CN202799352U - 电子镇流器 - Google Patents

Abstract

电子镇流器，它涉及镇流器技术领域。它的EMI滤波器电路(1)分别与有源功率因数校正电路(2)、微机控制电路(5)连接，有源功率因数校正电路(2)分别与第一半桥逆变和输出电路(3)、第二半桥逆变和输出电路(4)连接，第一半桥逆变和输出电路(3)、第二半桥逆变和输出电路(4)均与微机控制电路(5)连接，微机控制电路(5)与微机供电电源电路(6)连接。它能广泛使用，其应用范围广，且功能多样，使用方便，使用寿命长，降低成本。

Description

电子镇流器

技术领域：

    本实用新型涉及镇流器技术领域，具体涉及一种电子镇流器。

背景技术：

镇流器是日光灯上起限流作用和产生瞬间高压的设备，它是在硅钢制做的铁芯上缠漆包线制作而成，这样的带铁芯的线圈，在瞬间开/关上电时，就会自感产生高压，加在日光灯管的两端的电极（灯丝）上。这个动作是交替进行的，当启辉器（跳泡）闭合时，灯管的灯丝通过镇流器限流导通发热；当启辉器开路时，镇流器就会自感产生高压加在灯管的两端灯丝上，灯丝发射电子轰击管壁的萤光粉发光，启辉器反复几次通断，就会反复几次这样的动作，从而打通灯管。当灯管正常发光时，内阻变小，启辉器就始终保持开路状态，这样电流就稳定的通过灯管、镇流器工作了，使灯管正常发光。由于镇流器在日光灯工作时，始终有电流通过，所以容易产生振动，并且会发热，所以有镇流器的日光灯，特别是镇流器质量不好时，会产生很大的声音，用的时间长了，还容易烧毁。

目前现有的镇流器其应用范围小，不能广泛使用，且功能单一，容易烧坏，使用不方便，增加成本。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种电子镇流器，它能广泛使用，其应用范围广，且功能多样，使用方便，使用寿命长，降低成本。

为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用如下技术方案：它包含EMI滤波器电路1、有源功率因数校正电路2、第一半桥逆变和输出电路3、第二半桥逆变和输出电路4、微机控制电路5、微机供电电源电路6，EMI滤波器电路1分别与有源功率因数校正电路2、微机控制电路5连接，有源功率因数校正电路2分别与第一半桥逆变和输出电路3、第二半桥逆变和输出电路4连接，第一半桥逆变和输出电路3、第二半桥逆变和输出电路4均与微机控制电路5连接，微机控制电路5与微机供电电源电路6连接。

所述的EMI滤波器电路1是由保险丝FU1、第一电容-第四电容C1-C4、热敏电阻VR1、电桥B1、第一电感-第五电感L1-L5组成，保险丝FU1的一端与热敏电阻VR1的一端连接，热敏电阻VR1的另一端分别与第二电容C2的一端、第三电容C3的一端、第一电感L1的一端连接，第一电感L1的另一端与第三电感L3的一端连接，第三电感L3的另一端分别与第四电容C4的一端、电桥B1的1脚连接，电桥B1的4脚分别与第四电容C4的另一端连接，电桥B1的3脚与第四电感L4的一端连接，第四电感L4的另一端与第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端与第五电感L5的一端连接，第五电感L5的另一端分别与第三电容C3的另一端、第二电容C2的另一端连接。其中第三电容C3、第四电容C4为X类电容器，它们对差模干扰信号起衰减作用；第一电感L1与第二电感L2共用一个磁芯，第三电感L3与第四电感L4也是共用一个磁芯，它们线圈匝数相同，都对共模干扰信号呈现高阻抗，对差模干扰信号和电源电流呈现低阻抗，使整个EMI电路很好的抑制电磁波、谢频、电磁脉冲的干扰。

