CN201928497U - 一种低频无极灯电子镇流器电路 - Google Patents

一种低频无极灯电子镇流器电路 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种低频无极灯电子镇流器电路，包括滤波整流电路、功率因数校正电路、高频逆变电路、输出电路和驱动控制电路，所述滤波整流电路与功率因数校正电路电连接，所述功率因数校正电路与高频逆变电路电连接，所述高频逆变电路与输出电路电连接，所述驱动控制电路驱动控制高频逆变电路，还包括异常保护电路，所述输出电路将信号输入异常保护电路中，所述异常保护电路通过驱动控制电路与高频逆变电路电连接。本实用新型能实现开机自动检测灯管、过流过压保护、欠压保护以及防雷和抗冲击功能等齐全的异常保护功能。

Description

一种低频无极灯电子镇流器电路
技术领域
本实用新型涉及一种镇流器。特别是一种用于低频无极灯的电子镇流器。
背景技术
无极灯是一种高效、节能、环保的新能源。由于它消除了制约传统灯源寿命的关键因素——电极，所以更加安全可靠，具有使用寿命长、免维护、发光效率高等优点，与其他传统光源相比，无极灯拥有无可比拟的优势，其中低频无极灯更是以功率范围广、制造相对简单、电磁干扰小等特点受到人们的青睐，无极灯(特别是低频无极灯)越来越多的走进人们的生活。
由于无极灯主要应用于室外和漏天场合，温度和周围的环境都是比较恶劣的，夏天温度可能要超过40℃，冬天很可能在-20℃～-30℃以下工作，再加上复杂的周遍环境，这都要求相配套的镇流器必须具备完善的保护功能，能应对各种突发的异常情况。而目前传统的低频无极灯镇流器普遍存在保护功能简单、保护手段不可靠或者就根本没有相应的保护措施等缺陷，大大限制和阻碍了无极灯的推广和使用。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种异常保护功能齐全的低频无极灯电子镇流器电路。
本实用新型实现上述目的的技术方案是：一种低频无极灯电子镇流器电路，包括滤波整流电路、功率因数校正电路、高频逆变电路、输出电路和驱动控制电路，电源线的交流电源输入端与滤波整流电路电连接，所述滤波整流电路的输出端与功率因数校正电路电连接，所述功率因数校正电路与高频逆变电路电连接，所述高频逆变电路与输出电路电连接，所述驱动控制电路驱动控制高频逆变电路，其改进点在于：还包括异常保护电路，所述输出电路将信号输入异常保护电路中，所述异常保护电路通过驱动控制电路与高频逆变电路电连接。
所述滤波整流电路包括X电容C1、C2、C5，Y电容C3、C4，差模电感L1、L2，共模电感L3和桥堆D1，所述X电容C1、C2、C5、Y电容C3、C4、差模电感L1、L2和共模电感L3组成EMI滤波电路，所述X电容C1、C2、C5并联在电源线上，Y电容C3和C4串联后并联在电源线上，所述电容C3和C4的连接端接地，差模电感L1、L2分别串接在电源线的火线和零线后均与共模电感L3连接，所述EMI滤波电路的输出端与桥堆D1电连接。
在所述EMI混合型滤波电路前并联有压敏电阻RV1，在所述EMI混合型滤波电路后并联有压敏电阻RV2和RV3。
交流电源输入端还串接有保险丝F1，所述保险丝F1后串接有热敏电阻NTC。
所述功率因数校正电路由功率因数补偿芯片IC2和其外围元件组成，限流电阻R12和滤波电容C6与功率因数补偿芯片IC2的8电连接，由功率因数补偿芯片IC2的7脚输出驱动信号，驱动信号经过电阻R4后加到MOS管Q1的栅极，控制MOS管Q1开关，所述功率因数校正电路可以使整个电路功率因数达到0.99以上。
