專利名稱：控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器。屬于照明設備。
背景技術：
大功率的高壓氣體放電燈鎮(zhèn)流器，目前多采用電感式低頻扼流圈，體積笨重、功率因素低(0.46左右)，耗能高、諧波含量大；當成片分布的多個氣體放電燈同時啟動點亮時，浪涌電流會對電網(wǎng)造成大的沖擊，影響供電質(zhì)量；在工頻(50Hz)狀態(tài)激發(fā)下工作的氣體放電燈，有閃爍感，存在光照質(zhì)量不高的顯見缺點；另外，采用電感式低頻扼流圈供電的高壓氣體放電燈，在外界電網(wǎng)電壓波動幅度大的情況下，會產(chǎn)生熄滅現(xiàn)象。
以往的用于控制高壓氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器，采用多個分離元件和功能單一的運放IC單元組合設計，完成線路的功率因數(shù)調(diào)整和其它有關控制功能，由于元器件數(shù)量的增多，導致裝置故障發(fā)生率的增高。
以往設計的用于控制高壓氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器，一般采用遠離聲諧振窗口的單一頻率準正弦波作為燈的供電電源。然而，不同品牌甚至同一品牌但生產(chǎn)批次不同的燈，由于燈放電管尺寸、材料的一致性問題，仍會產(chǎn)生聲諧振，有時甚至會很嚴重；聲諧振會大大損害燈的壽命，嚴重時甚至會損壞放電管，并且抖動的光線極易造成視覺疲勞，損害人的視力。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種可有效避免燈的聲諧振現(xiàn)象、無閃爍、高功率因數(shù)、低諧波、因啟動電流和正常工作電流相同而不存在浪涌電流、在外電大范圍波動情況下不熄滅、無需消耗大量銅材和矽鋼片重量輕、整機工作可靠壽命長、集成度高使用元器件少成本低、無論燈短路、燈開路均不會對內(nèi)外部電路造成損壞的用于控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器。
本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，包括電磁干擾抑制-阻斷無源濾波器(1)，與電磁干擾抑制-阻斷無源濾波器(1)相連的全波橋式整流電路(2)以及以磁性材料為芯體制成的變壓器；所述的電子鎮(zhèn)流器還包括以下電路與全波橋式整流電路(2)依次連接的有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路(3)、DC-AC逆變電路(4)及燈啟點電路(5)，與有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路(3)、DC-AC逆變電路(4)及燈啟點電路(5)連接的輔助供電電源(6)，與DC-AC逆變電路(4)、燈啟點電路(5)和輔助供電電源(6)相連的軟啟動-信號處理電路(7)，與DC-AC逆變電路(4)和燈啟點電路(5)連接的異常保護處理電路(8)，以及與全波橋式整流電路(2)和DC-AC逆變電路(4)相連的燈諧振消除電路(9)。
本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，所述的磁性材料是非晶合金材料，納米晶合金材料或鐵氧體材料。
本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，所述的有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路，由PFC集成電路、開關管一、二極管一、儲能電感、續(xù)能-平波電容、電阻三、電阻四、電阻六、電阻七、電阻八、電阻九、電阻一零、電阻一一、電阻一二、電阻三三，電容二五、電容八、電容九、電容一零、電容一一組成；儲能電感的輸入端與全波橋式整流電路的輸出端及與電阻四串聯(lián)的電阻三連接，另一端接地的電容二五與電阻四并聯(lián)且連于PFC集成電路的“MULT”腳，儲能電感的輸出端和二極管一的正極及與電阻一一串聯(lián)的開關管一的漏極相連，二極管一的負極和電阻三三、續(xù)能-平波電容的正極及DC-AC逆變電路的開關管四之漏極相連，電阻三三的另一端和與電容一一并聯(lián)的電阻一二串聯(lián)，開關管一的柵極和電阻一零及并聯(lián)的電容一零、電阻八的一端相連，并聯(lián)的電容一零、電阻八的另一端與PFC集成電路的GD腳連接，電阻一零、電阻一一、電阻一二、電容一一和續(xù)能-平波電容的另一端接地，一端接地的電容八和電容九的另一端分別與PFC集成電路的“COMP”和CS腳連接，電阻九連于PFC集成電路的“CS腳與開關管一的源極之間，輔助供電電源的脈沖變壓器一的次級線圈三三的輸出經(jīng)電阻六與PFC集成電路的“ZCD”腳連接，輔助供電電源的二極管二的負極與PFC集成電路的Vcc腳及電阻七連接，電阻七的另一端與二極管二的正極相連。
