CN2262328Y - 一种低畸变电子镇流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种日光灯用电子镇流器，包括壳体、整流、滤波电路，工作电路，自动保护电路及输出电路，且在电源与整流电路之间设有一电感以降低工作电流峰值，在整流与滤波电路之间设有一二极管以阻止直接由输入整流充电，克服了因大电容充电引起的相移及尖峰电流引起的谐波。该镇流器功率因数接近1，谐波含量可达低畸变，灯丝电流波峰比小于1.7，具有性能高，生产及使用成本低，主要技术参数均符合国标要求且利于推广应用等特点。

Description

一种低畸变电子镇流器

本实用新型是用于日光灯的一种电源变换装置，特别是一种将50HZ交流电变成几十KHZ的高频电源供日光灯工作的电子镇流器。

社会上曾普遍使用的第一代电子镇流器，如：四川射洪天龙电子有限公司生产的“高效电子节能镇流器”等，其电路结构均仅包括整流滤波电路，工作电路，输出负载电路，此类电子镇流器虽然具有结构简单的特点，但由于一般采用桥式整流、电容滤波，其输入电路导通角很窄，电流波形成尖脉冲，这种远非正弦波形的电流，诣波含量很高，功率因数低，大量使用势必污染电网，造成危害，且工作可靠性差，缺乏自我保护功能，不能满足国家标准规定的要求。专利号为ZL94236429.5的专利文献公开了一种名称为《一种日光灯电子镇流器》的专利技术，该专利针对上述电子镇流器缺少自我保护功能的弊端，在其电路结构中增设了自我保护电路，延长了镇流器的寿命且使用安全、方便、可靠。该镇流器虽然满足了国标规定的在异常情况下使用的要求，但其它缺陷仍未达到国标及L标志水平要求。对此有人又设计了一种逐流输入电路，使电流呈阶梯波形输入，但此种镇流器仍存在谐波含量较高，灯电流波峰比达不到国标要求的弊病。进而还有人在镇流器电路前增加并联开关电源电路，即采用有源滤波的方法来解决上述问题。但这不仅使电路变得十分复杂，生产难度大，成本急剧上升，且由于增加了一级电路，从而增加了损耗，降低了效率。目前，这种电子镇流器仅用于要求特别高或出口北美等地，国内市场一般接受不了。上述两类电子镇流器前者没达到国标或L标志水平要求，而后者却又存在生产及使用成本高，市场不易接受等缺陷。

本实用新型的目的是在第一代电子镇流器的基础上，改进其电路结构的设计，使之能完成有源滤波电路的功能，以达到在符合国标等要求的基础上，降低生产及使用成本，提高使用性能及效益，利于推广应用等目的。

本实用新型的解决方案是在第一代电子镇流器电路的基础上，在电源的一输入入端与整流桥之间增设一电感器T₁以解决电流峰波比的问题；而在输入整流与滤波电容之间增设一单向导电的二极管，使输出端高频电流单向对滤波电容器馈电，维持高于输入电压峰值电位，避免直接从输入充电储能造成电流波形畸变，从而提高功率因数，降低谐波含量，完成有源滤波的电路功能，实现高性能、低成本等目的。因此，本实用新型包括镇流器壳体及整流、滤波电路部分，工作电路部分，自动保护电路部分及输出电路部分，关键是整流、滤波电路部分包含整流桥，由电感、电容组成的高频滤波电路及一接于整流桥与滤波电路之间的二极管，该二极管的正极与整流电路的输出端及输出电路部分的电容C₄共接，其负极则与滤波电容C₁的正极及工作电路中三极管BG₁的集电极共接；工作电路部分包括自激开关振荡电路，由电阻R₂、电容C₃及触发二极管组成的启动触发路，以及分别由两组电阻、二极管R₁、R₄、D₆及R₃、R₅、D₇组成的保护电路；而自动保护电路则为异常状态保护电路，该电路包括作为电子开关的三极管BG₃，取样电路及由电阻R₆与触发二极管及三极管BG₃基极串联而成的触发电路；而输出电路部分则包含串接于灯丝回路中的整流电感、阻容电路及电容器C₄；异常保护电路通过其三极管BG₃的集电极与工作电路中三极管BG₁的基极相接，发射集则与变压器T₂的抽头共接，而通过二极管D₈的正极与输出电路部分的电感T₃及一灯丝共接。上述异常状态保护电路中的取样电路包括整流二极管D₈、取样电阻R₇、R₈，电解电容C₆；取样电阻R₇、R₈与电解电容C₆的正极及触发电路中的R₆共接，取样电阻R₈的另一端则与电解电容C₆的负极及三极管BG₃的发射极共接。为了对灯丝预热，在输出电路中的电阻为正温电阻器，使灯启动有一延时过程以达到热启动要求。