所述的有源功率因数校正电路2主要是基于功率因数校正集成电路芯片IC1作主控制电路、第四十一电容C41输入电容、第一变压器T1升压变压器、作为开关使用的第一场效应晶体管Q101、第三二极管D3升压二极管和第十一电容C11输出储能电容等组成，其它元件是功率因数校正集成电路芯片IC1的辅助调节元件。其工作原理为：由功率因数校正集成电路芯片IC1驱动Q2导通和截止，当第一场效应晶体管Q101导通，第三二极管D3截止，第十一电容C11单独为负载供应能量，通过第一变压器T1的电流线性增加，而且全部通过第一场效应晶体管Q101返回到电源。一旦第一场效应晶体管Q101由导通变为截止，第一变压器T1中的储能释放，第三二极管D3导通，对第十一电容C11充电，第一变压器T1从其峰值线性下降。这样升压变换器工作在不连续导通模式，在第一场效应晶体管Q101截止期间，电感电流直至降到零为止。电感电流为高频三角波或锯齿波，高频成分被第四十一电容C41滤除之后，变为工频电流波形。

所述的第一半桥逆变和输出电路3主要通过集成电路U1作为电路的主控制，第二场效应晶体管D102、第三场效应晶体管D103开关实现电路由DC—AC逆变，再由第六电抗L6和第十八电容C18组成LC串联网络作输出点亮紫外灯LA1。

所述的第一半桥逆变和输出电路3包含：一、半桥逆变开关和输出级电路a：通过集成电路U1发出高频（28-36kHz）的开关信号，来驱动第二场效应晶体管D102、第三场效应晶体管D103工率管，再经第六电感L6输出驱动灯管。二、空载保护电路b：通过第三十七电阻R37、第三十二电阻R32、低十九电阻C19、等进行电压采样，后经第九电容D9、第五稳压二极管D105、第五二极管D5进行整流，再给一些电阻电容进行抗干扰滤波后，给集成电路U1的8脚一个高电平或低平。高电平时集成电路U1被关断停止工作，低电平时正常工作。当空载没接灯管时，8脚会接收到高平信号。三、镇流器正常工作指示灯和报警灯电路c：其中第一发光二极管D201为报警灯，第二发光二极管D202为正常工作指示灯。当镇流器正常工作时，第二三极管Q2导通短接第一发光二极管D201，同时也给第二发光二极管D202供电。这时第一发光二极管D201灭，第二发光二极管D202亮。当灯管没点亮时，第一发光二极管D201就会亮，第二发光二极管D202就会灭。

所述的第二半桥逆变和输出电路4的结构与原理均与第一半桥逆变和输出电路3相同。

所述的微机控制电路5是以单片机U2为核心控制IC，以实现镇流器的智能化控制，能实现调光、预热电流调整、预热时间调整、灯管寿命计算、降低灯丝电流、RS485通信等功能。

所述的微机控制电路5包含：一、调光、预热电流调整、预热时间调整电路e，其工作原理为：由单片机U2读取拨码S1的信号来输出控制第一光耦-第六光耦Q21-Q26，从而实现隔离控制第八光耦D28、第九光耦D29的开关情况，实现调整单片机U2的1、2、4引脚的电阻和电容值，从而使镇流器进行调光、调整预热电流、调整预热时间。二、RS485通信接口电路f：利用运算放大器U4（MAX4805）为收发控制IC。第一双向击穿二极管-第三双向击穿二极管D21-D23为抗干扰防静电二极管，第三十三电容C33、第三十四电容C34为电路滤光电容。三、灯管情况检测电路g：通过单片机U2读取第八光耦Q28、第九光耦Q29的信号，进行计算判断灯管寿命情况。第三发光二极管D203、第四发光二极管D303为灯管寿命终止时的报警指示灯。

