專利名稱：輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，尤指一種具有調(diào)光功能的氣體放電燈自激振蕩電子鎮(zhèn)流器逆變電源。
背景技術(shù)：
將直流轉(zhuǎn)變成交流的自激振蕩逆變電源應(yīng)用廣泛，特別常見于低成本的氣體放電燈自激振蕩電子鎮(zhèn)流器中。但是自激振蕩逆變電路要實(shí)現(xiàn)振蕩頻率可調(diào)或輸出功率可調(diào)， 則比較困難。美國(guó)專利US5596247提出了一種比較簡(jiǎn)單的自激振蕩電子鎮(zhèn)流器調(diào)光方案，但該方案將造成半橋上下管的開通時(shí)間不同，使上下管工作在不對(duì)稱狀態(tài)，對(duì)電路可靠性帶來影響。另一美國(guó)專利US6696803披露了一種能可靠工作的可改變工作頻率的自激振蕩電源方案，但該方案中輔助電源電壓的波動(dòng)將影響其振蕩頻率和輸出功率，因此對(duì)輔助電源的設(shè)計(jì)提出了較高的要求，成本相對(duì)較高。中國(guó)實(shí)用新型專利CN91217582.6提出一種廉價(jià)的分段調(diào)光自激振蕩電子鎮(zhèn)流器，該方案設(shè)想利用撥動(dòng)開關(guān)短接振蕩磁環(huán)的不同抽頭，實(shí)現(xiàn)分段調(diào)光。但實(shí)際上開關(guān)短接部分繞組后將大大降低輸出電壓，因而無法保證電路的可靠工作。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足之處，本發(fā)明的主要目的旨在提供一種能可靠工作且成本較低的輸出頻率或輸出功率可變的自激振蕩電源。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何使自激振蕩逆變電路能工作在不同的振蕩頻率，并且能按要求改變工作頻率；當(dāng)負(fù)載匹配電路形成非純阻性的等效負(fù)載時(shí)，若電路能改變工作頻率，就能改變輸出功率。通常的自激振蕩逆變電路的工作原理，是利用一個(gè)磁環(huán)作為電流互感器，將逆變輸出電流耦合到磁環(huán)副邊用于驅(qū)動(dòng)逆變開關(guān)管，形成自激振蕩。當(dāng)電路其他部分的參數(shù)確定時(shí)，逆變輸出電流到磁環(huán)副邊耦合關(guān)系的不同將產(chǎn)生不同的自激振蕩頻率，例如磁環(huán)的飽和深度不同會(huì)導(dǎo)致自激振蕩頻率不同?；谝陨显?，本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的該電源設(shè)置有逆變開關(guān)電路、多個(gè)電流互感器組成的耦合電路、開關(guān)以及負(fù)載電路，構(gòu)成自激振蕩逆變電源電路，由開關(guān)控制多個(gè)電流互感器組成的耦合電路中的部分電流互感器參與或退出自激振蕩來改變自激振蕩頻率。所述多個(gè)電流互感器組成的耦合電路包含至少兩個(gè)耦合系數(shù)互相獨(dú)立的電流互感器。所述在電路中設(shè)置的多個(gè)電流互感器，是在磁芯上繞制有線圈，互感器的原邊繞組相互串聯(lián)，分別與逆變開關(guān)電路中的功率開關(guān)管和負(fù)載電路連接；每個(gè)互感器有二個(gè)副邊繞組，其中一個(gè)互感器的一個(gè)副邊繞組與另一個(gè)互感器的一個(gè)副邊繞組串聯(lián)后，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電阻與逆變開關(guān)電路的上功率開關(guān)管的基極和發(fā)射極連接，另兩個(gè)副邊繞組串聯(lián)后經(jīng)驅(qū)動(dòng)電阻與逆變開關(guān)電路下功率開關(guān)管的基極和發(fā)射極連接，借助一開關(guān)，控制至少一個(gè)電流互感器參與或退出自激振蕩，以控制電路的振蕩頻率。所述開關(guān)，并接于一個(gè)電流互感器中線圈的原邊繞組；或者并接于一個(gè)電流互感器的至少一個(gè)副邊繞組。在任一個(gè)電流互感器中再繞有一個(gè)副邊控制繞組，該副邊控制繞組由一個(gè)開關(guān)并接。所述副邊控制繞組串接一個(gè)開關(guān)、或一個(gè)電阻，或一個(gè)直流電源。所述在電路中設(shè)置的多個(gè)電流互感器，是在磁芯上繞制有線圈，互感器的原邊繞組相互串聯(lián)，分別與逆變開關(guān)電路的功率開關(guān)管和負(fù)載電路連接；每個(gè)互感器有二個(gè)副邊繞組，由開關(guān)控制選擇連接一個(gè)或多個(gè)電流互感器的副邊繞組分別與逆變開關(guān)電路上、下功率開關(guān)管的基極串聯(lián)連接。所述在電路中設(shè)置的多個(gè)電流互感器，是在磁芯上繞制有線圈，互感器的原邊繞組相互并聯(lián)，由開關(guān)控制選擇其中一個(gè)互感器的原邊與逆變開關(guān)電路的功率開關(guān)管和負(fù)載電路連接；每個(gè)互感器有二個(gè)副邊繞組，分別串聯(lián)后分別與逆變開關(guān)電路上、下功率開關(guān)管的基極串聯(lián)連接，或者分別并聯(lián)，由開關(guān)控制選擇連接一個(gè)或多個(gè)電流互感器的副邊繞組與逆變開關(guān)電路上、下功率開關(guān)管的基極串聯(lián)連接。