專利名稱：一種可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，主要應(yīng)用于電子照明領(lǐng)域。與串聯(lián)在電路中的可控硅調(diào)光開關(guān)，或稱為調(diào)光控制器，一起啟動熒光燈等氣體放電燈(參見圖6)，并對所述氣體放電燈的光輸出進行調(diào)節(jié)和控制。
背景技術(shù)：
電子鎮(zhèn)流器被廣泛用于各種氣體放電燈的啟動和電流控制。但自從飛利浦開發(fā)了Advomce Mak 10系列可控娃調(diào)光電子鎮(zhèn)流器以來,可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器得到了更多的應(yīng)用。但是目前從輸入電源電壓中取出調(diào)光信息并產(chǎn)生調(diào)光控制電壓的方法均是采用將輸入電源經(jīng)電阻電容降壓并取平均產(chǎn)生調(diào)光控制電壓。因為這樣產(chǎn)生的電壓與供電電網(wǎng)的電壓有關(guān)，受電網(wǎng)電壓的波動影響很大，所以使得調(diào)光輸出不穩(wěn)定。實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種不受電網(wǎng)電壓、頻率波動的影響，調(diào)光輸出穩(wěn)定的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器。本實用新型的目的可以通過如下的措施來達到一種可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，由整流濾波和功率因數(shù)校正電路、電壓控制調(diào)光輸出的逆變鎮(zhèn)流電路和調(diào)光控制電壓獲取產(chǎn)生電路連接組成，其特征在于所述調(diào)光控制電壓獲取產(chǎn)生電路包含由比較器和分壓電阻電路組成的電源電壓空閑時段檢出電路、均包含比較器的同步固定鋸齒波產(chǎn)生電路和比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路，電源電壓空閑時段檢出電路、同步固定鋸齒波產(chǎn)生電路和比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路相互連接。為了進一步實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的由比較器和分壓電阻電路組成的輸入電源電壓空閑時段檢出電路31設(shè)置比較器IC310，比較器IC311，三極管Q312和分壓電阻R313、電阻R314、電阻R315、電阻R316、電阻R317、電阻R318、電阻R319，其中兩個上分壓電阻R313和電阻R316分別聯(lián)接在輸入電源的兩個輸入端子TMl和TM2上，所述比較器IC310和比較器IC311的集電極開路輸出端并接在所述三極管Q312的基極上。為了進一步實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的由比較器和分壓電阻電路組成的輸入電源電壓空閑時段檢出電路設(shè)置由比較器IC310和IC311，三極管Q312和分壓電阻R313、電阻R314、電阻R315、電阻R316、電阻R317、電阻R318、電阻R319，其中所述的分壓電阻R313和電阻R316分別聯(lián)接到輸入電源的兩個輸入端子TMl和TM2上，電阻R317則接在用于電源整流后濾波的電容ClOl上，所述比較器IC310和比較器IC311的集電極開路輸出端并接在所述三極管Q312的基極上。為了進一步實現(xiàn)本實用新型的目的，所述的比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路(33)中比較器IC330的同相輸入端所連接的上分壓電阻R331上并聯(lián)一個電容C3310，所述上分壓電阻R313的一端接在由比較器和分壓電阻電路組成的電源電壓空閑時段檢出電路(31)的輸出端TM31上，另一端接在所述的比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路中比較器IC330的同相輸入端上。由比較器和分壓電阻電路組成的電源電壓空閑時段檢出電路用于檢出輸入電源電壓中的空閑時段的長度；同步固定鋸齒波產(chǎn)生電路含有微分同步電容和OC輸出的比較器，用于產(chǎn)生與輸入電源電壓的零相位角同步的固定鋸齒波；比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路用于產(chǎn)生近似正比于所述同步固定鋸齒波電壓高于非空閑時段的固定電平的時間長度的直流電壓。該直流電壓即為本調(diào)光電子鎮(zhèn)流器中所述電壓控制調(diào)光的逆變和鎮(zhèn)流電路需要的調(diào)光控制電壓。本實用新型同已有技術(shù)相比產(chǎn)生的積極效果是，所述調(diào)光控制電壓獲取產(chǎn)生電路產(chǎn)生的調(diào)光控制電壓穩(wěn)定可靠，不受電網(wǎng)電壓和頻率的波動的影響。