CN201467542U - 直流电子镇流器及其半桥逆变lc串联谐振电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种直流电子镇流器及其半桥逆变LC串联谐振电路，其半桥逆变LC串联谐振电路中，所述扼流圈的一端连接所述脉冲变压器主绕组的同名端，且此脉冲变压器主绕组的同名端通过第一电容接地，所述脉冲变压器主绕组的非同名端输出能量供给荧光灯的一端灯丝。本实用新型可以有效解决灯启动电压和灯启动电流供应不足而引起的不能使灯管成功启动的问题。

Description

直流电子镇流器及其半桥逆变LC串联谐振电路

技术领域

本实用新型涉及一种荧光灯电子镇流器，具体的说，涉及对荧光灯用110V电子镇流器及其半桥逆变LC串联谐振电路的改进。

背景技术

荧光灯用110V直流电子镇流器广泛用于铁路客车车厢荧光灯照明，具有以下特点：宽输入电压，额定电压是直流110V，工作电压范围是直流72.5V到150V。使用环境温度范围大，从-20℃到+70℃。灯与镇流器配套开关寿命长，多达10万次。EMI符合GB17743。完善的异常保护功能。如图1所示的电子镇流器常用的半桥逆变LC串联谐振输出电路，原理如下：

电子镇流器常用的半桥逆变LC串联谐振输出电路中，VDC为交流电源经整流滤波得到的直流电压。显然，110V直流电源比220V交流电源经整流滤波得到直流电压VDC要低约三倍。相应的要驱动相同功率的灯管，主回路电流要增大三倍，电流受控的关键是电感L(也称扼流圈)，此电感选值太大，输出功率不足，选值太小，便会引起工作频率严重超标，三极管开关损耗上升。同时，由于C₆＜＜C₄，电路的固有频率f₀：

$f_0=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{{\mathrm{LC}}_6}}$

由于要维持确定的功率，L必须选得很小。要符合上述公式，C6必须选得很大，而C₆选得太大，启动电压将降低。原因是：假设有一高频电流流过灯丝，由于C₆增大，等效于容抗减小，C₆两端电压下降，输出电感和灯丝的压降便上升，这样很容易引起灯不启动，特别是在高温低压或低温低压时，由于磁环和三极管的驱动能力降低，以致灯启动电压和灯启动电流供应不足而不能使灯管成功启动。

可见，110V直流电压直接驱动半桥逆变电路的设计方案不可取，于是，现有方法中有采用升压的方式，经过DC/DC转换，把110V直流电源转化为300V的直流电源来驱动半桥逆变电路，但在生产过程中，发现其成本太高，且EMI一致性难以控制。因而现有技术还有待改进和提高。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种直流电子镇流器及其半桥逆变LC串联谐振电路，可以有效解决灯启动电压和灯启动电流供应不足而引起的不能使灯管成功启动的问题。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

本实用新型提供的直流电子镇流器，包括：半桥逆变LC串联谐振电路，此半桥逆变LC串联谐振电路包括脉冲变压器和扼流圈；其还包括：第一电容，所述扼流圈的一端连接所述脉冲变压器主绕组的同名端，且此脉冲变压器主绕组的同名端通过第一电容接地，所述脉冲变压器主绕组的非同名端输出能量供给荧光灯的一端灯丝。

所述的电子镇流器，其中，所述扼流圈的另一端连接所述半桥逆变LC串联谐振电路中两个开关管相连的结点。

所述的电子镇流器，其中，所述电子镇流器还包括：设置在直流电源输入端的EMI滤波电路，此EMI滤波电路包括：第一EMI滤波电感、第二EMI滤波电感、第三电感、可变电阻和第二电容，所述第一EMI滤波电感和所述第二EMI滤波电感之间通过所述可变电阻串联，所述第二EMI滤波电感的输出并联所述第二电容，并且所述第二EMI滤波电感的一输出端通过所述第三电感接入所述半桥逆变LC串联谐振电路的输入母线。

所述的电子镇流器，其中，所述电子镇流器还包括：保护电路；在此保护电路中，所述半桥逆变LC串联谐振电路的输入母线通过第十六电阻连接晶闸管的阳极，所述晶闸管的阴极通过第十电阻接地，且所述晶闸管的阴极连接第四三极管的基极，所述第四三极管的集电极连接所述半桥逆变LC串联谐振电路中一个开关管的基极，所述第四三极管的发射极接地；所述晶闸管的门极通过双向二极管和第十八电阻连接第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接第十二极管的正极，所述第十二极管的负极连接结点，且所述第十二极管的负极通过第三电容连接所述半桥逆变LC串联谐振电路中与输入母线相连的开关管的集电极。