述開關(guān)是機(jī)械開關(guān)或電子開關(guān)。自激振蕩逆變電源電路在上電啟動(dòng)或收到外來啟動(dòng)命令時(shí)，由控制指令控制開關(guān)置于某個(gè)確定位置，以達(dá)到一個(gè)確定頻率。上述方案所述自激振蕩電源的輸入為直流輸入，可來自前級(jí)整流或PFC電路，或來自外部直流電源。逆變開關(guān)電路獲得直流輸入后，由逆變開關(guān)電路內(nèi)部起振線路產(chǎn)生或外部電路產(chǎn)生起振觸發(fā)脈沖，使逆變開關(guān)電路開始工作，將直流輸入轉(zhuǎn)變成交流輸出至少一個(gè)電流互感器組成的耦合電路和負(fù)載電路構(gòu)成的串聯(lián)回路，其中多個(gè)電流互感器組成的耦合電路自逆變電路輸出的交流電流產(chǎn)生耦合輸出連接至逆變開關(guān)電路，用于驅(qū)動(dòng)逆變開關(guān)電路中的功率開關(guān)管，產(chǎn)生自激振蕩。當(dāng)外部控制命令控制開關(guān)，使多個(gè)電流互感器組成的耦合電路中的部分電流互感器參與或退出自激振蕩時(shí)，電路自激振蕩頻率改變，逆變開關(guān)電路輸出至負(fù)載電路的電流振蕩頻率即發(fā)生改變。上述方案應(yīng)用到氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器中后，因負(fù)載電路為非純阻性，振蕩頻率的受控改變即能導(dǎo)致輸出功率的受控改變，達(dá)到調(diào)光效果。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明提供了一種能可靠工作的輸出頻率或輸出功率可變的自激振蕩電源，或具有調(diào)光功能的氣體放電燈自激振蕩電子鎮(zhèn)流器，而且成本相對(duì)較低。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。附圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)的方框圖； 附圖2是本發(fā)明的一實(shí)施例示意附圖3是本發(fā)明的另一實(shí)施例示意圖；附圖4是本發(fā)明的另一實(shí)施例示意圖附圖5是本發(fā)明的另一實(shí)施例示意圖附圖6是本發(fā)明的另一實(shí)施例示意圖附圖7是本發(fā)明的另一實(shí)施例示意圖附圖8是本發(fā)明用于電子鎮(zhèn)流器的一實(shí)施例的具體電路圖； 附圖9是本發(fā)明一種啟動(dòng)過程的示意圖； 附圖中標(biāo)號(hào)說明
101—逆變開關(guān)電路；
102—多個(gè)電流互感器組成的耦合電路；
103—負(fù)載電路；104—開關(guān)； 201—上管； 202—下管；
203—負(fù)載匹配電路；204—控制電路；205—電控制開關(guān)；
206a—磁環(huán)原邊；206b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊；
206c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊；
207a—磁環(huán)原邊；207b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊；
207c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊；
208—上管驅(qū)動(dòng)電阻；209—下管驅(qū)動(dòng)電阻；
210—隔直電容上；211—隔直電容下；
301—上管；302—下管；
303—負(fù)載匹配電路；304—控制電路； 305—雙刀電控制開關(guān)
306a—磁環(huán)原邊； 306b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊； 306c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊； 307a—磁環(huán)原邊； 307b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊； 307c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊； 308—上管驅(qū)動(dòng)電阻；309—下管驅(qū)動(dòng)電阻； 310—隔直電容上；311—隔直電容下； 401—上管；402—下管；
403—負(fù)載匹配電路；404—隔直電容上；405—隔直電容下； 406a—磁環(huán)原邊； 406b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊； 406c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊； 407a—磁環(huán)原邊； 407b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊； 407c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊； 407d—磁環(huán)控制繞組； 408—上管驅(qū)動(dòng)電阻；409—下管驅(qū)動(dòng)電阻；