這是因為本實用新型獲取產(chǎn)生調(diào)光控制電壓的方法為，先從輸入電源電壓中檢出空閑時段的長度，用微分電容觸發(fā)的方式產(chǎn)生一個與輸入電源電壓零相位點同步的固定鋸齒波，再將所述同步固定鋸齒波輸入到比較輸入的時間電壓轉(zhuǎn)換電路的反相輸入端，而將輸入電壓非空閑時段信號經(jīng)電阻降壓后輸入所述比較輸入的時間電壓轉(zhuǎn)換電路的同相輸入端，最后由上述比較輸入的時間電壓轉(zhuǎn)換電路將所述同相輸入端的電壓比反相輸入端電壓高的時間長度轉(zhuǎn)換成一近似正比的直流電壓，作為電壓控制調(diào)光的逆變和鎮(zhèn)流電路的調(diào)光控制電壓。該電壓的大小就僅與輸入電源電壓中空閑時段的長度有關(guān)，與輸入電源中的其它參數(shù)無關(guān)。本實用新型從輸入電源，即端子TMl和TM2之間的電壓中取出調(diào)光信息，將以輸入電源空閑時段長度作為載體的調(diào)光信息轉(zhuǎn)換成調(diào)光控制電壓。圖5示出了本實用新型中各關(guān)鍵節(jié)點上的電壓波形。波形A為含有調(diào)光信息的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器輸入電源的電壓波形，即端子TMl和TM2之間的電壓波形。圖中橫坐標為時間，以毫秒為單位，TO為輸入電壓中的零相位點，也就是電網(wǎng)電壓的過零點。Tl為驅(qū)動本調(diào)光鎮(zhèn)流器的調(diào)光控制器中雙向可控硅的觸發(fā)時刻。所以TO到Tl的時間段被定義為調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的輸入電源空閑時段，在該時間段內(nèi)，所述雙向可控硅不導(dǎo)通，調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的兩個輸入端TMl和TM2之間的電壓，即輸入電源電壓可以忽略不計。所以所述輸入電源電壓空閑時段的長度代表了調(diào)光電子鎮(zhèn)流器輸出的調(diào)光程度。所述輸入電源空閑時段越長，所述調(diào)光控制器中雙向可控硅導(dǎo)通時間就越短，代表要求調(diào)光電子鎮(zhèn)流器輸出就越小，輸入到電壓控制調(diào)光的逆變鎮(zhèn)流電路的調(diào)光控制電壓就越小。圖中TM為驅(qū)動本調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的調(diào)光控制器中雙向可控硅的最遲觸發(fā)時刻。它對應(yīng)調(diào)光電子鎮(zhèn)流器輸入電源的最長空閑時段，也對應(yīng)調(diào)光電子鎮(zhèn)流器輸出最低的功率到它所驅(qū)動的熒光燈等氣體放電燈。這個最長的空閑時段的長度為產(chǎn)品制造者事先規(guī)定，但必須小于等于電網(wǎng)周期的一半。例如飛利浦的Advomce Mark 10系列產(chǎn)品中的這個長度在120V/60HZ的電源系統(tǒng)中規(guī)定為5. 33毫秒左右。對應(yīng)的相位角約為115°。而60HZ的電源系統(tǒng)中工頻周期的一半為8. 33毫秒。波形B為本實用新型中輸入電源空閑時段檢出電路輸出的電壓波形。即電路31的輸出端子TM31上的電壓波形。該電壓的低電平表不輸入電源電壓空閑，對應(yīng)于與本調(diào)光電子鎮(zhèn)流器相連接的調(diào)光控制器中雙向可控硅沒有導(dǎo)通時的情況。波形B中的高電平表示輸入電源電壓非空閑狀態(tài)，此時輸入電源的兩個端子TMl和TM2之間有電壓，對應(yīng)于與本調(diào)光電子鎮(zhèn)流器相連接的調(diào)光控制器中雙向可控硅處于導(dǎo)通狀態(tài)。波形B是由本實用新型中輸入電源空閑時段檢出電路31通過分壓電阻和比較器進行降壓和比較產(chǎn)生的。[0019]波形C是電路32的輸出端子TM32上的電壓，為一同步固定鋸齒波，所述同步表示每個鋸齒波的上升起始點都在輸入電源電壓的零相位點上，即TO時刻。所述固定鋸齒波就是鋸齒波的周期為輸入電源周期的一半，斜率為一預(yù)先設(shè)定的固定值，在工作中不發(fā)生變化。波形C由本實用新型中電路32，即同步固定鋸齒波發(fā)生器產(chǎn)生。波形D為本實用新型中比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路33中比較器的OC輸出端上的電壓波形。將低電平有效的輸入電源空閑時段信號，即波形B，經(jīng)電阻分壓后輸入到所述比較器的同相輸入端；將同步固定鋸齒波，即波形C，輸入到所述比較器的反相輸入端。其中設(shè)置在所述比較器同相輸入端的分壓器的分壓比滿足下述條件所述波形B經(jīng)分壓器后的幅值與同步固定鋸齒波，即波形C在最深度調(diào)光，即TM時，的瞬時值。所述最深度調(diào)光是指調(diào)光控制器中雙向可控硅導(dǎo)通時間最短的狀態(tài)，也就是本調(diào)光電子鎮(zhèn)流器的輸入電源有最大空閑時段的狀態(tài)。由于在比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路33的比較器的OC輸出端連接有電阻電容電路，則在所述OC輸出端產(chǎn)生的電壓，就是如波形D所示的近似的非連續(xù)鋸齒波。所