所述的电子镇流器，其中，在所述保护电路中，所述第九电阻的一端通过第四滤波电容接地，且所述第九电阻的一端还依次通过第八电阻、第十一二极管以及另一扼流线圈接地。

所述的电子镇流器，其中，所述晶闸管的门极还通过由电容和电阻并联构成的滤波电路接地。

本实用新型还提供了一种半桥逆变LC串联谐振电路，包括：脉冲变压器、扼流圈和两个开关管；其还包括：第一电容，所述扼流圈的一端连接所述脉冲变压器主绕组的同名端，且此脉冲变压器主绕组的同名端通过第一电容接地，所述脉冲变压器主绕组的非同名端输出能量供给荧光灯的一端灯丝。

所述的电路，其中，所述扼流圈的另一端连接所述半桥逆变LC串联谐振电路中两个开关管相连的结点。

本实用新型提供的直流电子镇流器及其半桥逆变LC串联谐振电路，可以有效解决灯启动电压和灯启动电流供应不足而引起的不能使灯管成功启动的问题，并且成本低，电路简单，特别适用于110V直流输入的荧光灯电子镇流器。

附图说明

图1是现有的半桥逆变LC串联谐振输出电路的原理图；

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。

如图2所示，本实用新型所提供的电子镇流器可以采用110V直流输入，依次经过EMI滤波电路100、用于滤出纹波的滤波电容CE1、半桥逆变LC串联谐振电路300后，用以驱动荧光灯LAMP.为了能有效地启动荧光灯LAMP，在半桥逆变LC串联谐振电路中，本实用新型将扼流圈L4-1及脉冲变压器主绕组Tr1:3的位置颠倒，并且将扼流圈L4-1及脉冲变压器主绕组Tr1:3的连接点通过第一电容C8接地，其具体连接方式如图2所示的虚线框400所示，在半桥逆变LC串联谐振电路300中，扼流圈L4-1的一端连接脉冲变压器主绕组Tr1:3的同名端，且此脉冲变压器主绕组Tr1:3的同名端通过第一电容C8接地，脉冲变压器主绕组Tr1:3的非同名端输出能量供给荧光灯LAMP的一端灯丝，扼流圈L4-1的另一端连接半桥逆变LC串联谐振电路300中两个开关管相连的结点500，在图2中，半桥逆变LC串联谐振电路300中一个开关管T2的集电极通过限流电阻R5连接半桥逆变LC串联谐振电路300中另一个开关管T1的发射极，结点500即限流电阻R5与开关管T2的集电极相连的结点.

与图1相比，本实用新型通过将扼流圈L4-1与脉冲变压器主绕组Tr1:3的位置调换，以及增加第一电容C8，从而使半桥逆变LC串联谐振电路的输出现成双谐振线路，则不须对输入电压进行DC/DC升压，很好的解决了灯的启动问题，并且电路结构简单，不需要额外增加DC/DC升压电路，所以成本低。另外，本实用新型同时巧妙的把第一电容C8处于扼流圈L4-1及脉冲变压器主绕组Tr1:3的中间的电路结构，很好解决了灯管的任一引线断路时的保护问题，不必须加开路保护。

在上述电路结构的基础上，如图2所示，本实用新型的110V直流电源输入端设置有EMI滤波电路100，此EMI滤波电路100包括：两级EMI滤波电感L1和L2、以及第三电感L3和第二电容C2等元器件，第一EMI滤波电感L1和第二EMI滤波电感L2之间并联可变电阻Rv，第二EMI滤波电感L2的输出并联第二电容C2，并且第二EMI滤波电感L2的一输出端通过第三电感L3接入半桥逆变LC串联谐振电路300的输入母线301，即此第二EMI滤波电感L2的输出端通过第一滤波电容CE1接地。本实用新型采用两级EMI滤波可以有效地滤除共模和差模噪声信号，保证电路的稳定性。

在上述电路结构的基础上，如图2所示，本实用新型的电子镇流器中还设置有保护电路200，此保护电路200包括：第十六电阻R16、晶闸管T3、第四三极管T4、另一扼流线圈L4-2、第十一二极管D11、第八电阻R8、第十八电阻18、双向二极管DB32、第九电阻R9、第四滤波电容CB4、第十二极管D10、第三电容C3等，其中，半桥逆变LC串联谐振电路300的输入母线301通过第十六电阻R16连接晶闸管T3的阳极，晶闸管T3的阴极通过第十电阻R10接地，且晶闸管T3的阴极连接第四三极管T4的基极，第四三极管T4的集电极连接半桥逆变LC串联谐振电路300中一个开关管的基极，第四三极管T4的发射极接地；晶闸管T3的门极通过双向二极管DB32和第十八电阻R18连接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端连接第十二极管D10的正极，第十二极管D10的负极连接结点500，且还通过第三电容C3连接半桥逆变LC串联谐振电路300中另一开关管T1的集电极，即与半桥逆变LC串联谐振电路300输入母线301相连的开关管的集电极；另外，第九电阻R9的一端通过第四滤波电容CE4接地，与之并联的，第九电阻R9的一端还依次通过第八电阻R8、第十一二极管D11以及另一扼流线圈L4-2接地，均起到滤除高频噪声以及纹波的作用。此外，晶闸管T3的门极还通过由电容C7和电阻R11并联构成的滤波电路接地，实现对输入门极输入电压进行滤波，用以保护晶闸管。