410—控制開關(guān)； 501—上管； 503—負(fù)載匹配電路； 505a—聯(lián)動(dòng)開關(guān)上管部分； 506a—磁環(huán)原邊； 506c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊；
502—下管； 504—控制電路； 50 —聯(lián)動(dòng)開關(guān)下管部分 506b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊507a—磁環(huán)原邊；507b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊；
507c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊； 508—上管驅(qū)動(dòng)電阻；509—下管驅(qū)動(dòng)電阻；
510—隔直電容上；511—隔直電容下； 601—上管；602—下管；
603—負(fù)載匹配電路；604—控制電路；
605a—聯(lián)動(dòng)開關(guān)上管部分；60 —聯(lián)動(dòng)開關(guān)下管部分； 605c—聯(lián)動(dòng)開關(guān)磁環(huán)原邊部分；
606a—磁環(huán)原邊；606b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊；
606c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊；
607a—磁環(huán)原邊；607b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊；
607c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊； 608—上管驅(qū)動(dòng)電阻；609—下管驅(qū)動(dòng)電阻；
610—隔直電容上；611—隔直電容下； 701—上管；702—下管；
703—負(fù)載匹配電路；704—控制電路；
705—雙位開關(guān)； 706a—磁環(huán)原邊； 706c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊； 707a—磁環(huán)原邊； 707c—磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊； 708—上管驅(qū)動(dòng)電阻； 710—隔直電容上；711—隔直電容下； Dl—整流電路或PFC電路；
Rl—起振充電電阻；Cl一起振電容；D2—雙向觸發(fā)二極管； D3—二極管；R2—半橋上管驅(qū)動(dòng)電阻；R3—半橋下管驅(qū)動(dòng)電阻； Ql—半橋上管；Q2—半橋下管；Tla—振蕩磁環(huán)Tl原邊；
Tlb—振蕩磁環(huán)Tl上管驅(qū)動(dòng)副邊；Tlc一振蕩磁環(huán)Tl下管驅(qū)動(dòng)副邊 T2a—振蕩磁環(huán)T2原邊；T2b—振蕩磁環(huán)T2上管驅(qū)動(dòng)副邊； T2c—振蕩磁環(huán)T2下管驅(qū)動(dòng)副邊；T2d—振蕩磁環(huán)T2控制繞組； Sl—控制開關(guān)；VDC—輔助直流電壓電源；R4—輔助電阻； Lr一諧振電感；TL一熒光燈；Cr一諧振電容； C2—隔直電容上；C3—隔直電容下；
901—上電啟動(dòng)或收到啟動(dòng)指令；
902—置開關(guān)于產(chǎn)生啟動(dòng)頻率的位置；
903—啟動(dòng)完成嗎？
904—按控制命令，置開關(guān)于產(chǎn)生所需頻率的位置。
706b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊； 707b—磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊； 709—下管驅(qū)動(dòng)電阻；
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱附圖1所示，本發(fā)明的輸出頻率分段可變的自激振蕩電源由逆變開關(guān)電路 (101)、多個(gè)電流互感器組成的耦合電路(102)、負(fù)載電路(103)和開關(guān)(104)構(gòu)成，其中逆變開關(guān)電路(101)的輸出連接至多個(gè)電流互感器組成的耦合電路(102)和負(fù)載電路(103) 組成的串聯(lián)回路，多個(gè)電流互感器組成的耦合電路(102)輸出連接至逆變開關(guān)電路(101) 作為逆變開關(guān)電路(101)的驅(qū)動(dòng)。其中外部控制命令可控制開關(guān)(104)，使多個(gè)電流互感器組成的耦合電路(102) 中的部分互感器參與或退出自激振蕩，來改變自激振蕩頻率。所述的多個(gè)電流互感器組成的耦合電路(102)至少由二個(gè)耦合系數(shù)相互獨(dú)立的電流互感器組成。
