專利名稱：一種適合調光用熒光燈電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及熒光燈電子鎮(zhèn)流器，具體而言，涉及一種適合采用普通白熾燈用可控硅調光器對熒光燈進行調光的熒光燈電子鎮(zhèn)流器。
現(xiàn)有技術的可調光熒光燈電子鎮(zhèn)流器，大多采用集成電路的脈寬調制器(如，德國奧斯朗公司生產(chǎn)的D2220型可調光用電子鎮(zhèn)流器)或頻率調制器(如，美國邁特爾公司生產(chǎn)的MD140型可調光用電子鎮(zhèn)流器)，作為控制電路來控制電子鎮(zhèn)流器的輸出功率，從而控制熒光燈管的光通量或亮度，達到調光的目的。這些方案的電路結構復雜，成本高。還有一類，如美國麥托爾公司生產(chǎn)的M128型可調光用電子鎮(zhèn)流器，是由二個三極管構成的由燈管輸出的全部高頻電流通過電容器隔離直流電流后，全部反饋到橋式整流器的一個直流輸出端，再由另一個二極管實現(xiàn)高頻再整流的高功率因數(shù)方案，這種方案的電效率較低，容易產(chǎn)生閃爍。
另外，日常見到的熒光燈電子鎮(zhèn)流器有三類，一類是低功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器，另一類是逐流電路的電子鎮(zhèn)流器，再一類是恒電壓類的電子鎮(zhèn)流器。低功率因數(shù)的電子鎮(zhèn)流器由于其輸入電流波形不連續(xù)，而且普通白熾燈用可控硅調光器的輸出電流波形也不連續(xù)，故兩者組合運用會造成對熒光燈斷續(xù)供電，發(fā)生閃光。逐流電路的電子鎮(zhèn)流器由于其輸入電流的波峰比高(＞1.7)，故與可控硅調光器組合時使熒光燈管的壽命大大下降。恒電壓類電子鎮(zhèn)流器由于其對熒光燈供電恒壓，故與可控硅調光器組合運用不能進行調光。
本發(fā)明是為克服上述不足提出的，其目的在于提供一種結構簡單、成本低、轉換效率高、可與普通白熾燈用可控硅調光器組合構成可調光的熒光燈電子鎮(zhèn)流器。
本發(fā)明的適合調光用熒光燈電子鎮(zhèn)流器，包含對電網(wǎng)電壓進行橋式整流的橋式整流器，可對負載熒光燈進行高頻供電的高頻振蕩器，所述電子鎮(zhèn)流器還包含對所述橋式整流器的輸出進行線性有源開關濾波后向所述高頻振蕩器供電的線性有源開關濾波電路。
按照上述構成的本發(fā)明的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，當其單獨使用時具有結構簡單、成本低、轉換效率高的優(yōu)點。還可與普通白熾燈使用的可控硅調光器組合構成可調光的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，此時具有不易閃爍、高輸入功率因數(shù)和燈電流低波峰比的優(yōu)點。
下面結合附圖詳細說明本發(fā)明的較佳實施例。


圖1是本發(fā)明一實施例熒光燈電子鎮(zhèn)流器的結構框圖；圖2是上述實施例的一具體電路結構圖；圖3是上述實施例的又一具體電路結構圖；圖4是上述實施例的再一具體電路結構圖；圖5是上述實施例不接入可控硅調光器時的輸入電壓電流、燈電流電壓波形圖，其中，圖5(a)是該實施例熒光燈電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓電流波形圖，圖5(b)是熒光燈管的燈電壓波形圖，圖5(c)是燈電流波形圖；圖6是上述實施例接入可控硅調光器且調光功率100％時的輸入電壓電流、燈電流電壓波形圖，其中，圖6(a)是該實施例熒光燈電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓電流波形圖，圖6(b)是熒光燈管的燈電壓波形圖，圖6(c)是燈電流波形圖；圖7是上述實施例接入可控硅調光器且調光功率60％時的輸入電壓電流、燈電流電壓波形圖，其中，圖7(a)是該實施例熒光燈電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓電流波形圖，圖7(b)是熒光燈管的燈電壓波形圖，圖7(c)是燈電流波形圖；圖8是上述實施例接入可控硅調光器且調光功率30％時的輸入電壓電流、燈電流電壓波形圖，其中，圖8(a)是該實施例熒光燈電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓電流波形圖，圖8(b)是熒光燈管的燈電壓波形圖，圖8(c)是燈電流波形圖。
