CN201860496U - 一种带保护功能的电子镇流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种带保护功能的电子镇流器，包括：用于接入交流电输入的防电磁干扰电路、将交流电整流为直流电的桥式整流电路、对整流后输出的电压与反馈电压进行比较实现功率因数校正的功率因数校正电路、将直流电转为方波交流电的高频发生电路、对电压进行采样比较的保护电路以及负载。上述带保护功能的电子镇流器，将负载的高频信号反馈到功率因数校正电路，加宽了整流电路中二极管的导通角，提高功率因数降低谐波，降低电流波峰比，减少了EMC干扰，并且通过保护电路控制高频发生电路的半桥上管，对异常的电压、电流信号均能准确取样，保护的门限电压温度系数小，保护性能稳定、可靠。

Description

一种带保护功能的电子镇流器

技术领域

本实用新型涉及电子镇流器技术，尤其涉及一种带保护功能的电子镇流器。

背景技术

驱动荧光灯管发光的电子镇流器是将交流市电经整流电路变成直流电，再经过滤波后，振荡电路和功率放大电路最终变为高频交流电来完成工作的。衡量电子镇流器优劣的基本指标有功率因数、总谐波失真以及电流波峰比系数，目前常见的荧光灯电子镇流器的功率因数通常在0.9以上，总谐波失真在30以下，现有技术中可以通过在镇流器中添加功率因数校正电路来提高功率因数，但这种电路结构通常比较复杂。此外，现有的电子镇流器的保护取样电路通常仅是电压取样或电流取样，保护功能不稳定。

发明内容

本实用新型的目的在于给出一种带保护功能的电子镇流器，提高带保护功能的电子镇流器的功率因数，降低谐波，同时提供稳定的电路保护，提高电子镇流器的可靠性。

本实用新型技术方案是：

一种带保护功能的电子镇流器，包括：用于接入交流电输入的防电磁干扰电路、将交流电整流为直流电的桥式整流电路、对整流后输出的电压与反馈电压进行比较实现功率因数校正的功率因数校正电路、将直流电转为方波交流电的高频发生电路、对电压进行采样比较的保护电路以及负载，其中，所述保护电路包括采样元件、两稳压二极管以及第一和第二可控硅，所述采样元件一端连接于高频发生电路与负载之间，另一端通过反向串联的两稳压二极管连接第一可控硅的控制极，所述第一可控硅的阳极接高频发生电路的半桥上管，阴极接第二可控硅的控制极，所述第二可控硅的阳极和阴极均连接所述高频发生电路的半桥上管。

所述的带保护功能的电子镇流器，其中，所述防电磁波干扰电路包括保险管、压敏电阻以及由电感和电容组成的LC滤波器，所述保险管接在交流电输入的火线上，压敏电阻连接于火线和零线之间，LC滤波器中的电感接在火线或零线上，电容连接于火线与零线之间。

所述的带保护功能的电子镇流器，其中，所述LC滤波器包括两电感和三电容，所述两电感分别连接在火线和零线上，两电容串联后与另一电容并联于火线与零线之间，两串联电容的节点接地。

所述的带保护功能的电子镇流器，其中，所述采样元件为采样电阻或采样电容中任一。

所述的带保护功能的电子镇流器，其中，所述功率因数校正电路包括第一至第五电容和第一至第四二极管，所述第一电容一端连接于火线或零线上，另一端分别通过第二和第三电容分别连接整流电路的输出正极和输出负极，所述第一电容的另一端还连接负载，所述第一二极管的阳极通过第四电容接整流电路的输出正极，阴极连接第一电容的另一端，所述第二二极管的阳极连接所述第一电容的另一端，阴极通过第五电容连接所述整流电路的输出负极，所述第三二极管的阳极连接与所述第二二极管的阴极与第五电容之间，阴极接整流电路的输出正极，所述第四二极管的阴极连接于第一二极管与第四电容之间，阳极接整流电路的输出负极。

所述的带保护功能的电子镇流器，其中，所述功率因数校正电路还包括第六电容，所述第六电容的一端与第一电容的一端分别连接于火线和零线上，所述第六电容的另一端连接第一电容的另一端。