本实用新型由于在整流电路与滤波电容器之间增设了一单向导电的二极管，使输出端高频电流单向对滤波电容器馈电，维持输入电压峰值电位，避免直接输入充电储能造成电流波形畸变；由于不能直接由输入整流充电，因此也不存在大电容充电引起的相移及尖峰电流引起的谐波，因此该电路和有源滤波一样具有功率因数趋近于1，谐波含量可达低畸变即国标L标志水平；而在电源一输入端与整流电路之间增设一电感器，又可降低工作电流峰值，使灯电流波峰比符合小于1.7的国标要求。因此，本实用新型具有性能高，生产及使用成本低，主要技术性能均达到GB/T15144-94要求，而输入特性达到L标志标准要求，并有利于推广应用等特点。

附图1为本实用新型电路结构示意图。

图中：DG为灯管。

实施例

本实施例以20W、40W日光灯用电子镇流器为例，附图1中各元件参数型号如下：二极管D₁～D₈均为RF1N4007，三极管BG₁、BG₂均为MJE13005，BG₃采用C9014；电解电容C₁：10μF/400VC₆：22μF/50V，C₂、C₃、C₄、C₅均采用涤纶电容器，C₂：2200PF/400V，C₃：0.022μF/63V，C₄：0.1μF/400V，C₅：0.01μF/630V；电阻：R₁、R₃均为1Ω/0.25WR₄、B₅：均为5.1Ω/0.25W，R₆：51Ω/0.25W，R₇：200kΩ/0.25W，R₈：68kΩ/0.25W；PTC为正温电阻器，规格MZ21-1，T₁：滤波电感器，EE10-5mH，T₂激励变压器，10×6磁环2T：2T：2T，T₃镇流电感器：EI25/1.85mH，DB3a、DB3a：触发二极管VR28-36V，BX熔断器，1A/250V。

本实用新型的工作原理：启动：通电后对C₁充电的同时，电流沿整流桥→C₄→灯丝→C₅→灯丝→T₃→T₂→R₂对C₃充电，当达到DB3a的触发电压时，DB3a将BG₂触发导通，电路开始工作。

(1)，当晶体管开关BG₂导通，由于D₅的存在，C₁不能供电，只能能由C₄在前半周储存能量供给，电流方向为：输入→T₁→整流桥→C₄→灯电路→T₃→T₂→BG₂→整流桥→输入端。BG₂关断时T₁储存能量的自感电势与电源迭加，可经D₅对C₁充电及提供T₃释能对C₄反向充电；

(2)，C₄反向充电的能量成为后面，即BG₁导通半个周期的电源，电流向为：C₁+→BG₁→T₂→T₃→灯电路→C₄→D₅→C₁+，BG₁关断后，T₃释放能量也沿这个方向，但电流提供改由BG₂反向导通供给，对C₄充电的同时将电荷泵入C₁。

触发电流经过灯丝的电路安排，防止了安装困难及灯开路启动工作，且由于C₅并联有正温电阻PTC，灯启动有一延时，以对灯预热，以符合热启动要求，电路启动后，由于电路中T₂的正反馈作用，电路按上述(1)和(2)输流连续工作。

异常状态保护：由于灯开路已由触发电路解决，异态保护只针对灯不启动，当灯不启动时，灯电路阻抗增大，T₃释能电压升高，经D₈整流，R₇、R₈分压取样，C₆电压上升，当升到可触发DB3b时BG₃导通，将BG₁关断，电路停止工作。电路停止工作后，由于C₄已被充电，不允许电流通过，触发电路不能再触发，电路保持停止状态，达到保护镇流器和节电的目的。

Claims (3)

1、一种低畸变电子镇流器，包括镇流器壳体，整流、滤波电路部分，工作电路部分，自动保护电路部分及输出电路部分；其特征在于整流、滤波电路部分包含整流桥，由电感、电容组成的高频滤波电路及一接于整流桥与滤波电路之间的二极管，该二极管的正极与整流电路的输出端及输出电路部分的电容(C₄)共接，其负极则与滤波电容(C₁)的正极及工作电路中三极管(BG₁)的集电极共接；工作电路部分包括自激开关振荡电路，由电阻(R₂)、电容(C₃)及触发二极管组成的启动触发电路，以及分别由两组电阻、二极管(R₁、R₄D₆及R₃、R₅、D₇)组成的保护电路；而自动保护电路则为异常状态保护电路，该电路包括作为电子开关的三极管(BG₃)取样电路及由电阻(R₆)与触发二极管及三极管(BG₃)基极串接而成的触发电路；而输出电路部分则包含串接于灯丝回路中的整流电感，阻容电路及电容器(C₄)；异常保护电路通过其三极管(BG₃)的集电极与工作电路中三极管(BG₁)的基极相接，发射极则与变压器(T₂)的抽头共接，而通过二极管(D₈)的正极与输出电路部分的电感(T₃)及一灯丝共接。

2、按权利要求1所述低畸变电子镇流器，其特征在于所述异常状态保护电路中的取样电路包括整流二极管(D₈)、取样电阻(R₇、R₈)、电解电容(C₆)；取样电阻(R₇、R₈)与电解电容(C₆)的正极及触发电路中的电阻(R₆)共接，取样电阻(R₈)的另一端则与电解电容(C₆)的负极及三极管(BG₃)的发射极共接。

3、按权利要求1所述低畸变电子镇流器，其特征在于输出电路中的电阻为正温电阻。

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