CN202153807U - 输出频率连续可变的自激振荡逆变电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种输出频率或输出功率能连续可变的自激振荡逆变电源。在自激振荡电路中设置有逆变开关电路、至少两个磁性电流互感器、负载电路和控制电路，每个磁性电流互感器有原边绕组、副边绕组、或控制绕组，原边绕组分别与功率管的输出和负载连接，副边绕组与逆变开关电路连接驱动其功率管，控制电路的输出与任一磁性电流互感器的一绕组并接，改变控制电路的输出阻抗，达到改变自激振荡频率目的。如果连续改变控制电路的输出阻抗，便可连续改变自激振荡频率。优点是提供一种能可靠工作的输出频率或输出功率可变的自激振荡电源，应用于气体放电灯自激振荡电子镇流器，具有调光功能而且成本相对较低。

Description

输出频率连续可变的自激振荡逆变电源

技术领域

 本实用新型涉及一种输出频率连续可变的自激振荡逆变电源，尤指一种具有调光功能的气体放电灯自激振荡电子镇流器逆变电源。

背景技术

将直流转变成交流的自激振荡逆变电源应用广泛，特别常见于低成本的气体放电灯自激振荡电子镇流器中。但是自激振荡逆变电路要实现振荡频率可调或输出功率可调，则比较困难。

美国专利US5596247提出了一种比较简单的自激振荡电子镇流器调光方案，但该方案将造成半桥上下管的开通时间不同，使上下管工作在不对称状态，对电路可靠性带来影响。

另一美国专利US6696803披露了一种能可靠工作的可改变工作频率的自激振荡电源方案，但该方案中辅助电源电压的波动将影响其振荡频率和输出功率，因此对辅助电源的设计提出了较高的要求，成本相对较高。

发明内容

  为了克服上述不足之处，本实用新型的主要目的旨在提供一种能可靠工作且成本较低的输出频率或输出功率连续可变的自激振荡电源。

本实用新型要解决的技术问题是：如何使自激振荡逆变电路能在一个连续的频率范围内正常工作，并且能按要求改变工作频率；当负载匹配电路形成非纯阻性的等效负载时，若电路能改变工作频率，就能改变输出功率。

通常的自激振荡逆变电路的工作原理，是利用一个磁环作为电流互感器，将逆变输出电流耦合到磁环副边用于驱动逆变开关管，

形成自激振荡。当电路其他部分的参数确定时，逆变输出电流到磁环副边耦合关系的不同将产生不同的自激振荡频率，例如磁环的饱和深度不同会导致自激振荡频率不同。

基于以上原理，本实用新型的目的是这样实现的：

该电源设置有逆变开关电路、至少两个磁性电流互感器、负载电路和控制电路，构成自激振荡逆变电源电路，每个磁性电流互感器有原边绕组、副边绕组，原边绕组串联后与逆变开关电路输出和负载电路连接，副边绕组分别串联后连接至逆变开关电路，控制电路的输出与任一磁性电流互感器的一个绕组并接，改变控制电路的输出阻抗，达到改变自激振荡频率目的。

所述控制电路的输出与任一磁性电流互感器的原边绕组并接，改变控制电路的输出阻抗，达到改变自激振荡频率目的。

所述控制电路的输出与任一磁性电流互感器的任一副边绕组并接，改变控制电路的输出阻抗，达到改变自激振荡频率目的。

所述的任一磁性电流互感器绕有一个控制绕组，控制电路的输出与该控制绕组并接，改变控制电路的输出阻抗，达到改变自激振荡频率目的。

所述控制电路由外部指令控制其输出阻抗能够连续改变，达到连续改变逆变电源频率目的。

自激振荡逆变电源电路在上电启动或收到外来启动命令时，由控制指令控制可变阻抗置于某个确定的阻抗值，以达到一个确定频率。

上述方案应用到气体放电灯电子镇流器中后，振荡频率的受控改变即能导致输出功率的受控改变，达到调光效果。

自激振荡电源的输入为直流输入。逆变开关电路获得直流输入后，由逆变开关电路内部起振线路产生或外部电路产生起振触发脉冲，使逆变开关电路开始工作，将直流输入转变成交流输出至磁性电流互感器和负载电路构成的串联回路，两个磁性电流互感器自逆变开关电路输出的交流电流产生耦合输出，串联叠加后连接至逆变开关电路，用于驱动逆变开关电路，产生自激振荡。当外部控制命令使控制电路的等效输出阻抗的阻值改变时，与控制电路输出并联的磁性电流互感器的饱和深度发生改变，随之副边输出发生改变，而另一个电流互感器耦合关系未变保证电路可靠工作，共同导致电路自激振荡频率改变，逆变开关电路输出至负载电路的电流振荡频率即发生改变；当负载电路等效阻抗为非纯阻性时，振荡频率的改变导致输至负载电路的功率改变。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种能可靠工作的输出频率或输出功率可变的自激振荡电源，或具有调光功能的气体放电灯自激振荡电子镇流器，而且成本相对较低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图1是本实用新型的总体结构方框图；

