CN2877186Y - 电感荧光灯节电装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型的电感荧光灯节电装置,包括电感镇流器、节电器和电子保护器,节电器与电子保护器输出端连接的同时,另一端与电感镇流器连接,电子保护器包括流通电路、维持电路、延时电路和振荡开关管,流通电路分别通过延时电路、维持电路同时连接到振荡开关管(BG1),电子保护器的输入端连接照明器具的一端,由电子保护器为节电器提供工作电压,克服了启动速度过快而使灯丝不能充分预热、电流总谐波过大和电磁兼容差的问题,还可对电路中的异常电流进行控制,这样形成的电路弥补了电感镇流器和电子镇流器的一些不足,达到了既节电、又提高了光效、且同时延长产品使用寿命的目的,具有安装方便、安全可靠、节电效果好、发光效率高、经济效果佳。

Description

电感荧光灯节电装置
技术领域
本实用新型涉及一种电感荧光灯节电装置。
背景技术
现有使用电感镇流器的电路中,会存在电感镇流器由于低温、低压、自动接续困难、有频闪、噪音大且功率因数低等原因,而在使用中会对灯管造成伤害,且由于电子镇流器的启动过快,会使灯丝不能充分预热,容易造成烧断,并使灯管的两端容易发黑,存在伤害灯管和电流总谐波过大、电磁兼容差的问题,从而影响到其的使用寿命。
实用新型内容
针对上述缺陷,为了贯彻执行国家有关节约能源、更好发展国民经济的政策,本实用新型的目的在于提供一种电感荧光灯节电器,主要适用于电感荧光灯改造转换用的、14W~40W的各种荧光灯,它是将50Hz的低频交流电转换成较高频率的电压,例如48KHz的交流电,来驱动荧光灯的工作,它的功率因数可达到0.98、流明系数≥0.95。与电感镇流器相比,自身功耗可降低50%,产生相同照度时,可降低电路电流30%。而电子保护器则具有灼热荧光灯灯丝的功能,使之在0.8s的时间内快速启动(时间可调,0.4~1.5s)。当电路出现异常时,如灯丝烧断、灯不能正常启动或电流异常时,保护器将自动关闭节电器的电流,从而避免灯管和节电器受到伤害,具有自动保护的功能。
本实用新型采用的技术方案为:一种电感荧光灯节电装置,包括电感镇流器、节电器和电子保护器,所述节电器与所述电子保护器连接的同时,还与所述的电感镇流器连接。所述电子保护器包括流通电路、维持电路、延时电路和振荡开关管,所述流通电路分别通过所述的延时电路、所述的维持电路同时连接到所述的振荡开关管(BG1),所述电子保护器的输入端(a)连接在照明器具的一端,所述电子保护器的输出端(b)连接到所述节电器的一个输入端。
所述延时电路包括电阻(R5)、充电电容(C1)、二极管(D8)和稳压管(D9’),以避免启动过快的问题,所述电阻(R5)的一端连接所述的整流桥,另一端通过充电电容(C1)接地的同时,还通过二极管(D8)串联到稳压管(D9),该稳压管(D9’)的另一端与所述振荡开关管(BG1)连接。
所述维持电路包括串联在一起的二极管(D6、D7)和电阻(R4、R6),二极管(D6)与电阻(R4)、二极管(D7)依次串联后,同时与振荡开关管(BG1)、电阻(R6)连接,用以维持所述振荡开关管(BG1)的导通。
所述流通电路包括整流桥、可控硅(D5’)和热敏电阻(R3’),依次串联以形成一个回路,且可控硅(D5’)和热敏电阻(R3’)的连接端与所述二极管(D6)连接,热敏电阻(R3’)的另一端与所述电阻(R6)的另一端连接。
另外,所述节电器包括整流桥电路、ce结保护电路、启动电路、be结保护电路、射极电路、逆变振荡电路以及启辉电路,外部的电源经过所述整流桥电路分别与所述ce结保护电路以及启动电路相连,所述的启动电路还连接有be结保护电路,然后ce结保护电路和be结保护电路又同时连接到同一个所述的射极电路,该射极电路依次通过所述逆变振荡电路、所述启辉电路与所述整流桥电路连接。
所述启辉电路包括振荡开关管(T2)、电容(C7、C8)以及所述的照明器具,所述振荡开关管(T2)、所述电容(C8)、所述照明器具和所述电容(C7)依次连接形成一个串联电路。
所述节电器中的启动电路包括电阻(R1)和电容(C2),两者组成的串联电路并联在所述整流桥的两输出端。