所述的微机供电电源电路6是由第二变压器T2、第十一二极管-第十八二极管D11-D18、第三十四电容-第三十七电容C34-C37、第一三端稳压集成电路U5、第二三端稳压集成电路U6组成，第二变压器T2的3脚分别与第十六二极管D16的正极、第十八二极管D18的负极连接，第十六二极管D16的负极分别与第十五二极管D15的负极、第三十六电容C36的正极、第二三端稳压集成电路U6的1脚连接，第十八二极管D18的正极分别与第十七二极管D17的正极、第三十六电容C36的负极、第二三端稳压集成电路U6的3脚、第三十七电容C37的负极连接且接地，第十七二极管D17的负极分别与第十五二极管D15的正极、第二变压器T2的4脚连接，第三十七电容C37的正极与第二三端稳压集成电路U6的2脚连接且接电源VCC，第二变压器T2的5脚分别与第十三二极管D13的负极、第十一二极管D11的正极连接，第十三二极管D13的正极分别与第十四二极管D14的正极、第三十四电容C34的负极、第一三端稳压集成电路U5的3脚、第三十五电容C35的负极连接且接地，第十一二极管D11的负极分别与第十二二极管D12的负极、第三十四电容C34的正极、第一三端稳压集成电路U5的1脚连接，第十二二极管D12的正极分别与第十四二极管D14的负极、第二变压器T2的6脚连接，第三十五电容C35的正极与第一三端稳压集成电路U5的2脚连接且接电源VCC。其工作原理为：是由第二变压器T2进行降压，接着分别通过第十一二极管-第十四二极管D11-D14和第十五二极管-第十八二极管D15-D18进行全桥整流，第三十四电容C34、第三十六电容C36进行滤波后，分别由第一三端稳压集成电路U5、第二三端稳压集成电路U6进行降压、稳压。第三十五电容C35、第三十七电容C37为滤波电容，经滤波后得到很稳定的5V，分别进行对微机和光耦供电。

本实用新型有如下特点：

一、带软启动，灯丝预热，延长灯管使用寿命。

二、低内耗，本产品效率高达90%以上。

三、具有工作电压+400V检测功能。

四、低波峰系数，波峰系数小于1.7，可延长灯管的寿命。

五、能调节预热时间、预热电流。通过调节拨码开关，选择不同的灯丝预热时间和灯丝预热电流、灯管运行电流。灵活配套不同要求的灯管。

六、带灯管寿命计算，可编程灯管寿命为8000、10000、12000个小时等多个等级选择，灯管寿命终止时报警，指示灯(黄灯)提示，使用方便。并且灯管断电时保持当前值，准确计算灯管寿命。同时计算灯管寿命可灵活复位，操作简单。

七、带灯丝保护功能，这功能在灯工作时能降低灯丝承载的一半以上电流，非常有效地延长灯丝寿命。

八、带四级调光功能，通过调节拨码开关或上位机远程控制选择不同的调光级别，适应不同灯管的要求运行电流。本产品通过单片机实现数字调光。

九、带485通信接口，有效跟上位机通讯，能远程控制调光、智能控制、计算灯管寿命等。

十、带一个继电器开关信号，能通过这个开关信号做报警器信号。

十一、带多项保护功能（无灯保护,输出开路保护,瞬间过压过流保护），有效的保障了灯具和光源的可靠性。

十二、有源功率因素校正,高功率因素大于0.99,低谐波,减少对电网的污染。

十三、宽电源电压（AC 180V～AC 260V）,宽环境温度(0℃～40℃)，适应场合广 。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图，

图2为本实用新型中EMI滤波器电路1的电路原理图，

图3为本实用新型中有源功率因数校正电路2的电路原理图，

图4为本实用新型中第一半桥逆变和输出电路3的电路原理图，

图5为本实用新型中微机控制电路5的电路原理图，

图6为本实用新型中微机供电电源电路6的电路原理图。

具体实施方式：

参看图1-图6，本具体实施方式采用如下技术方案：它包含EMI滤波器电路1、有源功率因数校正电路2、第一半桥逆变和输出电路3、第二半桥逆变和输出电路4、微机控制电路5、微机供电电源电路6，EMI滤波器电路1分别与有源功率因数校正电路2、微机控制电路5连接，有源功率因数校正电路2分别与第一半桥逆变和输出电路3、第二半桥逆变和输出电路4连接，第一半桥逆变和输出电路3、第二半桥逆变和输出电路4均与微机控制电路5连接，微机控制电路5与微机供电电源电路6连接。