某些負(fù)載在上電啟動(dòng)時(shí)對(duì)輸至負(fù)載的頻率或功率有特定要求，只有符合要求的頻率或功率才能保證負(fù)載正常啟動(dòng)，在連接這類負(fù)載時(shí)，附圖1所示的輸出頻率或輸出功率可變的自激振蕩電源，可以按照負(fù)載啟動(dòng)特性對(duì)啟動(dòng)頻率的要求，設(shè)置多個(gè)電流互感器組成的耦合電路(102)中某幾個(gè)特定互感器參與振蕩時(shí)的頻率為該啟動(dòng)頻率；然后按照附圖9所述的方法，在所述自激振蕩電源上電啟動(dòng)時(shí)或外部命令給予啟動(dòng)指令時(shí)，使開關(guān)(104)控制上述特定互感器參與振蕩，從而產(chǎn)生該啟動(dòng)振蕩頻率。直至負(fù)載啟動(dòng)完成，再按照控制命令的要求，置開關(guān)(104)于產(chǎn)生所需頻率的位置。逆變開關(guān)電路(101)的輸入為直流輸入，可來自前級(jí)整流或PFC電路，或來自外部直流電源。逆變開關(guān)電路(101)獲得直流輸入后，由逆變開關(guān)電路(101)內(nèi)部起振線路或外部電路產(chǎn)生起振觸發(fā)脈沖，使逆變開關(guān)電路(101)開始工作，將直流輸入轉(zhuǎn)變成交流輸出至多個(gè)電流互感器組成的耦合電路(102)和負(fù)載電路(103)構(gòu)成的串聯(lián)回路，其中多個(gè)電流互感器組成的耦合電路(102)自逆變開關(guān)電路(101)輸出的交流電流產(chǎn)生耦合輸出連接至逆變開關(guān)電路(101)，用于驅(qū)動(dòng)逆變開關(guān)電路(101)，產(chǎn)生自激振蕩。當(dāng)外部控制命令控制開關(guān)(104)，使多個(gè)電流互感器組成的耦合電路(102)中的部分互感器參與或退出自激振蕩時(shí)，逆變開關(guān)電路(101)輸出至負(fù)載電路(103)的電流振蕩頻率即發(fā)生改變；當(dāng)負(fù)載電路 (103)為非純阻性時(shí)，電流振蕩頻率的改變導(dǎo)致輸至負(fù)載電路(103)的功率改變。附圖2是本發(fā)明的一實(shí)施例示意圖。上管(201)、下管(202)、隔直電容上(210) 和隔直電容下(211)組成半橋逆變電路，上管(201)和下管(202)連接中點(diǎn)輸出依次連接至磁環(huán)原邊(206a)、磁環(huán)原邊(207a)和負(fù)載匹配電路(203)，負(fù)載匹配電路(203)另一端與隔直電容上(210)和隔直電容下(211)的連接點(diǎn)相連；電路中設(shè)置有兩個(gè)磁環(huán)，磁環(huán)原邊 (207a)、磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(207b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(207c)為同一磁環(huán)的不同繞組，磁環(huán)原邊(206a)、磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(206b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(206c)為另一磁環(huán)的不同繞組；磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(206b)和磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(207b)與上管驅(qū)動(dòng)電阻(208)串聯(lián)組成上管(201)的驅(qū)動(dòng)電路；磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(206c)、磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(207c)與下管驅(qū)動(dòng)電阻(209 )串聯(lián)組成下管(202 )的驅(qū)動(dòng)電路。當(dāng)外來起振脈沖開通下管(202 )后，半橋起振?？刂齐娐?204)按照外來控制命令的要求輸出控制信號(hào)使電控制開關(guān)(205)閉合或打開；當(dāng)電控制開關(guān)(205)打開時(shí)，負(fù)載電流流經(jīng)磁環(huán)原邊(206a)和磁環(huán)原邊(207a)，這兩個(gè)磁環(huán)各自的兩組副邊輸出分別疊加后，分別驅(qū)動(dòng)上管(201)和下管(202)，形成一固定的自激振蕩頻率；當(dāng)電控制開關(guān)(205)閉合時(shí)，磁環(huán)原邊(207a)被短路，負(fù)載電流只流經(jīng)磁環(huán)原邊(206a)，磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(207b)與磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(207c)輸出電壓都為零，只有磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(206b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(206c)分別驅(qū)動(dòng)上管(201)和下管(202)，形成另一固定的自激振蕩頻率。