參見圖1，圖1示出了本發(fā)明一實施例熒光燈電子鎮(zhèn)流器的結構框圖。該電子鎮(zhèn)流器A包含對電網(wǎng)電壓(當不接可控硅調光器4時該電網(wǎng)電壓為VAC)進行橋式整流的橋式整流器1，可對負載熒光燈LP～LPn進行高頻供電的高頻振蕩器2，電子鎮(zhèn)流器A還包含對橋式整流器1的輸出進行線性有源開關濾波后向所述高頻振蕩器2供電的線性有源開關濾波電路3。負載熒光燈LP1～LPn構成1到n個并聯(lián)連接在所述高頻振蕩器2輸出端的熒光燈管支路，所述各熒光燈管支路由熒光燈管兩端的一燈絲端串接一鎮(zhèn)流電感L1～Ln和跨接在所述熒光燈管兩端的另一燈絲端間的啟輝電路S構成。
當要將本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器A構成可調光的電子鎮(zhèn)流器時，如圖1所示，只要將普通白熾燈用的可控硅調光器4串接在電網(wǎng)向本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器A供電的一支路中。
當要在本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器A與電網(wǎng)之間進行隔離抗干擾時，如圖1所示，可在橋式整流器1前面級連濾波器5。
此外，在高頻振蕩器2的輸出還可接有異常保護電路6對該振蕩器2進行控制，在熒光燈出現(xiàn)燈不啟動、整流效應或啟輝電路短路等呈低阻特性的異常情況下對電子鎮(zhèn)流器實施保護。這些特征也屬于已有技術范疇，這里不再贅述。
在熒光燈呈低阻特性的異常情況下對電子鎮(zhèn)流器實施保護。上述可控硅調光器4、濾波器5和異常保護電路6均屬于已有技術范疇，這里不再贅述。
下面參見圖2，圖2給出了圖1實施例框圖的一具體電路結構。其中，可控硅調光器4是調光白熾燈中極普通的公知技術，故這里未給出其電路結構。在圖2中，電容器C1、C2和互感器L2構成濾波器5；二極管D1-D4構成橋式整流器1；場效應管Q2、Q3，二極管D6、D8-D9，觸發(fā)二極管DB3，電感器L5和共用一個磁環(huán)的電感線圈L41-L43，電阻R2-R5和電容器C5-C8構成高頻振蕩器2，場效應管Q2、Q3也可用雙極型三極管替代。上述濾波器5，橋式整流器1，高頻振蕩器2及它們的具體結構都屬已有技術，故這里不再對它們贅述。
本發(fā)明的關鍵在于，在高頻振蕩器2與橋式整流器1之間接入了線性有源開關濾波器3。在該實施例中，開關濾波器3由場效應管Q1、二極管D5、D7、電容器C3、C4、電感L3、L44和電阻R1構成。場效應管Q1也可用雙極型三極管替代，它作為開關將橋式整流器1輸出的直流電壓變換為高頻脈沖電壓。二極管D5和電容器C4串接在場效應管Q1的源極和漏極之間構成整流電路對該高頻脈沖電壓進行整流，從電容器C4與二極管D5的串接點引出直流電壓VDC供給高頻振蕩器2作為其工作電源。電容器C3作為高頻濾波電容對橋式整流器1輸出的直流電進行濾波。電感L44是與電感線圈L41-L43共用一個磁環(huán)的線圈以便將高頻振蕩器2的高頻電壓引入場效應管Q1柵極回路作為高頻開關信號控制場效應管Q1產(chǎn)生上述高頻脈沖電壓。電感L3作為儲能增壓濾波元件對高頻脈沖電壓儲能增壓濾波，使直流電壓VDC比橋式整流器1輸出的直流電壓高。穩(wěn)壓二極管D7接在場效應管Q1的柵極與源極之間作為過壓保護。電阻R1作為穩(wěn)壓二極管D7的限流電阻。電感L44是為了引用高頻振蕩器2的高頻開關信號而設并非開關濾波器3的必要結構，這種開關信號也可通過結構變化由開關濾波器2本身產(chǎn)生。二極管D7和電阻R1是為了增加可靠性而設，也并非必要結構。
下面說明上述實施例的工作過程。繼續(xù)參見圖2，當電網(wǎng)電壓(即電源輸入電壓)VAC通過I1、I2接入后，開始瞬間Q1并未工作，而由Q2、Q3等構成的高頻振蕩器2開始工作，在高頻振蕩變壓器L4(由電感線圈L41-L44繞制在同一磁環(huán)上構成)上有近似方波的高頻電流產(chǎn)生，繞組L44上即感應出高頻開關電壓，該電壓令有源開關管Q1開關動作，使其進入有源濾波工作狀態(tài)。這樣，輸入端I1、I2兩點間的輸入功率因數(shù)Pf≌1，當電子鎮(zhèn)流器A的輸入電壓VAC為正弦波形時，其輸入電流IAC波形為近似正弦波狀(對應于不調光或調光100％的狀態(tài))。當輸入電壓VAC為不規(guī)則波形(對應于用可控硅調光器4調光的狀態(tài))，如可控硅調光器形成的被垂直切斷的正弦波時，由于后面輸入端I1、I2始終具有Pf≌1的特性(相當于純電阻)，故其輸入電流IAC的波形仍將與輸入電壓VAC的波形相同，呈被垂直切斷的正弦波，也就是說，具有白熾燈那樣的良好線性負載特性。一般情況下本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器的輸入功率因數(shù)Pf＞0.99(0.991～0.998)。
