專利名稱：高效高可靠應(yīng)急日光燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在發(fā)生特殊情況時提供緊急照明的裝置。
目前，國內(nèi)生產(chǎn)的同類產(chǎn)品，尤其大功率(如40瓦)應(yīng)急日光燈，效率低，只有50％左右；亮度低，只有交流電網(wǎng)供電的20-40％；應(yīng)急照明時間短，只有30-40分鐘；可靠性差，經(jīng)常燒壞，以至無法查找原因；充電性能差，不是充不足，就是長時間過充，使充電電池達(dá)不到正常使用壽命。
本實(shí)用新型的目的在于克服上述缺點(diǎn)，提供一種逆變效率高，應(yīng)急亮度高，應(yīng)急時間長，可靠性高的應(yīng)急日光燈。
一種由逆變振蕩變壓器NB和逆變振蕩電路組成的逆變功率振蕩器、無繼電器逆變切換、徹底關(guān)斷電路、自動恒流充電、充足自動轉(zhuǎn)入涓流充電，并有充足、電池開路、短路、自動顯示電路等構(gòu)成的高效高可靠應(yīng)急日光燈，所述的逆變振蕩變壓器NB由E1型磁芯之兩個邊腿上繞付線圈和磁芯中心腿上繞輸入輸出偶合線圈組成，兩個付線圈圈數(shù)嚴(yán)格相等，兩線圈并聯(lián)后產(chǎn)生的磁通在中心腿抵消，其一端接輸入線圈的中心抽頭，另一端接逆變器直流電源，輸入線圈是由雙線并繞后首尾相接串聯(lián)而成。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)可使逆變效率提高到85％、亮度初始值達(dá)電網(wǎng)供電的75％、平滑期達(dá)60％以上。當(dāng)分別使用1.8AH、3AH、4AH充電電池供電時，逆變時間可分別達(dá)到45分鐘、75分鐘、110分鐘。其外接燈管電路不論開路與短路，應(yīng)急燈都絕對安全可靠不損壞。
本實(shí)用新型的其它細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)，可通過閱讀下文結(jié)合附圖詳加描述的實(shí)例即可清楚明了，其中

圖1是本實(shí)用新型高效高可靠性應(yīng)急日光燈的電原理圖；圖2是本實(shí)用新型高效高可靠性應(yīng)急日光燈的逆變振蕩器電原理圖；圖3是本實(shí)用新型高效高可靠性應(yīng)急日光燈的逆變振蕩變壓器的繞制方法示意圖；圖4是本實(shí)用新型高效高可靠性應(yīng)急日光燈的電網(wǎng)及逆變兩種供電狀態(tài)下燈管工作原理圖；圖5是本實(shí)用新型高效高可靠性應(yīng)急日光燈的自動充電和充電顯示電路；圖6是本實(shí)用新型應(yīng)急日光燈的電子切換電路。
圖中NB-逆變振蕩變壓器；ZL-工頻鎮(zhèn)流器；L-電感線圈；R1～R25-電阻器；C1～C6-電容器；T1～T8-晶體三極管；V1～V3-VMOS大功率場效應(yīng)管；LD1～LD4-發(fā)光二極管；D5、D7、D8-穩(wěn)壓二極管；D1～D4、D6、D9～D11-二極管；S-啟輝器；DG-日光燈管；K-開關(guān)；F-保險絲；W-電位器。
首先參照圖3。本實(shí)用新型應(yīng)急日光燈的逆變振蕩變壓器為特殊關(guān)鍵元件，逆變振蕩變壓器，在傳統(tǒng)產(chǎn)品的E1磁芯的兩條邊腿上，加繞付線圈，在E1磁芯的中心腿上繞輸入輸出偶合線圈，兩個付線圈圈數(shù)要嚴(yán)格相等，其一端接輸入線圈中心抽頭，另一端接逆變器直流電源，輸入線圈是由雙線并繞后首尾相接串聯(lián)而成。兩條邊腿付線圈工作中產(chǎn)生的磁場在中腿中互相抵消，可視為一個串聯(lián)在電源正極電路中的并聯(lián)電感。工作中，由于V1、V2存在開關(guān)時間，不可避免地產(chǎn)生共態(tài)導(dǎo)通電流，這個電感的存在，將共態(tài)導(dǎo)通電流限制在一定強(qiáng)度，同時這個電流以磁能的形式儲存在這個電感中。當(dāng)共態(tài)導(dǎo)通時間過后，這個電感中由于共態(tài)導(dǎo)通電流的急速減小而產(chǎn)生感應(yīng)電勢，這個感應(yīng)電勢的方向與逆變器的正電源B+串聯(lián)相加，使實(shí)際的逆變電源電壓提高將近一倍，從而使逆變效率大為提高。同時，本實(shí)用新型應(yīng)急日光燈的輸出開關(guān)管采用大功率VMOS管。由于以上措施，本實(shí)用新型應(yīng)急日光燈在直流12V供電逆變狀態(tài)下，40瓦日光燈的亮度在達(dá)到交流220V正常供電的75％時，消耗電流只有2.4A左右，用10節(jié)1.8AH充電電池，可逆變點(diǎn)亮45分鐘(實(shí)際可達(dá)50分鐘)用3AH電池可達(dá)75分鐘，用4AH電池可達(dá)100分鐘。即分別可超過半小時、1小時、1.5小時逆變時間。
