專利名稱：交流電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
交流電子鎮(zhèn)流器本實用新型涉及照明電路領(lǐng)域，尤其涉及一種高光效低能耗并帶有燈壽終保護單 元電路的交流電子鎮(zhèn)流器。隨著綠色照明的推廣，節(jié)能高效的熒光燈及其電子鎮(zhèn)流器得到大規(guī)模的應(yīng)用?，F(xiàn) 有的(AC)交流電壓輸入的電子鎮(zhèn)流器，部分采用(APFC)有源功率因數(shù)校正進行電路升壓， 以獲得高功率因數(shù)，同時得到穩(wěn)定的鎮(zhèn)流器直流工作電源(DC)，供給半橋逆變單元電路，再 由LC諧振點燈單元電路恒功率點燈。除此之外國內(nèi)更多的采用(PPFC)無源功率因數(shù)修正 以獲得高功率因數(shù)，但以此采用(PPFC)功率因數(shù)修正電路未能對DC進行升壓，因此不適宜 高管壓降燈管的點亮。如采用(PPFC)無源功率因數(shù)修正電路方式作為電子鎮(zhèn)流器功率因數(shù)修正諧振點 燈單元電路，采用如

圖1所示的由一只電感L、一只電容C及燈絲電阻R組成LCR諧振，在 諧振中，燈絲串聯(lián)在LC諧振電路中。由于現(xiàn)有的無源功率因數(shù)修正電路單元無法對DC進 行升壓，當(dāng)用于歐洲及國內(nèi)AC交流電源輸入時，產(chǎn)生約230V DC，經(jīng)半橋電路逆變，供給燈 管電壓約為115V，這個電壓遠遠達不到高管壓降燈管所需提供的高頻電壓，所以燈的點亮 是靠LC串聯(lián)燈絲電阻R進行高頻諧振，以使C得到高電壓，C并聯(lián)于燈管而點亮燈管。LCR 諧振的無功電流大量消耗在R上，造成電能的浪費，不利節(jié)電。另現(xiàn)有的電子鎮(zhèn)流器在使用過程中，當(dāng)燈管損壞時，須將電源關(guān)閉進行更換燈管， 否則更換燈管后不能自動點亮，比較麻煩。本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種低能耗的交流電子鎮(zhèn)流 器，其具有獨特的燈壽終保護電路、且具有當(dāng)燈管損壞后，無須將電源關(guān)閉就能進行更換燈 管并能自動點亮的交流電子鎮(zhèn)流器。本實用新型提供的交流電子鎮(zhèn)流器，包括電磁兼容單元、整流單元、功率因數(shù)修 正單元、半橋逆變單元、LC諧振點燈單元和燈壽終保護單元；電磁兼容單元、整流單元、功 率因數(shù)修正單元、半橋逆變單元和LC諧振點燈單元依次順序電相連；燈壽終保護單元輸 入端與LC諧振點燈單元輸出端相連，輸出端與半橋逆變單元相連；所述燈壽終保護單元 包括一只微觸發(fā)可控硅、電阻一(ROl)、電阻二(R02)、電阻三(R03)、電阻四(RlO)、電阻五 (R11)、電阻六(R12)、電容二(C16)、電容三(C21)、二極管一 (D12)和二極管二(D21)，所述 微觸發(fā)可控硅由一只NPN晶體管(Q3)和PNP晶體管(Q4)組成；其中二極管二(D21)正極 與LC諧振點燈單元的輸出端連接，負極與電阻五(Rll)連接，電阻五(Rll)另一端與電阻 三(R03)、電阻四(RlO)連接，電阻四(RlO)的另一端接地；NPN晶體管(Q3)的基極與電阻 三(R03)另一端連接，發(fā)射極接地，集電極與電阻二(R02)、電阻六(R12)連接；PNP晶體管 (Q4)基極與電阻二(R02)另一端、電容二(C16)相連，發(fā)射極與電容二(C16)另一端、電阻六(R12)另一端、二極管一(D12)負極連接，集電極與電阻一(ROl)連接，電阻一(ROl)另 一端與電阻三(R03)、電容三(C21)正極連接，電容三(C21)負極接地；二極管一(D12)負極 和PNP晶體管(Q4)發(fā)射極均與半橋逆變單元供電端連接，二極管一(D12)正極接半橋逆變 單元；當(dāng)燈壽終時，燈壽終保護單元對來自LC諧振點燈單元的高頻電壓進行降壓，向半橋 逆變單元輸出低電壓而控制半橋逆變單元停止工作；當(dāng)LC諧振點燈單元的燈管被取下時， 中斷壽終保護單元的供電。