CN203243584U

CN203243584U - 一种电路简单的荧光灯电子镇流器

Info

Publication number: CN203243584U
Application number: CN 201320227299
Authority: CN
Inventors: 张新安
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-04-29
Filing date: 2013-04-29
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2023-04-29

Abstract

一种电路简单的荧光灯电子镇流器，它由EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、半桥逆变电路和升压镇流电路组成，其连接关系如附图所示。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、电容和电阻组成的填谷式无源功率因素校正电路。半桥逆变电路由集成电路芯片FAN7711、MOSFET管、电阻、电容和二极管组成，具有荧光灯电子镇流器所须的预热、点火、运行和热保护、灯开路保护功能。半桥逆变电路振荡的最低频率为53KHz，最高频率为84.8KHz。升压镇流电路是由电感和电容组成的串联谐振电路。其积极效果在于：电路简单、成本低、体积小、重量轻、功率因素高、保护功能完善、使用寿命长。

Description

一种电路简单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技术领域，具体涉及一种电路简单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，其功耗大，体积大，重量大，且存在频闪和蜂音。由于受成本及价格的影响，目前市场上出售的荧光灯电子镇流器大多采用磁环反馈的自激振荡方式，由双极型晶体管组成半桥逆变电路。它的优点是电路简单、价格便宜。但同时存在以下缺点：（1）电路的工作频率由晶体管的存储时间、磁环的几何尺寸、磁性参数、线圈匝数、饱和程度、电路元器件参数等因素确定。电路集自激振荡和功率放大于一体，改变其中任何一个参数，影响整个电路的工作状态，使很多特性随之改变。很难找到一个简易的设计方法，把电路调整到合理的、更不用说是最佳的状态。另外，受元件误差和工作条件的限制，很难把工作频率精确地设定为某一特定值，且随着电源电压的变化，所设定的频率也会发生变化，导致输出功率不稳定，工作不可靠。（2）没有灯丝预热及开路保护功能，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的荧光灯电子镇流器。该镇流器的电路简单、成本低、体积小、重量轻、功率因素高、保护功能完善、使用寿命长，可广泛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、半桥逆变电路和升压镇流电路组成。EMI滤波电路是由电容C1和电感L1组成的低通滤波电路。整流滤波电路是由二极管D1、D2、D3、D4和电容C2组成的市电整流滤波电路。PFC电路是由二极管D5、D6、D7，电容C3、C4和电阻R1组成的填谷式无源功率因素校正电路。半桥逆变电路由集成电路芯片FAN7711，MOSFET管Q1、Q2，电阻R2、R3，电容C5～C9和二极管D8、D9、D10组成。电阻R3和电容C5分别设计为75KΩ和0.68μF，半桥逆变电路振荡的最低频率为53KHz，最高频率为84.8KHz。升压镇流电路是由电感L2和电容C10组成的串联谐振电路。

本实用新型的积极效果在于：电路简单、成本低、体积小、重量轻、功率因素高、保护功能完善、使用寿命长。

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、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，C1用于抑制串模干扰信号，L1用于抑制共模干扰信号。

整流滤波电路是由二极管D1、D2、D3、D4和电容C2组成的市电整流滤波电路，将220V交流电经整流滤波得到300V左右的直流电压，为半桥逆变电路供电。

PFC电路是由二极管D5、D6、D7，电容C3、C4和电阻R1组成的填谷式无源功率因素校正电路。在AC线路电压的每个半周期内，当AC电压幅度高于其峰值的50%（即U_AC (PK)/2）时，D6导通，而D5和D7反向偏置截止，C3和C4以串联方式被充电。一旦AC线路电压降至V _AC(PK)/2以下，D6将反向偏置截止，而D5和D7则导通，C3和C4并联放电，放电电流流入负载。R1的接入有助于平滑输入电流尖峰，还可以通过限制C3和C4的电流来改善功率因数。在不加PFC电路时，在AC线路电压的半周期内，输入电流导通角仅约60°，功率因数不超过0.6。采用这种填谷式PFC电路替代单个电容，电流导通角将增加到120°，功率因数达0.9以上，3次和5次谐波电流分别降至17%和15%以下，总谐波失真THD降至30%以下，符合能源之星SSL功率因数大于0.9的要求，并满足EN55015B EMI要求。

