CN203057665U

CN203057665U - 一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器

Info

Publication number: CN203057665U
Application number: CN 201220706563
Authority: CN
Inventors: 张新安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2013-07-10
Anticipated expiration: 2022-12-20

Abstract

一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、IC半桥逆变电路、升压镇流电路组成。EMI滤波电路是由电容和电感组成的低通滤波电路。PFC电路是由二极管和电容组成的填谷式无源功率因素校正电路。IC半桥逆变电路由集成电路芯片UBA2024P及外围的电阻和电容等元器件组成，具有荧光灯电子镇流器所须的预热、点火和运行功能。IC半桥逆变电路的运行频率是46kHz，最高频率是115kHz。升压镇流电路是由电感和电容组成的串联谐振升压和电感镇流电路。其积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、功率因素高、使用寿命长，性价比高。

Description

一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器

技术领域

本实用新型涉及荧光灯镇流器，具体涉及一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器。

背景技术

传统的荧光灯镇流器，由带铁芯的线圈和启辉器组成，功耗大，体积大，重量大，且存在频闪和蜂音。目前市场上出售的荧光灯电子镇流器几乎都是采用磁环变压器反馈的自激式双极型晶体管半桥逆变电路，相对于传统的电感镇流器，它的优点是体积小，重量轻。但同时存在以下缺点：（1）双极型晶体管由磁环变压器驱动，振荡反馈回路复杂，工作频率不稳定，可靠性低。（2）没有灯丝预热功能，容易造成灯丝开路及半桥逆变输出晶体三极管损坏，荧光灯的寿命短。（3）没有功率因素校正电路，电子镇流器的功率因素一般不超过0.6，电能的利用率低。

发明内容

为解决现有荧光灯电子镇流器的不足，本实用新型公开一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器。该镇流器的电路简单、体积小、重量轻、成本低、功率因素高、使用寿命长，性价比高，可应用于小功率荧光灯电子镇流器领域。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：本实用新型由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、IC半桥逆变电路、升压镇流电路组成。EMI滤波电路是由电容C1和电感L1组成的低通滤波电路。PFC电路是由二极管D5、D6、D7和电容C3、C4组成的填谷式无源功率因素校正电路。IC半桥逆变电路由集成电路芯片UBA2024P及外围的电阻R1，电容C5、C6、C7、C8、C9、C11、C12组成。电阻R1和电容C7分别设计为110KΩ和180nF，IC半桥逆变电路的运行频率是46kHz，最高频率为115kHz。升压镇流电路是由电感L2和电容C10组成的串联谐振升压和电感镇流电路。

本实用新型的积极效果在于：电路简单、体积小、重量轻、成本低、功率因素高、使用寿命长，性价比高。

附图说明

图1为本实用新型的方框图。

图2为本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如附图1所示，本实用新型由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、IC半桥逆变电路、升压镇流电路组成。

如附图2所示， EMI滤波电路是由电容C1和电感L1组成的低通滤波电路，可抑制市电电源与镇流器之间的高频电磁干扰。其中C1用于抑制串模干扰信号，L1用于抑制共模干扰信号。

二极管D1、D2、D3、D4和电容C2组成整流滤波电路，将220V交流电经整流滤波得到300V左右的直流电压，为IC半桥逆变电路供电。

PFC电路是由二极管D5、D6、D7和电容C3、C4组成的填谷式无源功率因素校正电路。电容C3、C4串联充电，并联放电。在交流电每一个半周期内，将交流输入电压高于直流输出电压的时间拉长，整流二极管的导通角增大，电源电压的过零死区时间缩短，其电流波形趋向于连续，包络线趋向于正弦波，使交流输入电流追逐电源电压瞬时变化轨迹。这个PFC电路可将功率因数提供到0.9以上，总谐波失真THD<30%。