所述LC諧振點燈單元包括電感組件(L)、熱敏電阻(R3)、電容(Cll)和電阻 (R5)，且電感組件(L) 一端作為LC諧振點燈單元輸入端，另一端與電容(Cll) 一端、燈管一 腳⑴相連，電阻(R5) —端接地，另一端與電容(Cll)的另一端相連；電容(Cll)與電阻 (R5)的連接點作為LC諧振點燈單元的輸出端，用以提供燈壽終保護誤差信號。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點本實用新型交流電子鎮(zhèn)流器，具有獨特的燈壽終保護單元，當(dāng)燈壽終出現(xiàn)全整流 現(xiàn)象及燈管不激活時，本實用新型進入自我保護狀態(tài)，并且可以在帶電狀態(tài)下更換燈管，燈 管更換后仍可點燃，實現(xiàn)了無需切斷電源再重新啟動的過程，簡化更換燈管的過程。另外，本實用新型是將R分離出LC串聯(lián)諧振電路中，在點亮燈時LC諧振點燈單元 的諧振電流末流經(jīng)燈管燈絲，減小了燈絲電阻的損耗，使本實用新型交流電子鎮(zhèn)流器的節(jié) 能效果更好，本實用新型在異常保護后(即保護待機時)可減小耗電。再者，本實用新型的 交流電子鎮(zhèn)流器中通過設(shè)置熱敏電阻，對燈絲具有預(yù)熱功能，并在保護狀態(tài)時也能減少能 耗，達到歐洲關(guān)于電子鎮(zhèn)流器待機能效的標(biāo)準(zhǔn)。圖1為現(xiàn)有技術(shù)電子鎮(zhèn)流器中的LC諧振點燈單元的電路圖；圖2為本實用新型交流電子鎮(zhèn)流器的框圖；圖3為圖2所示交流電子鎮(zhèn)流器的電路圖；圖4為圖2中的LC諧振點燈單元的電路圖；圖5為圖2中的燈壽終保護單元的電路圖。為更進一步闡述本實用新型為達成預(yù)定目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合 附圖及較佳實施例，對依據(jù)本實用新型提出的交流電子鎮(zhèn)流器，其具體實施方式
、結(jié)構(gòu)、特 征及其功效，說明如后。本實用新型提供的交流電子鎮(zhèn)流器，如圖2所示，包括電磁兼容單元1、整流單元 2、功率因數(shù)修正單元3、半橋逆變單元4、LC諧振點燈單元5和燈壽終保護單元6 ；其中所述 的電磁兼容單元1、整流單元2、功率因數(shù)修正單元3、半橋逆變單元4和LC諧振點燈單元5 依次順序電性相連。燈壽終保護單元6輸入端與LC諧振點燈單元5輸出端相連，其輸出端 與半橋逆變單元4相連。整流單元2將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)化為脈動直流電壓；功率因數(shù)修 正單元3可實現(xiàn)對本實用新型工作時功率因數(shù)的修正；半橋逆變單元4可將脈動直流電壓 DC轉(zhuǎn)化為高頻電壓，本實施例中交流電子鎮(zhèn)流器的高頻電壓頻率為45KHz士5KHz ；LC諧振 點燈單元5，可以對燈絲進行預(yù)熱，產(chǎn)生高頻諧振電壓點燃燈管，對于各種高管壓降的燈管均具有較低的損耗；燈壽終保護單元6可以在連接各種半橋式逆變電路方式的電子鎮(zhèn)流器 中執(zhí)行保護功能。如圖3所示，本實用新型的LC諧振點燈單元5包括電感組件L、熱敏電阻R3、電 容Cll和電阻R5 ；且電感組件L 一端作為LC諧振點燈單元輸入端，接收來自半橋逆變單元 4的高頻電壓輸出，另一端與電容Cll 一端、燈管1腳相連；電阻R5 —端接地，另一端與電 容Cll的另一端連接，電容Cll與電阻R5的連接點作為LC諧振點燈單元5的輸出端。使 用本實用新型時燈管1腳與電感組件L另一端連接，燈管2腳與熱敏電阻R3 —端連接，燈 管3腳與熱敏電阻R3另一端連接，并為燈壽終保護單元提供工作電源，燈管4腳與電容ClO 連接；本實用新型實施例的所述電感組件L包括兩只諧振電感器L7、L8。