所述的EMI滤波器电路1是由保险丝FU1、第一电容-第四电容C1-C4、热敏电阻VR1、电桥B1、第一电感-第五电感L1-L5组成，保险丝FU1的一端与热敏电阻VR1的一端连接，热敏电阻VR1的另一端分别与第二电容C2的一端、第三电容C3的一端、第一电感L1的一端连接，第一电感L1的另一端与第三电感L3的一端连接，第三电感L3的另一端分别与第四电容C4的一端、电桥B1的1脚连接，电桥B1的4脚分别与第四电容C4的另一端连接，电桥B1的3脚与第四电感L4的一端连接，第四电感L4的另一端与第二电感L2的一端连接，第二电感L2的另一端与第五电感L5的一端连接，第五电感L5的另一端分别与第三电容C3的另一端、第二电容C2的另一端连接。其中第三电容C3、第四电容C4为X类电容器，它们对差模干扰信号起衰减作用；第一电感L1与第二电感L2共用一个磁芯，第三电感L3与第四电感L4也是共用一个磁芯，它们线圈匝数相同，都对共模干扰信号呈现高阻抗，对差模干扰信号和电源电流呈现低阻抗，使整个EMI电路很好的抑制电磁波、谢频、电磁脉冲的干扰。

所述的有源功率因数校正电路2主要是基于功率因数校正集成电路芯片IC1作主控制电路、第四十一电容C41输入电容、第一变压器T1升压变压器、作为开关使用的第一场效应晶体管Q101、第三二极管D3升压二极管和第十一电容C11输出储能电容等组成，其它元件是功率因数校正集成电路芯片IC1的辅助调节元件。其工作原理为：由功率因数校正集成电路芯片IC1驱动Q2导通和截止，当第一场效应晶体管Q101导通，第三二极管D3截止，第十一电容C11单独为负载供应能量，通过第一变压器T1的电流线性增加，而且全部通过第一场效应晶体管Q101返回到电源。一旦第一场效应晶体管Q101由导通变为截止，第一变压器T1中的储能释放，第三二极管D3导通，对第十一电容C11充电，第一变压器T1从其峰值线性下降。这样升压变换器工作在不连续导通模式，在第一场效应晶体管Q101截止期间，电感电流直至降到零为止。电感电流为高频三角波或锯齿波，高频成分被第四十一电容C41滤除之后，变为工频电流波形。

所述的第一半桥逆变和输出电路3主要通过集成电路U1作为电路的主控制，第二场效应晶体管D102、第三场效应晶体管D103开关实现电路由DC—AC逆变，再由第六电抗L6和第十八电容C18组成LC串联网络作输出点亮紫外灯LA1。

所述的第一半桥逆变和输出电路3包含：一、半桥逆变开关和输出级电路a：通过集成电路U1发出高频（28-36kHz）的开关信号，来驱动第二场效应晶体管D102、第三场效应晶体管D103工率管，再经第六电感L6输出驱动灯管。二、空载保护电路b：通过第三十七电阻R37、第三十二电阻R32、低十九电阻C19、等进行电压采样，后经第九电容D9、第五稳压二极管D105、第五二极管D5进行整流，再给一些电阻电容进行抗干扰滤波后，给集成电路U1的8脚一个高电平或低平。高电平时集成电路U1被关断停止工作，低电平时正常工作。当空载没接灯管时，8脚会接收到高平信号。三、镇流器正常工作指示灯和报警灯电路c：其中第一发光二极管D201为报警灯，第二发光二极管D202为正常工作指示灯。当镇流器正常工作时，第二三极管Q2导通短接第一发光二极管D201，同时也给第二发光二极管D202供电。这时第一发光二极管D201灭，第二发光二极管D202亮。当灯管没点亮时，第一发光二极管D201就会亮，第二发光二极管D202就会灭。

