CN203136308U - 高效型荧光灯电子式镇流器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种高效型荧光灯电子式镇流器。其特征包括：220V交流电源、全桥整流电路、启动触发电路、电压馈电半桥式逆变器电路、串联谐振电路及荧光灯。电感镇流器由于电路结构简单，寿命长，故市场占有率仍然较大。但是，由于它功率因数低，低电压启动性能差、能耗大、消耗铜材多、笨重、频闪等缺点。所以它已经慢慢地被具有高效、节能电子式镇流器所替换。本实用新型所述的高效型荧光灯电子式镇流器具有功率损耗仅为电感镇流器的40%，在高频条件下，光效率提高20%，无需启辉器，不会被反复冲击而使灯管过早发黑，减少维修和频繁更换启辉器和灯管，功率因数的提高，使电源利用率大幅度提高；发光稳定，使人眼感觉不到频闪，有利于保护视力。
Description
技术领域
本实用新型属于电子技术应用与照明技术领域，涉及一种高效型荧光灯电子式镇流器。
背景技术
电感镇流器由于电路结构简单，使用寿命长，因而它的市场占有率仍然比较大。但是，由于它的功率因数低，低电压启动性能差、能耗大、消耗铜材多、笨重、频闪等缺点。功率为40W荧光灯的电感镇流器自身发热能量损耗接近整套灯具总耗电的一半，所以它已经慢慢地被具有高效、重量轻节能的电子式镇流器所替换。电子式镇流器具有：
节能：电子镇流器自身的功率损耗仅为电感镇流器的40%，而且荧光灯在30KHZ以上高频条件下，光效率可提高20%，工作电流仅为电感镇流器的40%；
灯管寿命延长：无需启辉器，不被反复冲击，闪烁，不会使灯管过早发黑，一次启动，减少维修和频繁更换启辉器和灯管的消耗，省去更换启辉器的麻烦，并且能够在低温、低电压等恶劣条件下正常启动工作；
功率因数提高，减少了无功损耗，提高了供电电源的利用率；
无频闪：灯管在灯管在30KHz以上高频工作，具有发光稳定，人眼感觉不出频闪有利于保护视力；
无噪声：在安静的环境中有利于工作和学习。
高效型荧光灯电子式镇流器的电路全部使用普通元器件制作，制作成本仅需十几元钱，它很适合用于工厂批量开发。
以下详细说明本实用新型所述的高效型荧光灯电子式镇流器在实施过程中所涉及的有关技术内容。
实用新型内容
发明目的及有益效果：电感镇流器由于电路结构简单，使用寿命长，作为一种配合荧光灯工作的镇流器，它的市场占有率仍然比较大。但是，由于它的功率因数低，低电压启动性能差、能耗大、消耗铜材多、笨重、频闪等缺点。功率为40W荧光灯的电感镇流器自身发热能量损耗接近整套灯具总耗电的一半，所以它已经慢慢地被具有高效、重量轻的节能电子式镇流器所取代。电子式镇流器具有：电子镇流器自身的功率损耗仅为电感镇流器的40%，而且荧光灯在30KHZ以上高频条件下，光效可提高20%；无需启辉器，不被反复冲击，闪烁，不会使灯管过早发黑，一次启动，减少维修和频繁更换启辉器和灯管的消耗，省去更换启辉器的麻烦，并且能够在低温、低电压等恶劣条件下正常启动工作；功率因数提高，提高了供电电源的利用率；灯管发光稳定，人眼感觉不出频闪有利于保护视力；工作无噪声有利于人们的工作和学习。