半橋逆變單元4 的二極管D16陽極和二極管D17的陰極接點為高頻電壓輸出點，其輸出的高頻電壓、電流流 向LC諧振點燈單元5，該高頻電流經(jīng)電流互感器L5、諧振電感L7、L8連接燈管的1腳、依次 連接燈絲后至燈管的2腳，再經(jīng)熱敏電阻R3連接到燈管的3腳，經(jīng)燈絲流到燈管的4腳，通 過C11，連接至C3、C4中點，此點可視為鎮(zhèn)流器直流供電電源DC地端。鎮(zhèn)流器接通電源后， 熱敏電阻R3此時為低溫約25°C，依自身特性為低電阻，隨著流過燈絲電流的變大，對燈絲 進行預(yù)熱，熱敏電阻R3由于通過大電流自身溫度上升至高溫如100°C，此時呈高阻特性，近 似開路，半橋逆變單元4中的高頻電壓電流輸出點產(chǎn)生的高頻電流，經(jīng)電感組件L7、L8、燈 管的1腳接電容C11，電容Cll通過低阻值R5到DC地端，通過DC至燈管的4腳，電路原理 等效于圖4，此時高頻電流通路為LC串聯(lián)諧振，使電容Cll兩端產(chǎn)生高頻高壓點燃燈管。諧 振電流末流經(jīng)燈管燈絲，減小了燈絲電阻的損耗，以此得到整只鎮(zhèn)流器的節(jié)電。本實用新型 中LC諧振點燈單元5在接通電源后高頻電流經(jīng)電感組件L和燈絲電阻R、熱敏電阻R3，此 時熱敏電阻R3處在低溫低阻狀態(tài)，高頻電流流過燈絲，進行燈絲預(yù)熱，當(dāng)熱敏電阻R3長時 間(約1秒鐘)通電后，熱敏電阻R3處在高溫高阻狀態(tài)，熱敏電阻R3近似開路，使流過燈 絲的電流也變小，燈絲的損耗減小，電阻R5為低阻值電阻，此時電容Cll經(jīng)R5至DC地、經(jīng) DC至燈管4腳，等效并聯(lián)于燈管兩端。電感L、電容Cll和電阻R5組成串聯(lián)諧振電路，諧振 產(chǎn)生的高頻高壓將燈管點燃。由于燈絲電阻R并未串入LC諧振點燈單元5中，所以燈絲電 阻R并不消耗能量，達到減小諧振點燈損耗的目的。如圖3和圖5所示，所述燈壽終保護單元6包括一只微觸發(fā)可控硅、電阻一 R01、 電阻二 R02、電阻三R03、電阻四R10、電阻五R11、電阻六R12、電容二 C16、電容三C21、二極 管一 D12和二極管二 D21，所述微觸發(fā)可控硅由一只NPN晶體管Q3和PNP晶體管Q4組成； 其中二極管二 D21正極與LC諧振點燈單元5的輸出端連接，負極與電阻五Rll連接，電阻 五Rll另一端與電阻三R03、電阻四RlO連接，電阻四RlO的另一端接地；NPN晶體管Q3的 基極與電阻三R03另一端連接，發(fā)射極接地，集電極與電阻二 R02、電阻六R12連接；PNP晶 體管Q4基極與電阻二 R02另一端、電容二 C16相連，發(fā)射極與電容二 C16另一端、電阻六 R12另一端、二極管一 D12負極連接，集電極與電阻一 ROl連接，電阻一 ROl另一端與電阻 三R03、電容三C21正極連接，電容三C21負極接地；二極管一 D12正極與半橋逆變單元4 連接。本單元中由于NPN晶體管Q3集電極與PNP晶體管Q4基極相連，PNP晶體管Q4集電 極與NPN晶體管Q3基極相連，形成可控硅的四層結(jié)構(gòu)，即PNPN可控硅結(jié)構(gòu)，形成可控硅鎖 定功能。NPN晶體管Q3基極接收燈壽終誤差信號，LC諧振點燈單元5產(chǎn)生的高電壓做為燈 壽終誤差信號，經(jīng)NPN晶體管Q3放大，被放大的NPN晶體管Q3集電極信號送入PNP晶體管Q4的基極，被再次放大的PNP晶體管Q4的集電極信號與誤差信號合成，再同時輸入至NPN 晶體管Q3的基極，多次循環(huán)放大，將導(dǎo)致NPN晶體管Q3和PNP晶體管Q4飽和，得到可控硅 特性。由于NPN晶體管Q3和PNP晶體管Q4的放大系數(shù)不同，會使飽和速度產(chǎn)生誤差，但由 于誤差較小可以忽視，另外NPN晶體管Q3和PNP晶體管Q4組成的可控硅飽和電流小，在本 實用新型交流電子鎮(zhèn)流器異常保護后(即保護待機時)耗電減小。 