所述的第二半桥逆变和输出电路4的结构与原理均与第一半桥逆变和输出电路3相同。

所述的微机控制电路5是以单片机U2为核心控制IC，以实现镇流器的智能化控制，能实现调光、预热电流调整、预热时间调整、灯管寿命计算、降低灯丝电流、RS485通信等功能。

所述的微机控制电路5包含：一、调光、预热电流调整、预热时间调整电路e，其工作原理为：由单片机U2读取拨码S1的信号来输出控制第一光耦-第六光耦Q21-Q26，从而实现隔离控制第八光耦D28、第九光耦D29的开关情况，实现调整单片机U2的1、2、4引脚的电阻和电容值，从而使镇流器进行调光、调整预热电流、调整预热时间。二、RS485通信接口电路f：利用运算放大器U4（MAX4805）为收发控制IC。第一双向击穿二极管-第三双向击穿二极管D21-D23为抗干扰防静电二极管，第三十三电容C33、第三十四电容C34为电路滤光电容。三、灯管情况检测电路g：通过单片机U2读取第八光耦Q28、第九光耦Q29的信号，进行计算判断灯管寿命情况。第三发光二极管D203、第四发光二极管D303为灯管寿命终止时的报警指示灯。

所述的微机供电电源电路6是由第二变压器T2、第十一二极管-第十八二极管D11-D18、第三十四电容-第三十七电容C34-C37、第一三端稳压集成电路U5、第二三端稳压集成电路U6组成，第二变压器T2的3脚分别与第十六二极管D16的正极、第十八二极管D18的负极连接，第十六二极管D16的负极分别与第十五二极管D15的负极、第三十六电容C36的正极、第二三端稳压集成电路U6的1脚连接，第十八二极管D18的正极分别与第十七二极管D17的正极、第三十六电容C36的负极、第二三端稳压集成电路U6的3脚、第三十七电容C37的负极连接且接地，第十七二极管D17的负极分别与第十五二极管D15的正极、第二变压器T2的4脚连接，第三十七电容C37的正极与第二三端稳压集成电路U6的2脚连接且接电源VCC，第二变压器T2的5脚分别与第十三二极管D13的负极、第十一二极管D11的正极连接，第十三二极管D13的正极分别与第十四二极管D14的正极、第三十四电容C34的负极、第一三端稳压集成电路U5的3脚、第三十五电容C35的负极连接且接地，第十一二极管D11的负极分别与第十二二极管D12的负极、第三十四电容C34的正极、第一三端稳压集成电路U5的1脚连接，第十二二极管D12的正极分别与第十四二极管D14的负极、第二变压器T2的6脚连接，第三十五电容C35的正极与第一三端稳压集成电路U5的2脚连接且接电源VCC。其工作原理为：是由第二变压器T2进行降压，接着分别通过第十一二极管-第十四二极管D11-D14和第十五二极管-第十八二极管D15-D18进行全桥整流，第三十四电容C34、第三十六电容C36进行滤波后，分别由第一三端稳压集成电路U5、第二三端稳压集成电路U6进行降压、稳压。第三十五电容C35、第三十七电容C37为滤波电容，经滤波后得到很稳定的5V，分别进行对微机和光耦供电。

本具体实施方式有如下特点：

一、带软启动，灯丝预热，延长灯管使用寿命。

二、低内耗，本产品效率高达90%以上。

三、具有工作电压+400V检测功能。

四、低波峰系数，波峰系数小于1.7，可延长灯管的寿命。

五、能调节预热时间、预热电流。通过调节拨码开关，选择不同的灯丝预热时间和灯丝预热电流、灯管运行电流。灵活配套不同要求的灯管。

六、带灯管寿命计算，可编程灯管寿命为8000、10000、12000个小时等多个等级选择，灯管寿命终止时报警，指示灯(黄灯)提示，使用方便。并且灯管断电时保持当前值，准确计算灯管寿命。同时计算灯管寿命可灵活复位，操作简单。

