專利名稱：一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于熒光燈鎮(zhèn)流器設計領域，涉及一種熒光燈鎮(zhèn)流器，尤其是一種 熒光燈電子鎮(zhèn)流器。
背景技術：
自1938年熒光燈問世以來，人們一直采用電感鎮(zhèn)流器與啟輝器來使熒光燈工作，
這種鎮(zhèn)流器存在許多缺點重量大、體積大、自身損耗大及工作時發(fā)出噪聲，頻閃，
長期在這種環(huán)境下工作會損傷人的視力。
電子鎮(zhèn)流器的問世很好的解決了上述問題，它將低頻交流電整流為直流電，再經(jīng) 過逆變器變換為較高頻率的交流電，由高頻交流電來驅(qū)動燈管。目前市場上現(xiàn)有的電 子鎮(zhèn)流器幾乎都是采用磁環(huán)變壓器的自激式半橋逆變電路，雖然這種電子鎮(zhèn)流器相對
傳統(tǒng)電感鎮(zhèn)流器有很多的優(yōu)點，但還是存在以下幾點缺點
1) 不能自啟動，振蕩反饋回路復雜；
2) 晶體管由磁環(huán)電壓器驅(qū)動，驅(qū)動電壓波形不理想，可靠性低；
3) 電路中磁性元件的選取困難；
4) 壽命短、可靠性差。
由于以上存在的缺點，致使電子鎮(zhèn)流器的推廣和應用受到了一定的限制，因此， 開發(fā)高可靠性長壽命的電子鎮(zhèn)流器是非常必要的。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點，提供一種長壽命高可靠性的
熒光燈電子鎮(zhèn)流器，通過EMI整流濾波、無源PFC電路、IC高頻逆變電路使該電子 鎮(zhèn)流器諧波含量達到"L"級低畸變要求，電路增加了雙重工作狀態(tài)異常保護電路、 燈絲預熱電路，保護了驅(qū)動電路，從而提高了電路的可靠性。 本實用新型的目的是通過以下技術方案來解決的
這種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，包括EMI整流濾波電路和無源PFC電路，還包括IC 高頻逆變電路和燈管啟動電路，所述EMI整流濾波電路的輸出端與無源PFC電路的 輸入端連接，所述無源PFC電路的輸出端與IC高頻逆變電路的輸入端連接，所述IC 高頻逆變電路的輸出端與燈管啟動電路連接；所述燈管啟動電路與燈管連接；所述逆變電路和燈管啟動電路均以IR2157芯片為控制核心。
上述EMI濾波整流電路包括保險電阻、壓敏電阻、共模抑制電感、第一至第四 電容、第一電感、整流橋；所述保險電阻和第一電感分別串聯(lián)在電路上，所述壓敏保 護電阻、第一電容、共模抑制電感、第二電容分別依次并聯(lián)于保險電阻之后；所述第 三電容并聯(lián)于第一電感之后；所述整流橋的輸入端與第三電容的兩端連接，所述整流 橋的輸出端連接有第四電容和第一二極管的串聯(lián)電路。
上述無源PFC電路為復和泵式，其由第一輔助電源和第二輔助電源組成，所述 第一輔助電源包括第六至九二極管、第十八電容和第十九電容；所述第二輔助電源包 括第一二極管和第十七電容。
上述第七二極管與第八二極管相串聯(lián)且第七二極管的正極與第十七電容的負極 端連接；第九二極管與第十八電容串聯(lián)且所述第十八電容的正極端還與第一二極管的 負極連接；所述第六二極管與所述第十九電容串聯(lián)且所述第六二極管的負極與第一二 極管的負極連接；所述第十九電容的負極端和第九二極管的正極均與所述整流橋輸出 端的負極連接。
上述燈管還并聯(lián)有異常狀態(tài)保護電路，所述異常狀態(tài)保護電路由第十四電容與 PTC熱敏電阻串聯(lián)組成。
本實用新型的功率因數(shù)校正電路采用復合泵式電路，這種電路能在較低成本的 前提下開發(fā)出性能達到"L"級低諧波畸變要求、CF小于1.7的高性能PFC電路。 逆變驅(qū)動電路主要由IR2157集成電路完成，其不但具有燈管預熱功能，并且可以設 定預熱時間及驅(qū)動頻率，以掃頻方式接近諧振電路的串聯(lián)諧振頻率并啟輝點亮燈管。 而且其有豐富的保護功能，如燈管啟動失效、燈絲斷、欠壓、電路過熱保護等。本實 用新型還將一只電子鎮(zhèn)流器專用PTC熱敏電阻與啟動電容相串聯(lián)作為燈管異常狀態(tài) 的第二重保護，當燈管出現(xiàn)故障時，該熱敏電阻會在數(shù)秒內(nèi)工作，迫使LC串聯(lián)諧振 電路停振，為鎮(zhèn)流器電路提供二次保護。綜上所述，本實用新型以簡單的電路實現(xiàn)了 可靠性高、壽命長的電子鎮(zhèn)流器，并且其成本不高，便于普遍推廣。
