專利名稱：一種超極熒光燈的控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種超極熒光燈控制電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的各類異型、各種功率的電子節(jié)能燈不但節(jié)能效率低，而且使用壽命相當(dāng)短，有的甚至只有幾十個小時的使用壽命。另外，除了極少數(shù)的新款臺燈有調(diào)光功能外，而在家庭、公共場所及道路的照明燈具中均缺少調(diào)光功能，尤其是那些大功率的耗能高、光效低的白熾燈、金鹵燈、高壓鈉燈更是無法做到。而這些傳統(tǒng)的大功率燈具電路中，由于線圈與鐵芯有銅、鐵的損耗，功率因數(shù)低，使電能無功功率大大增加，造成電能轉(zhuǎn)化率較低，而且噪聲大、發(fā)光易閃爍、低壓啟輝困難。
由于上述傳統(tǒng)電子節(jié)能燈電路及其金鹵燈、高壓鈉燈電子線路設(shè)計的缺陷，很容易造成燈內(nèi)電極鎢絲的熔斷現(xiàn)象，因此廢棄燈管、燈泡隨處可見。而這些廢棄物也給環(huán)境造成的二次污染是不可忽視的。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種性能穩(wěn)定、工作可靠、高節(jié)能的超極熒光燈的控制電路，且使燈管使用壽命成幾倍增長。
本實用新型所提供的一種超極熒光燈的控制電路，包括依次連接的濾波、整流電路，功率因數(shù)校正電路，光效調(diào)節(jié)電路，逆變器驅(qū)動電路，調(diào)光、驅(qū)動工作電源電路，逆變器振蕩電路，調(diào)光驅(qū)動電路，其特征在于所述功率因數(shù)校正電路是由集成電路IC1、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11，電容C3、C4、C5、C6、C7、C8，二極管D1、D2、D3，電感L21、L22，場效應(yīng)管M1所組成，用于降低AC輸入后電路中的無功功率的校正和降低電流諧波含量，同時還將起到給逆變器輸入提供穩(wěn)定的工作電源作用；所述光效調(diào)節(jié)電路是由電阻R12、R13、R14、R15、電容C9、可變電阻RS所組成，用于光效調(diào)節(jié)；所述逆變器驅(qū)動電路是由電阻R16、R17，電容C10，場效應(yīng)管M2、M3，電感L31、L32所組成，用于啟輝所述的逆變振蕩電路和調(diào)光驅(qū)動電路的集成電路IC2工作指令，配合振蕩電路，使負載超極熒光燈管點亮；所述調(diào)光、驅(qū)動工作電源電路是由電阻R18、R19、電容C13、C14，二極管D4、D5所組成，用作所述的調(diào)光驅(qū)動電路中的集成電路IC2的工作電源；所述逆變器振蕩電路是由電阻R20、R21、R25、R26、R27，電容C11、C12、C20，電感L41、L42、L51、L52、L53所組成，用于控制負載端輸出工作頻率以及微調(diào)輸出功率；所述調(diào)光、驅(qū)動電路是由集成電路IC2、電阻R22、R23、R24、R28、R29、R30、R31、R32、R33，電容C15、C16、C17、C18、C19，二極管D6所組成，用于燈電流閉環(huán)調(diào)節(jié)控制、全程調(diào)光無頻閃、半橋式逆變電路的容性與近容性模式保護、過壓保護、整流態(tài)效應(yīng)保護。