七、带灯丝保护功能，这功能在灯工作时能降低灯丝承载的一半以上电流，非常有效地延长灯丝寿命。

八、带四级调光功能，通过调节拨码开关或上位机远程控制选择不同的调光级别，适应不同灯管的要求运行电流。本产品通过单片机实现数字调光。

九、带485通信接口，有效跟上位机通讯，能远程控制调光、智能控制、计算灯管寿命等。

十、带一个继电器开关信号，能通过这个开关信号做报警器信号。

十一、带多项保护功能（无灯保护,输出开路保护,瞬间过压过流保护），有效的保障了灯具和光源的可靠性。

十二、有源功率因素校正,高功率因素大于0.99,低谐波,减少对电网的污染。

十三、宽电源电压（AC 180V～AC 260V）,宽环境温度(0℃～40℃)，适应场合广 。

Claims (3)

1.电子镇流器，它包含EMI滤波器电路(1)、有源功率因数校正电路(2)、第一半桥逆变和输出电路(3)、第二半桥逆变和输出电路(4)、微机控制电路(5)、微机供电电源电路(6)，其特征在于EMI滤波器电路(1)分别与有源功率因数校正电路(2)、微机控制电路(5)连接，有源功率因数校正电路(2)分别与第一半桥逆变和输出电路(3)、第二半桥逆变和输出电路(4)连接，第一半桥逆变和输出电路(3)、第二半桥逆变和输出电路(4)均与微机控制电路(5)连接，微机控制电路(5)与微机供电电源电路(6)连接。

2.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于所述的EMI滤波器电路(1)是由保险丝(FU1)、第一电容-第四电容(C1-C4)、热敏电阻(VR1)、电桥(B1)、第一电感-第五电感(L1-L5)组成，保险丝(FU1)的一端与热敏电阻(VR1)的一端连接，热敏电阻(VR1)的另一端分别与第二电容(C2)的一端、第三电容(C3)的一端、第一电感(L1)的一端连接，第一电感(L1)的另一端与第三电感(L3)的一端连接，第三电感(L3)的另一端分别与第四电容(C4)的一端、电桥(B1)的1脚连接，电桥(B1)的4脚分别与第四电容(C4)的另一端连接，电桥(B1)的3脚与第四电感(L4)的一端连接，第四电感(L4)的另一端与第二电感(L2)的一端连接，第二电感(L2)的另一端与第五电感(L5)的一端连接，第五电感(L5)的另一端分别与第三电容(C3)的另一端、第二电容(C2)的另一端连接。

3.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于所述的微机供电电源电路(6)是由第二变压器(T2)、第十一二极管-第十八二极管(D11-D18)、第三十四电容-第三十七电容(C34-C37)、第一三端稳压集成电路(U5)、第二三端稳压集成电路(U6)组成，第二变压器(T2)的3脚分别与第十六二极管(D16)的正极、第十八二极管(D18)的负极连接，第十六二极管(D16)的负极分别与第十五二极管(D15)的负极、第三十六电容(C36)的正极、第二三端稳压集成电路(U6)的1脚连接，第十八二极管(D18)的正极分别与第十七二极管(D17)的正极、第三十六电容(C36)的负极、第二三端稳压集成电路(U6)的3脚、第三十七电容(C37)的负极连接且接地，第十七二极管(D17)的负极分别与第十五二极管(D15)的正极、第二变压器(T2)的4脚连接，第三十七电容(C37)的正极与第二三端稳压集成电路(U6)的2脚连接且接电源VCC，第二变压器(T2)的5脚分别与第十三二极管(D13)的负极、第十一二极管(D11)的正极连接，第十三二极管(D13)的正极分别与第十四二极管(D14)的正极、第三十四电容(C34)的负极、第一三端稳压集成电路(U5)的3脚、第三十五电容(C35)的负极连接且接地，第十一二极管(D11)的负极分别与第十二二极管(D12)的负极、第三十四电容(C34)的正极、第一三端稳压集成电路(U5)的1脚连接，第十二二极管(D12)的正极分别与第十四二极管(D14)的负极、第二变压器(T2)的6脚连接，第三十五电容(C35)的正极与第一三端稳压集成电路(U5)的2脚连接且接电源VCC。

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