电路工作原理：高效型荧光灯电子式镇流器加上220V交流电源后，经整流元件D1～D4和电解电容C1滤波后，得到约300V直流电压。电流流经电阻R1对启动电容C2充电，当启动电容C2两端电压升高到双向触发二极管D5的转折电压值后，双向触发二极管D5击穿；启动电容C2则通过NPN型晶体管VT2的基极～发射极放电，使NPN型晶体管VT2导通。在NPN型晶体管VT2导通期间半桥上的电流路径为：电路正极VCC—荧光灯灯丝DS2—电容C5—荧光灯灯丝DS1—电容C4—振流圈L1—高频变压器T初级线圈Tlb—NPN晶体管VT2—电路地GND。电流随着NPN型晶体管VT2导通程度的变化而变化。同时，流过Tlb电流在高频变压器T的两个次级线圈T1a和T1c两端产生感应电势。极性是各绕组同名端为负。T1c上的感应电势使得NPN型晶体管VT2的基极电位进一步升高。NPN型晶体管VT2集电极电流进一步增大，这个正反馈过程，使NPN型晶体管VT2迅速进入饱和导通状态。NPN型晶体管VT2导通后，启动电容C2将通过电阻R2、电容C3和NPN型晶体管VT2放电。T1a、T1c的感应电势逐渐减小至零。NPN型晶体管VT2基极电位呈下降趋势，IC2减小，T1a中的感应电势将阻止IC2减少，极性是各绕组同名端为正。于是NPN型晶体管VT2的基极电位下降，NPN型晶体管VT1的基极电位升高，这种连续的正反馈使VT2迅速由饱和变到截止。而NPN型晶体管VT1则由截止跃变到饱和导通，半桥上的电流路径为：电路正极VCC—NPN型晶体管VT1—T1a—振流圈L1—电容C4—灯丝DS1—电容C5—灯丝DS2。与NPN型晶体管VT2情况相同，正反馈又使得NPN型晶体管VT1迅速退出饱和变为截止状态。NPN型晶体管VT2由截止跃变为饱和导通状态。如此周而复始，NPN型晶体管VT1和NPN型晶体管V12轮流导通，流过电容C5的电流方向不断改变。由电容C5、振流圈L1及荧光灯丝组成的LC串联谐振电路。电容C5两端产生高压脉冲，施加到荧光灯管上使荧光灯点燃。荧光灯点燃后振流圈L1起到限流作用。
技术方案：高效型荧光灯电子式镇流器，它包括220V交流电源、全桥整流电路、启动触发电路、电压馈电半桥式逆变器电路、串联谐振电路及荧光灯，其特征在于：
启动触发电路：它由双向触发二极管D5、电阻R1和电容C2组成，双向触发二极管D5的一端接NPN型晶体管VT2的基极，双向触发二极管D5的另一端接电阻R1的一端和电容C2的一端，电阻R1的另一端接电路正极VCC，电容C2的另一端接电路地GND；
电压馈电半桥式逆变器电路：NPN型晶体管VT1的集电极接电路正极VCC，NPN型晶体管VT1的基极通过电阻R3接高频变压器绕组T1a的同名端，高频变压器绕组T1a的异名端接高频变压器绕组T1b的同名端、电阻R2的一端和电容C3的一端及NPN型晶体管VT1的发射极和及NPN型晶体管VT2的集电极，NPN型晶体管VT2的基极通过电阻R4接高频变压器绕组T1c的异名端，高频变压器绕组T1c的同名端和NPN型晶体管VT2的发射极接电路地GND；
串联谐振电路：它由扼流圈L1、荧光灯、电容C4和电容C5组成，高频变压器绕组T1b的异名端通过扼流圈L1和电容C4接荧光灯灯丝DS1的一端，荧光灯灯丝DS1的另一端串接电容C5后接荧光灯灯丝DS2的一端，荧光灯灯丝DS2的另一端接电路正极VCC。
全桥整流电路：它由4只硅整流二极管D1～D4接成全桥整流电路，220V交流电源的火线端L和零线端N分别接在全桥整流电路的交流电输入端，全桥整流电路直流电输出端的正极接电路正极VCC，全桥整流电路输出端的负极接电路地GND。
附图说明
附图1是本实用新型提供的高效型荧光灯电子式镇流器一个实施例电路工作原理图。
具体实施方式
按照附图1所示的高效型荧光灯电子式镇流器电路工作原理图和附图说明，并按照实用新型内容所述的各部分电路中元器件之间连接关系，以及实施方式中所述的元器件技术参数要求和电路制作要点进行实施即可实现本实用新型，以下结合实施例对本实用新型的相关技术作进一步的描述。