本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，所述的DC-AC逆變電路由脈寬調(diào)整控制器，開關管二、開關管三，開關管四、開關管五，三極管一、三極管二、三極管三，變壓器二、變壓器三，二極管九、二極管一零，穩(wěn)壓二極管一、穩(wěn)壓二極管二、穩(wěn)壓二極管三、穩(wěn)壓二極管四，電阻一七、電阻一九、電阻二零、電阻二一、電阻二二、電阻二三、電阻二四、電阻二五、電阻二六、電阻二七、電阻二九、電阻三零、電阻三一，電容一六、電容一七、電容一八、電容一九、電容二零、電容二三組成；其中，脈寬調(diào)整控制器的REF、OC、“1IN+”和“2IN-”引腳被短接且和與電阻二一串聯(lián)的電阻二零相連，電容一七、電阻一九和電容一八、電阻二二分別接至脈寬調(diào)整控制器的CT、RT及短接的C1、C2引腳上，電阻二二的另一端接于串接的且與脈寬調(diào)整控制器的Vcc端連接的變壓器二和變壓器三的初級輸入端之間，變壓器二和變壓器三的初級輸入端分別接有電容一九和電容二零，脈寬調(diào)整控制器的輸出端E2、E1分別與開關管二及開關管三的柵極相連，開關管二及開關管三的柵極與源極之間分別接有電阻二三、電阻二四及電阻二五，開關管二及開關管三的漏極分別與變壓器二和變壓器三的初級另一端相連，變壓器二和變壓器三的次級兩端分別與電阻二五、電阻二六及二極管九的負極和電阻二九、電阻三零及二極管一零的負極連接，電阻二五和電阻二九的另一端分別與三極管二的集電極、穩(wěn)壓二極管一及穩(wěn)壓二極管二的負極和三極管三的集電極、穩(wěn)壓二極管三及穩(wěn)壓二極管四的負極相連，電阻二六和電阻三零的另一端分別與三極管二的基極、穩(wěn)壓二極管一的正極、電阻二七和三極管三的基極、穩(wěn)壓二極管三的正極、電阻三一相連，二極管九的正極、電阻二七的另一端、三極管二的發(fā)射極、穩(wěn)壓二極管二的正極和開關管四的源極相連，二極管一零的正極、電阻三一的另一端、三極管三的發(fā)射極、穩(wěn)壓二極管四的正極和開關管五的源極相連，開關管四的源極與開關管五的漏極連接。
本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，所述的燈啟點電路由二極管三、二極管四、二極管五、二極管七，電阻一三、電阻一四、電阻一七，電容一三、電容一六、電容二一、電容二二、電容二三和電感四組成；二極管三及二極管四的正極接輔助供電電源的穩(wěn)壓模塊的輸出，二極管三與電阻一四、二極管五和與電容一六并聯(lián)的電阻一七串聯(lián)，二極管四與電阻一三串聯(lián)，電容一三接于二極管四和二極管五的負極之間，二極管五的負極與DC-AC逆變電路的脈寬調(diào)整控制器之“1IN-”端相連，二極管七的負極與二極管四的負極連接，二極管七的正極與DC-AC逆變電路的開關管三之漏極相連，電感四的一端與DC-AC逆變電路的開關管五的漏極連接并通過電容二三濾除噪聲，另一端與電容二二及電容二一串聯(lián)，構成串聯(lián)諧振回路。
本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，所述的輔助供電電源由脈沖變壓器一的次級線圈三二和次級線圈三三、穩(wěn)壓模塊、半波整流二極管、橋式全波整流器、電阻五、電容五、電容六和電容七組成，其中，次級線圈三三、半波整流二極管和電容七構成半波整流電路，次級線圈三二、橋式全波整流器和電容六組成橋式全波整流電路，且其輸出經(jīng)電阻五與穩(wěn)壓模塊的輸入端相連，穩(wěn)壓模塊的輸出由電容五濾波，并為DC-AC逆變電路、燈啟點電路和軟啟動-信號處理電路提供所需的部分直流電源；所述的半波整流電路的輸出與有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路的PFC集成電路提供直流電源。
本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，所述的軟啟動-信號處理電路由三極管一，依次串聯(lián)的二極管三、電阻一四和電容一四，二極管五及電阻二八組成，電容一四的負端接地，二極管三的正極與輔助供電電源的穩(wěn)壓模塊之輸出端相連，三極管一的集電極和二極管五的正極同連于電阻一四和電容一四之間，三極管一的發(fā)射極接地，電阻二八連于三極管一的基極與DC-AC逆變電路的之柵極之間，二極管五的負極與DC-AC逆變電路的脈寬調(diào)整控制器的“1IN-”端相連。
本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，所述的異常保護處理電路由二極管六、二極管八，電阻一五、電阻一六、電阻一八，電容一五、電容二一組成，電阻一五與電阻一六串聯(lián)并和電容一五并聯(lián)，電容二一的一端接地，其另一端依次與電阻一八、二極管八、電阻一五和二極管六串聯(lián)，二極管六的負極與DC-AC逆變電路的脈寬調(diào)整控制器之“1IN-”端相連。