請再參見圖3本實用新型交流電子鎮(zhèn)流器的電路圖。 電磁兼容單元1的交流電壓AC —端通過保險絲Fl，連通共模電感Ll，輸出到并聯(lián) 電容C1，C2的一端，再經(jīng)差模電感L2輸給整流單元2中，AC另一端經(jīng)共模電感Ll另一端， 輸出至整流單元2和電容C8 —端，并將此電容C8另一端接AC地端。以此完成電磁兼容單 元電路功能。整流單元2由四只二極管01、02、03、04和兩只電容03、04組成，四只二極管01、 D2、D3、D4組成全波整流電路，輸出脈動直流，再由電容C3、C4完成濾波，并在C3、C4中點形 成半橋電路的中點電位。功率因數(shù)修正單元3中由兩只電容05丄6和四只08、09、010、07二極管組成雙泵 電路，燈管點亮?xí)r產(chǎn)生的高頻電壓經(jīng)電容ClO反饋至二極管D8、D9公共點組成復(fù)合泵電路， 以此達到對功率因數(shù)的修正，功率因數(shù)可達0. 98。半橋逆變單元4為電壓饋電半橋式逆變電路，主元器件由晶體管Q1、緒流二極管 D16、電容C13、二極管D19、電阻R6和R8及互感器L4副繞組，組成半橋上臂電路，由晶體管 Q2、緒流二極管D17、電容C14、電阻R7和R9及互感器L6副繞組組成半橋下臂電路；另還由 電阻R2、雙向二極管D11、電容C17和C12、電阻R4和Rl及39V的穩(wěn)壓管D18組成的半橋逆 變啟動電路。二極管D16的陽極和D17陰極接點，為半橋電路產(chǎn)生的高頻電壓輸出點。高 頻電流流過電流互感器L5，輸出至諧振點燈單元5。諧振點燈單元5為諧振點燈電路，諧振電感L7和L8與燈管1腳連接，熱敏電阻R3 與燈管2腳和3腳連接，電流通過燈管1腳流入燈絲后至燈管的2腳，再經(jīng)熱敏電阻R3流 入燈絲，最后經(jīng)燈管4腳流回至電源輸入端，本實用新型交流電子鎮(zhèn)流器接通電源后，熱敏 電阻R3此時溫度約為25°C，依自身特性為低電阻，燈絲電流大，對燈絲進行預(yù)熱，熱敏電阻 R3由于通過大電流自身溫度上升至100°C，此時呈高阻特性，近似開路，半橋逆變單元4中 產(chǎn)生的高頻電流，經(jīng)兩只諧振電感器L7、L8、燈管1腳流入電容C11，再通過低阻值R5流回 地端，電路原理等效于圖4，此時高頻電流通路為LC串聯(lián)諧振電路，使電容Cll兩端產(chǎn)生高 頻高壓點燃燈管，由于諧振電流末流經(jīng)燈管燈絲，減小了燈絲電阻的損耗，以此得到本實用 新型交流電子鎮(zhèn)流器的節(jié)能目的。本實用新型的燈壽終保護單元6由燈管1腳連接高頻電流信號，當(dāng)燈管壽終時，燈 管1腳產(chǎn)生高于點燈時高頻高壓的3-5倍電壓，經(jīng)電容C11、電阻R5分壓，取得同比值的高 頻電壓(即保護誤差信號)，經(jīng)二級管D21、電阻Rll和電阻R03供給NPN晶體管Q3的基極， NPN晶體管Q3導(dǎo)通且集電極低電位，低電位經(jīng)電阻R02接入PNP晶體管Q4的基極，PNP晶體 管Q4晶體管導(dǎo)通，其發(fā)射極為低電位，低電位經(jīng)二極管D12、電容C9，使半橋逆變單元4的 半橋下臂電路中的晶體管Q2的基極電位低于0. 7V，晶體管Q2進入截止?fàn)顟B(tài)，晶體管Q2截 止導(dǎo)致晶體管Ql也進入截止?fàn)顟B(tài)，半橋逆變單元4停止工作，達到了保護的功能。當(dāng)摘掉 燈管時其1腳、2腳、3腳和4腳都斷路，其中3腳斷路將電阻R2、二極管D13和電阻R12對