根据图2所示的原理图可以看出，本实用新型电子镇流器的保护电路200通过将三极管T4设置在半桥逆变LC串联谐振电路300中一个开关管的基极，用以控制该开关管的关断，从而实现对电路的保护.正常情况时，晶闸管T3关断，三极管T4截止，则半桥逆变LC串联谐振电路300中的开关管正常工作；但是当电容C3检测到荧光灯LAMP两端出现电压或电流异常情况时，获得一个感应信号依次通过电阻R9、R18、双向二极管DB32后向晶闸管T3的门极输入控制电压，晶闸管T3导通，三极管T4导通，则半桥逆变LC串联谐振电路300中的开关管关断，从而实现对电路的保护.此保护电路结构简单，成本低.

基于上述对电子镇流器的改进，本实用新型还提供了一种半桥逆变LC串联谐振电路，其包括：脉冲变压器、扼流圈和两个开关管；与图1所示的现有技术相比，特别还包括：第一电容，所述扼流圈的一端连接所述脉冲变压器主绕组的同名端，且此脉冲变压器主绕组的同名端通过第一电容接地，所述脉冲变压器主绕组的非同名端输出能量供给荧光灯的一端灯丝。所述扼流圈的另一端连接所述半桥逆变LC串联谐振电路中两个开关管相连的结点。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围；本实用新型的半桥逆变LC串联谐振电路、保护电路、EMI滤波电路不限于只采用图2所示的电路原理，还可以采用其他变形形式。

Claims (8)

1.一种直流电子镇流器，包括：半桥逆变LC串联谐振电路，此半桥逆变LC串联谐振电路包括脉冲变压器和扼流圈；其特征在于，还包括：第一电容，所述扼流圈的一端连接所述脉冲变压器主绕组的同名端，且此脉冲变压器主绕组的同名端通过第一电容接地，所述脉冲变压器主绕组的非同名端输出能量供给荧光灯的一端灯丝。

2.如权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，所述扼流圈的另一端连接所述半桥逆变LC串联谐振电路中两个开关管相连的结点。

3.如权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，所述电子镇流器还包括：设置在直流电源输入端的EMI滤波电路，此EMI滤波电路包括：第一EMI滤波电感、第二EMI滤波电感、第三电感、可变电阻和第二电容，所述第一EMI滤波电感和所述第二EMI滤波电感之间通过所述可变电阻串联，所述第二EMI滤波电感的输出并联所述第二电容，并且所述第二EMI滤波电感的一输出端通过所述第三电感接入所述半桥逆变LC串联谐振电路的输入母线。

4.如权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，所述电子镇流器还包括：保护电路；在此保护电路中，所述半桥逆变LC串联谐振电路的输入母线通过第十六电阻连接晶闸管的阳极，所述晶闸管的阴极通过第十电阻接地，且所述晶闸管的阴极连接第四三极管的基极，所述第四三极管的集电极连接所述半桥逆变LC串联谐振电路中一个开关管的基极，所述第四三极管的发射极接地；所述晶闸管的门极通过双向二极管和第十八电阻连接第九电阻的一端，所述第九电阻的另一端连接第十二极管的正极，所述第十二极管的负极连接结点，且所述第十二极管的负极通过第三电容连接所述半桥逆变LC串联谐振电路中与输入母线相连的开关管的集电极。

5.如权利要求4所述的电子镇流器，其特征在于，在所述保护电路中，所述第九电阻的一端通过第四滤波电容接地，且所述第九电阻的一端还依次通过第八电阻、第十一二极管以及另一扼流线圈接地。

6.如权利要求4所述的电子镇流器，其特征在于，所述晶闸管的门极还通过由电容和电阻并联构成的滤波电路接地。

7.一种半桥逆变LC串联谐振电路，包括：脉冲变压器、扼流圈和两个开关管；其特征在于，还包括：第一电容，所述扼流圈的一端连接所述脉冲变压器主绕组的同名端，且此脉冲变压器主绕组的同名端通过第一电容接地，所述脉冲变压器主绕组的非同名端输出能量供给荧光灯的一端灯丝。

8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述扼流圈的另一端连接所述半桥逆变LC串联谐振电路中两个开关管相连的结点。

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