本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，所述的燈諧振消除電路由電阻一、電阻二，電容二四組成，電容二四的一端連接于串聯(lián)的電阻一與電阻二之間，其另一端與DC-AC逆變電路的脈寬調(diào)整控制器之RT端相連。
本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器的優(yōu)點在于該電子鎮(zhèn)流器，其整機功率因數(shù)≥0.99；光源的照度穩(wěn)定均衡，外電電壓適用范圍寬、耗能少、照明質(zhì)量高，使用壽命長，易維護。


圖1為本實用新型的所述的電子鎮(zhèn)流器構成框圖；
圖2為所述的電子鎮(zhèn)流器的電路圖。
具體實施方式
下面結合實施例，對本實用新型的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器做進一步說明。
參見圖2。
本實施例的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，包括由一組電感、電容構成的電磁干擾信號抑制-阻斷無源濾波器1和與之相連的全波橋式整流電路2；電磁干擾信號抑制-阻斷無源濾波器1用來抑制-阻斷外電和電路之間的高頻串擾信號。
與通常采用的全波橋式整流輸出濾波方式有所不同的是在PFC(Power Factor Corrector)電路中全波橋式整流后面的濾波電容器被移至整個電路的輸出端，原因是儲能電感L31的輸入端前面部分需要保持正弦的波形。
本實施例所述的電子鎮(zhèn)流器還包括以下電路，所用開關管為金屬-氧化物半導體場效應管，即MOSFET(Metal Oxide Ssemiconductor type Field Effect Transistor)開關管，開關工作頻率在30KHz-300KHz之間。
有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路3，由PFC集成電路IC2、開關管一Q1、二極管一D1、儲能電感L31、續(xù)能-平波電容C12、電阻三R3、電阻四R4、電阻六R6、電阻七R7、電阻八R8、電阻九R9、電阻一零R10、電阻一一R11、電阻一二R12、電阻三三R33，電容二五C25、電容八C8、電容九C9、電容一零C10、電容一一C11組成；儲能電感L31的輸入端與全波橋式整流電路2的輸出端及與電阻四R4串聯(lián)的電阻三R3連接，另一端接地的電容二五C25與電阻四R4并聯(lián)且連于PFC集成電路IC2的“MULT”腳，儲能電感L31的輸出端和二極管一D1的正極及與電阻一一R11串聯(lián)的開關管一Q1的漏極相連，二極管一D1的負極和電阻三三R33、續(xù)能-平波電容C12的正極及DC-AC逆變電路4的開關管四Q4之漏極相連，電阻三三R33的另一端和與電容一一C11并聯(lián)的電阻一二R12串聯(lián)，開關管一Q1的柵極和電阻一零R10及并聯(lián)的電容一零C10、電阻八R8的一端相連，并聯(lián)的電容一零C10、電阻八R8的另一端與PFC集成電路IC2的GD腳連接，電阻一零R10、電阻一一R11、電阻一二R12、電容一一C11和續(xù)能-平波電容C12的另一端接地，一端接地的電容八C8和電容九C9的另一端分別與PFC集成電路IC2的“COMP”和CS腳連接，電阻九R9連于PFC集成電路IC2的“CS腳與開關管一Q1的源極之間，輔助供電電源6的脈沖變壓器一B1的次級線圈三三L33的輸出經(jīng)電阻六R6與PFC集成電路IC2的“ZCD”腳連接，輔助供電電源6的二極管二D2的負極與PFC集成電路IC2的Vcc腳及電阻七R7連接，電阻七R7的另一端與二極管二D2的正極相連。該電路的工作原理簡述如下本實施例的PFC集成電路IC2具有PFC功能，選用L6561，Q1選用IRFP450；其中，電阻一二R12、電阻三三R33、電容八C8、電容一一C11與其它電阻、電容和PFC集成電路IC2內(nèi)部電路配合，完成本部分電路直流輸出電壓的穩(wěn)壓和過電壓保護功能；PFC集成電路IC2的ZCD端所需的零電流檢測信號，由輔助供電電源6的脈沖變壓器一B1的次級線圈L33，不經(jīng)整流直接引出經(jīng)電阻六R6導入；PFC集成電路IC2所需的兩路電流比較信號中，一路由電阻三R3、電阻四R4連接點引入至PFC集成電路IC2內(nèi)部電流乘法器的MULT輸入端，電容二五C25用于消除電路的噪聲；另外一路取自電阻一一R11經(jīng)電阻九R9接至PFC集成電路IC2的CS電流檢測輸入端，PFC集成電路IC2內(nèi)部乘法器所起的作用是監(jiān)控和強制電流的正弦化和穩(wěn)定輸出電壓；在本部分電路中，儲能電感L31即為輔助供電電源6的脈沖變壓器一B1的初級線圈，儲能電感L31與開關管一Q1協(xié)同工作起到電流分配器的作用，當開關管一Q1飽和導通時二極管一D1截止，儲能電感L31被充電；開關管一Q1截止斷開時，二極管一D1導通，儲能電感L31將積存的能量釋放給負載，在二極管一D1截止期間，負載所需能量由續(xù)能-平波電容C12維持；開關管一Q1的導通和截止受PFC集成電路IC2輸出GD端控制，使通過儲能電感L31的電流波形按照交流線電壓的正弦波形變化規(guī)律正弦化，從而達到使功率因數(shù)接近等于1的目的。