6于NPN晶體管Q3集電極及PNP晶體管Q4發(fā)射極的的供電中斷，破壞了 NPN晶體管Q3、PNP 晶體管Q4的鎖定，使電路恢復(fù)為不保護狀態(tài)，重新安裝新燈管后，只要燈管性能正常，Q3基 極電壓低于0. 7V，燈壽終保護單元6則不工作，電路保持正常點燈狀態(tài)。本實用新型交流電子鎮(zhèn)流器，具有獨特的燈壽終保護單元6，當(dāng)燈壽終出現(xiàn)全整流 現(xiàn)象及燈管不激活時，本實用新型進入自我保護狀態(tài)，并且可以在帶電狀態(tài)下更換燈管，燈 管更換后仍可點燃，實現(xiàn)了無需切斷電源再重新啟動的過程，簡化更換燈管的過程；LC諧 振點燈單元5的諧振電流末流經(jīng)燈管燈絲，減小了燈絲電阻的損耗，使本實用新型交流電 子鎮(zhèn)流器的節(jié)能效果更好，本實用新型在燈壽終保護后(即保護待機時)也可減小耗電。在此說明書中，本實用新型已參照其特定的實施例作了描述，但是，很顯然仍可以 做出各種修改和變換而不背離本實用新型的精神和范圍。因此，本實用新型的說明書和附 圖被認為是說明性的而非限制性的。
權(quán)利要求一種交流電子鎮(zhèn)流器，包括電磁兼容單元、整流單元、功率因數(shù)修正單元、半橋逆變單元和LC諧振點燈單元，并依次順序電相連，其特征在于，還包括燈壽終保護單元，其輸入端與LC諧振點燈單元輸出端相連，輸出端與半橋逆變單元相連；所述燈壽終保護單元包括由NPN和PNP型晶體管組合而成的微觸發(fā)可控硅、電阻一(R01)、電阻二(R02)、電阻三(R03)、電阻四(R10)、電阻五(R11)、電阻六(R12)、電容二(C16)、電容三(C21)、二極管一(D12)和二極管二(D21)；其中二極管二(D21)正極與LC諧振點燈單元的輸出端連接，負極與電阻五(R11)連接，電阻五(R11)另一端與電阻三(R03)、電阻四(R10)連接，電阻四(R10)的另一端接地；NPN晶體管(Q3)的基極與電阻三(R03)另一端連接，發(fā)射極接地，集電極與電阻二(R02)、電阻六(R12)連接；PNP晶體管(Q4)基極與電阻二(R02)另一端、電容二(C16)相連，發(fā)射極與電容二(C16)另一端、電阻六(R12)另一端、二極管一(D12)負極連接，集電極與電阻一(R01)連接，電阻一(R01)另一端與電阻三(R03)、電容三(C21)正極連接，電容三(C21)負極接地；二極管一(D12)正極與半橋逆變單元連接；當(dāng)燈壽終時，燈壽終保護單元對來自LC諧振點燈單元的高頻電壓進行降壓，向半橋逆變單元輸出低電壓而控制半橋逆變單元停止工作；當(dāng)LC諧振點燈單元的燈管被取下時，中斷燈壽終保護單元的供電。
2.如權(quán)利要求1所述的交流電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述LC諧振點燈單元包括電 感組件(L)、熱敏電阻(R3)、電容(Cll)和電阻(R5)，且電感組件(L) 一端作為LC諧振點燈 單元輸入端，另一端與電容(Cll) 一端、燈管一腳(1)相連，電阻(R5) —端接地，另一端與 電容(Cll)的另一端相連；電容(Cll)與電阻(R5)的連接點作為LC諧振點燈單元的輸出端。
專利摘要本實用新型公開的交流電子鎮(zhèn)流器，其電磁兼容單元、整流單元、功率因數(shù)修正單元、半橋逆變單元、LC諧振點燈單元依次順序電相連，燈壽終保護單元輸入端與LC諧振點燈單元輸出端相連，其輸出端與半橋逆變單元相連。本實用新型具有獨特的燈壽終保護單元，當(dāng)燈壽終出現(xiàn)全整流現(xiàn)象及燈管不激活時，本實用新型進入自我保護狀態(tài)，并且可以在帶電狀態(tài)下更換燈管，燈管更換后仍可點燃，實現(xiàn)了無需切斷電源再重新啟動的過程，簡化更換燈管的操作過程；LC諧振點燈單元的諧振電流末流經(jīng)燈管燈絲，減小了燈絲電阻的損耗，使本實用新型交流電子鎮(zhèn)流器的節(jié)能效果更好，本實用新型在燈壽終保護后(即保護待機時)也可減小耗電。
文檔編號H05B41/24GK201754645SQ201020206830
公開日2011年3月2日 申請日期2010年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月28日
發(fā)明者楊建華 申請人:楊建華