圖l為本實用新型的功能框圖2為本實用新型電路其中101為EMI整流濾波電路；102為無源PFC電路；103為燈管；104為IR2157心片。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細描述
參見圖1，本實用新型的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，包括EMI整流濾波電路101、無源 PFC電路102、 IC高頻逆變電路、燈管啟動電路和燈管異常狀態(tài)保護電路，所述EMI 整流濾波電路101的輸出端與無源PFC電路102的輸入端連接，所述無源PFC電路 102的輸出端與IC高頻逆變電路的輸入端連接，所述IC高頻逆變電路的輸出端與燈 管啟動電路連接；所述燈管啟動電路與燈管103連接；所述燈管還并聯(lián)有燈管異常狀 態(tài)保護電路。所述逆變電路和燈管啟動電路均以IR2157芯片104為控制核心。
以下對本實用新型各電路的組成和連接關系進行詳細介紹-
參見圖2，所述EMI濾波整流電路lOl包括保險電阻FUSE、壓敏保護電阻Rv、 共模抑制電感T1、第一至第四電容C1-C4、第一電感L1、整流橋D10;所述保險電 阻FUSE和第一電感L1分別串聯(lián)在電路上，所述壓敏保護電阻Rv、第一電容C1、 共模抑制電感T1、第二電容C2分別依次并聯(lián)于保險電阻FUSE之后；所述第三電容 C3并聯(lián)于第一電感L1之后；所述整流橋D10的正極與第三電容C3的兩端連接，所 述整流橋D10的負極連接有第四電容C4和第一二極管D1的串聯(lián)電路(即第一二極 管D1與第四電容C4串聯(lián)后連接于整流電路101的輸出端)。
以下將整流橋D10輸出端的正極稱為A端，負極稱為B端
整流電路101輸出端的正極(即A端)與第十七電容C17的正極連接，第一電 阻Rl與第二電阻R2串聯(lián)后連接于A端與B端之間；
IR2157的各管腳連接關系如下
1管腳通過第五電容C5與B端連接；
2管腳通過第六電容C6與B端連接；
3管腳通過第三電阻R3和第7電容C7與B端連接，3管腳還通過第三電阻R3 與4管腳連接；
4管腳通過第四電阻R4與B端連接；
5管腳通過第六電阻R6、第5電阻R5和第十六電容C16與B端連接，5管腳 還通過第六電阻R6與4管腳連接；
6管腳通過第八電容C8與B端連接；7管腳通過第七電阻R7與6管腳連接；
8管腳通過第九電容C9與B端連接，8管腳還通過第十五電阻R5與燈管3連
接；
9管腳通過第十二電阻R12和第十三電阻R13與B端連接，9管腳還通過第十
二電阻R12與第二 MOS管Q2的源極連接；
10管腳通過第十一電阻Rll與第二 MOS管Q2的柵極連接；
11管腳不僅直接與B端連接，還通過第十二電容C12與12管腳連接；
12管腳不僅與第三二極管D3的正極連接，還與第四二極管D4的負極連接，并
且12管腳通過第十電阻R10與整流電路101輸出端的A端連接； 13管腳置空；
14管腳不僅通過第十電容C10與15管腳連接，還與第三二極管D3的負極連接； 15管腳與第一 MOS管Ql的源極連接，15管腳通過第二二極管D2與第一二極
管Dl的負極連接，其中第二二極管D2的正極直接與15管腳連接；
16管腳通過第八電阻R8與第一 MOS管Ql的柵極連接；第一 MOS管Ql的漏
極與第一二極管Dl的負極連接；第一 MOS管Ql的源極還與第二 MOS管Q2的漏
極連接；
燈管103的k4端通過第二電感L2與第二二極管D2的正極連接；燈管103的 la2端和la3端還串接有第十四電容C14和電子鎮(zhèn)流器專用PTC熱敏電阻；燈管103 的lal端通過第十四電阻R14與第一二極管D1的負極連接；
