CN201750612U - 无极荧光灯电子镇流器 - Google Patents

Abstract

一种无极荧光灯电子镇流器，包括PWM控制电路、PWM功率输出电路、电磁耦合无极灯管、输出保护电路、辅助电源，其特征在于：还有三相功率因数补偿及整流滤波电路、电压检测控制电路以及输出功率控制电路。本实用新型线路合理，采用三相供电方式，并消除了滤波电解电容，故性能稳定可靠，使用寿命长，节能高效，照明效果好。

Description

无极荧光灯电子镇流器

技术领域

本实用新型涉及一种镇流器，特别是一种无极荧光灯电子镇流器。

背景技术

低频电磁感应无极灯(简称低频无极灯)以寿命长、节能多、光线质量好为最大优势，开始大量进入到照明市场。无极灯组成主要分为电子镇流器和无极灯管两大部分。电子镇流器产生150KHz-250KHz的低频电能经电磁耦合器耦合到灯管内，激发等离子体产生紫外线，紫外线激发灯管内的荧光分发出可见光。经使用发现无极灯存在如下问题：

1、电子镇流器故障率高

电子镇流器有多个电子元器件组成，低频无极灯使用寿命首先取决于电子镇流器，现用电子镇流器发热量大，使用寿命短，严重影响无极灯的性价比和推广使用。

造成镇流器寿命短的主要原因，主要是铝电解电容寿命受温度影响大，温度高，寿命就缩短，温度合适，寿命就延长。其次是镇流器主要由电子元件构成，大部分在高温下使用寿命均会不同程度地受到影响。

镇流器内部温度升高的原因：一是受工作环境温度影响，高温环境下工作温度上升最快；二是内部器件产生的温度影响，镇流器工作时不同部位均会有一定损耗，产生温度积聚在镇流器内部；三是电容器工作时自身产生的温升。国内外现用铝电解电容使用寿命，基本上在极限工作条件下在2000小时到10000小时之间。因此，镇流器滤波电解电容使用2万小时后就面临故障高发阶段。

镇流器内部工作温度基本都在60度以上，如厂矿吊灯，电器箱安装在灯罩上方，灯管发热后温度升高，烘烤上方的电器箱，造成镇流器工作环境超出周围环境，内部温升加高。

路灯工作环境比较差，南方夏天最高气温可达40度以上，北方最低气温可达零下40度以上，都会影响电解电容器的工作寿命。

镇流器工作环境多数地方还不允许敞开散热或通风散热，这会造成内部器件受潮、腐蚀、氧化、进入灰尘等。

2、无极灯在纯黑状态下启动困难

无极灯在比纯黑环境状态下启动困难，对于在夜晚房间、地下室等环境使用受到限制，不少无极灯在这种状态下不能工作。纯黑状态下启动困难的原因是电磁感应激发紫外线特性决定的，需要较高的电压才能启动，单相电源经整流功率因数补偿后电压约为400V直流，较为偏低。

3、镇流器维修费用高

以路灯为例，维修更换需要出动维修车辆，至少需要两人配合才能更换，成本高，造成用户后期使用费用大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种线路合理，采用三相供电方式，性能稳定可靠，使用寿命长，节能高效，照明效果好的无极荧光灯电子镇流器。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：一种无极荧光灯电子镇流器，包括PWM控制电路、PWM功率输出电路、电磁耦合无极灯管、输出保护电路、辅助电源，其特征在于：还有三相功率因数补偿及整流滤波电路、电压检测控制电路以及输出功率控制电路，380V交流电经三相功率因数补偿及整流滤波电路进行功率因数补偿和全波整流滤波后分别送到PWM功率输出电路及电压检测控制电路，市电电压正常时，PWM控制电路产生驱动信号驱动PWM功率输出电路工作，放大到所需的功率，驱动电磁耦合无极灯管发光，市电电压产生波动时，电压检测控制电路跟踪输入电源电压的变化，当检测到输入电压超过设定限值时，输出一高电平信号，一路送到PWM控制电路，使其工作频率升高，PWM功率输出电路频率随之升高，输出回路趋向失谐，输出功率随之降低，另一路送到输出功率控制电路，使其滤波回路趋向谐振，增加回路阻抗，减少PWM输出功率管损耗。

本实用新型的目的还可以通过以下措施来达到：还设有分相变换电路，220V交流电经分相变换电路后变为三相交流电。辅助电源为PWM控制电路及输出保护电路提供直流电源。三相功率因数补偿及整流滤波电路中，由电感L1-L3、电容C1-C6进行功率因数补偿。三相功率因数补偿及整流滤波电路中，滤波电容C7采用非电解电容。输出功率控制电路为一并联谐振电路。输出保护电路包含了过流、过压、短路、开路和灯管破损保护电路。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：

1、采用三相供电方式。三相全波整流比单相全波整流优越得多，用容量比单相小很多电容器就可以达到最大值U_p。这样滤波电容就可以采用容量小、寿命长、耐压高的非电解电容可满足正常工作需要，避免使用电解电容影响使用寿命。另在无三相供电的地方和小功率照明用单相电源分相供电。