所述的带保护功能的电子镇流器，其中，所述高频发生电路包括启动电阻、触发二极管、磁环变压器、积分电容以及分别作为半桥上管和下管的第一和第二电子开关，所述启动电阻一端连接于功率因数校正电路的第二二极管的阴极与第五电容之间，另一端通过积分电容连接所述整流电路的输出负极，所述第一电子开关的输入端连接整流电路的输出正极和保护电路中第一可控硅的阳极，输出端连接第二电子开关的输入端，控制端连接磁环变压器的第一次级线圈并连接保护电路中第二可控硅的阳极，所述第二电子开关的控制端通过触发二极管连接所述积分电容并通过磁环变压器的第二次级线圈连接所述整流电路的输出负极，输入端还连接所述保护电路中第二可控硅的阴极，输出端连接所述整流电路的输出负极，所述磁环变压器的初级线圈连接于第一电子开关的输出端与负载之间。

所述的带保护功能的电子镇流器，其中，所述电子开关为NPN三极管，所述电子开关的控制端、输入端和输出端分别对应三极管的基极、集电极和发射极。

所述的带保护功能的电子镇流器，其中，所述高频发生电路还包括一串联于磁环变压器的初级线圈与负载之间的电感，所述采样元件一端连接于所述磁环变压器的初级线圈与所述电感之间。

所述的带保护功能的电子镇流器，其中，所述负载包括荧光灯、电容以及热敏电阻，所述热敏电阻和电容与荧光灯并联。

本实用新型提供了一种带保护功能的电子镇流器，将负载的高频信号反馈到功率因数校正电路，加宽了整流电路中二极管的导通角，提高功率因数降低谐波，降低电流波峰比，减少了EMC干扰，并且通过保护电路控制高频发生电路的半桥上管，对异常的电压、电流信号均能准确取样，保护的门限电压温度系数小，保护性能稳定、可靠。

附图说明

图1是本实用新型带保护功能的电子镇流器较佳实施方式的原理框图；

图2是本实用新型带保护功能的电子镇流器较佳实施方式的电路图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参考图1，本实用新型提供的长寿命低谐波荧光灯较佳实施方式包括：用于接入交流电输入的防电磁干扰电路11、将交流电整流为直流电的整流电路12、对整流后输出的电压与反馈电压进行比较实现功率因数校正的功率因数校正电路13、将直流电转为方波交流电的高频发生电路14、对电压进行采样比较的保护电路15以及负载16。

参考图2，为本实用新型较佳实施方式的电路图，所述防电磁波干扰电路11包括保险管F1、压敏电阻RV以及由电感L1和L2以及电容C1～C4组成的LC滤波器，所述保险管F1接在交流电输入AC的火线L上，压敏电阻RV连接于火线L与零线N之间，电容C1和C2并联于火线L与零线N之间，电容C3和C4串联于火线L与零线N之间前中间节点接地，电感L1接在火线L上，电感L2接在零线N上。在电子镇流器中出现异常电流时，保险管F1熔断起到防止异外事故发生的保险作用，压敏电阻RV以及LC滤波器起到防止电网干扰产品和产品发出的干扰影响电网的双向阻止效果，起到滤波和保护作用。

所述整流电路12为桥式整流器，包括二极管D1～D4，其两输入端分别连接火线L和零线N，两输出端分别作为输出正极和输出负极输出直流电，桥式整流器为本领域的公知技术，在此不再赘述。

所述功率因数校正电路13包括电容C5～C8和C16～C17以及二极管D5～D8，所述电容C5一端连接火线L另一端通过电容C8接整流电路12的输出正极，所述电容C6一端接零线N另一端通过电容C7连接整流电路12的输出负极，所述电容C5和C6的另一端还同时连接二极管D5的阴极和负载16，所述电容C16一端连接整流电路12的输出正极，另一端连接二极管D5的阳极，二极管D5的阴极接二极管D6的阳极，二极管D6的阴极通过电容C17接整流电路12的输出负极，所述二极管D7的阴极接整流电路12的输出正极，阳极连接于二极管D6与电容C17之间并与高频发生电路14连接，二极管D8的阴极连接于二极管D5与电容C16之间，阳极接整流电路12的输出负极。所述电容C5与C6在火线L或零线N与负载16之间的连接方式是本实用新型的重点之一，在不同的实施方式中可以选择性的仅选用C5或C6之一。

