CN204377232U - 金卤灯电子镇流器 - Google Patents

Abstract

金卤灯电子镇流器，涉及电子镇流器。设有滤波整流电路、功率因数校正电路、功率控制电路、逆变驱动电路、点火电路；滤波整流电路的输入端外接市电，滤波整流电路的输出端接功率因数校正电路的输入端，功率因数校正电路的输出端接逆变驱动电路的输入端，功率控制电路的控制信号输出端接功率因数校正电路和逆变驱动电路的控制信号输入端，逆变驱动电路的驱动信号输出端接点火电路的输入端，逆变驱动电路和点火电路的输出端外接金卤灯，功率控制电路的信号输入端外接金卤灯。功率因数高、谐波失真低，镇流器本身消耗功率低，高效节能。而且体积小，质量轻，节省材料，安装方便。并能实现照明的数字化管理，延长灯具的使用寿命。

Description

金卤灯电子镇流器

技术领域

本实用新型涉及电子镇流器，尤其是一种金卤灯电子镇流器。

背景技术

20世纪70年代出现了世界性的能源危机，节约能源的紧迫感使许多公司致力于节能光源和荧光灯电子镇流器的研究，随着半导体技术飞速发展，各种高反压功率开关器件不断涌现，为电子镇流器的开发提供了条件，20世纪70年代末，国外厂家率先推出了第一代电子镇流器，是照明发展史上一项重大的创新。由于它具有节能等许多优点，引起了全世界的极大关注和兴趣，认为是取代电感镇流器的理想产品，随后一些著名的企业都投入了相当的人力、物力来进行更高一级的研究与开发。由于微电子技术突飞猛进，促进了电子镇流器向高性能高可靠性方向发展，许多半导体公司推出了专用功率开关器件和控制集成电路的系列产品，1984年，西门子公司开发出了TPA4812等有源功率因数校正电器IC，功率因数达到0.99。随后一些公司相继推出集成电子镇流器，1989年芬兰赫尔瓦利公司又成功推出可调光单片集成电路电子镇流器，电子镇流器在全世界特别是发达国家已全国推广应用。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种金卤灯电子镇流器。

本实用新型设有滤波整流电路、功率因数校正电路、功率控制电路、逆变驱动电路、点火电路；滤波整流电路的输入端外接市电，滤波整流电路的输出端接功率因数校正电路的输入端，功率因数校正电路的输出端接逆变驱动电路的输入端，功率控制电路的控制信号输出端接功率因数校正电路和逆变驱动电路的控制信号输入端，逆变驱动电路的驱动信号输出端接点火电路的输入端，逆变驱动电路和点火电路的输出端外接金卤灯，功率控制电路的信号输入端外接金卤灯。

在功率因数校正电路、逆变驱动电路与金卤灯之间可设有过压过流保护电路。

所述功率控制电路可采用UC3844控制的PWM降压式DC-DC电路。

所述点火电路可采用串联型脉冲点火电路。

本实用新型功率因数高、谐波失真低，镇流器本身消耗功率低，高效节能。而且体积小，质量轻，节省材料，安装方便。当输入的市电电压在110～250V范围内波动时，能获得稳定的直流电流，功率维持稳定，并能实现照明的数字化管理，延长灯具的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构组成框图；

图2为本实用新型实施例的滤波整流电路原理图；

图3为本实用新型实施例的功率因数校正电路原理图；

图4为本实用新型实施例的功率控制电路原理图；

图5为本实用新型实施例的逆变驱动电路原理图；

图6为本实用新型实施例的点火电路原理图；

图7为本实用新型实施例的过压过流保护电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

参见图1，本实用新型实施例设有滤波整流电路1、功率因数校正电路2、功率控制电路3、逆变驱动电路4、点火电路5；滤波整流电路1的输入端外接市电，滤波整流电路1的输出端接功率因数校正电路2的输入端，功率因数校正电路2的输出端接逆变驱动电路4的输入端，功率控制电路3的控制信号输出端接功率因数校正电路2和逆变驱动电路4的控制信号输入端，逆变驱动电路4的驱动信号输出端接点火电路5的输入端，逆变驱动电路4和点火电路5的输出端外接金卤灯6，功率控制电路3的信号输入端外接金卤灯6。

