CN202617486U - 一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，包括可变频率振荡器，与所述的可变频率振荡器相连的变压器耦合电路，与所述的变压器耦合电路相连的谐振匹配电路，所述的谐振匹配电路与高频无极灯相连，所述的可变频率振荡器外接图腾柱输出电路，所述的图腾柱输出电路一端与所述的可变频率振荡器驱动输出引脚相连，另一端与所述的变压器耦合电路相连。本实用新型一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路出光率高、电路简单、造价低、工作可靠。

Description

一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路

技术领域

本实用新型涉及一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路。

背景技术

众所周知，高频无极灯英文名为：HF Electrode-less discharge lamp，它是基于电磁感应和荧光气体放电两个熟知原理相结合而成的一种新型电光源，由于它没有灯丝或电极，所以不存在限制灯泡寿命的必然元件，正常情况下使用，一般寿命可达数万小时以上。灯泡内壁涂有三基色粉，灯泡内充入适量的低压混合惰性气体，在其下端植入铋汞和铟网。高频感应磁场激发泡内混合气体电离，形成等离子体。等离子体中的汞原子受激从低能态跃迁至高能态，根据量子理论，当汞原子从高能态返回基态时，会辐射出波长为253.7nm的高能紫外线，紫外线撞击内壁的三基色粉，三基色粉受激而发出可见光。这就是高频无极灯的工作原理。调整三基色粉的比例，便可以改变色温，其光谱分布可覆盖380nm至780nm的可见光。这是目前最优秀，最具发展前景的电光源之一，它与陶瓷金卤灯、LED灯一样，同为当代电光源最新技术的应用成果，它们各有所长，也各有其短，各有自已的应用领域。

高频无极灯上市已有7、8年了，作为无极灯的高频功率信号源，绝大多数都是简单的自激式电路。它虽然简单，成本低，但在设计和调试上却是难度较大，开始接触该电路时，以为很容易，进入之后才知道它不是省油的灯，导致许多设计者从‘高频’转向‘低频’，目前低频无极灯的市场在整个行业中所占份额越来越大。与其说是人们觉得低频无极灯的光效比高频无极灯高，不如说是技术难度较低，因为低频无极灯可以使用现成的IC芯片，高频无极灯没有专用芯片。然而，低频无极灯的制造成本较高，而且需要专用灯具，装入灯具之后，出光率却是比高频无极灯低。其实，开发出一个能用于2.65MHz的IC芯片是完全有可能的，但时至今日，还没有人认真投入。如果有现成的驱动芯片，对高频无极灯来说，不仅电路调整较为容易，而且技术上也得到升级。

实用新型内容

本实用新型提出一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，解决了现有技术中无极灯出光率低、电路复杂、体积大、成本高的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

本实用新型公开了一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，包括可变频率振荡器，与所述的可变频率振荡器相连的变压器耦合电路，与所述的变压器耦合电路相连的谐振匹配电路，所述的谐振匹配电路与高频无极灯相连，所述的可变频率振荡器外接图腾柱输出电路，所述的图腾柱输出电路一端与所述的可变频率振荡器驱动输出引脚相连，另一端与所述的变压器耦合电路相连。

在本实用新型所述的高频无极灯电路功率半桥的驱动电路中，所述的高频无极灯电路功率半桥的驱动电路还包括滤波电路，连接于所述的谐振匹配电路及所述的高频无极灯之间，用于对所述的谐振匹配电路进行滤波。

在本实用新型所述的高频无极灯电路功率半桥的驱动电路中，所述的变压器耦合电路具有初级线圈以及与之耦合的两个次级线圈，所述的可变频率振荡器产生的振荡电压通过变压器的初级线圈耦合到两个次级线圈。

在本实用新型所述的高频无极灯电路功率半桥的驱动电路中，所述的谐振匹配电路包括分别属于两个金氧半场效晶体管源极与漏极串接而成的电路。

在本实用新型所述的高频无极灯电路功率半桥的驱动电路中，所述的图腾柱输出电路包括四个三极管，每两个三级管发射极串接后由集电极再次串接。

实施本实用新型的一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，具有以下有益的技术效果：

出光率高、电路简单、造价低、工作可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路功能模块示意图；

图2是本实用新型一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路第一部分连接示意图；

图3为是本实用新型一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路第二部分连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型的较佳实施例，一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，包括可变频率振荡器1，与可变频率振荡器1相连的变压器耦合电路2，与变压器耦合电路2相连的谐振匹配电路3，谐振匹配电路3与高频无极灯6相连，可变频率振荡器1外接图腾柱输出电路5，图腾柱输出电路5一端与可变频率振荡器1驱动输出引脚相连，另一端与变压器耦合电路2相连。

在本实用新型另一实施例中，高频无极灯电路功率半桥的驱动电路还包括滤波电路4，连接于谐振匹配电路3及高频无极灯6之间，用于对谐振匹配电路3进行滤波。

其中，变压器耦合电路2具有初级线圈以及与之耦合的两个次级线圈，可变频率振荡器1产生的振荡电压通过变压器的初级线圈耦合到两个次级线圈。

谐振匹配电路3包括两个金氧半场效晶体管源极与漏极串接而成的电路。

图腾柱输出电路5包括四个三极管，每两个三级管发射极串接后由各自的集电极再次串接。

请参阅图2及图3，一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路电路元件图，为了便于说明，分两部分表示，请看图中标识A，需要注意的是，图2与图3本是一个整体的。