所述逆变振荡电路包括振荡开关管(BG1、BG2)和高频电感线圈(T1),也就是振荡变压器。
所述ce结保护电路包括电容C3、二极管D7、电容C6、二极管D10、电阻R2、电容C5;所述be结保护电路包括开关管BG1的二极管D8和电阻R4、开关管BG2的二极管D9和电阻R6两个电路,具体连接关系见实施例部分。
本实用新型的有益效果是通过把该电感荧光灯节电器串联在电感镇流器荧光灯电路中,并将电子保护器并联在荧光灯和电感荧光灯节电器组成的电路两端。这样不光克服了电感镇流器低温、低压、自动接续困难、有频闪、噪音大且功率因数低等缺陷,还采用一个延时电路(R5、C1、D8、D9),靠充电时间的长短来控制延时时间,克服了所存在的因电子镇流器启动速度过快而使灯丝不能充分预热而伤害灯管、电流总谐波过大和电磁兼容差的问题,还可对电路中的异常电流进行控制。由于本产品是结合电感镇流器一并发挥作用,这就弥补了电感镇流器和电子镇流器的一些不足,达到了既节电,又提高了光效,同时延长产品使用寿命的目的。具有安装方便、安全可靠、节电效果好、发光效率高、经济效果佳等特点,是企事业单位、城市工矿等部门急需更新电感荧光灯的高新节能技术的新产品。该产品的主要技术参数是按照产品设计的参数经测试后确定的,可满足客户的使用要求;主要工作性能节电率是根据产品设计的功能,经产品实际测试后而选择的,合理可行;产品的发光效率是按照产品设计实测确定的,它保证了产品的节电率,又不损失转换后荧光灯的光通量,从而保证了灯光的照度,满足了用户的使用要求,其电器的安全要求指标,如绝缘电阻、耐高压试验、爬电距离、电气间隙和外壳防护等级是按GB4704.1和GB4208的有关规定选择的,能够保证产品的使用安全性的要求。
附图说明
图1为本实用新型节电器的电路原理图。
图2为本实用新型电子保护器的电路原理图。
图3为本实用新型的工作原理示意图。
符号说明
1:节电器;                        2:电子保护器;
3:灯管;                          4:电感镇流器;
C1~C4:电容;                     D9’:稳压管;
R3’:热敏电阻;                   R1~R6:电阻;
D1~D9:二极管;                   D5’:可控硅;
T1、T2:高频电感线圈;              L1~L3:电感;
BG1、BG2:振荡开关管(三极管)
具体实施方式
本实用新型的实施例提供了一种电感荧光灯节电装置,包括电源、电感镇流器4、灯管3、节电器1和电子保护器2,节电器1的一个输入端连接电感镇流器4,另一个输入端连接电子保护器2的一个输出端b,节电器1的输出端与灯管3的一端连接,灯管3的另一端与电子保护器2的输入端a连接,同时灯管3还与电源连接,电感镇流器4的另一端与电源的正极相连,工作原理如图3所示。
节电器的电路原理如图1所示,电容C1和后面提到的电感线圈构成性能优良的L型滤波器(EMI),既滤除逆变器电路产生的电磁信号,又防止通过电源线进入其它电气设备引起的传导干扰,从而使该电流的电磁兼容性大大优越于电感镇流器和电子镇流器,使电路总谐波仅为10.5%。
启动电路包括电阻R1和电容C2,两者组成的串联电路并联在所述整流桥的两输出端。同时电阻R1与该整流桥连接的一端还和由电容C3和二极管D7组成的并联电路连接,该并联电路随后再串联一个由电阻R2和电容C5组成的并联电路,由电阻R2和电容C5组成的并联电路的两端并联有一个振荡开关管BG1,该振荡开关管BG1的集电极c连接到由电容C3和二极管D7组成的并联电路以及由电阻R2和电容C5组成的并联电路的连接端,振荡开关管BG1的发射极e通过一个二极管D8在连接到由电阻R2和电容C5组成的并联电路另一端的同时还连接一个电阻R3,该二极管D8连接在振荡开关管BG1发射极e与基极b之间,振荡开关管BG1的基极b通过一个电阻R4串联在高频电感线圈T1中电感L1的一端,电感L1的另一端与电阻R3的另一端连接,同时还连接高频电感线圈T1中电感L3的一端。