CN2267605Y

CN2267605Y - 高频诱导整流调制式电子镇流器

Info

Publication number: CN2267605Y
Application number: CN 96236844
Authority: CN
Inventors: 罗初东; 陈鸟常
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-24
Filing date: 1996-04-24
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2006-04-24

Abstract

本实用新型提供了一种高频诱导整流调制式电子镇流器，它包括低通波波器，桥式整流器，高频诱导整流调制滤波电路、开关振荡电路等。其特征是：高频诱导整流调制滤波电路由整流二极管D₁-D₄、电容C₂、二极管D₅、电容C₃和C₄组成。开关振荡电路由电容C₄、荧光灯、电容C₆、振流圈L₂、线圈n₁、三极管BG₂和电阻R₃组成。由上述组成的电路，其目的是使整流器输出端a、c之间获得一个高频包络波，从而使功率因数≥0.95，谐波含量≤20％，灯电流波峰系数＜1.7。达到或超过IEC和国家标准的一种高效能电子镇流器。

Description

高频诱导整流调制式电子镇流器

本实用新型涉及电子镇流器，特别是一种高频诱导整流调制式电子镇流器。

电子镇流器与管形荧光灯、环形荧光灯、节能灯、超薄型支架灯等照明工具配套使用。由于它有许多优点，必将逐步取代铁芯式的传统镇流器。但是，目前国产的多数电子镇流器均存在着性能指标差，损坏率高等缺点，严重妨碍了它的推广使用。在原理上，滤波电路的设计直接影响着电子镇流器的功率因数、谐波含量和灯电流波峰系数这三项指标。通常，谐波含量与功率因数是相关的，但谐波含量的减少与灯电流波峰系数的降低是互相矛盾的。简单电容滤波电路，灯电流波峰系数＜1.7，但功率因数只有0.6左右。谐波含量高达100％。由三只二极管和两只电容组成的“追逐”滤波电路或反馈式电容滤波电路，虽然功率因数＞0.9，谐波含量＜35％，但灯电流波峰系数高达1.9以上。目前，有源滤波可以解决这三项指标的矛盾，但电路十分复杂，成本太高，国内用户未能接受。

本实用新型的目的是针对上述不足，提供一种成本低，三项指标均能达到IEC和国家标准。而且电路结构简单，性能稳定，使用寿命长，容易实施的一种电子镇流器。

本实用新型的技术解决方案是：该镇流器包括电源低通滤波器、整流电路、高频诱导整流调制滤波电路、启动电路、开关振荡电路、高压器反馈耦合电路、输出电路等。其中高频诱导整流调制滤波电路，由整流二极管D₁-D₄、电容C₂、二极管D₅、电容C₃和C₄组成，电容C₂并联接在整流器的正负输出端，二极管D₅的正极接整流器的正极a点，D₅的负极接电容C₃的正极，电容C₃的负极接至整流器负极C点。所说的开关振荡电路的两端跨接在整流器的正负输出端a点与C点之间，它由电容C₄、荧光灯谐振电容C₆、高频扼流圈L₂，磁环初级线圈n₁、开关三极管BG₂和电阻R₈组成，其中电容C₄一端接整流器正极a点，另一端接荧光灯一端，荧光灯的另一端经扼流圈L₂、线圈n₁、三极管BG₂的集电极、发射极、电阻R₃接至整流电路的负极C点构成回路。

本实用新型的开关振荡电路中的电容C₄、荧光灯、扼流圈L₂、线圈n₁的连接位置可以互相调换，但效果不变。

设置在高频诱导整流调制滤波电路的电容C₂可以用多个电容并联组成的等效电容代替，也可以用电容器和电阻器的串联组成一个阻容元件代替，还可以把电容C₂分成两个互相串联的电容C₂′和C₂″，此时电容C₄一端接在C₂′和C₂″中间的连结点。

本实用新型的整流器可将正端或负端与其相连的元件断开，在断点处串一只续流二极管，可达到限制浪涌电流，改善滤波效果。

本实用新型与现有技术比，除具有一般电子镇流器的优点外，特别具备以下优点：

(1)性能高超稳定，具有突破性和先进性，功率因数≥0.95，谐波含量≤20％，灯电流波峰系数＜1.7，三项性能指标同时达到了IEC和国家标准。

(2)电路结构十分简单，价格低廉，整个产品元器件按目前市场价算，其成本在15元左右，符合国情，容易推广应用。

(3)电路属无源滤波范畴，工作稳定可靠，一致性好，无需调试，完全满足大批量生产需要。

下面结合附图对本实用新型加以说明。

图1为本实用新型的电路结构图；

图2为整流桥输出端的波形图。

如图1所示：该镇流器由交流电源低通滤波电路(电感器L₁、电容器C₁)，桥式整流电路(二极管D₁-D₄)，高频诱导整流调制滤波电路(电容C₂、C₃、二极管D₁-D₄、D₅、电容C₄)，启动电路(电阻R₁、电容C₅、触发二极管D₇)，开关振荡电路(开关三极管BG₁、BG₂、电阻R₂～R₅、二极管D₈～D₉)，变压器反馈耦合电路(磁环B₁及其线圈n₁-n₃)，输出电路(高频扼流圈L₂、谐振电容C₆)共同构成。