第四二極管D4的正極與第五二極管D5的負極連接，第五二極管D5的正極與 B端連接，第五二極管D5的負極還通過第十一電容Cll和第九電阻R9與15管腳連 接；
第十三電容C13的兩端分別與燈管103的lal端和第一二極管Dl的負極連接；
第十五電容C15的兩端分別與燈管103的lal端和B端連接；
第七二極管D7的正極分別與燈管103的lal端和第十七電容C17的負極端連接，
第七二極管D7的負極與第六二極管D6的正極連接；
第六二極管D6的負極與第一二極管Dl的負極連接，第六二極管D6的正極與
第十九電容C19的正極連接；
第十九電容C19的負極與B端連接；第九二極管D9的正極與B端連接，第九二極管D9的負極分別與第八二極管 D8的正極和第十八電容C18的負極連接；
第八二極管D8的負極與燈管103的lal端連接； 第十八電容C18的正極與第一二極管Dl的負極連接。 本實用新型各電路的功能如下-
保險電阻FUSE為了防止輸入電流過大損壞主體電路；壓敏電阻Rv起過電壓保 護的作用。由第一電容C1、第二電容C2、共模抑制電感T1、第一電感L1、第三電 容C3組成EMI濾波電路，濾除輸入電流電壓噪聲干擾；由四個二極管組成的整流橋 DIO、第四電容C4實現(xiàn)濾波，為后續(xù)電路提供直流電壓。
無源PFC電路，由第一輔助電源(雙泵電路)和第二輔助電源(高頻泵電路)， 二者各取優(yōu)點構成高性能無源功率因數(shù)校正電路。
IC高頻逆變電路為專用IC逆變驅(qū)動電路，其中IR2157的2-7管腳及所連容阻器 件完成啟動、預熱、啟輝、運行模式的頻率設定；在啟動模式下，振蕩頻率由第三電 阻R3、第四電阻R4及第五電阻R5與第十六電容C16支路的并聯(lián)值、以及第七電阻 R7、第八電容C8決定；預熱時間t由預熱電容-第六電容C6值、內(nèi)部luA的電流源、 以及2管腳內(nèi)部比較器的閾值(4.0V)來決定，因為
丄j[lxlO"V/ -丄xl(T6 x/ = 4(F)
c《 C6
得/ = 4xl06C6;
IR2157的11-15管腳及所接元件第十至十二電容C10-C12、第九電阻R9、第十電阻 RIO、第三至五二極管D3-D5組成集成電路的低壓電源-自舉電源；IR2157的10、 16 管腳及所接元件第八電阻R8、第十一電阻Rll。第十三電阻R13、第一M0S管Q1、 第二MOS管Q2、第二二極管D2、第五二極管D5組成半橋驅(qū)動方波輸出電路。
所述燈管啟動及異常保護電路包括IR2157、燈管103、第二電感L2、第五電容 C5、第十四電容C14、第九電容C9、第一電阻R1、第二電阻R2、第十二電阻R12、 第十四電阻R14、第十五電阻R15、 PTC熱敏電阻；其中第二電感L2、第十四電容 C14組成LC串聯(lián)諧振回路啟動燈管103; IR2157的1管腳用于監(jiān)控直流總線電壓， 8管腳用于檢測燈管103有無，9管腳用于檢測半橋電流，有故障時故障鎖存器置l; PTC熱敏電阻采用KT120-H型，在規(guī)定時間內(nèi)啟動，第十四電容C14兩端產(chǎn)生高壓啟動燈管，當燈管出現(xiàn)故障時，PTC熱敏電阻的電阻會在數(shù)秒內(nèi)工作，迫使LC串聯(lián)
諧振電路停振，從而切斷高壓，保護驅(qū)動電路。
本實用新型的整流濾波電路101主要通過EMI濾波電路濾除高頻干擾、橋式整 流后為后續(xù)電路提供較平滑的直流電壓。無源PFC電路102 (功率因數(shù)校正電路)采 用復合泵式電路，該電路由雙向自供輔助電源式PFC電路(雙泵電路)和高頻泵電 路組合而成，雙泵電路和高頻泵電路都能使輸入輸出參數(shù)同時滿足IEC929和 GB/T15144-94標準的有關要求，但是它們各有缺點，所以本實用新型將雙泵和高頻 泵電路的優(yōu)點結(jié)合起來，避開各自缺點，在較低成本的前提下開發(fā)出性能達到"L" 級低諧波畸變要求、CF小于1.7的高性能PFC電路。IC高頻逆變電路主要由IR公 司推出的IR2157集成電路完成，IR2157是一種全集成化的高壓(600V)鎮(zhèn)流器控制 器集成電路，能夠驅(qū)動所有類型的快速啟動的熒光燈管，它具有以下特點①具有燈 管預熱功能，并且可以設定預熱時間及驅(qū)動頻率，以掃頻方式接近諧振電路的串聯(lián)諧 振頻率并啟輝點亮燈管。②具有豐富的保護功能，如燈管啟動失效、燈絲斷、欠壓、 電路過熱保護等。在燈管啟動電路中，將一只熱敏電阻PTC與啟動電容相串聯(lián)作為 燈管異常狀態(tài)第二重保護，當燈管出現(xiàn)故障時，該熱敏電阻會在數(shù)秒內(nèi)工作，迫使 LC串聯(lián)諧振電路停振，為鎮(zhèn)流器電路提供二次保護。