所述高频发生电路14包括电阻R1至R8、作为电子开关的NPN三极管T1和T2、触发二极管DB3、磁环变压器I1、电感L3、电容C9～C14以及二极管D9～D13，所述电阻R1的一端连接于所述功率因数校正电路13的二极管D7的阳极，另一端通过电容C9接整流电路12的输出负极，二极管D9的阳极连接于所述电阻R1与电容C4之间，阴极依次通过磁环变压器I1的次级线圈I1-b和电阻R5连接三极管T1的基极，所述二极管D9的阴极还与三极管T2的集电极连接，三极管T1的集电极连接所述整流电路12的输出正极，发射极通过电阻R7连接所述三极管T2的集电极，发射极还连接二极管D10的阳极，二极管D10的阴极接三极管T1的基极，电阻R3和电容C10并联于三极管T1的基极与三极管T2的集电极之间，所述二极管D12的阳极连接三极管T2的集电极阴极连接三极管T1的集电极，电容C12与二极管D12并联，所述三极管T2的基极通过触发二极管DB3连接所述二极管D9的阳极，还依次通过电阻R6和磁环变压器I1的次级线圈I1-c连接整流电路12的输出负极，三极管T2的发射极通过电阻R8接整流电路12的输出负极，发射极还连接二极管D11的阳极，二极管D11的阴极接三极管T2的基极，所述电容C11和电阻R4并联于三极管T2的基极发射极之间，所述二极管D13的阳极连接三极管T2的发射极阴极连接三极管T2的集电极，电容C13与二极管D13并联，所述磁环变压器I1的初级线圈I1-a一端连接于三极管T2的集电极另一端通过电感L3连接负载16，电容C14连接于整流电路12的输出正极与输出负极之间，起滤波作用。

所述高频发生电路14的原理如下：当接通交流电输入时，积分电容C9通过启动电阻R1充电，积分电容C9的电压上升到触发二极管DB3的门限值(约为32V)时，积分电容C9通过触发二极管DB3放电并加到三极管T2的基极，由于触发二极管DB3导通后具有负阻效应，可得到较大的放电电流加到三极管T2的基极上，再通过三极管T2的放大，使磁环变压器I1、三极管T2与功率因数校正电路13以及负载16构成正反馈振荡电路起振，三极管T1与T2轮流导通与电容C7和C8的轮流充放电实现了由直流电向高频交流电的输出转换。

所述保护电路15包括电容C18～C20、电阻R9～R13、二极管D14，稳压二极管D15和D16以及可控硅T3和T4，所述电阻R13一端连接于电感L3与负载16之间，另一端连接二极管D14的阳极，二极管D14的阴极连接稳压二极管D15的阳极，电阻R12与电容C18并联于稳压二极管D15的阳极与高频发生电路的三极管T2的集电极之间，稳压二极管D15的阴极接稳压二极管D16的阴极，稳压二极管D16的阳极通过电阻R11接可控硅T3的控制极，可控硅T3的阳极通过电阻R9接高频发生电路14的三极管T1的集电极，可控硅T3的阴极连接可控硅T4的控制极，电容C19连接于可控硅T3的控制极与三极管T2的集电极之间，可控硅T4的阳极接三极管T1的基极，阴极接二极管T2的集电极，控制极通过并联的电容C20和电阻R10接三极管T2的集电极。

上述的保护取样方式如现图中的R13是本实用新型的又一重点，它连接到负载16与高频发生电路14的输出电感L3之间，也可移到高频发生电路14中的磁环变压器初级I1-a与电感L3的连接处，且电阻R13也可改用电容，稳压二极管D15与D16反向串联，具有温度补偿作用，保护电路15保护时控制高频发生电路14中的半桥上管(三极管T1)。

所述负载16包括并联的荧光灯、电容C15和热敏电阻R14。所述荧光灯可以是单端荧光灯或双端荧光灯，单端荧光灯可以是U形、螺旋形、环形等只要两阴极从一端引出，双端荧光灯可以是直管或其组合只要阴极是从两端引出，热敏电阻R14可用普通热敏电阻或智能热敏电阻，热敏电阻R14具有预热荧光灯的阴极，延长荧光灯的使用寿命的作用。

在本实用新型的较佳实施方式中，将负载16的高频信号反馈到功率因数校正电路13并通过电容C7、C8、C16、C17与二极管D5、D6、D7、D8的连接，使母线上的电压与整流电路12的输入电压进行比较，加宽了整流电路12中二极管的导通角，从而使功率因数提高到0.98以上，同时降低了谐波，总THD可达到20以下。负载16的高频信号再通过电容C5和C6反馈传到防电磁干扰11的输出端，增强了前述功能，还起到了降低荧光灯电流波峰比的功能，可达到1.7以下，同时通过电容C5和C6的连接，短路了整流电路12中二极管上的高频信号，减少了EMC干扰，降低了整流电路12的要求，提高了产品的可靠性和综合指标，使整体性能轻松达标，对异常的电压、电流信号均能准确取样，保护的门限电压温度系数小，保护性能稳定、可靠，而且取消了辅助绕组，降低成本，工艺简单。此外，高频发生电路14的连接方式起到延时降低冲击电流和启动电阻R1上的损耗，因启动电阻R1上的电压是母线(即C14)上的电压的一半，降低了启动电阻R1的要求。