在功率因数校正电路2、逆变驱动电路4与金卤灯6之间设有过压过流保护电路。

由于电子镇流器工作频率很高，会产生很丰富的电磁干扰，因此为了能保证电子镇流器能够正常工作并且减少对其他用电器造成不良影响，需要加装前级输入电路(滤波整流电路)，电路如图2所示。F1为保险丝，当电路出现异常导致电流过大或者电源被短路时，保险丝可以迅速断开，起到过流保护的作用。电容C1、C2、C3、C4和电感L1、L2组成了EMI滤波器，C1、C2采用薄膜电容，对差模干扰信号有强烈的衰减作用。C3、C4采用高压瓷介电容，用于抑制共模干扰信号。L1、L2对称地绕在同一硅铁磁芯上，线圈匝数相等，这样在正常的工作电流范围内，由于磁性材料产生的磁性相互补偿，从而避免磁通饱和，这样就保证了对电源电流的衰减甚微，但是对于不对称干扰(共模)信号来说，这两个线圈产生的磁场是相互加强的，能有效抑制共模干扰信号。

如图3所示为本实用新型的功率因数校正电路。本电路采用L6561有源功率因数校正控制器来实现电子镇流器的功率因数校正。L6561是一种采用峰值电流控制原理来实现功率因数校正的集成电路，利用它可以设计出最优化的低功耗、高功率密度的电子镇流器，且占用线路板的空间很小。当接通电源后，交流电压经全桥整流后，经限流电阻R7，给电容C11充电，当电压达到13V后，集成电路开始工作，MOS管Q1开关转换，集成电路工作电流增大，C11开始放电，其上电压减小，在其电压减小到8V以前，电感T2上的辅助绕组通过二极管D3和电阻R6给C11充电，是C11电压上升到稳定值，保证电路正常工作。功率因数控制器的输出电压V_o经电阻R11和R12分压加到反相输入端INV脚，改变R11和R12的比值，可以改变输出电压V_o的值。L6561内置有乘法器，当流过电感T2的电流在R4上产生的压降达到由乘法器动态设定的阈值时，L6561中的RS触发器复位，Q值为0，集成电路的驱动输出GD变为低电平，将功率MOS管Q1关闭，电感电流开始从峰值下降。显然，在这样的控制之下，电感电流的峰值与该时刻的交流输入电压的瞬时值是成正比的。

如图4所示为本实用新型的功率控制电路。该电路采用UC3844来实现PWM式DC-DC的功能。UC3844是高性能固定频率电流模式PWM控制器，转为直流至直流变换器应用而设计。该电路的工作原理是：由于电路启动瞬间金卤灯没有被点燃，其内阻接近于无穷大，整个电路工作电流很小，因此UC3844的电流检测端失去作用，此时的PWM控制主要由UC3844的电压反馈端实现，因此在启动瞬间可以输出高达158V的启动电压，使后级的点火电路中的双向开关管能够顺利击穿，产生点火用的高压脉冲；当金卤灯被成功点燃后，电路的工作电流增大到正常值，UC3844的电流检测端开始正常工作，整个电路进入电流控制模式，相当于恒流源，为金卤灯提供一个稳定的工作电流，此时输出电压降低到点火电路中双向开关管的击穿电压以下，使点火电路失去作用，从而能够稳定运行。

本实用新型采用全桥逆变电路来驱动金卤灯，并采用UBA2030作为全桥驱动控制器。如图5所示为本实用新型的逆变驱动电路，UBA2030片内集成了自举二极管、振荡器、高压和低压电平移相器、高端和低端驱动器及控制逻辑、电压稳压器、输入信号延迟和桥路禁止电路等单元电路。UBA2030通过加到引脚18的供电电源供电，相关低供电电压由UBA2030的内部电路产生。为使其正常工作，使用时应在引脚23和引脚24之间接一个电容。当电源接通后就会进入工作状态，此时它将接至高端的功率MOS管关断，而将接至低端的功率MOS管导通。将外部引脚20接至引脚24，采用内部振荡器工作，此时桥路的转换频率由R31和C22决定。