由于Q2、Q3等構成的高頻振蕩器2設計成可在較寬直流工作電壓VDC范圍工作(VDC MAX∶VDC MIN≥5)，當VDC大小不同時，高頻振蕩器2的輸出功率將不同，也即，熒光燈的光通量或亮度也不同，這種變化比例可以大于5∶1。
當可控硅調光器4調至不同角度時，該電子鎮(zhèn)流器A的輸入電壓有效值不同，盡管它將是不連續(xù)的中間有突變的切斷電壓。由于開關濾波器1中濾波電容C4容量比較大，故經(jīng)它濾波后的直流電壓VDC始終比較平穩(wěn)(從而使燈電流的波峰比CFi＜1.7)，由高頻振蕩器2產(chǎn)生的饋送給開關管Q1柵極的開關電壓也處于平穩(wěn)狀態(tài)(頻率為20～60KC之間)，不會因輸入電壓VAC不連續(xù)或不規(guī)則而變化，從而對VAC的有效部分繼續(xù)進行斬波，再由L3儲能，釋放，通過D5的整流和隔離，儲存于C4中，繼續(xù)對高頻振蕩器2供電，只不過當VAC較大時VDC也較大，VAC較小時VDC也較小，但始終使VDC為較平穩(wěn)的直流這一特征不變。這樣，因可控硅斬波調制引起的輸入電流IAC的不連續(xù)，不會引起熒光燈管的供電電流波形的不連續(xù)，從而使燈管不會閃爍，且處于始終是比較平穩(wěn)，即燈電流波峰比Cfi＜1.7的合理狀態(tài)?？朔似胀晒鉄綦娮渔?zhèn)流器不能與可控硅調光器組合運用的缺陷。
圖3給出了本發(fā)明電子調光器的另一具體電路結構。圖中，濾波器5和橋式整流器1與圖2中的相同，這里不再贅述。線性有源開關濾波電路32與圖2中的不同，它由集成塊IC1自身構成的振蕩器產(chǎn)生調頻開關信號供給場效應管Q1，電感L3、二極管D5、電容器C4分別與圖2中的功能相同。高頻振蕩器22由集成塊IC2作為驅動、耦合線路與場效應管Q2、Q3構成。
圖4給出了本發(fā)明電子調光器的再一具體電路。圖中，濾波器5、橋式整流器1和高頻振蕩器22與圖3中的相同，這里不再贅述。線性有源開關濾波電路33與圖2中的不同，它由集成塊IC3自身構成振蕩器產(chǎn)生調頻開關信號和構成作為場效應管Q12的高頻開關。電感L3、二極管D5、電容器C4分別與圖2中的功能相同。
從以上描述可見，對于線性有源開關濾波電路3的具體實施線路可有種種變化。本發(fā)明的關鍵在于在橋式整流器1與高頻振蕩器2之間接入了線性有源開關濾波電路3，而不限定于上面描述的具體線路。
下面參照圖5-圖8說明本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器的效果。
圖5是不接入可控硅調光器時的輸入電壓電流、燈電流電壓波形圖。其中，圖5(a)是該實施例熒光燈電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓VAC和輸入電流IAC波形圖，圖5(b)是熒光燈管的燈電壓VL的波形圖，圖5(c)是燈電流IL的波形圖。從圖5(a)可見，電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓VAC與輸入電流IAC基本無相位差，電子鎮(zhèn)流器輸入端I1、I2的輸入阻抗等效為“純電阻”，此時的輸入效率Pf達0.998。從圖5(b)和圖5(c)可見，燈電壓VL和燈電流IL的振幅很平坦其輸出電流(燈電流)的波峰比小于1.38。
圖6是接入可控硅調光器且調光功率100％時的輸入電壓電流、燈電流電壓波形圖。其中，圖6(a)是該實施例熒光燈電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓VAC和輸入電流IAC的波形圖，圖6(b)是熒光燈管的燈電壓VL的波形圖，圖6(c)是燈電流IL的波形圖。從圖6(a)可見，電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓VAC與輸入電流IAC基本無相位差，電子鎮(zhèn)流器輸入端I1、I2的輸入阻抗等效為“純電阻”，此時的輸入效率Pf達0.995。從圖5(b)和圖5(c)可見，燈電壓VL和燈電流IL的振幅很平坦，其輸出電流(燈電流)的波峰比小于1.39。
圖7是上述實施例接入可控硅調光器且調光功率60％時的輸入電壓電流、燈電流電壓波形圖，其中，圖7(a)是該實施例熒光燈電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓VAC和輸入電流IAC的波形圖，圖7(b)是熒光燈管的燈電壓VL波形圖，圖7(c)是燈電流IL的波形圖。從圖5(a)可見，由于可控硅調光器4的導通狀況呈近似三角波，故輸入電流IAC也呈近似三角波，但仍保持“純電阻”特性，此時輸入效率Pf為0.704，輸入效率的下降是由于輸入電流電壓波形形狀不同造成的。圖7(b)表明燈電壓VL仍比較平坦，但圖7(c)表明燈電流IL的包絡發(fā)生了變化，此時輸出電流的波峰比小于1.44。