在本实用新型的较佳实施方式中，采用NPN三极管作为电子开关，作为其它实施方式，也可以用N沟道MOS管或其它电子元件对三极管进行替换。

应当理解的是，以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型的保护范围，对本领域普通技术人员来说，根据上述说明所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种带保护功能的电子镇流器，包括：用于接入交流电输入的防电磁干扰电路、将交流电整流为直流电的桥式整流电路、对整流后输出的电压与反馈电压进行比较实现功率因数校正的功率因数校正电路、将直流电转为方波交流电的高频发生电路、对电压进行采样比较的保护电路以及负载，其特征在于，所述保护电路包括采样元件、两稳压二极管以及第一和第二可控硅，所述采样元件一端连接于高频发生电路与负载之间，另一端通过反向串联的两稳压二极管连接第一可控硅的控制极，所述第一可控硅的阳极接高频发生电路的半桥上管，阴极接第二可控硅的控制极，所述第二可控硅的阳极和阴极均连接所述高频发生电路的半桥上管。

2.根据权利要求1所述的带保护功能的电子镇流器，其特征在于，所述防电磁波干扰电路包括保险管、压敏电阻以及由电感和电容组成的LC滤波器，所述保险管接在交流电输入的火线上，压敏电阻连接于火线和零线之间，LC滤波器中的电感接在火线或零线上，电容连接于火线与零线之间。

3.根据权利要求2所述的带保护功能的电子镇流器，其特征在于，所述LC滤波器包括两电感和三电容，所述两电感分别连接在火线和零线上，两电容串联后与另一电容并联于火线与零线之间，两串联电容的节点接地。

4.根据权利要求1所述的带保护功能的电子镇流器，其特征在于，所述采样元件为采样电阻或采样电容中任一。

5.根据权利要求1所述的带保护功能的电子镇流器，其特征在于，所述功率因数校正电路包括第一至第五电容和第一至第四二极管，所述第一电容一端连接于火线或零线上，另一端分别通过第二和第三电容分别连接整流电路的输出正极和输出负极，所述第一电容的另一端还连接负载，所述第一二极管的阳极通过第四电容接整流电路的输出正极，阴极连接第一电容的另一端，所述第二二极管的阳极连接所述第一电容的另一端，阴极通过第五电容连接所述整流电路的输出负极，所述第三二极管的阳极连接与所述第二二极管的阴极与第五电容之间，阴极接整流电路的输出正极，所述第四二极管的阴极连接于第一二极管与第四电容之间，阳极接整流电路的输出负极。

6.根据权利要求5所述的带保护功能的电子镇流器，其特征在于，所述功率因数校正电路还包括第六电容，所述第六电容的一端与第一电容的一端分别连接于火线和零线上，所述第六电容的另一端连接第一电容的另一端。

7.根据权利要求5所述的带保护功能的电子镇流器，其特征在于，所述高频发生电路包括启动电阻、触发二极管、磁环变压器、积分电容以及分别作为半桥上管和下管的第一和第二电子开关，所述启动电阻一端连接于功率因数校正电路的第二二极管的阴极与第五电容之间，另一端通过积分电容连接所述整流电路的输出负极，所述第一电子开关的输入端连接整流电路的输出正极和保护电路中第一可控硅的阳极，输出端连接第二电子开关的输入端，控制端连接磁环变压器的第一次级线圈并连接保护电路中第二可控硅的阳极，所述第二电子开关的控制端通过触发二极管连接所述积分电容并通过磁环变压器的第二次级线圈连接所述整流电路的输出负极，输入端还连接所述保护电路中第二可控硅的阴极，输出端连接所述整流电路的输出负极，所述磁环变压器的初级线圈连接于第一电子开关的输出端与负载之间。

8.根据权利要求7所述的带保护功能的电子镇流器，其特征在于，所述电子开关为NPN三极管，所述电子开关的控制端、输入端和输出端分别对应三极管的基极、集电极和发射极。

9.根据权利要求7所述的带保护功能的电子镇流器，其特征在于，所述高频发生电路还包括一串联于磁环变压器的初级线圈与负载之间的电感，所述采样元件一端连接于所述磁环变压器的初级线圈与所述电感之间。

10.根据权利要求1至9中任一权利要求所述的带保护功能的电子镇流器，其特征在于，所述负载包括荧光灯、电容以及热敏电阻，所述热敏电阻和电容与荧光灯并联。

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