半桥逆变电路由集成电路芯片FAN7711，MOSFET管Q1、Q2，电阻R2、R3，电容C5～C9和二极管D8、D9、D10组成，具有荧光灯电子镇流器所须的预热、点火、运行和热保护、灯开路保护功能。FAN7711内部集成了振荡器、预热和死区时间控制电路、自适应零电压开关（ZVS）控制器、上桥与下桥MOSFET 栅极驱动器等电路。R2为启动电阻，D8和C7分别为半桥高端驱动器自举二极管和自举电容，C8和D9、D10组成电荷泵电路。

系统加电后，经整流滤波得到的300V左右的直流电压，通过R2给C5充电。当IC1（FAN7711）引脚VDD上的电压达到13.4V的门限时，FAN7711启动，振荡器开始工作。半桥一旦产生高频输出，由C8和D9、D10组成的电荷泵为VDD引脚提供工作电流，因而在IC1启动后，R2的功耗很小，因此，R2采用低成本0.25W的电阻。本实用新电阻R3和电容C6分别设计为75KΩ和0.68μF，半桥逆变电路振荡的最低频率为53KHz，最高频率为84.8KHz。

FAN7711开始工作后，引脚CPH内部2μA电流源对电容C6充电，C6上的电压从零开始线性增加。当V_CPH达到3V时，预热结束。本实用新电容C6设计为0.68μF，预热时间为0.7S。

预热时间结束，FAN7711进入点火模式。在点火模式下，CPH引脚上的电流源变为12μA，C6上的电压上升速率增加。当V_CPH达到5V时，点火模式结束。在点火模式时，频率从最高频率线性降低至工作频率，死区时间从最大值逐步缩短。在频率扫描到L2与C10的串联谐振频率时，电容C10产生一个800V～1500V的高压脉冲使灯管内气体电离而点亮。本实用新C6设计为0.68μF，点火时间约为0.12S。

当C6当V_CPH达到6V时，有源自适应ZVS被激活。为满足ZVS工作条件，FAN7711检测引脚VS上的输出渡越信息。如果满足ZVS，FAN7711将缓慢增加CPH引脚上的电压，缩短死区时间，选择最佳值，以提高逆变器效率、减小热损耗和EMI；如果ZVS失效，FAN7711降低引脚CPH的电压，延长死区时间，实现ZVS工作最优化。

FAN7711无需外部电路，可自动检测灯开路故障。当灯开路时，输出谐振电路异常，不能满足ZVS条件，可使引脚VS的（半桥输出）电流充电，电荷泵电容C8放电。在电容性负载驱动条件下，FAN7711的功耗达2.4W，致使结温急剧升高。如果温度超过160°C，热关闭电路将使IC1停止工作。在脱离ZVS时，V_CPH低于2V，FAN7711进入关闭模式。

升压镇流电路是由电感L2和电容C10组成的串联谐振电路，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、半桥逆变电路和升压镇流电路组成。

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的荧光灯电子镇流器，其特征是：PFC电路是由二极管D5、D6、D7，电容C3、C4和电阻R1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的荧光灯电子镇流器，其特征是：半桥逆变电路由集成电路芯片FAN7711，MOSFET管Q1、Q2，电阻R2、R3，电容C5～C9和二极管D8、D9、D10组成。

5. 根据权利要求1所述的一种电路简单的荧光灯电子镇流器，其特征是：电阻R3和电容C5分别设计为75KΩ和0.68μF，半桥逆变电路振荡的最低频率为53KHz，最高频率为84.8KHz。

6. 根据权利要求1所述的一种电路简单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组成的串联谐振电路。