电阻R1与电容C2的连接端分别与二极管D6、二极管D5连接,二极管D6的另一端连接到电阻R3与电感L1的连接端,同时还与振荡开关管BG2的集电极c连接,振荡开关管BG2的基极b通过一个电阻R6串联在高频电感线圈T1中电感L3的另一端,还同时连接高频电感线圈T1中电感L2的一端,振荡开关管BG2的发射极e连接电阻R5的同时,还连接一个二极管D9,该二极管D9连接在振荡开关管BG2发射极e与基极b之间,二极管D9与电阻R6的连接端还连接有一个双向触发二极管D5的阴极端;电阻R5的另一端连接到高频电感线圈T1中电感L2的另一端。电容C2与整流桥的连接端还连接一个由电容C6和二极管D10组成的并联电路,该并联电路的另一端通过一个电容C4连接到振荡开关管BG1的集电极c,同时还连接电阻R5与电感L2的连接端,此连接端还与由高频电感线圈T2、电容C8、灯管3和电容C7组成的串联电路连接,其中电容C7的另一端连接到电阻R1与整流桥的连接端。
二极管D1~二极管D4构成桥式整流电路,它和电容C4共同作用使220V的交流电压变成310V的直流电压,我们称为VDC。电阻R1、电容C2构成振荡电路的启动电路,当通电后VDC流经电阻R1为电容C2充电,一旦此电压达到并超过双向导通二极管D5的转折电压后,二极管D5便导通给振荡开关管BG2的be结一个大于0.7V的偏置电压,以使其工作。振荡开关管BG1、振荡开关管BG2和高频电感线圈T1是逆变振荡电路的核心元件,当振荡开关管BG2导通后,振荡开关管BG1处于截止状态,且电流的急增使高频电感线圈T1的磁芯趋向饱和,各绕组感应电势急剧下降。电感L1、电感L2、电感L3同名端,电感L2电压的降低,也就意味着电感L1的电压急增,且振荡开关管BG1的b基极为正电位,一旦振荡开关管BG1的be结电压大于等于0.7V后,该振荡开关管BG1立即导通,此时振荡开关管BG2处于截止状态,此后“开”“关”周而复始、交替持续下去,其振荡频率为48KHz左右。电容C3、二极管D7、电容C6、二极管D10、电阻R2、电容C5一并构成开关管(BG1、BG2)的ce结保护电路,二极管D8和电阻R4、二极管D9和电阻R6分别构成开关管BG1、开关管BG2的be结保护电路,电阻R3、电阻R5分别与开关管BG1、开关管BG2的发射极串联,构成开关管的射极电路,且有电流反馈的作用,这里通过调整高频电感线圈T1、电阻R3和电阻R5的参数,从而对振荡频率的高低产生影响。
高频电感线圈T2、电容C7、电容C8构成日光灯的启辉电路,它是一个电压串联谐振电路,在加电的瞬间该电路处于串联谐振状态。根据电工学原理可知,它将产生若干倍的电源电压,该高电压将灯管内的汞气电离,产生253.7nm的紫外线光,荧光粉受到紫外线的辐照而转变成可见光。一旦灯管内有电流流动,其内阻急剧下降,并在灯管两端的高频电感线圈T2、电容C7、电容C8组成的串联谐振电路随即失谐,管电压一般稳定在100V左右(视灯的功率而不同)。
本电路的输入电路呈兼容性,它和电感镇流器(L)一并使用,互相补偿,可大为提高功率因素,一般可达0.98。本电路的另一个特性就是自耗很低,一支40W的荧光灯所用的电感镇流器自耗8W的功率,而本电路只有4W的自耗功率。
电子保护器包括流通电路、维持电路、延时电路和振荡开关管BG1,流通电路包括整流桥、可控硅D5’、电阻R2和热敏电阻R3’,它们依次串联以形成一个回路。在电阻R2和热敏电阻R3’组成的串联电路两端连接有一个由二极管D6、电阻R4、二极管D7、电阻R6构成的串联电路,并在电阻R6的两端连接有一个振荡开关管BG1,该振荡开关管BG1的集电极通过电阻R1连接到整流桥,同时在该整流桥的这一端与振荡开关管BG1的集电极之间连接有延时电路,该延时电路包括电阻R5、充电电容C1、二极管D8和稳压管D9’,电阻R5的一端连接整流桥,另一端同时与充电电容C1、二极管D8连接,充电电容C1的另一端接地,二极管D8的另一端与稳压管D9’连接,该稳压管D9’的另一端与振荡开关管BG1的集电极连接,如图2所示。