IC半桥逆变电路由集成电路芯片UBA2024P及外围的电阻R1，电容C5、C6、C7、C8、C9、C11 、C12组成。具有荧光灯电子镇流器所须的预热、点火和运行功能。在IC半桥逆变电路中，R1和电容C9为振荡器振荡频率设定元件，C8是IC1内部低压12.5V电源的滤波电容，电容C5为扫描（或灯丝预热）定时元件，C6是自举电容，C7用于吸收瞬态尖峰脉冲，整个镇流器电路包括UBA2024P在内仅使用24个元器件，实现了元件数量最少化。UBA2024P芯片集振荡电路、控制电路、驱动电路和两个高压功率开关管（M OSFET）于一体，采用8引脚DIP封装。

接通AC电源后，AC电压经整流滤波产生约300VDC高压。DC干线电压无需限流电阻直接加至IC1的6脚，并在内部自产生12.5V的DC低压，为振荡器及控制电路供电。在加电期间，当VDD从0V增加到IC1启动门限（典型值为11V）以上时，lC1的1脚外部电容C5开始被内部电流（约280mA）充电，半桥电路开始振荡。振荡频率由lC1脚8外部电阻R1和电容C9的数值决定。为保证50%的占空比，lC1内置2分频器，半桥输出频率为振荡器频率的一半。当选择电阻R1= 110KΩ，电容C9 =180nF时，在灯启动之后的正常燃点期间，IC半桥逆变电路的工作频率为46kHz。

在IC1开始产生驱动脉冲时，lC1内低端MOSFET（LS）首先导通（此时高端功率开关（HS）截止。当LS导通时，VDD经IC1内自举二极管对4脚和5脚之间的自举电容C6充电。当3脚上电压高于高端晶体管闭锁门限电平（4.2V）时，HS导通，LS关断。高端和低端MOSFET交替导通，在IC1的5脚输出占空比为50%的近似方波高频信号。由于lC1内置死区时间控制电路，保证两只晶体管之间的非交叠时间为1.35μS，从而保证不会出现“直通”。在振荡器锯齿波下降沿上，半桥输出电压发生变化，即两只功率MOSFET的工作状态发生转换。

在启动阶段，半桥输出频率为115kHz。随着IC1脚1上电压增加，频率迅速下降到电感L2和电容C10等组成的LC串联电路的固有谐振频率，使L2和C10发生谐振，在C10两端产生一个近1kV的高压脉冲施加到灯管两端，使灯启动。由于C11=C12>>C10，串联谐振频率基本上只由L2和C10决定。在灯点火之后，迅速降至灯正常工作电压，镇流器输出频率降至灯运行频率46kHz。由于IC内置辉光时间控制电路，能使辉光时间尽可能短，以防止影响灯寿命。IC1扫描电路的扫描时间由脚1外部电容C5及充电电流决定。当选择C=33nF时，扫描时间为0.35秒（最大值是4.5秒），在此期间，电流通过灯丝对其预热。

升压镇流电路由L2和C10组成，在点火阶段，L2和C10发生串联谐振时，C10上产生的高压脉冲施加到灯管上，即可使灯管击穿而点亮。灯被启动点亮后，L2起镇流作用。

Claims

1.一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器，其特征是：它由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、IC半桥逆变电路、升压镇流电路组成。

2.根据权利要求1所述的一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器，其特征是：EMI滤波电路是由电容C1和电感L1组成的低通滤波电路。

3.根据权利要求1所述的一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器，其特征是：PFC电路是由二极管D5、D6、D7和电容C3、C4组成的填谷式无源功率因素校正电路。

4.根据权利要求1所述的一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器，其特征是：IC半桥逆变电路由集成电路芯片UBA2024P及外围的电阻R1，电容C5、C6、C7、C8、C9、C11 、C12组成。

5.根据权利要求1所述的一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器，其特征是：电阻R1和电容C7分别设计为110KΩ和180nF，IC半桥逆变电路的运行频率是46kHz，最高频率为115kHz。

6.根据权利要求1所述的一种电路简单功率因数高的荧光灯电子镇流器，其特征是：升压镇流电路是由电感L2和电容C10组成的串联谐振升压和电感镇流电路。