2、三相整流后直流电压高，可达500V以上，无极灯在纯黑状态电压高容易启动。而单相整流有源功率因数补偿(PFC)后直流输出一般不超过400V。

3、镇流器与灯具电器箱一体化结构，镇流器产生热量直接散发到空气中，去掉以往沿用的灯具电器箱，散热效果好。

4、功率因数补偿器件用电感和电容可满足要求，无源器件可靠性比有源补偿要高，故障率低，使用寿命长，发热比有源补偿电路低很多，产品成本比较低。

5、输出电路与无极灯连接采用高频变压器偶合，避免互相影响，调节困难。

6、供电电压升高通过频率控制降低输出功率和损耗，当市电电压夜间升高时，为保证镇流器输出功率相对稳定，采用电压检测控制电路来升高或降低PWM工作频率，使输出回路偏向失谐，输出功率下降。

7、为保证PWM输出管工作安全，输出回路接入输出功率控制电路(带阻滤波器)，工作在PWM被控频率上，防止电压升高时，PWM输出回路失谐造成的输出功率晶体管损耗增大。

8、性能稳定可靠，使用寿命长，节能高效，照明效果好。

附图说明

图1为本实用新型的原理方框图：

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

本实用新型下面将结合附图(实施例)作进一步详述：

参照图1-图2，本实用新型包括包括PWM控制电路1、PWM功率输出电路2、电磁耦合无极灯管3、输出保护电路4、辅助电源5、三相功率因数补偿及整流滤波电路6、电压检测控制电路7、输出功率控制电路8、分相变换电路9等。三相功率因数补偿及整流滤波电路6由二极管D1-D6、电感L1-L3、电容C1-C6等组成；经参数配置，功率因数可做到0.99左右。单相电源输入采用分相变换电路9，变为相位差120度的三相电送到整流电路进行整流。电源滤波电容C7采用非电解电容，避免了电解电容电解液随温度升高挥发问题。辅助电源5产生12V直流电供PWM控制电路1和输出保护电路4使用。

当三相供电电源稳定时，PWM控制电路1产生250KHz的驱动信号驱动PWM功率输出电路2工作，放大到需要的功率，驱动无极灯发光。但三相电源供电整流后电压比较高，特别是市电电压随时间波动较大，会产生镇流器输出功率波动，影响无极灯工作。为此设置电压检测控制电路7，电压检测控制电路7可跟踪输入电源电压的变化，当检测到输入电压超过设定限值时，输出一高电平信号，一路送到PWM控制电路1，使其工作频率升高，PWM功率输出电路2频率随之升高，输出回路趋向失谐，输出功率随之降低；另一路送到输出功率控制电路8，使其滤波回路趋向谐振，增加回路阻抗，减少PWM输出功率管Q1、Q2的损耗。

过压、过流、开路、短路保护电路在异常情况时保护镇流器安全。

Claims (7)

1.一种无极荧光灯电子镇流器，包括PWM控制电路(1)、PWM功率输出电路(2)、电磁耦合无极灯管(3)、输出保护电路(4)、辅助电源(5)，其特征在于：还有三相功率因数补偿及整流滤波电路(6)、电压检测控制电路(7)以及输出功率控制电路(8)，380V交流电经三相功率因数补偿及整流滤波电路(6)进行功率因数补偿和全波整流滤波后分别送到PWM功率输出电路(2)及电压检测控制电路(7)，市电电压正常时，PWM控制电路(1)产生驱动信号驱动PWM功率输出电路(2)工作，放大到所需的功率，驱动电磁耦合无极灯管(3)发光，市电电压产生波动时，电压检测控制电路(7)跟踪输入电源电压的变化，当检测到输入电压超过设定限值时，输出一高电平信号，一路送到PWM控制电路(1)，使其工作频率升高，PWM功率输出电路(2)频率随之升高，输出回路趋向失谐，输出功率随之降低，另一路送到输出功率控制电路(8)，使其滤波回路趋向谐振，增加回路阻抗，减少PWM输出功率管损耗。

2.根据权利要求1所述的无极荧光灯电子镇流器，其特征在于：还设有分相变换电路(9)，220V交流电经分相变换电路(9)后变为三相交流电。

3.根据权利要求1所述的无极荧光灯电子镇流器，其特征在于：辅助电源(5)为PWM控制电路(1)及输出保护电路(4)提供直流电源。

4.根据权利要求1所述的无极荧光灯电子镇流器，其特征在于：三相功率因数补偿及整流滤波电路(6)中，由电感L1-L3、电容C1-C6进行功率因数补偿。

5.根据权利要求1所述的无极荧光灯电子镇流器，其特征在于：三相功率因数补偿及整流滤波电路(6)中，滤波电容C7采用非电解电容。

6.根据权利要求1所述的无极荧光灯电子镇流器，其特征在于：输出功率控制电路(8)为一并联谐振电路。

7.根据权利要求1所述的无极荧光灯电子镇流器，其特征在于：输出保护电路(4)包含了过流、过压、短路、开路和灯管破损保护电路。

Images