實際測試表明，本實用新型實施例的功率因數(shù)≥0.99。
本實施例中的DC-AC(直流-交流)逆變電路4，由集成電路的脈寬調(diào)整控制器IC3，小功率MOSFET的開關管二Q2、開關管三Q3，大功率MOSFET的開關管四Q4、開關管五Q5，三極管一T1、三極管二T2、三極管三T3，用于脈沖傳感隔離的變壓器二B2、變壓器三B3，二極管九D9、二極管一零D10，穩(wěn)壓二極管一DW1、穩(wěn)壓二極管二DW2、穩(wěn)壓二極管三DW3、穩(wěn)壓二極管四DW4，電阻一七R17、電阻一九R19、電阻二零R20、電阻二一R21、電阻二二R22、電阻二三R23、電阻二四R24、電阻二五R25、電阻二六R26、電阻二七R27、電阻二九R29、電阻三零R30、電阻三一R31，電容一六C16、電容一七C17、電容一八C18、電容一九C19、電容二零C20、電容二三C23組成；其中，脈寬調(diào)整控制器IC3的REF、OC、“1IN+”和“2IN-”引腳被短接且和與電阻二一R21串聯(lián)的電阻二零R20相連，電容一七C17、電阻一九R19和電容一八C18、電阻二二R22分別接至脈寬調(diào)整控制器IC3的CT、RT及短接的C1、C2引腳上，電阻二二R22的另一端接于串接的且與脈寬調(diào)整控制器IC3的Vcc端連接的變壓器二B2和變壓器三B3的初級輸入端之間，變壓器二B2和變壓器三B3的初級輸入端分別接有電容一九C19和電容二零C20，脈寬調(diào)整控制器IC3的輸出端E2、E1分別與開關管二Q2及開關管三Q3的柵極相連，開關管二Q2及開關管三Q3的柵極與源極之間分別接有電阻二三R23、二四R24及電阻二五R25，開關管二Q2及開關管三Q3的漏極分別與變壓器二B2和變壓器三B3的初級另一端相連，變壓器二B2和變壓器三B3的次級兩端分別與電阻二五R25、電阻二六R26及二極管九D9的負極和電阻二九R29、電阻三零R30及二極管一零D10的負極連接，電阻二五R25和電阻二九R29的另一端分別與三極管二T2的集電極、穩(wěn)壓二極管一DW1及穩(wěn)壓二極管二DW2的負極和三極管三T3的集電極、穩(wěn)壓二極管三DW3及穩(wěn)壓二極管四DW4的負極相連，電阻二六R26和電阻三零R30的另一端分別與三極管二T2的基極、穩(wěn)壓二極管一DW1的正極、電阻二七R27和三極管三T3的基極、穩(wěn)壓二極管三DW3的正極、電阻三一R31相連，二極管九D9的正極、電阻二七R27的另一端、三極管二T2的發(fā)射極、穩(wěn)壓二極管二DW2的正極和開關管四Q4的源極相連，二極管一零D10的正極、電阻三一R31的另一端、三極管三T3的發(fā)射極、穩(wěn)壓二極管四DW4的正極和開關管五Q5的源極相連，開關管四Q4的源極與開關管五Q5的漏極連接。脈寬調(diào)整控制器IC3可采用電壓驅(qū)動型脈沖寬度調(diào)整控制器TL494，本電路的工作原理簡述如下接至脈寬調(diào)整控制器IC3的CT、RT引腳上的電容一七C17、電阻一九R19通過與片內(nèi)的振蕩器共同作用產(chǎn)生鋸齒波自激振蕩，振蕩頻率f＝1-R19C17，本實施例取R19＝10k、C19＝1nF、f＝100kHz，該鋸齒波經(jīng)片內(nèi)電路作一系列的比較和邏輯處理后，改變成頻率為50kHz(f/2)，相位差180度的兩路矩形脈沖經(jīng)脈寬調(diào)整控制器IC3外部引腳C1、C2(共發(fā)發(fā)射極方式)或E1、E2(發(fā)射極跟隨方式)輸出，為達到與后級輸入阻抗匹配目的，本實施例取發(fā)射極跟隨輸出方式，電阻二二R22作為片內(nèi)兩只輸出三極管的公用集電極偏置電阻接至脈寬調(diào)整控制器IC3的C1和C2引腳，電容一八C18用來消除電路噪聲；本脈寬調(diào)整控制器IC3的輸出按推挽(push-pull)方式工作，電阻二零R20、電阻二一R21分壓電路預置片內(nèi)DTC關斷時間控制器部分的死區(qū)控制電壓；開關管二Q2、開關管三Q3用于前級輸出脈沖的整形和倒相推動后面的功率輸出部分，電阻二三R23、電阻二四R24分別是開關管二Q2和開關管三Q3的輸入端偏置電阻，電容一九C19、電容二零C20用來改善開關管二Q2