附图2是本实用新型的一实施例示意图； 

附图中标号说明:

101—逆变开关电路；　　　

102—磁性电流互感器；

102a—磁性电流互感器原边；102b—磁性电流互感器驱动副边1；

102c—磁性电流互感器驱动副边2；

102d—磁性电流互感器控制绕组；

103—负载电路；104—控制电路；

105—控制电路的等效输出阻抗；

106—磁性电流互感器；

106a—磁性电流互感器原边；

106b—磁性电流互感器副边；106c—磁性电流互感器副边；

D201—双向触发二极管；D202—二极管；C201—电容；

R201—充电电阻；R202—上管驱动电阻；

R203—下管驱动电阻；R204—可变电阻；

Q201—上管；Q202—下管；T201—可控磁环电流互感器；

T201a—可控磁环电流互感器原边；T201b—可控磁环电流互感器上管驱动副边；

T201c—可控磁环电流互感器下管驱动副边；T201d—可控磁环电流互感器控制绕组；

T202a—固定磁电流互感器环原边；T202b—固定磁环电流互感器上管驱动副边；

T202c—固定磁环电流互感器下管驱动副边；L201—负载电路。

具体实施方式

请参阅附图1所示，本实用新型的输出频率或输出功率连续可变的自激振荡电源由逆变开关电路（101）、磁性电流互感器（102）、磁性电流互感器（106）、负载电路（103）和控制电路（104）构成，逆变开关电路（101）的输出连接至磁性电流互感器原边（102a）、磁性电流互感器原边（106a）和负载电路（103）构成的串联回路，磁性电流互感器驱动副边1（102b）和磁性电流互感器副边（106b）串联，磁性电流互感器驱动副边2（102c）和磁性电流互感器副边（106c）串联，然后分别输出至逆变开关电路（101）作为逆变开关电路（101）的驱动。其中磁性电流互感器（102）或设置有磁性电流互感器控制绕组（102d）。控制电路（104）的输出或与磁性电流互感器原边（102a）相并接，或与磁性电流互感器驱动副边1（102b）相并接，或与磁性电流互感器驱动副边2（102c）相并接，或与磁性电流互感器控制绕组（102d）相并接，与所述绕组并联连接的控制电路的等效输出阻抗（105）可按外来控制命令的要求改变其阻抗值。

某些负载在上电启动时对输至负载的频率或功率有特定要求，只有符合要求的频率或功率才能保证负载正常启动，在连接这类负载时，附图1所示的输出频率连续可变的自激振荡电源，在初始上电时，控制电路可置其等效输出阻抗（105）于一特定阻值使初始上电时的输出频率为一特定频率，该频率符合负载的启动特性的要求。

上述方案所述自激振荡电源的输入为直流输入。逆变开关电路（101）获得直流输入后，由逆变开关电路（101）内部起振线路产生或外部电路产生起振触发脉冲，使逆变开关电路（101）开始工作，将直流输入转变成交流输出至磁性电流互感器（102）、磁性电流互感器（106）和负载电路（103）构成的串联回路，两个磁性电流互感器自逆变开关电路（101）输出的交流电流产生耦合，叠加后连接至逆变开关电路（101），用于驱动逆变开关电路（101），产生自激振荡。当外部控制命令使控制电路的等效输出阻抗（105）改变阻值时，磁性电流互感器（102）的饱和深度发生改变，随之副边输出发生改变，而磁性电流互感器（106）耦合关系未变使电路能可靠工作，两个互感器输出叠加导致电路自激振荡频率改变，逆变开关电路（101）输出至负载电路（103）的电流振荡频率即发生改变；当负载电路（103）的等效阻抗为非纯阻性时，振荡频率的改变导致输至负载电路（103）的功率改变。