由于采用了上述的技術(shù)解決方案，使燈管采用單極放電原理，一是不存在燈管內(nèi)燈絲熔斷現(xiàn)象，二是解決了燈管兩端發(fā)黑問題，使燈管使用壽命成幾十倍的增長。本實用新型在于性能穩(wěn)定、工作可靠，且該電子線路具有體積小、重量輕、其電流諧波含量低、功率因數(shù)高、無頻閃、光效高、低壓啟輝、高節(jié)能以及長壽命等優(yōu)點。


圖1是本實用新型的電路功能框圖；圖2是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1～2所示，本實用新型涉及到一種超極熒光燈的控制電路，包括依次連接的濾波、整流電路1，功率因數(shù)校正電路2，光效調(diào)節(jié)電路3，逆變器驅(qū)動電路4，調(diào)光驅(qū)動工作電源電路5，逆變器振蕩電路6和調(diào)光驅(qū)動電路7。
功率因數(shù)校正電路2是由集成電路IC1，電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11，電容C3、C4、C5、C6、C7、C8，二極管D1、D2、D3，電感L21、L22，場效應(yīng)管M1所組成，集成電路IC1采用型號為HY4401芯片，用于降低AC輸入后電路中的無功功率的校正和降低電流諧波含量，同時還將起到給逆變器輸入提供穩(wěn)定的工作電源作用；光效調(diào)節(jié)電路3是由電阻R12、R13、R14、R15，電容C9，可變電阻RS所組成，用于光效調(diào)節(jié)；逆變器驅(qū)動電路4是由電阻R16、R17，電容器C10，場效應(yīng)管M2、M3，電感L31、L32所組成，用于啟輝所述的逆變振蕩電路和集成電路IC2工作指令，配合振蕩電路，使負載超極熒光燈管點亮；調(diào)光、驅(qū)動工作電源電路5是由電阻R18、R19，電容C13、C14，二極管D4、D5所組成，用作所述的調(diào)光驅(qū)動電路中的集成電路IC2的工作電源；逆變器振蕩電路6是由電阻R20、R21、R25、R26、R27，電容C11、C12、C20，電感L41、L42、L51、L52、L53所組成，用于控制負載端輸出工作頻率以及微調(diào)輸出功率；調(diào)光、驅(qū)動電路7是由集成電路IC2、電阻R22、R23、R24、R28、R29、R30、R31、R32、R33，電容C15、C16、C17、C18、C19，二極管D6所組成，集成電路IC2采用型號為HY4402芯片，用于燈電流閉環(huán)調(diào)節(jié)控制、全程調(diào)光無頻閃、半橋式逆變電路的容性與近容性模式保護、過壓保護、整流態(tài)效應(yīng)保護。
上述的超極熒光燈的工作原理如下一、控制電路的工作原理AC輸入后經(jīng)過濾波再經(jīng)全波整流輸出正弦半波直流脈沖電壓，經(jīng)電阻器R1、R2分壓至3.8V，由C7電容濾除高頻噪聲后，輸入到IC1乘法器(3腳)，升壓變換器L21、L22、D3、C3及R6，在濾波電容C8兩端的輸出直流高壓通過電阻R4、R5分壓輸入到IC1的誤差放大器反相端IC1的一腳，并與其IC1內(nèi)誤差放大器同相端的基準電壓2.5V比較，產(chǎn)生一個DC誤差電壓，作為乘法器的另一端輸入IC1的二腳，乘法器的輸出是由IC1的1、2兩路輸入相乘的結(jié)果，當(dāng)AC輸入電壓從零依正弦規(guī)律變化到其峰值時，乘法器的輸出控制IC1電流傳感比較器的門限，迫使通過M1的峰值電流跟蹤AC輸入電壓的變化軌跡，由于M1的電流在其源極電阻R11上轉(zhuǎn)換的電壓信號，經(jīng)過內(nèi)部R/C低通濾波器，輸入到IC1中的電流傳感比較器反相輸入端，電感電流IL的波形呈高頻鋸齒三角波，IL從零增長到峰值過程中，M1的VT是導(dǎo)通的，乘法器的輸出則是電感峰值電流的參考電壓，只要在M1源極電阻R11上的傳感電壓超過電流傳感器比較門限電壓，IC1中電流檢測邏輯電路的閂鎖則復(fù)位，關(guān)斷M1。