、開關管三Q3的輸出波形；電阻二五R25、電阻二六R26、電阻二七R27、二極管九D9、穩(wěn)壓二極管一DW1、穩(wěn)壓二極管二DW2組成三極管二T2和開關管四Q4的工作點偏置電路，電阻二九R29、電阻三零R30、電阻三一R31、二極管一零D10、穩(wěn)壓二極管三DW3、穩(wěn)壓二極管四DW4組成三極管三T3和開關管五Q5的工作點偏置電路，三極管二T2、三極管三T3用來加速MOSFET功率管開關管四Q4、開關管五Q5的關斷過程；正常工作期間開關管四Q4、開關管五Q5交替導通或關斷給負載提供所需的功率輸出；實際測試表明，外電電源電壓可于85-265伏特間變化，對燈負載的輸出功率基本恒定，從而保證光源的照度穩(wěn)定均衡；由于通過燈負載的電流頻率高達50-75kHz，故光源的發(fā)光效率很高，額定功率為250W的高壓氣體放電燈在實際功耗僅為228W的情況下，流明系數(shù)高達107％。
本實施例中的燈啟點電路5由二極管三D3、二極管四D4、二極管五D5、二極管七D7，電阻一三R13、電阻一四R14、電阻一七R17，電容一三C13、電容一六C16、電容二一C21、電容二二C22、電容二三C23和電感四L4組成；二極管三D3及二極管四D4的正極接輔助供電電源6的穩(wěn)壓模塊IC1的輸出，二極管三D3與電阻一四R14、二極管五D5和與電容一六C16并聯(lián)的電阻一七R17串聯(lián)，二極管四D4與電阻一三R13串聯(lián)，電容一三C13接于二極管四D4和二極管五D5的負極之間，二極管五D5的負極與DC-AC逆變電路4的脈寬調(diào)整控制器IC3之“1IN-”端相連，二極管七D7的負極與二極管四D4的負極連接，二極管七D7的正極與DC-AC逆變電路4的開關管三Q3之漏極相連，電感四L4的一端與DC-AC逆變電路4的開關管五Q5的漏極連接并通過電容二三C23濾除噪聲，另一端與電容二二C22及電容二一C21串聯(lián)，構成串聯(lián)諧振回路。該電路的工作原理簡述如下DC-AC逆變電路4的脈寬調(diào)整控制器IC3上電接通時，內(nèi)部的脈寬調(diào)整PWM電路部分經(jīng)0.5-5秒的延遲后開啟工作，滯后的時間由電阻一七R17和電容一六C16給出；電路正常工作時，電阻一三R13上的電壓被輔助供電電源6提供的工作電壓和二極管四D4上的壓降固定為一個常數(shù)，通過二極管七D7的后級輸出反饋電流增量全部被電容一三C13旁路，作為DC-AC逆變電路4的脈寬調(diào)整控制器IC3內(nèi)部誤差放大器(E-A)的輸入，即“1IN-”端輸入；電容C23用于去除該處電路的有害噪聲，電容C21、C22和電感L4構成LC串聯(lián)諧振回路，電路通過串聯(lián)諧振方式提供高壓氣體放電燈的擊穿點火過程所需的數(shù)千伏高壓啟動脈沖，擊穿點火過程結束后電路根據(jù)燈的負阻特性提供適當?shù)墓ぷ麟娏鳌?br> 本實施例中的輔助供電電源6由脈沖變壓器一B1的次級線圈三二L32和次級線圈三三L33、穩(wěn)壓模塊IC1、半波整流二極管D2、橋式全波整流器、電阻五R5、電容五C5、電容六C6、電容七C7組成；其中，次級線圈三三L33、半波整流二極管D2和電容七C7構成半波整流電路，次級線圈三二L32、橋式全波整流器和電容六C6組成橋式全波整流電路，且其輸出經(jīng)電阻五R5與穩(wěn)壓模塊IC1的輸入端相連，穩(wěn)壓模塊IC1的輸出由電容五C5濾波，并為DC-AC逆變電路4、燈啟點電路5和軟啟動-信號處理電路7提供所需的部分直流電源；所述的半波整流電路的輸出與有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路3的PFC集成電路IC2提供直流電源。本實施例中，穩(wěn)壓模塊IC1為三端穩(wěn)壓集成塊，橋式全波整流器亦由四只整流二極管接成，半波整流電路輸出電壓為20V，全波整流電路輸出電壓為15V。
本實施例中的軟啟動-信號處理電路7由三極管一T1，依次串聯(lián)的二極管三D3、電阻一四R14和電容一四C14，二極管五D5及電阻二八R28組成；電容一四C14的負端接地，二極管三D3的正極與輔助供電電源6的穩(wěn)壓模塊之輸出端相連，三極管一T1的集電極和二極管五D5的正極同連于電阻一四R14和電容一四C14之間，三極管一T1的發(fā)射極接地，電阻二八R28連于三極管一T1的基極與DC-AC逆變電路4的Q5之柵極之間，二極管五D5的負極與DC-AC逆變電路4的脈寬調(diào)整控制器IC3的“1IN-”端相連。該電路的工作原理簡述如下正常工作情況下三極管一T1導通，電容一四C14被泄放；電路的軟啟動過程是當脈寬調(diào)整控制器IC3的輸出脈沖因某種異常情況關閉后，三極管一T1截止，電容一四C14充電，且在設定的延遲時間段被充滿后，二極管五D5導通，給出開啟輸出處理信號，使脈寬調(diào)整控制器IC3恢復正常工作。延遲時間的長短由電阻一四R14、電容一四C14值的大小決定；本實施例延遲時間設計為300秒。
