的电子与电感混合镇流装置。

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