可变频率振荡器1可由性能电源管理芯片MC33067改造而成，具体地说：

该IC的特点是‘可变频率振荡器具有可控死区，准确再触发单稳态定时器’，具有温度补偿基准，准确输出钳位的高增益带宽误差放大器，控制触发器两个高电流图腾柱输出，非常适合于驱动功率MOSFET。如果我们将‘可变频率振荡器具有可控死区’改造成‘恒频率振荡器具有可控死区’，就变成一只高频无极灯功率半桥的驱动IC。

本实用新型旨在利用现有的电源管理IC芯片，通过管脚与外围元件的重新搭配，变成一只高频无极灯电路功率半桥的驱动IC。一种高性能谐振型集成控制器MC33067已被成功运用作为2.65MHz功率半桥的驱动，实验结果证明该方案是可行的。

本实用新型的技术要点是将MC33067的管脚接法稍作调整，某些外围元件重新取值，就变成一只高频无极灯电路功率半桥的驱动IC。将IC的第12、14脚接成图腾柱形式，通过一只隔离变压器接至功率半桥上下臂的输入端。

将‘可变频率振荡器具有可控死区’改造成‘恒频率振荡器具有可控死区’。为此，需要将IC的第5脚(电压基准)接至第7脚(误差放大器)，第3脚则从Rvfo电阻断开，独立输出，并通过串接一只1KΩ金属氧化膜电阻和一只2.2KΩ的精密可调电位器对地，第6脚、第8脚各通过一个10K  以上的电阻与第6脚相接。这样，就构成一个MOSFET管的驱动IC，它具有可编程的工作频率，适当调整第3脚的精密可调电位器2.2KΩ，就可以很方便地改变工作频率。

第1脚的R15＝2.7KΩ，C18＝271pf；第3脚的R16＝3KΩ+2.2KΩ可调电阻，作为频率微调之用。而第16脚的R20为(510Ω+2.2KΩ可调电位器)，C19＝90Pf，改变R20的可调电位器，就可以调节“死时间”的大小，使半桥MOSFET管V6、V7的开关噪音最低，发热最小。C18、C19需用NPO材料的贴片电容，R15、R16、R20需用金属氧化膜电阻，以确保小的温度系数。

由于高频无极灯的工作频率在2.5--3.0MHz之间，该频率是MC33067振动频率的上限，为了防止IC过热，此处将频率设定在2.55-2.60MHz之间。

图2中，IC的12、14脚分别接于二个缓冲级的输入端，缓冲级由V2、V3、V4、V5组成，其输出构成图腾柱，驱动半桥上下臂V6和V7，。上下臂的中点输出方波信号，经过匹配、滤波网络，变成高频正弦波，点燃一个感性负载的无极灯泡。作为典型的例子，图2的电路可成功应用于60W、85W、135高频无极灯，构成一种新型、高效、性能优越的高频无极灯电子镇流器。本发明用MC33067改造的IC驱动高频无极灯电子镇流器配一只85W无极灯泡，

实测数据如下：

Vin＝221v，Iin＝0.382A，功率因数＝0.991，直流输出Vdd＝+400v，

灯启动时频率f0＝2560.4KHz，稳定时工作频率f1＝2548.5KHz，启动时间0.5s，

稳态电功率P＝84.2W，工作状态良好，连续点燃48小时不发生故障，热灯可立即再启动。电路输出为高频正弦波，

实施本实用新型的一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，具有以下有益的技术效果：

出光率高、电路简单、造价低、工作可靠。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，包括可变频率振荡器，与所述的可变频率振荡器相连的变压器耦合电路，与所述的变压器耦合电路相连的谐振匹配电路，所述的谐振匹配电路与高频无极灯相连，其特征在于，所述的可变频率振荡器外接图腾柱输出电路，所述的图腾柱输出电路一端与所述的可变频率振荡器驱动输出引脚相连，另一端与所述的变压器耦合电路相连。

2.根据权利要求1所述的高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，其特征在于，所述的高频无极灯电路功率半桥的驱动电路还包括滤波电路，连接于所述的谐振匹配电路及所述的高频无极灯之间，用于对所述的谐振匹配电路进行滤波。

3.根据权利要求1所述的高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，其特征在于，所述的变压器耦合电路具有初级线圈以及与之耦合的两个次级线圈，所述的可变频率振荡器产生的振荡电压通过变压器的初级线圈耦合到两个次级线圈。

4.根据权利要求1所述的高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，其特征在于，所述的谐振匹配电路包括分别属于两个金氧半场效晶体管源极与漏极串接而成的电路。

5.根据权利要求1所述的高频无极灯电路功率半桥的驱动电路，其特征在于，所述的图腾柱输出电路包括四个三极管，每两个三级管发射极串接后再由不同集电极再次串接。

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