二极管D1~二极管D4构成桥式整流电路,在通电的瞬间,可控硅D5’的G极无电压,此时可控硅D5’不导通,a、b两端处于开路状态,即本节电器无输入电压,同时,另一路电压通过电阻R5对电容C1充电,当该电压高于二极管D9’的稳压值后,二极管D9’导通,使振荡开关管BG1的be结达到一个大于等于0.7V的偏置电压,以使其工作。此时可控硅D5’的控制极G得到了起动电压,可控硅D5’导通,并通过电阻R2、电阻R3’和整流桥构成流通回路,使a点和b点处于接通状态,节电器因此得到电压而工作。一旦二极管D1~二极管D4、可控硅D5’、电阻R2、电阻R3’构成流通回路后,电阻R5、电容C1、二极管D8、二极管D9构成的延时电路因电压过低而处于开路状态(二极管D9截止),此时用二极管D6、电阻R4、二极管D7、电阻R6构成的维持电路维持振荡开关管BG1,使其继续导通。该电路中的电阻R3’为具有负温度性能的热敏电阻,当电路中出现异常电流时,电阻R3’的电流急剧变小,使电阻R3’、电阻R2分压电路的作用加强,使振荡开关管BG1因偏压过低而截止,使可控硅D5’因控制电压失常而关断,这就造成了节电器1失电,从而保护了整机元件的安全使用,并延长了使用寿命。该电路中的充电电容C1主要是在开灯的瞬间延时节电器1的得电时间,通过调节电容C1容量的大小,可调整延时时间的长短,如在0.4s~1.5s之间,此时可使灯管灯丝的预热时间方便的调整到国际标准规定的时间内,避免了灯管的两端过早发黑,以及灯丝过早的失效。
就现有的T8电感荧光灯改造转换为T5电感荧光灯节电器的主要技术经济指标进行对比,如下表。
 项目                  参数值
  改造前T8电感镇流器   改造后T5电感荧光灯节电器
 工作形式   电感式   电感节能转换式
 启动   有频闪,慢   无频闪,快
 额定工作电流   0.34A,大   ≤0.15A,小
 平均速度   38501x(1×20W)   44001x(1×14W)
 节电率   ≥82%(比T8)
 发光效率   低   ≥7(比T8),高
 每天工作时间   12h   12h
 每月电费(30天、每度电1.00元计算)   28.8元   5.04元
 每年每支荧光灯改造后节约   285.12元
虽然以特定实施例来描述本发明,但是熟习该项技艺者将清楚地知道可在不脱离下面所附权利要求所界定的本发明的精神及范围内实施各种变化和修改。但不论其在形状或结构上作任何变化,凡是采用本技术所做出的修改,均落在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电感荧光灯节电装置,包括电感镇流器、节电器和电子保护器,所述节电器与所述电子保护器连接的同时,还与所述的电感镇流器连接,其特征在于,所述电子保护器包括流通电路、维持电路、延时电路和振荡开关管,所述流通电路分别通过所述的延时电路、所述的维持电路同时连接到所述的振荡开关管(BG1),所述电子保护器的输入端(a)连接在照明器具的一端,所述电子保护器的输出端(b)连接到所述节电器的输入端。
2.如权利要求1所述的电感荧光灯节电装置,其特征在于,所述延时电路包括电阻(R5)、充电电容(C1)、二极管(D8)和稳压管(D9’),以避免启动过快的问题,所述电阻(R5)的一端连接所述的整流桥,另一端通过充电电容(C1)接地的同时,还通过二极管(D8)串联到稳压管(D9),该稳压管(D9’)的另一端与所述振荡开关管(BG1)连接。
3.如权利要求1或2所述的电感荧光灯节电装置,其特征在于,所述维持电路包括串联在一起的二极管(D6、D7)和电阻(R4、R6),二极管(D6)与电阻(R4)、二极管(D7)依次串联后,同时与振荡开关管(BG1)、电阻(R6)连接,用以维持所述振荡开关管(BG1)的导通。
4.如权利要求1或2中任意一个所述的电感荧光灯节电装置,其特征在于,所述流通电路包括整流桥、可控硅(D5’)和热敏电阻(R3’),依次串联以形成一个回路,且可控硅(D5’)和热敏电阻(R3’)的连接端与所述二极管(D6)连接,热敏电阻(R3’)的另一端与所述电阻(R6)的另一端连接。
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CN114025447A (zh) * 2021-10-27 2022-02-08 朱彩良 一种楼道led灯控制电路

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