權利要求1.一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，包括EMI整流濾波電路(101)和無源PFC電路(102)，其特征在于，還包括IC高頻逆變電路和燈管啟動電路，所述EMI整流濾波電路(101)的輸出端與無源PFC電路(102)的輸入端連接，所述無源PFC電路(102)的輸出端與IC高頻逆變電路的輸入端連接，所述IC高頻逆變電路的輸出端與燈管啟動電路連接；所述燈管啟動電路與燈管(103)連接；所述IC高頻逆變電路和燈管啟動電路均以IR2157芯片(104)為控制核心。
2. 根據(jù)權利要求l所述的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述EMI濾波整流電路 包括保險電阻(FUSE)、壓敏電阻(Rv)、共模抑制電感(Tl)、第一至第四電容(Cl-C4)、第一電感(Ll)、整流橋(D10);所述保險電阻(FUSE)和第一電感 (Ll)分別串聯(lián)在電路上，所述壓敏保護電阻(Rv)、第一電容(Cl)、共模抑制 電感(Tl)、第二電容(C2)分別依次并聯(lián)于保險電阻(FUSE)之后；所述第三 電容(C3)并聯(lián)于第一電感(Ll)之后；所述整流橋(D10)的輸入端與第三電 容
3. 根據(jù)權利要求1所述的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述無源PFC電路(102) 為復和泵式，其由第一輔助電源和第二輔助電源組成，所述第一輔助電源包括第 六至九二極管(D6-D9)、第十八電容(C18)和第十九電容(C19);所述第二輔 助電源包括第一二極管(Dl)和第十七電容(C17)。
4. 根據(jù)權利要求3所述的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述第七二極管(D7) 與第八二極管(D8)相串聯(lián)且第七二極管(D7)的正極與第十七電容(C17)的 負極端連接；第九二極管(D9)與第十八電容(C18)串聯(lián)且所述第十八電容(C18) 的正極端還與第一二極管(Dl)的負極連接；所述第六二極管(D6)與所述第十 九電容(C19)串聯(lián)且所述第六二極管(D6)的負極與第一二極管(Dl)的負極 連接；所述第十九電容(C19)的負極端和第九二極管(D9)的正極均與所述整 流橋(D10)輸出端的負極連接。
5. 根據(jù)權利要求l所述的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述燈管(103)還并聯(lián) 有異常狀態(tài)保護電路，所述異常狀態(tài)保護電路由第十四電容(C14)與PTC熱敏 電阻(PTC)串聯(lián)組成。
專利摘要本實用新型涉及一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，包括EMI整流濾波電路和無源PFC電路，還包括IC高頻逆變電路和燈管啟動電路，所述整流濾波電路的輸出端與無源PFC電路的輸入端連接，所述無源PFC電路的輸出端與逆變電路的輸入端連接，所述逆變電路的輸出端與燈管啟動電路連接；所述燈管啟動電路與燈管連接；所述逆變電路和燈管啟動電路均以IR2157芯片為控制核心。本實用新型以簡單的電路實現(xiàn)了可靠性高、壽命長的電子鎮(zhèn)流器，并且其成本不高，便于普遍推廣。
文檔編號H05B41/295GK201383896SQ20092003250
公開日2010年1月13日 申請日期2009年4月8日 優(yōu)先權日2009年4月8日
發(fā)明者史永勝, 史耀華, 張普雷 申請人:陜西科技大學