圖8是上述實施例接入可控硅調光器且調光功率30％時的輸入電壓電流、燈電流電壓波形圖，其中，圖8(a)是該實施例熒光燈電子鎮(zhèn)流器的輸入電壓VAC和輸入電流IAC的波形圖，圖8(b)是熒光燈管的燈電壓VL波形圖，圖8(c)是燈電流IL波形圖。從圖8(a)可見，輸入電壓VAC和輸入電流IAC的相位發(fā)生小的變化，“純電阻”特性受到影響，此時的輸入效率Pf為0.258，效率的下降是由于輸入電壓VAC與輸入電流IAC的波形不同和相位差造成的。從圖8(b)可見，燈電壓VL的包絡有少許變化，從圖8(c)可見，燈電流IL的包絡有大的變化，但此時仍能保持輸出電流的波峰比小于1.55。
從上述對圖5-圖8的本發(fā)明的效果分析可見不管調光或不調光，本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器的輸出電流電壓波形始終是連續(xù)的，故當接入可控硅調光器加以調光時，不會發(fā)生熒光燈管的閃爍；在不接入可控硅調光器或100％調光情況下，能具有很高的輸入效率；即使當調光率達30％，也能保持輸出電流的波峰比小于1.7。從而使本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器可與可控硅調光器組合運用，達到普通白熾燈泡的調光效果。另外，從上述實施例的結構分析可見，本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器在結構上比較簡單，從而使本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器具有成本低、可靠性高的優(yōu)點。
權利要求
1．一種適合調光用熒光燈電子鎮(zhèn)流器，包含對電網(wǎng)電壓進行橋式整流的橋式整流器，可對負載熒光燈進行高頻供電的高頻振蕩器，其特征在于，所述電子鎮(zhèn)流器還包含對所述橋式整流器的輸出進行線性有源開關濾波后向所述高頻振蕩器供電的線性有源開關濾波電路。
2．如權利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述線性有源開關濾波電路由場效應晶體管構成，在所述場效應晶體管的柵極支路中串接有通過互感取用所述高頻振蕩器產(chǎn)生的高頻信號作為所述開關濾波電路的開關信號的互感線圈，在所述場效應晶體管的漏極與所述橋式整流器的一輸出端之間接有儲能增壓用的電感器，在所述場效應晶體管的源極與漏極之間接有對所述高頻振蕩器供電的整流電路。
3．如權利要求1或2所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述負載熒光燈構成一個或多個并聯(lián)連接在所述高頻振蕩器輸出端的熒光燈管支路，所述各熒光燈管支路由熒光燈管兩端的一燈絲端串接一鎮(zhèn)流電感和跨接在所述熒光燈管兩端的另一燈絲端間的啟輝電路構成。
4．如權利要求1或2所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述鎮(zhèn)流器進一步包含接于所述電網(wǎng)與所述整流器之間用于濾波和隔離的濾波器。
5．如權利要求4所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述鎮(zhèn)流器進一步包含利用所述振蕩器的輸出對所述熒光燈管的異常進行異常保護的異常保護電路。
6．如權利要求5所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，在所述濾波器輸入端的任一端與電網(wǎng)之間可串接有對所述熒光燈管調光的可控硅調光器。
全文摘要
本發(fā)明提供一種適合調光用熒光燈電子鎮(zhèn)流器,包含對電網(wǎng)電壓進行橋式整流的橋式整流器,可對負載熒光燈進行高頻供電的高頻振蕩器,其特征在于,電子鎮(zhèn)流器還包含對橋式整流器的輸出進行線性有源開關濾波后向高頻振蕩器供電的線性有源開關濾波電路。按照上述構成的電子鎮(zhèn)流器可與可控硅調光器組合運用,達到普通白熾燈泡的調光效果。本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器還具有結構比較簡單、制造成本低、可靠性高的優(yōu)點。
文檔編號H05B41/282GK1304277SQ9911982
公開日2001年7月18日 申請日期1999年10月25日 優(yōu)先權日1999年10月25日
發(fā)明者楊長根, 俞志龍 申請人:俞志龍, 楊長根