如图6所示为本实用新型的点火电路，在点火电路中，变压器T4为脉冲变压器，线圈Lp和Ls分别是变压器的原边和副边，其匝数比为1∶50，D9、D10是额定稳压值为75V的稳压二极管，它们的作用是限制原边输入电压的最高幅度，防止副边上出现过高的点火电压，引起金卤灯阴极溅射影响灯的寿命。电感L5的作用是消减由脉冲变压器产生的电流尖峰，并起到隔离点火电路和逆变器的作用。启动瞬间，由于金卤灯未正常工作，因此电路工作电流比较小，DC-DC电路中的PWM控制器UC3844的电流检测端不起作用，此时的PWM控制完全取决于UC3844的电压检测端，所以启动瞬间的输出电压为158V(详见图4)，这个输出电压足够击穿额定击穿值为140V的双向开关管，这样原边Lp上产生脉冲电压，通过变压器传到Ls，产生约3.5KV的启动电压使灯启动，同时由于电容C25逐渐充饱和，使通过双向开关管的电流逐渐减小，直到关断。

当灯损坏不能正常点火时，如果点火电路一直试图对其施加高压脉冲点火容易导致起火燃烧，为此本实用新型设计了相关的保护控制电路。保护电路分为两部分，第一部分为基于温度开关ST-22-100C的温度保护电路，另一部分为基于EN78P153SP单片机的过压过流保护电路。如图3所示，温度开关在常温下是闭合的，当环境温度超过100摄氏度时，它将自动断开。在电路中，将其紧靠在工作温度最高的电感L4旁边，当工作温度正常时，它提供通路为APFC控制器L6561供电；当L4温度超过100摄氏度时，ST-22-100C断开，切断L6561供电，使APFC停止工作。

如图7所示为基于EN78P153SP单片机的过压过流保护电路。P50脚作为输入口，对DC-DC级的输入电压进行采用；P51、P53、P61脚作为输出端口，P51接L6561的电压反馈端，P61接UC3844的电压反馈端，P53接UC3844的电流反馈端，如果P50检测到DC-DC级的输出电压连续3秒超过正常工作电压或低于阈值电压，则P51、P53脚输出高电平，P61脚输出低电平，分别将L6561的电压反馈端及UC3844的电流反馈端拉高，将UC3844的电压反馈端拉低，这样就可以有效地关闭APFC级和DC-DC级，避免长时间点火出现电火花或输出级短路造成的电流过大引起燃烧的现象。

功率因数校正电路是由L6561组成的。功率控制电路是采用UC3844控制的PWM降压式DC-DC电路。全桥逆变电路是由全桥驱动控制器UBA2030组成的全桥驱动电路。点火电路采用串联型脉冲点火电路。控制保护电路由基于温度开关ST-22-100C的温度保护电路和基于EN78P153SP单片机的过压过流保护电路组成。

Claims (4)

1.金卤灯电子镇流器，其特征在于设有滤波整流电路、功率因数校正电路、功率控制电路、逆变驱动电路、点火电路；滤波整流电路的输入端外接市电，滤波整流电路的输出端接功率因数校正电路的输入端，功率因数校正电路的输出端接逆变驱动电路的输入端，功率控制电路的控制信号输出端接功率因数校正电路和逆变驱动电路的控制信号输入端，逆变驱动电路的驱动信号输出端接点火电路的输入端，逆变驱动电路和点火电路的输出端外接金卤灯，功率控制电路的信号输入端外接金卤灯。

2.如权利要求1所述金卤灯电子镇流器，其特征在于在功率因数校正电路、逆变驱动电路与金卤灯之间设有过压过流保护电路。

3.如权利要求1所述金卤灯电子镇流器，其特征在于所述功率控制电路采用UC3844控制的PWM降压式DC-DC电路。

4.如权利要求1所述金卤灯电子镇流器，其特征在于所述点火电路采用串联型脉冲点火电路。