升壓電感L21的副繞組L22的作用，一是將感生電壓經(jīng)整流和濾波作為IC1啟動后的輔助電源，二是用作L21的高靈敏度的電流傳感器，副繞組L22將流過L21的電流檢測后，經(jīng)限流電阻R9輸入到IC1的零電流檢測器(5腳)，只要電感電流一降至零電平，零電流檢測器則通過置位Rs閂鎖驅(qū)動M1導(dǎo)通，在M1導(dǎo)通時升壓二極管D3截止，輸出電容中儲能，通過負載釋放，當(dāng)電感電流達到峰值時，電感電流沿斜坡下降，直到電感電流下降到零之前M1一直關(guān)斷，在M1關(guān)斷時，升壓二極管D3則導(dǎo)通，一路是給逆變器驅(qū)動電路提供電源后再連接到LC振蕩電路，另一路則是經(jīng)過電阻R12、R13分壓得到4V的電壓供給可調(diào)電阻Rs，由電阻Rs根據(jù)光照度進行有效調(diào)節(jié)，此外電容器C9經(jīng)過R15限壓后又供給IC2的三腳，來驅(qū)動閉環(huán)調(diào)光控制信號。調(diào)光控制信號IC2的三腳與反饋信號IC2的一腳作比較，內(nèi)嵌的誤差放大器根據(jù)此誤差電壓產(chǎn)生相應(yīng)的誤差電流，送到壓控振蕩器L4，由此產(chǎn)生振蕩頻率。在驅(qū)動端IC2的九腳和十一腳產(chǎn)生不交疊的方波信號，分別驅(qū)動半橋逆變電路的高端和低端功率MOS管M2、M3的柵極，從而使逆變器工作在某個振蕩頻率，在此頻率下，逆變器主回路中的電感對應(yīng)了某個阻抗，此阻抗就決定了燈電流。調(diào)光信號端IC2的三腳是高阻抗電壓輸入端，其有效的電壓信號范圍為0-4VDC，在IC2的內(nèi)部此電壓被箝位在0.25V-4VDC，這意味著燈平均功率的調(diào)節(jié)范圍為2％--100％。在電路中通過引入適當(dāng)?shù)难a償可達到更寬的調(diào)節(jié)范圍，如1％--100％，同時，低端0.25VDC箝位可以保證系統(tǒng)在最低亮度能正常啟動。
二、異常狀態(tài)保護功能的工作原理1.過壓保護。在出現(xiàn)漏氣或陰極去激活而無法使燈管點亮?xí)r，如工作頻率接近LC自然諧振頻率，則由諧振而產(chǎn)生高壓，同時逆變器主回路的電流也很大，如果此種狀態(tài)長時間存在，將使逆變器過熱而失效，IC2提供的過壓保護功能可以避免此種狀態(tài)的出現(xiàn)，IC2的二腳用來檢測燈管電壓，當(dāng)過壓時，則IC2的七腳上以2倍于預(yù)熱充電電流對電容充電，進行0.5秒的延遲，當(dāng)IC2的七腳電壓達到4V時，再次檢測二腳是否存在高壓，如果仍然存在，系統(tǒng)停振進入待機狀態(tài)，以免逆變器損壞，否則七腳逐漸放電，系統(tǒng)仍然正常工作，但是如果系統(tǒng)進入到了嚴重過壓狀態(tài)，則系統(tǒng)立即停振。
2.容性模式保護。當(dāng)燈管無法點亮或燈管電壓過高時，可能使逆變器進入容性工作模式，此時逆變器中M1、M2將產(chǎn)生極大損耗，嚴重時由于過熱而失效，IC2及其外圍的阻容電路就提供了此種模式的保護，當(dāng)IC2的四腳檢測到的主回路電流相位超前于電壓時，則判斷為容性模式，系統(tǒng)停振進入待機狀態(tài)。