在本實(shí)用新型應(yīng)急日光燈中，逆變振蕩變壓器的次級，在正常點(diǎn)亮40瓦日光燈管時，可提供560V有效值20KC左右近似正弦波的高頻電壓(相對50周而言)，它足以使40瓦的日光燈管直接點(diǎn)亮。本實(shí)用新型的高頻鎮(zhèn)流器采用3300P、2KV的具有一定負(fù)溫度系數(shù)的高壓磁介電容器C5、C6并聯(lián)。電池放電接近終了時，電容中的工作電流下降，工作溫度也下降，其容量增加，燈管中的高頻電流下降的幅度減少，從而日光燈的整個平滑期發(fā)光亮度能保持在交流220V供電的60％～70％之間。
參照圖4。本實(shí)用新型應(yīng)急日光燈采用無繼電器設(shè)計，工頻鎮(zhèn)流器ZL與C5、C6串聯(lián)后接通逆變變壓器，高頻扼流圈L與啟輝器串聯(lián)后接入燈管燈絲電路。工頻電流經(jīng)ZL供給燈管，由于頻率低而不能通過C5、C6至逆變振蕩器。逆變時，高頻電流經(jīng)C5、C6供給燈管。由于頻率高，ZL可視為開路。為了消除啟輝器中電容器對高頻電流的短路，由附圖4中可看出，在工頻啟輝器中串入了高頻電感L。雖然沒有繼電器，工頻點(diǎn)燈和逆變點(diǎn)燈互不影響。
本實(shí)用新型逆變振蕩電路見圖2。NB為逆變振蕩變壓器，V1、V2為振蕩管，V1、V2采用大功率VMOS場效應(yīng)管。V1、V2與NB組成逆變功率振蕩器，R25聯(lián)接V1的柵與V2的漏，R24聯(lián)接V1的漏與V2的柵，V1、V2的源聯(lián)接在一起接V3的漏。R24、R25巧妙地利用NB的反相作用，為V1、V2提供正反饋從而產(chǎn)生自激振蕩，V3是作為開關(guān)而引入的，當(dāng)V3的G接B+時，開關(guān)接通，而G接地時開關(guān)徹底關(guān)斷。這一自激逆變振蕩器，不論燈管電路是開路(沒接燈管)還是短路，振蕩器都是安全的絕不損壞。
本實(shí)用新型電子切換電路和放電關(guān)斷電路見附圖6。圖6中，A點(diǎn)是交流供電時的全波橋式整流輸出，當(dāng)交流220供電時，A點(diǎn)為全波脈動直流電壓，經(jīng)C1濾波，脈動成分雖然很大，但不能到直流0伏，這就使T2在整個交流的周期內(nèi)都飽和導(dǎo)通。B點(diǎn)電位近似為零，由于C2容量大，C點(diǎn)正常濾波充至脈動電壓的峰值。這個電壓經(jīng)R8向電池B+提供一少部份充電電流，而R13與R14聯(lián)接點(diǎn)即T6的基極設(shè)計的分壓電壓高于B+而使T2載止，從而T7、T8都載止，T8的C極由于R23的存在電壓為零，V3也關(guān)斷，逆變器關(guān)斷。D10的引入是保證在交流電網(wǎng)降低至150V時也能保證逆變器的徹底關(guān)斷。當(dāng)交流停電時，A點(diǎn)電位為零，T2載止，C點(diǎn)電位變?yōu)锽+。由于C2上的電壓在R13與R14上的分壓，使T6基極電壓下降而導(dǎo)通。同時，T6的IC通過R17、R18為T7提供基流使T7導(dǎo)通，T7的導(dǎo)通又通過R20、W2、D11為T6提供基流，維持T6、T7的導(dǎo)通狀態(tài)，可見交流供電的停止通過C2觸發(fā)了T6與T7的導(dǎo)通。而T8和V3也都導(dǎo)通，使逆變器振蕩而逆變點(diǎn)亮燈管。電池在放電過程中，B+電壓下降，T7的導(dǎo)通電流也下降。當(dāng)通過R20、W2的導(dǎo)通電流下降至不能維持T6繼續(xù)導(dǎo)通時，T6就關(guān)斷，而T7也沒有基流而關(guān)斷。這個關(guān)斷電壓是可以通過W2調(diào)整的，所以W2就是關(guān)斷電壓調(diào)整電位器，由于T6、T7的關(guān)斷，從而使T8、V3都關(guān)斷，所有電路的電流都降為零，實(shí)現(xiàn)了電子徹底關(guān)斷，即使電池電壓回升，也不能再導(dǎo)通。而T6、T7的再導(dǎo)通只能通過交流重新供電再停電產(chǎn)生第二次觸發(fā)實(shí)現(xiàn)，這正是我們所需要的。
本實(shí)用新型的自動充電和顯示電路見附圖5。