因此，控制電路(204)按照外來控制命令的要求使電控制開關(guān)(205)閉合或打開，即能改變自激振蕩頻率，或改變通過負(fù)載匹配電路(203)輸出的功率。附圖3是本發(fā)明的另一實(shí)施例的示意圖，與附圖2所示實(shí)施例的工作原理基本相同，只是控制開關(guān)改成雙刀電控制開關(guān)(305 )并控制振蕩磁環(huán)副邊；當(dāng)控制電路(304)控制雙刀電控制開關(guān)(305)閉合時(shí)，磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(307b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(307c)分別被短路，退出振蕩，自激振蕩頻率只由另一磁環(huán)決定；當(dāng)雙刀電控制開關(guān)(305)開路時(shí)，兩個(gè)磁環(huán)都參與振蕩，形成另一振蕩頻率。附圖4是本發(fā)明的另一實(shí)施例的示意圖，上管(401)和下管(402)組成逆變半橋， 輸出依次連接至磁環(huán)原邊(406a)、磁環(huán)原邊(407a)和負(fù)載匹配電路(403)，再連接至隔直電容上(404)和隔直電容下(405)的連接點(diǎn)處；隔直電容上(404)和隔直電容下(405)串聯(lián)連接，其兩端與直流輸入兩端連接；電路中設(shè)置有兩個(gè)磁環(huán)，磁環(huán)原邊(407a)、磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(407b)、磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(407c)和磁環(huán)控制繞組(407d)為同一磁環(huán)的不同繞組，磁環(huán)原邊(406a)、磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(406b )和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(406c )為另一磁環(huán)的不同繞組；磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(406b)、磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(407b)和上管驅(qū)動(dòng)電阻(408)串聯(lián)后與上管(401)的基極和發(fā)射極連接，組成上管(401)的驅(qū)動(dòng)電路；磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊 (406c)、磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(407c)和下管驅(qū)動(dòng)電阻(409)串聯(lián)后與下管(402)的基極和發(fā)射極連接，組成下管(402)的驅(qū)動(dòng)電路；控制開關(guān)(410)與磁環(huán)控制繞組(407d)并接。當(dāng)外來起振脈沖開通下管(402)后，半橋起振。當(dāng)控制開關(guān)(410)打開時(shí)，兩個(gè)磁環(huán)共同參與自激振蕩，形成一固定的振蕩頻率；當(dāng)控制開關(guān)(410)閉合時(shí)，磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(407b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(407c)的輸出電壓都被篏位到零而退出振蕩，自激振蕩由另一磁環(huán)決定， 形成另一固定的振蕩頻率，實(shí)現(xiàn)了輸出頻率的改變。若負(fù)載匹配電路(403)將外部負(fù)載匹配成非純阻性，則振蕩頻率的受控改變導(dǎo)致輸出功率的受控改變，達(dá)到發(fā)明目的。附圖5是本發(fā)明的另一實(shí)施例的示意圖，上管(501)和下管(502)組成半橋逆變電路，輸出依次連接至磁環(huán)原邊(506a)、磁環(huán)原邊(507a)和負(fù)載匹配電路(503)，再連接至隔直電容上(510)和隔直電容下(511)的連接處；隔直電容上 (510)和隔直電容下(511)串聯(lián)連接后兩端接直流輸入；電路中設(shè)置有兩個(gè)磁環(huán)，磁環(huán)原邊 (507a)、磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(507b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(507c)為同一磁環(huán)的不同繞組，磁環(huán)原邊(506a)、磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(506b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(506c)為另一磁環(huán)的不同繞組；磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(506b)或磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(507b)由聯(lián)動(dòng)開關(guān)上管部分(505a) 