电路工作原理是：电压经低通滤波、桥式整流器和高频诱导整流调制滤波电路后，获得直流电压U_ac和U_bc(分别为290伏和300伏左右)。当电容C₅经电阻R₁充电至触发二极管D₇的击穿电压时，D₇立即导通，呈现负阻特性，给开关三极管BG₂提供一个较大的启动电流，BG₂开始导通。此时，主电流的方向：从整流直流电压正极a点出发→电容C₄→灯丝→C₆→灯丝→L₂→线圈n₁→BG₂→R₃直流电压负极c点。此时C₄充电，灯丝预热。由于磁环线圈n₁-n₃的同名端接法，促使BG₂饱和，BG₁截止。又由于主电流上升变化率符号的改变引起线圈n₂、n₃的感应电压极性的反转，导致BG₂截止，BG₁饱和。此时，主电流的方向：从电容C₄的左端出发至→D₅→BG₁→R₂→n₁→L₁→灯丝→C₆→灯丝→C₄的右端构通回路。此时C₄先放电，后反向充电，反向充电的能量由滤波电容C₃提供，此时电流方向：b点→BG₁→R₂→n₁→灯丝→C₆→灯丝→C₄→C₂→c点。上述过程使灯丝继续预热。BG₁、BG₂如此不断地交替饱和与截止，直至L₂和C₆发生串联谐振，C₆产生一个很高的谐振电压使荧光灯启辉，谐振消失，BG₁、BG₂继续饱和与截止地交替工作。

高频诱导整流调制滤波电路的工作原理是：交流电压经桥式整流后，再经二极管D₅向滤波电容C₃充电，同时C₃又向开关振荡回路放电。因而在电容C₃上获得一个脉动系数较小的直流电压(约300伏)。随着C₃的放电，二极管D₅继续导通，所以a点与b点的工频脉动电压波形相同(两者只差0.7伏)，由于C₃上电压的脉动系数较小，该电压向开关振荡回路供电，使荧光灯流过一个较稳定的灯电流。这一点与简单电容滤波相同，因而灯电流波峰系数＜1.7。

另外，因部分开关振荡输出回路跨接在整流器的输出端，把高频振荡的作用引入到整流器的正负端，在a、c之间形成了一系列的高频脉冲。对高频来说，当a点脉冲为高电平时，整流器的所有二极管均截止，当a点为零电平时，因交流侧接电源电压，所以总有相关桥臂的两只整流二极管被诱导导通，必定有电源电流流入直流侧，这部分电流显然不是工频整流电流，面是由于高频脉冲导致a点电位降低而诱导的电流，该电流特别称为“高频诱导整流电流”。这样就扩展了电源电流的导通角，使电源电流连续，大大改善了电源电流波形的畸变，大幅度地降低了谐波含量，使功率因数从0.6左右一下提高到0.95左右，这是本实用新型的特点之一。

由于高频诱导的整流作用，在整流桥的输出端a、c之间获得一个全波整流波形，如图2所示，这个波形约束着高频脉冲的零电平，使高频脉冲得到调制，这是特点之二。

本实用新型的第三个特点是：二极管D₅对于a点和b点电位起着一个既连通又分隔的作用，从而使a点同时出现三种波形，第一种是由C₃的充放电决定的脉动系数较小的100Hz的脉动波形，第二种是由振荡回路决定的高频脉冲波形(展开后为准方波)，第三种是由高频诱导整流决定的100Hz全波整流波形，如图2所示波形。

本实用新型从图2可见，高频脉冲被调制形成了已调制的高频波3，包络在中间，上包络线用来实现降低灯电流波峰系数(可低至1.55)；下包络线2表明改善了电源电流的谐波含量(可低至15％)并相应提高了功率因数(可高至0.98)。因此，本实用新型几乎不用增加成本就可以减少电源电流谐波含量与降低灯电流波峰系数，使上述三项指标均能达到IEC和国家标准。

Claims

1、一种高频诱导整流调制式电子镇流器，包括电源低通滤波器、整流电路、高频诱导整流调制滤波电路、启动电路、开关振荡电路、变压器反馈耦合电路、输出电路等，其特征在于：所说的高频诱导整流调制滤波电路，包括整流二极管D₁-D₄、电容C₂、二极管D₅、电容C₃和C₄组成，其中电容C₂并联接在整流器的正负输出端，二极管D₅的正极接整流器的正极a点，D₅的负极接电容C₃的正极，电容C₃的负极接至整流器负极c点；所说的开关振荡电路的两端跨接在整流器的正负输出端a点与c点之间，它由电容C₄、荧光灯、谐振电容C₆、高频扼流圈L₂、磁环初级线圈n₁、开关三极管BG₂和电阻R₃组成，其中电容C₄一端接整流器正极a点，另一端接荧光灯一端，荧光灯的另一端经扼流圈L₂、线圈n₁、三极管BG₂的集电极、发射极、电阻R₃接至整流器的负极c点构成回路。

2、根据权利要求1所述的高频诱导整流调制式电子镇流器，其特征在于：跨接在整流器ac两端的开关振荡电路中的电容C₄、荧光灯、扼流圈L₂、线圈n₁的连接位置可以互相调换，但效果不变。

3、根据权利要求1所述的高频诱导整流调制式电子镇流器，其特征在于：电容C₂可以用多个电容并联组成的等效电容代替，也可以用电容器和电阻器的串联组成一个阻容元件代替，还可以把电容C₂分成两个互相串联的电容C₂′和C₂″，此时电容C₄一端接在C₂′和C₂″中间的连结点。

4、根据权利要求1所述的高频诱导整流调制式电子镇流器，其特征在于：整流器的正端或负端与其相连的元件断开，在断点处串联接入一个电感器L，在电感L上还可以并联一只续流二极管，可达到限制浪涌电流，改善滤波效果。

5、根据权利要求1所述的高频诱导整流调制式电子镇流器，其特征在于：在整流桥输出端ac之间输出一个高频包络波，上包络波(1)是滤波电容器C₃的脉动系数较小的直流电压波形，下包络波(2)是高频诱导整流后的100Hz全波整流波形，用以实现电源电流的连续性。