圖5中，由D5、R2、T4、R9組成的恒流源，經(jīng)D9對電池充電。當(dāng)220伏正常供電時，如前所述，T2是飽合導(dǎo)通的，C2上的電壓充到交流峰值，高于電池電壓，經(jīng)R7、D7穩(wěn)壓，使E點(diǎn)電壓與電池端D點(diǎn)電壓近似相等。這樣E、D間電位差小于1V，LD1和LD2都不亮，當(dāng)電池出現(xiàn)開路時，D點(diǎn)電壓上升，E點(diǎn)電壓不變，經(jīng)R8限流，使LD2導(dǎo)通發(fā)光，LD2則為電池開路指示。當(dāng)電池短路時，D點(diǎn)電位降低，E點(diǎn)電位不變，則LD3導(dǎo)通發(fā)光，LD3為電池短路指示。當(dāng)電池充足時，適當(dāng)調(diào)整W1，使D8擊穿，T3導(dǎo)通，LD4也導(dǎo)通發(fā)光，同時經(jīng)R6使T1也導(dǎo)通，降低了T4的基極偏置電壓，使充電電流下降，轉(zhuǎn)為自動涓流充電，LD4作為充足指示。
關(guān)于T5的引入。
從圖1中不難看出，當(dāng)停電逆變狀態(tài)時，高頻交流電壓將有一部份經(jīng)ZL分壓加至BY初級，再經(jīng)BY降壓、D1-D4整流使A點(diǎn)產(chǎn)生正電位，從而使T2產(chǎn)生微導(dǎo)通，其結(jié)果是經(jīng)R14使T5也導(dǎo)通，這樣，電池電壓放電下降至正常關(guān)斷電壓時不能關(guān)斷。T5的引入，在正常逆變時，T8的導(dǎo)通電壓經(jīng)R15也使T5飽合導(dǎo)通。T5的C極經(jīng)R9飽合導(dǎo)通使A點(diǎn)的正電位下降到0.1V，從而使T2是徹底關(guān)斷狀態(tài)，保證了本實(shí)用新型應(yīng)急日光燈的正常關(guān)斷。
權(quán)利要求1.一種由逆變振蕩變壓器NB和逆變振蕩電路組成的逆變功率振蕩器、無繼電器逆變切換、徹底關(guān)斷電路、自動恒流充電、充足自動轉(zhuǎn)入涓流充電，并有充足、電池開路、短路、自動顯示電路等構(gòu)成的高效高可靠應(yīng)急日光燈，其特征是所述的逆變振蕩變壓器NB由E1型磁芯之兩個邊腿上繞付線圈和磁芯中心腿上繞輸入輸出偶合線圈組成，兩個付線圈圈數(shù)嚴(yán)格相等，兩線圈并聯(lián)后產(chǎn)生的磁通在中心腿抵消，其一端接輸入線圈的中心抽頭，另一端接逆變器直流電源，輸入線圈是由雙線并繞后首尾相接串聯(lián)而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高可靠應(yīng)急日光燈，其特征是所述的逆變功率振蕩器采用叁只功率VMOS場效應(yīng)管，兩支VMOS管與NB組成逆變功率振蕩電路，R25聯(lián)接V1的柵與V2的漏、R24聯(lián)接V1的漏與V2的柵、V1、V2的源聯(lián)接在一起接V3的漏，V3做受控開關(guān)用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高效高可靠應(yīng)急日光燈，其特征是高頻鎮(zhèn)流器采用具有一定負(fù)溫度系數(shù)的高壓磁介電容器C5、C6并聯(lián)，工頻鎮(zhèn)流器ZL與C5、C6串聯(lián)后接通逆變變壓器，高頻扼流圈L與啟輝器串聯(lián)后接入燈管燈絲電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高效高可靠應(yīng)急日光燈，其特征是T2、C2組成特殊充放電電路，C2負(fù)極接T2的C，C2正極經(jīng)D6接橋式整流輸出，220伏正常供電時利用C2充至交流峰值而關(guān)斷T6，停電時利用C2的放電使T6、T7觸發(fā)導(dǎo)通進(jìn)入逆變點(diǎn)燈狀態(tài)。
專利摘要一種由逆變功率振蕩器、無繼電器逆變切換、徹底關(guān)斷電路、自動恒流充電、充足自動轉(zhuǎn)入涓流充電，并有充足、電池開路、短路、自動顯示電路等構(gòu)成的高效高可靠應(yīng)急日光燈，其逆變變壓器由E1型磁芯之兩個邊腿上繞副線圈和磁芯中心腿上繞輸入輸出耦合線圈組成，兩個副線圈圈數(shù)相等，一端接輸入線圈中心抽頭，另一端接逆變器直流電源。其優(yōu)點(diǎn)可使逆變效率提高到85％、亮度初始值達(dá)電網(wǎng)供電的75％、平滑期達(dá)60％以上。
文檔編號H02J7/00GK2268332SQ9620285
公開日1997年11月19日 申請日期1996年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月14日
發(fā)明者李世燦 申請人:李世燦