1. D1～D4选用4只1N4007型硅整流二极管；
2. D5为双向触发二极管，型号选用DB3型，或选用VR60型，耐压值要求在29～34V；
3. VT1、VT2为NPN型晶体管，型号选用2CS13005，要求电流放大倍数β值20～25，要求BVceo≥35OV，或选用2SC3093等大功率高反压NPN型晶体管；
4. 电阻金属膜电阻，电阻R1的阻值为680KΩ、功率为1W，电阻R2的阻值为330KΩ,电阻R3～R4的阻值均为5.1Ω；
5. C1为电解电容，其容量为4.7μF/450V；电容C2～C5使用聚丙聚酯涤纶电容，电容C2的容量为0.01μF/250V；电容C3的容量为2200PF/400V，电容C4的容量为0.047μF/400V；电容C5的容量为3300PF/630V。
电路制作要点及电路调试
高频变压器T的制作：在外径10 mm×内径6mm×高7mm的铁氧体磁环上，用直径为0.27mm的高强度漆包线绕制，初级绕组T1a、初级绕组T1c均绕4匝，次级绕组T1b绕2匝；
若电路不能起振，应仔细检查电路有无错焊、漏焊或虚焊；然后再分别检查NPN型晶体管VT1、NPN型晶体管VT2的性能是否良好，高频变压器各绕组的相位是否正确；
扼流圈L1使用EE28磁芯，用直径0.3mm漆包线绕110匝，为防止磁饱和现象，磁芯的间隙应该垫衬合适厚度的纸片；
扼流圈L1磁芯间隙垫上几层纸片后，仔细观察荧光灯的亮度变化，反复调整几次，直至荧光灯亮度达到满意为止，最用环氧胶粘上以防松动；
高效型荧光灯电子式镇流器的交流电电压适应范围是：160～240V，荧光灯最大使用功率为30W。
Claims (2)
1.一种高效型荧光灯电子式镇流器，它包括220V交流电源、全桥整流电路、启动触发电路、电压馈电半桥式逆变器电路、串联谐振电路及荧光灯，其特征在于：
所述的启动触发电路由双向触发二极管D5、电阻R1和电容C2组成，双向触发二极管D5的一端接NPN型晶体管VT2的基极，双向触发二极管D5的另一端接电阻R1的一端和电容C2的一端，电阻R1的另一端接电路正极VCC，电容C2的另一端接电路地GND；
所述的电压馈电半桥式逆变器电路中NPN型晶体管VT1的集电极接电路正极VCC，NPN型晶体管VTG1的基极通过电阻R3接高频变压器绕组T1a的同名端，高频变压器绕组T1a的异名端接高频变压器绕组T1b的同名端、电阻R2的一端和电容C3的一端及NPN型晶体管VT1的发射极和及NPN型晶体管VT2的集电极，NPN型晶体管VT2的基极通过电阻R4接高频变压器绕组T1c的异名端，高频变压器绕组T1c的同名端和NPN型晶体管VT2的发射极接电路地GND；
所述的串联谐振电路由扼流圈L1、荧光灯、电容C4和电容C5组成，高频变压器绕组T1b的异名端通过扼流圈L1和电容C4接荧光灯灯丝DS1的一端，荧光灯灯丝DS1的另一端串接电容C5后接荧光灯灯丝DS2的一端，荧光灯灯丝DS2的另一端接电路正极VCC。
2.根据权利要求1所述的高效型荧光灯电子式镇流器，其特征是：全桥整流电路由4只硅整流二极管D1～D4接成全桥整流电路，220V交流电源的火线端L和零线端N分别接在全桥整流电路的交流电输入端，全桥整流电路直流电输出端的正极接电路正极VCC，全桥整流电路输出端的负极接电路地GND。
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