3.整流狀態(tài)效應(yīng)保護。壽命保護是指在燈管出現(xiàn)整流效應(yīng)時，應(yīng)及時地使系統(tǒng)停振，否則在燈管電極端將出現(xiàn)極高的熱點，嚴重時將使燈管的玻璃融化，而由此可能引起火災(zāi)，本逆變電路除了提供EOL模式的保護外，在檢測方法上表現(xiàn)出更強的靈活性，IC2的十四腳內(nèi)置±1V的窗口比較器，當(dāng)十四腳的輸入電壓超過范圍時，EOL比較產(chǎn)生了有效信號，送到控制邏輯，控制邏輯同樣將起到延時保護功能。在延時結(jié)束以后，將再次判斷該檢測信號是否有效，如仍然有效則停振，進入等待模式。
權(quán)利要求1.一種超極熒光燈的控制電路，包括依次連接的濾波、整流電路，功率因數(shù)校正電路，光效調(diào)節(jié)電路，逆變器驅(qū)動電路，調(diào)光、驅(qū)動工作電源電路，逆變器振蕩電路，調(diào)光驅(qū)動電路，其特征在于所述功率因數(shù)校正電路是由集成電路IC1、電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11，電容C3、C4、C5、C6、C7、C8，二極管D1、D2、D3，電感L21、L22，場效應(yīng)管M1所組成，用于降低AC輸入后電路中的無功功率的校正和降低電流諧波含量，同時還將起到給逆變器輸入提供穩(wěn)定的工作電源作用；所述光效調(diào)節(jié)電路是由電阻R12、R13、R14、R15、電容C9、可變電阻RS所組成，用于光效調(diào)節(jié)；所述逆變器驅(qū)動電路是由電阻R16、R17，電容C10，場效應(yīng)管M2、M3，電感L31、L32所組成，用于啟輝所述的逆變振蕩電路和調(diào)光驅(qū)動電路的集成電路IC2工作指令，配合振蕩電路，使負載超極熒光燈管點亮；所述調(diào)光、驅(qū)動工作電源電路是由電阻R18、R19、電容C13、C14，二極管D4、D5所組成，用作所述的調(diào)光驅(qū)動電路中的集成電路IC2的工作電源；所述逆變器振蕩電路是由電阻R20、R21、R25、R26、R27，電容C11、C12、C20，電感L41、L42、L51、L52、L53所組成，用于控制負載端輸出工作頻率以及微調(diào)輸出功率；所述調(diào)光、驅(qū)動電路是由集成電路IC2、電阻R22、R23、R24、R28、R29、R30、R31、R32、R33，電容C15、C16、C17、C18、C19，二極管D6所組成，用于燈電流閉環(huán)調(diào)節(jié)控制、全程調(diào)光無頻閃、半橋式逆變電路的容性與近容性模式保護、過壓保護、整流態(tài)效應(yīng)保護。
專利摘要一種超極熒光燈的控制電路，包括依次連接的濾波、整流電路，功率因數(shù)校正電路，光效調(diào)節(jié)電路，逆變器驅(qū)動電路，調(diào)光、驅(qū)動工作電源電路，逆變器振蕩電路，調(diào)光驅(qū)動電路，其中功率因數(shù)校正電路，采用HY4401芯片，用于AC輸入后對電路無功功率調(diào)整等功能；逆變器振蕩電路用于燈啟輝振蕩；調(diào)光驅(qū)動電路，采用HY4402芯片，用于8W－200W各種功率的調(diào)光及其功率調(diào)整和燈電流閉環(huán)調(diào)節(jié)控制電路。本實用新型性能穩(wěn)定、工作可靠，且該電子線路具有體積小、重量輕、其電流諧波含量低、功率因數(shù)高、無頻閃、光效高、低壓啟輝以及高節(jié)能、以及使燈管使用壽命成幾十倍的增長。
文檔編號H05B41/282GK2609317SQ0322910
公開日2004年3月31日 申請日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月28日
發(fā)明者關(guān)文才 申請人:上海宏源照明電器有限公司