所述高频逆变电路包括驱动变压器T2、开关管Q2和开关管Q3，所述驱动变压器T2的初级与驱动控制电路相连，驱动变压器T2次级通过电阻R13、R14分别加在了开关管Q2、Q3的控制极上，所述开关管Q2的源极与开关管Q3的漏极串联。
所述驱动控制电路主要采用智能控制芯片IC3。
所述异常保护电路主要包括稳压管VD1、VD2、VD3和开关管Q4，所述稳压管VD1的正极与驱动控制电路中的控制芯片IC3的引脚10电连接，所述稳压管VD1的负极与二极管D4的负极电连接，所述二极管D4的正极与稳压管VD3的正极电连接，所述稳压管VD3的负极与二极管D5的负极电连接，所述稳压管VD1的负极经由二极管D3与三极管Q4的集电极电连接，所述三极管Q4的基极与稳压管VD2的正极电连接。
本实用新型的有效效果为：异常保护功能更加完善，保证了镇流器的安全工作，延长了镇流器的使用寿命。本实用新型的异常保护功能包含：开机自动检测灯管、过流过压保护、欠压保护以及防雷和抗冲击功能。
本实用新型在电子镇流器遇到异常情况(如灯管脱落、灯管短接或者灯管漏气、电网电压过低等)时，能够适时切断电路输出，提供异常保护，防止损坏电子镇流器，延长电子镇流器使用寿命。本实用新型在开机瞬间，首先检测灯管，如灯管正常接入，桥堆出来后的直流电压通过启动灯管的电磁感应线圈直接启动APFC功率因数校正电路，产生高压点亮灯管，如发现灯管没有正常接入，功率因数校正电路和控制电路都不能启动工作，镇流器直接不会工作，避免产生高压，简洁有效。其次，如果发生灯管虽然正常接入，但灯管漏气或灯管损坏等现象，镇流器能启动，在不能正常点亮灯管后20毫秒左右过压保护电路工作，直接关闭输出，起到保护作用。如果镇流器工作时灯管电压过高逆变电路进入容性工作模式或者其他原因造成输出电流加大，开关管损耗增加，或者灯管直接短路，过流保护电路将立即关闭输出进入低功率待机模式。因此本实用新型能实现开机自动检测灯管、过流过压保护、欠压保护以及防雷和抗冲击功能等齐全的异常保护功能。
附图说明
图1是本实用新型的电路原理框图；
图2是本实用新型的滤波整流电路U1、功率因数校正电路U2、高频逆变电路U3、输出电路U4的连接电路原理图；
图3是本实用新型的驱动控制电路U5和异常保护电路U6的连接电路原理图；
图4是本实用新型的功率因数校正电路U2电路原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型一种低频无极灯电子镇流器电路作进一步说明。
参照图1～4所示，一种低频无极灯电子镇流器电路，包括滤波整流电路U1、功率因数校正电路U2、高频逆变电路U3、输出电路U4和驱动控制电路U5，电源线的交流电源输入端与滤波整流电路U1电连接，所述滤波整流电路U1的输出端与功率因数校正电路U2电连接，所述功率因数校正电路U2与高频逆变电路U3电连接，所述高频逆变电路U3与输出电路U4电连接，所述驱动控制电路U5驱动控制高频逆变电路U3，还包括异常保护电路U6，所述输出电路U4将信号输入异常保护电路U6中，所述异常保护电路U6通过驱动控制电路U5与高频逆变电路U3电连接。
如图2所示，所述滤波整流电路U1包括X电容C1、C2、C5，Y电容C3、C4，差模电感L1、L2，共模电感L 3和桥堆D1，所述X电容C1、C2、C5、Y电容C3、C4、差模电感L1、L2和共模电感L3组成EMI滤波电路，所述X电容C1、C2、C5并联在电源线上，Y电容C3和C4串联后并联在电源线上，所述电容C3和C4的连接端接地，差模电感L1、L2分别串接在电源线的火线和零线后均与共模电感L3连接，所述EMI滤波电路的输出端与桥堆D1电连接。
如图2所示，在所述EMI混合型滤波电路前并联有压敏电阻RV1，在所述EMI混合型滤波电路后并联有压敏电阻RV2和RV3。
