CN209748873U - 一种紫外灯镇流器电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种紫外灯镇流器电路，电源输入端、第一NMOS管的漏极、紫外灯的一端连接电源正极，紫外灯和电源正极之间设置有电容C1，第一NMOS管的源极连接高压侧浮动地、高压侧浮动电源、第二NMOS管的漏极、紫外灯的另一端，紫外灯和第一NMOS管的源极之间设置有电容C1，高压侧浮动电源输出端处设置有电容C2，第一NMOS管的栅极连接高压侧栅极驱动端，第二NMOS管的栅极连接低压侧栅极驱动端，信号端、压控震荡输出端、最小频率设置端、第二NMOS管的源极接电源负极，电源输入端和信号端之间设置有有极电容C5，有极电容C5的连接电源输入端，最小频率设置端和电源负极之间设置有电阻R1，压控震荡输出端和地之间设置有电容C6。该电路启动快、自我保护性能好。

Description

一种紫外灯镇流器电路

技术领域

本实用新型涉及灯具控制电路技术领域，尤其涉及一种紫外灯镇流器电路。

背景技术

紫外灯由于其卓越的杀菌效果越来越多的应用于污水处理、医疗卫生等行业。紫外线杀菌技术逐渐将取代或半取代传统的化学消毒方法，随着人们生活水平的进一步提高以及健康意识的加强，紫外线消毒杀菌越来越广泛，如医院、学校、托儿所、电影院、公交车、办公室、家庭等，它能净化空气，消除霉味，此外还能产生一定量的负氧离子，经紫外线消毒的房间，空气特别清新，在公共场合，经紫外线消毒，可避免一些病菌经空气传播或经物体表面传播。但是，目前的紫外灯具有启动难、自我保护性能较差的缺点。

实用新型内容

本实用新型为了弥补现有技术的缺陷，提供了一种启动快、自我保护性能好的紫外灯镇流器电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种紫外灯镇流器电路，包括镇流控制单元、第一NMOS管、第二NMOS管和紫外灯，镇流控制单元的电源输入端、第一NMOS管的漏极、紫外灯的一端连接电源正极，紫外灯和电源正极之间设置有电容C1，第一NMOS管的源极连接镇流控制单元的高压侧浮动地、镇流控制单元的高压侧浮动电源、第二NMOS管的漏极、紫外灯的另一端，紫外灯和第一NMOS管的源极之间设置有电容C1，镇流控制单元的高压侧浮动电源输出端处设置有电容C2，第一NMOS管的栅极连接镇流控制单元的高压侧栅极驱动端，第二NMOS管的栅极连接镇流控制单元的低压侧栅极驱动端，镇流控制单元的信号端、镇流控制单元的压控震荡输出端、镇流控制单元的最小频率设置端、第二NMOS管的源极接电源负极，镇流控制单元的电源输入端和镇流控制单元的信号端之间设置有有极电容C5，有极电容C5的连接镇流控制单元的电源输入端，镇流控制单元的最小频率设置端和电源负极之间设置有电阻R1，镇流控制单元的压控震荡输出端和地之间设置有电容C6。

进一步的，所述镇流控制单元为L3520D芯片或IR2520芯片。

进一步的，所述镇流控制单元的电源输入端和CFL驱动器的电压控制振荡端并联有第一电阻。

进一步的，所述第二NMOS管还并联有由二极管D2和电容C3的串联电路，其中二极管D2的输入端接地。

进一步的，所述二极管D2的输出端还通过二极管D1连接到镇流控制单元的电源输入端。

进一步的，所述镇流控制单元电源输入端和电源正极之间设置有电阻R1。

进一步的，所述电源由交流电源经过整流电路得到。

本实用新型的有益效果是：

1、固定操作频率，功率变化量比较小，可以采用较低的电感与MOS管的规格。

2、系统复杂度简单，一致性高。

3、整合度高，不占空间。

4、自我保护性能好。

5、具有低温起机能力。

6、可在短时间内达到较高功率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型紫外灯镇流器电路主电路的电路图。

图2是本实用新型紫外灯镇流器电路总电路的电路图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1-2所示，一种紫外灯镇流器电路，包括镇流控制单元、第一NMOS管、第二NMOS管和紫外灯，镇流控制单元的电源输入端、第一NMOS管的漏极、紫外灯的一端连接电源正极，紫外灯和电源正极之间设置有电容C1，第一NMOS管的源极连接镇流控制单元的高压侧浮动地、镇流控制单元的高压侧浮动电源、第二NMOS管的漏极、紫外灯的另一端，紫外灯和第一NMOS管的源极之间设置有电容C1，镇流控制单元的高压侧浮动电源输出端处设置有电容C2，第一NMOS管的栅极连接镇流控制单元的高压侧栅极驱动端，第二NMOS管的栅极连接镇流控制单元的低压侧栅极驱动端，镇流控制单元的信号端、镇流控制单元的压控震荡输出端、镇流控制单元的最小频率设置端、第二NMOS管的源极接电源负极，镇流控制单元的电源输入端和镇流控制单元的信号端之间设置有有极电容C5，有极电容C5的连接镇流控制单元的电源输入端，镇流控制单元的最小频率设置端和电源负极之间设置有电阻R1，镇流控制单元的压控震荡输出端和地之间设置有电容C6。