附图2是本实用新型的一实施例示意图。上管（ Q201）和下管 （Q202）组成逆变半桥，输出连接至由可控磁环电流互感器（T201）、固定磁环原边（T202a）和负载电路（ L201）构成的串联回路；充电电阻 （R201）、电容 （C201）和双向触发二极管 （D201）组成起振线路，二极管（D202）在电路起振后将电容 （C201）篏在低电平避免重复触发；电路中设置有两个磁环，固定磁环电流互感器原边（T202a）、固定磁环电流互感器上管驱动副边（T202b）和固定磁环电流互感器下管驱动副边（T202c）为同一磁环的不同绕组，可控磁环电流互感器原边（T201a）、可控磁环电流互感器电流互感器上管驱动副边（T201b）、可控磁环电流互感器下管驱动副边（T201c）和可控磁环电流互感器控制绕组（T201d）为可控磁环电流互感器（T201）的不同绕组；固定磁环电流互感器上管驱动副边（T202b）、可控磁环电流互感器上管驱动副边（T201b）和上管驱动电阻（R202）串联后连接至上管（ Q201）的基极和发射极；固定磁环电流互感器下管驱动副边（T202c）、可控磁环电流互感器下管驱动副边（T201c）和下管驱动电阻（R203）串联后连接至下管 （Q202）的基极和发射极；可控磁环电流互感器控制绕组（T201d）的两端连接可变电阻（R204）。

直流电压施加到直流输入端后，经充电电阻 （R201）向电容 （C201）充电，直至双向触发二极管 （D201）击穿，产生起振触发脉冲使下管 （Q202）导通，电路起振。当可变电阻（R204）固定于一阻值时，可控磁环电流互感器上管驱动副边（T201b）、可控磁环电流互感器下管驱动副边（T201c）与可控磁环电流互感器原边（T201a）形成一固定的耦合关系，可控磁环电流互感器（T201）与另一磁环电流互感器共同决定一固定的振荡频率。

若本电源的负载具有特定的启动特性，要求初始上电时振荡频率为一特定值，则在初始上电的时刻应将可变电阻（R204）置于一特定阻值，该阻值对应自激振荡频率为所要求的特定启动频率。

当需要调频时，改变可变电阻（R204）的阻值至另一值，可控磁环电流互感器上管驱动副边（T201b）、可控磁环电流互感器下管驱动副边（T201c）与可控磁环电流互感器原边（T201a）之间的耦合关系受控制绕组负载变化的影响被改变，可控磁环上管驱动副边（T201b）和可控磁环电流互感器下管驱动副边（T201c）的输出发生改变，可控磁环电流互感器（T201）与另一磁环电流互感器共同产生另一振荡频率，连续改变可变电阻（R204）的阻值，即实现输出频率的受控连续改变；若负载电路（L201）为非纯阻性负载，则振荡频率的受控改变导致输出至负载电路（L201）的功率的受控改变，达到发明目的。

Claims (6)

1.一种输出频率连续可变的自激振荡逆变电源，其特征在于，该电源设置有逆变开关电路、至少两个磁性电流互感器、负载电路和控制电路，构成自激振荡逆变电源电路，每个磁性电流互感器有原边绕组、副边绕组，原边绕组串联后与逆变开关电路输出和负载电路连接，副边绕组分别串联后连接至逆变开关电路，控制电路的输出与任一磁性电流互感器的一个绕组并接，改变控制电路的输出阻抗，达到改变自激振荡频率目的。

2.按权利要求1所述的输出频率连续可变的自激振荡逆变电源，其特征在于，所述控制电路的输出与任一磁性电流互感器的原边绕组并接，改变控制电路的输出阻抗，达到改变自激振荡频率目的。

3.按权利要求1所述的输出频率连续可变的自激振荡逆变电源，其特征在于，所述控制电路的输出与任一磁性电流互感器的任一副边绕组并接，改变控制电路的输出阻抗，达到改变自激振荡频率目的。

4.按权利要求1所述的输出频率连续可变的自激振荡逆变电源，其特征在于，所述的任一磁性电流互感器绕有一个控制绕组，控制电路的输出与该控制绕组并接，改变控制电路的输出阻抗，达到改变自激振荡频率目的。

5.按权利要求1或2或3所述的输出频率连续可变的自激振荡逆变电源，其特征在于，所述控制电路由外部指令控制其输出阻抗能够连续改变。

6.按权利要求1或2或3所述的输出频率连续可变的自激振荡逆变电源，其特征在于，自激振荡逆变电源电路在上电启动或收到外来启动命令时，由控制指令控制可变阻抗置于某个确定的阻抗值。

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