選擇其中之一與上管驅(qū)動(dòng)電阻(508)串聯(lián)后連接至上管(501)的基極和發(fā)射極；磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(506c)或磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(507c)由聯(lián)動(dòng)開關(guān)下管部分(505b)選擇其中之一與下管驅(qū)動(dòng)電阻(509)串聯(lián)后連接至下管(502)的基極和發(fā)射極；設(shè)置兩個(gè)磁環(huán)的耦合系數(shù)不同，使每個(gè)磁環(huán)單獨(dú)接入電路時(shí)形成的振蕩頻率不同，其中磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(506b) 和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(506c)接入電路時(shí)的振蕩頻率符合負(fù)載啟動(dòng)特性的要求。在初始上電時(shí)，控制電路(504)總是控制聯(lián)動(dòng)開關(guān)使磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(506b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊 (506c)接入電路，保證負(fù)載啟動(dòng)特性得到滿足；外來起振脈沖使逆變半橋起振，電路按磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(506b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(506c)接入電路形成的啟動(dòng)頻率工作。當(dāng)負(fù)載啟動(dòng)后，控制電路(504)可按照外部控制命令的要求使聯(lián)動(dòng)開關(guān)上管部分(505a)和聯(lián)動(dòng)開關(guān)下管部分(505b)在兩個(gè)磁環(huán)的副邊之間切換，使磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(506b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(506c)接入電路，或使磁環(huán)上管驅(qū)動(dòng)副邊(507b)和磁環(huán)下管驅(qū)動(dòng)副邊(507c)接入電路，從而使電路在兩個(gè)不同的振蕩頻率之間切換，當(dāng)負(fù)載匹配電路(503)形成非純阻性等效負(fù)載時(shí)，輸出頻率的改變導(dǎo)致輸出功率的改變，達(dá)到發(fā)明目的。
附圖6是本發(fā)明的另一實(shí)施例的示意圖，與附圖5所示實(shí)施例的工作原理基本類似，只是兩個(gè)磁環(huán)的原邊也由聯(lián)動(dòng)開關(guān)磁環(huán)原邊部分(605c)選擇接入電路；設(shè)置兩個(gè)磁環(huán)的耦合系數(shù)不同，使每個(gè)磁環(huán)單獨(dú)接入電路時(shí)形成的振蕩頻率不同。當(dāng)控制電路(604)按照外部控制命令的要求控制聯(lián)動(dòng)開關(guān)在兩個(gè)磁環(huán)之間切換時(shí)，將使電路在兩個(gè)不同的振蕩頻率之間切換，達(dá)到發(fā)明目的。附圖7是本發(fā)明的另一實(shí)施例的示意圖，與附圖5所示實(shí)施例的工作原理基本類似，只是兩個(gè)磁環(huán)的原邊由雙位開關(guān)(705)選擇接入電路，并將兩個(gè)磁環(huán)的副邊改成串聯(lián)； 設(shè)置兩個(gè)磁環(huán)的耦合系數(shù)不同，使每個(gè)磁環(huán)單獨(dú)接入電路時(shí)形成的振蕩頻率不同。當(dāng)控制電路(704)按照外部控制命令的要求控制雙位開關(guān)(705)在兩個(gè)磁環(huán)之間切換時(shí)，原邊未接入的磁環(huán)的副邊輸出電壓為零，振蕩頻率由接入電路的磁環(huán)決定；因此，在兩個(gè)磁環(huán)間切換，即使電路在兩個(gè)不同的振蕩頻率之間切換，達(dá)到發(fā)明目的。