本實施例中的異常保護處理電路8由二極管六D6、二極管八D8，電阻一五R15、電阻一六R16、電阻一八R18，電容一五C15、電容二一C21組成；電阻一五R15與電阻一六R16串聯(lián)并和電容一五C15并聯(lián)，電容二一C21的一端接地，其另一端依次與電阻一八R18、二極管八D8、電阻一五R15和二極管六D6串聯(lián)，二極管六D6的負極與DC-AC逆變電路4的脈寬調(diào)整控制器IC3之“1IN-”端相連。異常保護處理電路8的工作過程簡述如下當輸出端電路發(fā)生異常(如燈短路、開路、過流、過熱等)工作情況時，從電容二一C21采樣端檢出的異常信號立即經(jīng)電阻一八R18、二極管八D8、電阻一五R15、二極管六D6反饋到DC-AC逆變電路4的脈寬調(diào)整控制器IC3之“1IN-”端，即E-A輸入端，從而關閉脈寬調(diào)整控制器IC3的輸出脈沖，然后電路進入軟啟動->異常保護->軟啟動的循環(huán)待機狀態(tài)，從而達到可靠保護裝置的目的。
本實施例中的燈諧振消除電路9，由電阻一R1、電阻二R2，電容二四C24組成；電容二四C24的一端連接于串聯(lián)的電阻一R1與電阻二R2之間，其另一端與DC-AC逆變電路4的脈寬調(diào)整控制器IC3之RT端相連。該燈諧振消除電路9的工作原理簡述如下通過電容二四C24將從電阻一R1和電阻二R2分壓采樣端獲得的100Hz正弦波信號注入DC-AC逆變電路4的脈寬調(diào)整控制器IC3的RT端，使片內(nèi)的振蕩頻率發(fā)生器所產(chǎn)生的脈沖頻率在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，達到消除高壓氣體放電燈內(nèi)部產(chǎn)生的聲頻共振現(xiàn)象的目的。通過對本實施例的實際測試表明該頻率在1-100秒內(nèi)連續(xù)變化且范圍在50kHz-75kHz之間。
本實用新型的未詳細描述部分對于本專業(yè)領域的技術人員毫無疑問是很明顯的，因此無需描述。
權利要求1.一種控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，包括電磁干擾抑制-阻斷無源濾波器(1)，與電磁干擾抑制-阻斷無源濾波器(1)相連的全波橋式整流電路(2)以及以磁性材料為芯體制成的變壓器；其特征在于所述的電子鎮(zhèn)流器還包括以下電路與全波橋式整流電路(2)依次連接的有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路(3)、DC-AC逆變電路(4)及燈啟點電路(5)，與有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路(3)、DC-AC逆變電路(4)及燈啟點電路(5)連接的輔助供電電源(6)，與DC-AC逆變電路(4)、燈啟點電路(5)和輔助供電電源(6)相連的軟啟動-信號處理電路(7)，與DC-AC逆變電路(4)和燈啟點電路(5)連接的異常保護處理電路(8)，以及與全波橋式整流電路(2)和DC-AC逆變電路(4)相連的燈諧振消除電路(9)。
2.根據(jù)權利要求1所述的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的磁性材料是非晶合金材料，納米晶合金材料或鐵氧體材料。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路(3)，由PFC集成電路(IC2)、開關管一(Q1)、二極管一(D1)、儲能電感(L31)、續(xù)能-平波電容(C12)、電阻三(R3)、電阻四(R4)、電阻六(R6)、電阻七(R7)、電阻八(R8)、電阻九(R9)、電阻一零(R10)、電阻一一(R11)、電阻一二(R12)、電阻三三(R33)，電容二五(C25)、電容八(C8)、電容九(C9)、電容一零(C10)、電容一一(C11)組成；儲能電感(L31)的輸入端與全波橋式整流電路(2)的輸出端及與電阻四(R4)串聯(lián)的電阻三(R3)連接，另一端接地的電容二五(C25)與電阻四(R4)并聯(lián)且連于PFC集成電路(IC2)的“MULT”腳，儲能電感(L31)的輸出端和二極管一(D1)的正極及與電阻一一(R11)串聯(lián)的開關管一(Q1)的漏極相連，二極管一(D1)的負極和電阻三三(R33)、續(xù)能-平波電容(C12)的正極及DC-AC逆變電路(4)的開關管四(Q4)之漏極相連，電阻三三(R33)的另一端和與電容一一(C11)并聯(lián)的電阻一二(R12)串聯(lián)，開關管一(Q1)的柵極和電阻一零(R10)及并聯(lián)的電容一零(C10)、電阻八(R8)的一端相連，并聯(lián)的電容一零(C10)、電阻八(R8)的另一端與PFC集成電路(IC2)的GD腳連接，電阻一零(R10)、電阻一一(R11)、電阻一二(R12)、電容一一(C11)和續(xù)能-平波電容(C12)的另一端接地，一端接地的電容八(C8)和電容九(C9)的另一端分別與PFC集成電路(IC2)的“COMP”和CS腳連接，電阻九(R9)連于PFC集成電路(IC2)的“CS腳與開關管一(Q1)的源極之間，輔助供電電源(6)的脈沖變壓器一(B1)的次級線圈三三(L33)的輸出經(jīng)電阻六(R6)與PFC集成電路(IC2)的“ZCD”腳連接，輔助供電電源(6)的二極管二(D2)的負極與PFC集成電路(IC2)的Vcc腳及電阻七(R7)連接，電阻七(R7)的另一端與二極管二(D2)的正極相連。