如图2所示，交流电源输入端还串接有保险丝F1，所述保险丝F1后串接有热敏电阻NTC。交流电源输入与EMI滤波电路相连接，其主要工作是抑制电网上来的电磁干扰，同时，它还对镇流器本身产生的电磁干扰有抑制作用，以保证电网上附近的用电设备不受到镇流器的电磁干扰而误动作。同时，在EMI滤波电路前后分别并接了压敏电阻RV1和RV2、RV3增加了防雷措施。保险丝F1后串接的热敏电阻NTC能在开机瞬间降低浪涌电流，安全可靠。整流功能由桥堆D1完成，将经EMI滤波后的交流电压转换成脉动的直流电压送入功率因数校正电路。
如图4所示，所述功率因数校正电路U2由功率因数补偿芯片IC2和其外围元件组成，限流电阻R12和滤波电容C6与功率因数补偿芯片IC2的8电连接，由功率因数补偿芯片IC2的7脚输出驱动信号，驱动信号经过电阻R4后加到MOS管Q1的栅极，控制MOS管Q1开关，所述功率因数校正电路U2可以使整个电路功率因数达到0.99以上。启动瞬间启动通过灯管内感应线圈经过限流电阻R12和滤波电容C6加到芯片8脚实现软启动。
如图2所示，所述高频逆变电路U3包括驱动变压器T2、开关管Q2和开关管Q3，所述驱动变压器T2的初级与驱动控制电路U5相连，驱动变压器T2次级通过电阻R13、R14分别加在了开关管Q2、Q3的控制极上，所述开关管Q2的源极与开关管Q3的漏极串联。在驱动变压器的驱动下，在开关管Q2的源极与Q3的漏极串联处产生占空略小于50％的高频高压的方波，此方波电压送输出电路U4。
如图3所示，所述驱动控制电路U5主要采用智能控制芯片IC3。所述驱动控制电路U5是本实用新型的核心部分，可以通过芯片4脚和7脚的电阻和电容更改镇流器正常运行时的工作频率，芯片的11和13脚输出的相位相差180℃的驱动信号经驱动变压器隔离后再去驱动开关管，完全实现电气上的隔离，安全可靠。芯片的10脚是故障检测脚，接异常保护电路U6。
如图3所示，所述异常保护电路U6主要包括稳压管VD1、VD2、VD3和开关管Q4，所述稳压管VD1的正极与驱动控制电路U5中的控制芯片IC3的引脚10电连接，所述稳压管VD1的负极与二极管D4的负极电连接，所述二极管D4的正极与稳压管VD3的正极电连接，所述稳压管VD3的负极与二极管D5的负极电连接，所述稳压管VD1的负极经由二极管D3与三极管Q4的集电极电连接，所述三极管Q4的基极与稳压管VD2的正极电连接。从输出电路U4取出的电压、电流检测信号都接到U6。电压信号经过R12后，通过D5、VD3送积分电容C6，正常情况下C6上的电压由于时间短电压低根本击穿不了VD1，电压保护不起作用，一旦因灯管漏气等原因造成无法电亮灯管，20毫秒后VD1击穿。芯片10脚电压抬高，芯片进入保护模式。如果流过电流原边的电流增加，副边感应电压就会增加，电流取样点T1的电压就会下降，就击穿不了稳压管VD2，从芯片13脚过来的方波经过整流滤波后直接击穿VD1，芯片同样进入保护模式。
输出电路U4中从高频逆变电路U3产生的高频高压方波，经过L5、C17、C18组成的谐振回路发生串联谐振，点灯电压在C17、C18产生。在C17、C18产生上千伏的高压经C22、R19耦合后接灯管感应线圈一端HV+，另一端HV-经过电流互感器原边接C18下端(GND端)，将无极灯灯管点亮。C19、C20、C21并接在C17、C18两端，电压检测信号从C21上端取出。C23、C24、C25再串接上电流互感器次极最后并接在HV+和GND之间，电流检测信号在C25上端取出。电压、电流检测信号送异常保护电路U6。