所述镇流控制单元为L3520D芯片或IR2520芯片。

所述镇流控制单元的电源输入端和CFL驱动器的电压控制振荡端并联有第一电阻。

所述第二NMOS管还并联有由二极管D2和电容C3的串联电路，其中二极管D2的输入端接地。

所述二极管D2的输出端还通过二极管D1连接到镇流控制单元的电源输入端。

所述镇流控制单元电源输入端和电源正极之间设置有电阻R1。

所述电源由交流电源经过整流电路得到。

在欠压锁定模式下镇流控制单元电源上只有极其微小的电流，此模式是为了保证在镇流控制单元的全部功能正常之后芯片的高压侧和低压侧才能有输出。电源输入端VCC的电压逐渐升高，当电源输入端VCC的电压升高到启动阈值的时候，镇流控制单元打开高压侧栅驱动HO和低压侧栅驱动LO开始震荡。电容有极电容C5要足够大以保证在开始的半个周期内维持电源输入端的电压大于VCC欠压锁定正向开启电压，直到有外部另外的供电装置来保证芯片的电源电压和电流需求。

内部集成在电源输入端VCC和高压侧浮动电源VB之间的自举MOSFET将决定高压侧驱动电路的电源电压。由电容C3和二极管D2、D1组成的外部电荷泵电路将给低压侧驱动电路提供一个额外的电源。为了保证在第一个脉冲到达高压侧栅驱动HO之前高压侧的电源已经被充电到了高电平，开始的时候的输出脉冲都是有低压侧栅驱动LO脚输出的。可能低压侧栅驱动LO震荡了好几个周期后，高压侧浮动电源VB-高压侧浮动地VS的电压才能超过高压侧的欠压钳位阈值，这个时候高压侧才能有输出。在整个欠压锁定模式期间，高压侧栅驱动HO和低压侧栅驱动LO的输出都是低电平，压控振荡器输入端VCO脚也是被拉到地GND电平将启动频率设置成最大值。

频率朝着高镇流器输出级的谐振频率处斜坡下降，导致灯电压和负载电流增大。压控振荡器输入端VCO的电压继续增大，并且频率保持下降直到灯被点燃。如灯被成功点燃，压控振荡器输入端VCO的电压继续增大直到达到内部限制值。频率停止下降并停止由最小频率设置端FMIN引脚处的外部电阻R1设定的最小频率。最小频率应当被设定在低于高镇流器输出级的谐振频率，以便该频率通过为使灯点燃的谐振频率。

灯已经被点燃，同时镇流器的输出级变成一个低谐振频率、串联电感L2、并联RC线路。并且，高压侧浮动地VS检测具有对非零电压转换和过流错误情况下的保护功能。压控振荡器输入端VCO引脚上的电压继续增加，频率进一步下降，直到最小频率。谐振电感、谐振电容、总线电压和最小工作频率决定灯工作的功率。芯片维持在这个最小频率除非零电压转换在高压侧浮动地VS引脚发生或波峰因子过流情况在高压侧浮动地VS端被检测，或者电源输入端VCC的电压减小到低于欠压锁定的阈值。

在运行模式中，如高压侧浮动地VS引脚的电压，在死区时间内没有减小到GND，这样，当低压侧栅驱动LO开启时，在低边半桥MOSFET的源和漏极之间就会有个电压，接着系统工作在太接近或者在谐振点的容性侧。结果是非零电压容性模式开关导致足够破坏半桥的MOSFET的高尖峰电流流过它们。为避免这些，一个内置的高压MOSFET在高压侧栅驱动HO端关断时被打开，高压侧浮动地VS的检测电路检测高压侧浮动地VS的在低压侧栅驱动LO的每个上升沿。如高压侧浮动地VS电压不是零，一个脉冲电流从压控振荡器输入端VCO引脚处抽取电流来使外部电容C6缓慢放电，导致频率缓慢上升。压控振荡器输入端VCO电容在剩下的周期中被内部的电容缓慢充电。

通过给压控振荡器输入端VCO电容充电，频率向谐振频率点靠近。低压侧栅驱动LO开启时，每次非零电压开关被检测，适应零电压开关的电路将频率轻推到稍高于谐振频率点。内部的高压MOSFET接着在低压侧栅驱动LO关断时关断，并在高压侧浮动地VS缓慢上升到总线电势时承受高电压。由于线路情况改变、元件容差变化、灯变化，但能工作并保持零电压开关，线路保持在闭环适应的零电压开关模式。在灯被移除时，灯谐振状态将被中断导致半桥输出变成开路。这将会导致容性开关，导致可损坏MOSFET的高尖峰的电流产生。增加频率以便满足零电压开关条件，直到压控振荡器输入端VCO的电压低于VCO关断电压。芯片将进入错误模式，并将低压侧栅驱动LO和高压侧栅驱动HO栅驱动输出锁在“低”以便在损坏MOSFET之前将半桥安全的关断。