附圖8是本發(fā)明用于電子鎮(zhèn)流器的一實(shí)施例的具體電路圖，整流電路或PFC電路 Dl輸出連接至半橋上管Ql和半橋下管Q2組成的逆變半橋；起振充電電阻R1、起振電容Cl 和雙向觸發(fā)二極管D2組成起振線路，二極管D3在電路起振后將起振電容Cl篏位在低電平；半橋上管Ql和半橋下管Q2組成的逆變半橋輸出依次連接振蕩磁環(huán)Tl原邊Tla、振蕩磁環(huán)T2原邊T2a、諧振電感Lr、熒光燈TL的燈絲、諧振電容Cr，經(jīng)熒光燈TL的另一側(cè)燈絲接到隔直電容上C2和隔直電容下C3的連接中點(diǎn)；電路中設(shè)置有兩個(gè)磁環(huán)，振蕩磁環(huán)Tl原邊Tla、振蕩磁環(huán)Tl上管驅(qū)動(dòng)副邊Tlb和振蕩磁環(huán)Tl下管驅(qū)動(dòng)副邊Tlc為同一磁環(huán)的不同繞組，振蕩磁環(huán)T2原邊T2a、振蕩磁環(huán)T2上管驅(qū)動(dòng)副邊T2b、振蕩磁環(huán)T2下管驅(qū)動(dòng)副邊T2c 和振蕩磁環(huán)T2控制繞組T2d為另一磁環(huán)的不同繞組；振蕩磁環(huán)Tl上管驅(qū)動(dòng)副邊Tib、振蕩磁環(huán)T2上管驅(qū)動(dòng)副邊T2b和半橋上管驅(qū)動(dòng)電阻R2串聯(lián)后與半橋上管Ql的基極和發(fā)射極連接；振蕩磁環(huán)Tl下管驅(qū)動(dòng)副邊Tic、振蕩磁環(huán)T2下管驅(qū)動(dòng)副邊T2c和半橋下管驅(qū)動(dòng)電阻 R3串聯(lián)后與半橋下管Q2的基極和發(fā)射極連接；隔直電容上C2和隔直電容下C3串聯(lián)后兩端接整流電路或PFC電路Dl的輸出；輔助直流電壓電源VDC、輔助電阻R4、控制開關(guān)Sl串聯(lián)后與振蕩磁環(huán)T2控制繞組T2d的兩端相連接；置輔助直流電壓電源VDC的電壓值為足以通過輔助電阻R4使振蕩磁環(huán)T2飽和的值，或置輔助直流電壓電源VDC的電壓值為零并置輔助電阻R4為適當(dāng)值，使輔助電阻R4與振蕩磁環(huán)T2控制繞組T2d接通時(shí)，振蕩磁環(huán)T2上管驅(qū)動(dòng)副邊T2b和振蕩磁環(huán)T2下管驅(qū)動(dòng)副邊T2c的輸出被篏位到零。初始狀態(tài)時(shí)，置控制開關(guān)Sl開路。當(dāng)適當(dāng)電壓的交流電輸入至整流電路或PFC電路Dl后，整流電路或PFC電路Dl將交流輸入轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷鬏敵?，?jīng)起振充電電阻Rl向起振電容Cl充電，起振電容Cl上電壓逐漸升高直至雙向觸發(fā)二極管D2擊穿，起振電容Cl經(jīng)雙向觸發(fā)二極管D2和半橋下管驅(qū)動(dòng)電阻R3向半橋下管Q2基極放電，半橋下管Q2導(dǎo)通，電路起振；因控制開關(guān)Sl開路，兩個(gè)磁環(huán)都參與振蕩，電路以一固定頻率振蕩，半橋上管Ql和半橋下管Q2組成的逆變半橋輸出電流流經(jīng)諧振電感Lr、諧振電容Cr和熒光燈TL的燈絲，在諧振電容Cr兩端產(chǎn)生高電壓最終導(dǎo)致熒光燈TL擊穿，熒光燈TL點(diǎn)亮。當(dāng)需要調(diào)光時(shí)，置控制開關(guān)Sl閉合，若輔助直流電壓電源VDC的電壓值被置為足夠高的值，則流經(jīng)輔助電阻 R4和振蕩磁環(huán)T2控制繞組T2d的電流使該磁環(huán)飽和而退出振蕩，振蕩頻率改變?yōu)橛闪硪淮怒h(huán)決定的自激振蕩頻率；置控制開關(guān)Sl閉合時(shí)，若輔助直流電壓電源VDC的電壓值被置零并且輔助電阻R4被置為適當(dāng)值，使振蕩磁環(huán)T2上管驅(qū)動(dòng)副邊T2b和振蕩磁環(huán)T2下管驅(qū)動(dòng)副邊T2c的輸出被篏位到零而退出振蕩，振蕩頻率改變?yōu)橛闪硪淮怒h(huán)決定的自激振蕩頻率；因?yàn)闊晒鉄鬞L已經(jīng)擊穿，逆變半橋輸出電流的一部分經(jīng)諧振電感Lr流到熒光燈TL，自激振蕩頻率的改變導(dǎo)致流經(jīng)諧振電感Lr和熒光燈TL的電流發(fā)生改變，使輸出至熒光燈TL 的功率發(fā)生改變，達(dá)到調(diào)光效果。 附圖9是本發(fā)明一種啟動(dòng)方法的示意圖。當(dāng)本發(fā)明所述的頻率分段可變的自激振蕩電源所連接的負(fù)載對(duì)啟動(dòng)頻率有特定要求時(shí)，本發(fā)明的電源可以按照負(fù)載對(duì)啟動(dòng)頻率的要求，設(shè)置多個(gè)電流互感器組成的耦合電路(102)中某幾個(gè)特定互感器參與振蕩時(shí)的頻率為該啟動(dòng)頻率。然后本發(fā)明的電源可按照附圖9所述的方法逐步完成啟動(dòng)在步驟(901) 上電啟動(dòng)或收到啟動(dòng)指令時(shí)，即進(jìn)入步驟(902)置開關(guān)于產(chǎn)生啟動(dòng)頻率的位置，使開關(guān)控制上述特定互感器參與振蕩，從而產(chǎn)生該啟動(dòng)頻率。然后按步驟(903)判斷是否啟動(dòng)完成，若未完成，保持開關(guān)位置不變；若啟動(dòng)完成，則進(jìn)入步驟(904)按控制命令，置開關(guān)于產(chǎn)生所需頻率的位置。本方法可人工控制完成，也可由本發(fā)明電源內(nèi)設(shè)置的控制電路完成。
權(quán)利要求
1.一種輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，其特征在于，該電源設(shè)置有逆變開關(guān)電路、多個(gè)電流互感器組成的耦合電路、開關(guān)以及負(fù)載電路，構(gòu)成自激振蕩逆變電源電路， 由開關(guān)控制多個(gè)電流互感器組成的耦合電路中的部分電流互感器參與或退出自激振蕩來改變自激振蕩頻率。
2.按權(quán)利要求1所述輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，其特征在于，所述多個(gè)電流互感器組成的耦合電路包含至少兩個(gè)耦合系數(shù)互相獨(dú)立的電流互感器。