功率因数校正电路U2为APFC功率因数校正电路。本实用新型整个工作过程是这样的：交流电源经过滤波整流电路U1，得到脉动的直流电，此直流电经过APFC功率因数校正电路U2后，得到高功率因数的直流电，该直流电经过由控制部分驱动的高频逆变电路U3产生高频高压的方波，最后通过LC谐振回路将灯点亮，并提供灯管稳定的工作电流。异常保护电路U6用来检测无极灯的安全工作情况，当出现异常情况时立刻通过控制电路关闭输出，确保镇流器的安全。

Claims (8)

1.一种低频无极灯电子镇流器电路，包括滤波整流电路(U1)、功率因数校正电路(U2)、高频逆变电路(U3)、输出电路(U4)和驱动控制电路(U5)，电源线的交流电源输入端与滤波整流电路(U1)电连接，所述滤波整流电路(U1)的输出端与功率因数校正电路(U2)电连接，所述功率因数校正电路(U2)与高频逆变电路(U3)电连接，所述高频逆变电路(U3)与输出电路(U4)电连接，所述驱动控制电路(U5)驱动控制高频逆变电路(U3)，其特征在于：还包括异常保护电路(U6)，所述输出电路(U4)将信号输入异常保护电路(U6)中，所述异常保护电路(U6)通过驱动控制电路(U5)与高频逆变电路(U3)电连接。
2.根据权利要求1所述的低频无极灯电子镇流器电路，其特征在于：所述滤波整流电路(U1)包括X电容C1、C2、C5，Y电容C3、C4，差模电感L1、L2，共模电感L3和桥堆D1，所述X电容C1、C2、C5、Y电容C3、C4、差模电感L 1、L2和共模电感L 3组成EMI滤波电路，所述X电容C1、C2、C5并联在电源线上，Y电容C3和C4串联后并联在电源线上，所述电容C3和C4的连接端接地，差模电感L1、L2分别串接在电源线的火线和零线后均与共模电感L3连接，所述EMI滤波电路的输出端与桥堆D1电连接。
3.根据权利要求2所述的低频无极灯电子镇流器电路，其特征在于：在所述EMI混合型滤波电路前并联有压敏电阻RV1，在所述EMI混合型滤波电路后并联有压敏电阻RV2和RV3。
4.根据权利要求2、3所述的低频无极灯电子镇流器电路，其特征在于：交流电源输入端还串接有保险丝F1，所述保险丝F1后串接有热敏电阻NTC。
5.根据权利要求1所述的低频无极灯电子镇流器电路，其特征在于：所述功率因数校正电路(U2)由功率因数补偿芯片IC2和其外围元件组成，限流电阻R12和滤波电容C6与功率因数补偿芯片IC2的8电连接，由功率因数补偿芯片IC2的7脚输出驱动信号，驱动信号经过电阻R4后加到MOS管Q1的栅极，控制MOS管Q1开关，所述功率因数校正电路(U2)可以使整个电路功率因数达到0.99以上。
6.根据权利要求1所述的低频无极灯电子镇流器电路，其特征在于：所述高频逆变电路(U3)包括驱动变压器T2、开关管Q2和开关管Q3，所述驱动变压器T2的初级与驱动控制电路(U5)相连，驱动变压器T2次级通过电阻R13、R14分别加在了开关管Q2、Q3的控制极上，所述开关管Q2的源极与开关管Q3的漏极串联。
7.根据权利要求1所述的低频无极灯电子镇流器电路，其特征在于：所述驱动控制电路(U5)主要采用智能控制芯片IC3。
8.根据权利要求1或7所述的低频无极灯电子镇流器电路，其特征在于：所述异常保护电路(U6)主要包括稳压管VD1、VD2、VD3和开关管Q4，所述稳压管VD1的正极与驱动控制电路(U5)中的控制芯片IC3的引脚10电连接，所述稳压管VD1的负极与二极管D4的负极电连接，所述二极管D4的正极与稳压管VD3的正极电连接，所述稳压管VD3的负极与二极管D5的负极电连接，所述稳压管VD1的负极经由二极管D3与三极管Q4的集电极电连接，所述三极管Q4的基极与稳压管VD2的正极电连接。
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