4.根據(jù)權利要求3所述的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的DC-AC逆變電路(4)由脈寬調(diào)整控制器(IC3)，開關管二(Q2)、開關管三(Q3)，開關管四(Q4)、開關管五(Q5)，三極管一(T1)、三極管二(T2)、三極管三(T3)，變壓器二(B2)、變壓器三(B3)，二極管九(D9)、二極管一零(D10)，穩(wěn)壓二極管一(DW1)、穩(wěn)壓二極管二(DW2)、穩(wěn)壓二極管三(DW3)、穩(wěn)壓二極管四(DW4)，電阻一七(R17)、電阻一九(R19)、電阻二零(R20)、電阻二一(R21)、電阻二二(R22)、電阻二三(R23)、電阻二四(R24)、電阻二五(R25)、電阻二六(R26)、電阻二七(R27)、電阻二九(R29)、電阻三零(R30)、電阻三一(R31)，電容一六(C16)、電容一七(C17)、電容一八(C18)、電容一九(C19)、電容二零(C20)、電容二三(C23)組成；其中，脈寬調(diào)整控制器(IC3)的REF、OC、“1IN+”和“2IN-”引腳被短接且和與電阻二一(R21)串聯(lián)的電阻二零(R20)相連，電容一七(C17)、電阻一九(R19)和電容一八(C18)、電阻二二(R22)分別接至脈寬調(diào)整控制器(IC3)的CT、RT及短接的C1、C2引腳上，電阻二二(R22)的另一端接于串接的且與脈寬調(diào)整控制器(IC3)的Vcc端連接的變壓器二(B2)和變壓器三(B3)的初級輸入端之間，變壓器二(B2)和變壓器三(B3)的初級輸入端分別接有電容一九(C19)和電容二零(C20)，脈寬調(diào)整控制器(IC3)的輸出端E2、E1分別與開關管二(Q2)及開關管三(Q3)的柵極相連，開關管二(Q2)及開關管三(Q3)的柵極與源極之間分別接有電阻二三(R23)、電阻二四(R24)及電阻二五(R25)，開關管二(Q2)及開關管三(Q3)的漏極分別與變壓器二(B2)和變壓器三(B3)的初級另一端相連，變壓器二(B2)和變壓器三(B3)的次級兩端分別與電阻二五(R25)、電阻二六(R26)及二極管九(D9)的負極和電阻二九(R29)、電阻三零(R30)及二極管一零(D10)的負極連接，電阻二五(R25)和電阻二九(R29)的另一端分別與三極管二(T2)的集電極、穩(wěn)壓二極管一(DW1)及穩(wěn)壓二極管二(DW2)的負極和三極管三(T3)的集電極、穩(wěn)壓二極管三(DW3)及穩(wěn)壓二極管四(DW4)的負極相連，電阻二六(R26)和電阻三零(R30)的另一端分別與三極管二(T2)的基極、穩(wěn)壓二極管一(DW1)的正極、電阻二七(R27)和三極管三(T3)的基極、穩(wěn)壓二極管三(DW3)的正極、電阻三一(R31)相連，二極管九(D9)的正極、電阻二七(R27)的另一端、三極管二(T2)的發(fā)射極、穩(wěn)壓二極管二(DW2)的正極和開關管四(Q4)的源極相連，二極管一零(D10)的正極、電阻三一(R31)的另一端、三極管三(T3)的發(fā)射極、穩(wěn)壓二極管四(DW4)的正極和開關管五(Q5)的源極相連，開關管四(Q4)的源極與開關管五(Q5)的漏極連接。
5.根據(jù)權利要求1或2或4所述的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的燈啟點電路(5)由二極管三(D3)、二極管四(D4)、二極管五(D5)、二極管七(D7)，電阻一三(R13)、電阻一四(R14)、電阻一七(R17)，電容一三(C13)、電容一六(C16)、電容二一(C21)、電容二二(C22)、電容二三(C23)和電感四(L4)組成；二極管三(D3)及二極管四(D4)的正極接輔助供電電源(6)的穩(wěn)壓模塊(IC1)的輸出，二極管三(D3)與電阻一四(R14)、二極管五(D5)和與電容一六(C16)并聯(lián)的電阻一七(R17)串聯(lián)，二極管四(D4)與電阻一三(R13)串聯(lián)，電容一三(C13)接于二極管四(D4)和二極管五(D5)的負極之間，二極管五(D5)的負極與DC-AC逆變電路(4)的脈寬調(diào)整控制器(IC3)之“1IN-”端相連，二極管七(D7)的負極與二極管四(D4)的負極連接，二極管七(D7)的正極與DC-AC逆變電路(4)的開關管三(Q3)之漏極相連，電感四(L4)的一端與DC-AC逆變電路(4)的開關管五(Q5)的漏極連接并通過電容二三(C23)濾除噪聲，另一端與電容二二(C22)及電容二一(C21)串聯(lián)，構成串聯(lián)諧振回路。