3.按權(quán)利要求1所述輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，其特征在于，所述在電路中設(shè)置的多個(gè)電流互感器，是在磁芯上繞制有線圈，互感器的原邊繞組相互串聯(lián)，分別與逆變開關(guān)電路中的功率開關(guān)管和負(fù)載電路連接；每個(gè)互感器有二個(gè)副邊繞組，其中一個(gè)互感器的一個(gè)副邊繞組與另一個(gè)互感器的一個(gè)副邊繞組串聯(lián)后，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電阻與逆變開關(guān)電路的上功率開關(guān)管的基極和發(fā)射極連接，另兩個(gè)副邊繞組串聯(lián)后經(jīng)驅(qū)動(dòng)電阻與逆變開關(guān)電路下功率開關(guān)管的基極和發(fā)射極連接，借助一開關(guān)，控制至少一個(gè)電流互感器參與或退出自激振蕩，以控制電路的振蕩頻率。
4.按權(quán)利要求3所述的輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，其特征在于，所述開關(guān)，并接于一個(gè)電流互感器中線圈的原邊繞組；或者并接于一個(gè)電流互感器的至少一個(gè)副邊繞組。
5.按權(quán)利要求3所述的輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，其特征在于，在任一個(gè)電流互感器中再繞有一個(gè)副邊控制繞組，該副邊控制繞組由一個(gè)開關(guān)并接。
6.按權(quán)利要求5所述的輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，其特征在于，所述副邊控制繞組串接一個(gè)開關(guān)、或一個(gè)電阻，或一個(gè)直流電源。
7.按權(quán)利要求1所述的輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，其特征在于，所述在電路中設(shè)置的多個(gè)電流互感器，是在磁芯上繞制有線圈，互感器的原邊繞組相互串聯(lián)，分別與逆變開關(guān)電路的功率開關(guān)管和負(fù)載電路連接；每個(gè)互感器有二個(gè)副邊繞組，由開關(guān)控制選擇連接一個(gè)或多個(gè)電流互感器的副邊繞組分別與逆變開關(guān)電路上、下功率開關(guān)管的基極串聯(lián)連接。
8.按權(quán)利要求1所述的輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，其特征在于，所述在電路中設(shè)置的多個(gè)電流互感器，是在磁芯上繞制有線圈，互感器的原邊繞組相互并聯(lián)，由開關(guān)控制選擇其中一個(gè)互感器的原邊與逆變開關(guān)電路的功率開關(guān)管和負(fù)載電路連接；每個(gè)互感器有二個(gè)副邊繞組，分別串聯(lián)后分別與逆變開關(guān)電路上、下功率開關(guān)管的基極串聯(lián)連接， 或者分別并聯(lián)，由開關(guān)控制選擇連接一個(gè)或多個(gè)電流互感器的副邊繞組與逆變開關(guān)電路上、下功率開關(guān)管的基極串聯(lián)連接。
9.按權(quán)利要求1所述的輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，其特征在于，所述開關(guān)是機(jī)械開關(guān)或電子開關(guān)。
10.按權(quán)利要求1所述的輸出頻率分段可變的自激振蕩逆變電源，其特征在于，自激振蕩逆變電源電路在上電啟動(dòng)或收到外來啟動(dòng)命令時(shí)，由控制指令控制開關(guān)置于某個(gè)確定位置，以達(dá)到一個(gè)確定頻率。
全文摘要
本發(fā)明公開一種能可靠工作且成本較低的輸出頻率或輸出功率可變的自激振蕩電源。該電源設(shè)置有逆變開關(guān)電路、多個(gè)電流互感器組成的耦合電路、開關(guān)以及負(fù)載電路，構(gòu)成自激振蕩逆變電源電路，所述電流互感器是在磁芯上繞制有線圈，互感器的原邊繞組相互串聯(lián)或并聯(lián)，并分別與逆變開關(guān)電路的功率開關(guān)管和負(fù)載電路連接；每個(gè)互感器有二個(gè)副邊繞組，分別與逆變開關(guān)電路上、下功率開關(guān)管的基極串聯(lián)連接或并聯(lián)連接；由開關(guān)控制多個(gè)電流互感器組成的耦合電路中的部分電流互感器參與或退出自激振蕩來改變自激振蕩頻率。優(yōu)點(diǎn)是提供了一種能可靠工作的輸出頻率或輸出功率可變的自激振蕩電源，應(yīng)用于氣體放電燈自激振蕩電子鎮(zhèn)流器，即具有調(diào)光功能而且成本相對(duì)較低。
文檔編號(hào)H05B41/38GK102316658SQ201110200429
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月18日
發(fā)明者葉小娟, 徐一珺 申請(qǐng)人:晴飛照明電器(上海)有限公司