在正常的灯点燃过程中，频率扫描过谐振点，输出电压在谐振电容和灯的两端增加直到灯被点燃。如果灯点燃失败，谐振电容的电压、电感电压和电感电流将会继续增大直到电感饱和或者输出电压超过谐振电容和电感的额定最大值。电路必须在损坏之前关断。为保护以免在灯点燃失败的错误情况下发生损害，利用高压侧浮动地VS检测线路来测量低边半桥MOSFET的电流，从而实现检测过流错误。通过利用低边MOSFET的导通电阻进行电流检测和高压侧浮动地VS检测线路，排除了需要额外的电流检测电阻，滤波器和电流检测引脚。为消除温度和MOSFET变化对导通电阻的影响，执行一个波峰因子测量来检测当尖峰电流超过平均电流的5倍。当频率扫过谐振频率点而灯没有点燃，由于额外的电流在谐振回路中产生而导致电感饱和，此时检测测量波峰因子是理想的。当压控振荡器输入端VCO的电压初次从零开始斜坡上升，谐振回路电流和电压随着频率朝着谐振点减小而增大。如灯没有点燃，电感电流将最终饱和但波峰因子错误保护没起作用直到压控振荡器输入端VCO电压初次超过进入运行模式时候VCO脚电压。频率将继续减小到容性谐振边朝着最小频率设定值减小，谐振回路的电流和电压将进一步减小。当压控振荡器输入端VCO的电压超过进入运行模式时候VCO脚电压，芯片进入运行模式，非零电压开关保护和波峰因子保护都被激活。非零电压开关保护将频率从容性侧每周期向谐振处增加。当频率在谐振点附近时，谐振回路的电流将再次增加，直到电感再次饱和。

波峰因子饱和现被激活，在低压侧栅驱动LO为“高”并且在低压侧栅驱动LO上升沿1us的空白时间之后测量高压侧浮动地VS端的瞬态电压。空白时间是必要的以避免波峰因子保护线路因非零电压开关情况作出反应。一个内部的平均电路将低压侧栅驱动LO端10到20个开关周期的瞬态电压进行平均。在运行模式中，当低压侧栅驱动LO为“高”(1us空白时间之后)和峰值电流超过平均的5倍使电感初次饱和时，将进入错误模式，低压侧栅驱动LO和高压侧栅驱动HO输出都被锁为“低”。半桥将在镇流器元件发生任何损坏之前关断。

本实用新型的上述实施例并不是对本实用新型保护范围的限定，本实用新型的实施方式不限于此，凡此种种根据本实用新型的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下，对本实用新型上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种紫外灯镇流器电路，其特征在于：包括镇流控制单元、第一NMOS管、第二NMOS管和紫外灯，镇流控制单元的电源输入端、第一NMOS管的漏极、紫外灯的一端连接电源正极，紫外灯和电源正极之间设置有电容C1，第一NMOS管的源极连接镇流控制单元的高压侧浮动地、镇流控制单元的高压侧浮动电源、第二NMOS管的漏极、紫外灯的另一端，紫外灯和第一NMOS管的源极之间设置有电容C1，镇流控制单元的高压侧浮动电源输出端处设置有电容C2，第一NMOS管的栅极连接镇流控制单元的高压侧栅极驱动端，第二NMOS管的栅极连接镇流控制单元的低压侧栅极驱动端，镇流控制单元的信号端、镇流控制单元的压控震荡输出端、镇流控制单元的最小频率设置端、第二NMOS管的源极接电源负极，镇流控制单元的电源输入端和镇流控制单元的信号端之间设置有有极电容C5，有极电容C5的连接镇流控制单元的电源输入端，镇流控制单元的最小频率设置端和电源负极之间设置有电阻R1，镇流控制单元的压控震荡输出端和地之间设置有电容C6。

2.根据权利要求1所述的一种紫外灯镇流器电路，其特征在于：所述镇流控制单元为L3520D芯片或IR2520芯片。

3.根据权利要求1所述的一种紫外灯镇流器电路，其特征在于：所述镇流控制单元的电源输入端和CFL驱动器的电压控制振荡端并联有第一电阻。

4.根据权利要求1所述的一种紫外灯镇流器电路，其特征在于：所述第二NMOS管还并联有由二极管D2和电容C3的串联电路，其中二极管D2的输入端接地。

5.根据权利要求4所述的一种紫外灯镇流器电路，其特征在于：所述二极管D2的输出端还通过二极管D1连接到镇流控制单元的电源输入端。

6.根据权利要求1所述的一种紫外灯镇流器电路，其特征在于：所述镇流控制单元电源输入端和电源正极之间设置有电阻R1。

7.根据权利要求1所述的一种紫外灯镇流器电路，其特征在于：所述电源由交流电源经过整流电路得到。