6.根據(jù)權利要求5所述的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的輔助供電電源(6)由脈沖變壓器一(B1)的次級線圈三二(L32)和次級線圈三三(L33)、穩(wěn)壓模塊(IC1)、半波整流二極管(D2)、橋式全波整流器、電阻五(R5)、電容五(C5)、電容六(C6)和電容七(C7)組成，其中，次級線圈三三(L33)、半波整流二極管(D2)和電容七(C7)構成半波整流電路，次級線圈三二(L32)、橋式全波整流器和電容六(C6)組成橋式全波整流電路，且其輸出經(jīng)電阻五(R5)與穩(wěn)壓模塊(IC1)的輸入端相連，穩(wěn)壓模塊(IC1)的輸出由電容五(C5)濾波，并為DC-AC逆變電路(4)、燈啟點電路(5)和軟啟動-信號處理電路(7)提供所需的部分直流電源；所述的半波整流電路的輸出與有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路(3)的PFC集成電路(IC2)提供直流電源。
7.根據(jù)權利要求1或2或4或6所述的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的軟啟動-信號處理電路(7)由三極管一(T1)，依次串聯(lián)的二極管三(D3)、電阻一四(R14)和電容一四(C14)，二極管五(D5)及電阻二八(R28)組成，電容一四(C14)的負端接地，二極管三(D3)的正極與輔助供電電源(6)的穩(wěn)壓模塊(IC1)之輸出端相連，三極管一(T1)的集電極和二極管五(D5)的正極同連于電阻一四(R14)和電容一四(C14)之間，三極管一(T1)的發(fā)射極接地，電阻二八(R28)連于三極管一(T1)的基極與DC-AC逆變電路(4)的(Q5)之柵極之間，二極管五(D5)的負極與DC-AC逆變電路(4)的脈寬調(diào)整控制器(IC3)的“1IN-”端相連。
8.根據(jù)權利要求7所述的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的異常保護處理電路(8)由二極管六(D6)、二極管八(D8)，電阻一五(R15)、電阻一六(R16)、電阻一八(R18)，電容一五(C15)、電容二一(C21)組成，電阻一五(R15)與電阻一六(R16)串聯(lián)并和電容一五(C15)并聯(lián)，電容二一(C21)的一端接地，其另一端依次與電阻一八(R18)、二極管八(D8)、電阻一五(R15)和二極管六(D6)串聯(lián)，二極管六(D6)的負極與DC-AC逆變電路(4)的脈寬調(diào)整控制器(IC3)之“1IN-”端相連。
9.根據(jù)權利要求1或2或4或6或8所述的控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的燈諧振消除電路(9)由電阻一(R1)、電阻二(R2)，電容二四(C24)組成，電容二四(C24)的一端連接于串聯(lián)的電阻一(R1)與電阻二(R2)之間，其另一端與DC-AC逆變電路(4)的脈寬調(diào)整控制器(IC3)之RT端相連。
專利摘要一種控制高壓氣體放電燈的高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器,由依次相連的電磁干擾抑制－阻斷無源濾波器、全波橋式整流電路、有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路、DC－AC逆變電路及燈啟點電路,與有源功率因數(shù)調(diào)整控制電路、DC－AC逆變電路及燈啟點電路連接的輔助供電電源,與DC－AC逆變電路、燈啟點電路和輔助供電電源相連的軟啟動－信號處理電路,與DC－AC逆變電路和燈啟點電路連接的異常保護處理電路,以及與全波橋式整流電路和DC－AC逆變電路相連的燈諧振消除電路組成;該高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器,其整機功率因數(shù)≥0.99;光源的照度穩(wěn)定均衡,具有外電電壓適用范圍寬、耗能少、成本低、照明質(zhì)量高的顯見優(yōu)點。
文檔編號H05B41/28GK2502485SQ0126433
公開日2002年7月24日 申請日期2001年9月28日 優(yōu)先權日2001年9月28日
發(fā)明者周順清, 聶新建, 李華利 申請人:北京硅谷浪潮科技發(fā)展有限公司