謂近似鋸齒波，實際為的指數(shù)充電曲線和的指數(shù)放電曲線。
RCTRC所述比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路33是這樣工作的在TO到Tl時刻，即輸入電源空閑時段，輸入電源空閑信號，即波形B，為低電平，所述比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路33中比較器IC330的OC輸出為低阻抗，輸出保持低電平。從Tl時刻開始，輸入電源空閑信號變?yōu)楦唠娖健Ｒ驗?，該高電平?jīng)電阻分壓后輸入到所述比較器IC330同相輸入端的值與同步固定鋸齒波，即波形C在時刻TM時的值相同，所以在Tl到TM之間，所述比較器330的OC輸出為高阻抗狀態(tài)，即斷開狀態(tài)，此時與所述OC端相連接的電容電阻充電。波形符合電阻
電容充電指數(shù)曲線。當這個充電過程到達TM時刻時，加在所述比較器IC330
的反相輸入端的同步固定鋸齒波的瞬時值超過了同相輸入端的值，所述比較器IC330的輸出變成低阻抗，連接該比較器OC輸出端上的電容經(jīng)所述該低阻抗快速放電。形成了一個從Tl到TM的近似鋸齒波。因為連接在所述比較器IC330的OC輸出端上的為一個固定電阻和一個固定電容，所以該鋸齒波的峰值僅與所述鋸齒波的寬度，即Tl到TM之間的時間長度有關(guān)，這就完成了從輸入電源空閑時段到鋸齒波峰值電壓的轉(zhuǎn)換。波形E為比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路33的輸出電壓，即電路33輸出端子TMC上的電壓，該電壓也是電壓控制調(diào)光的逆變鎮(zhèn)流電路2的輸入控制電壓。該電壓是由波形D經(jīng)峰值整流得到。因為波形D的峰值僅與輸入電源空閑時段的時間長度有關(guān)，所以經(jīng)波形D直接峰值整流得到的波形E的幅度也僅與輸入電源空閑時段的時間長度有關(guān)。值得特別指出的是，由同一封裝內(nèi)的二極管對管構(gòu)成的峰值整流電路可實現(xiàn)非常理想的峰值整流功能，而二極管正向壓降本身及該壓降隨溫度的變化都由該雙管對結(jié)構(gòu)而得抵消。使得比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路33的輸出電壓，僅與輸入電源的空閑時段有關(guān)，與環(huán)境溫度幾乎無關(guān)。作為參照，波形N為電網(wǎng)電壓的正弦波形。


圖1為本實用新型的電原理框圖；圖2為本實用新型的調(diào)光控制電壓獲取產(chǎn)生電路的第一種實施方式的電路圖；[0027]圖3為本實用新型的一種電壓控制調(diào)光的逆變鎮(zhèn)流電路的電路圖；圖4為本實用新型的整流濾波和功率因數(shù)校正電路的第一種實施方式的電路圖；圖5為本實用新型的電路中各關(guān)鍵節(jié)點的波形圖；圖6為本實用新型的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器與電網(wǎng)電源、雙向可控硅調(diào)光器、熒光燈等氣體放電燈的連接關(guān)系圖；圖7為本實用新型的整流濾波和功率因數(shù)校正電路的第二種實施方式的電路圖；圖8為本實用新型的使用KA7543做控制器的電壓控制調(diào)光的逆變鎮(zhèn)流電路的電路圖；圖9為本實用新型的整流濾波和功率因數(shù)校正電路和輸入電源空閑時段檢出電路的其中一種實施方式的電路圖；圖10為本實用新型的比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路的第一種實施方式的電路圖；圖11為本實用新型的整流濾波和功率因數(shù)校正電路的第三種實施方式的電路圖；圖12為本實用新型的比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路的第二種實施方式的電路圖；具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的最佳實施方式做詳細說明實施例1 :將圖2所示的調(diào)光控制電壓獲取產(chǎn)生電路3，圖4所示的整流和功率因數(shù)校正電路I和圖3所示的電壓控制調(diào)光的逆變鎮(zhèn)流電路2按圖1所示的連接關(guān)系連接起來，即為本實用新型的最優(yōu)實施例。在本實施例中，圖4所示的倍壓整流電路和高頻反饋式功率因數(shù)校正電路與圖3所示的電壓控制調(diào)光的逆變鎮(zhèn)流電路為現(xiàn)有技術(shù)，這里不再詳述。這里需要指出的是圖4所示的倍壓整流電路和高頻反饋式功率因數(shù)校正電路，僅適合于120V電網(wǎng)系統(tǒng)中，對于220V電網(wǎng)系統(tǒng)，圖4所示的整流濾波和功率因數(shù)校正電路應(yīng)該用圖7所示的電路代替。圖7所示的整流濾波和功率因數(shù)校正電路也是非常常用的通用電路，這里不再詳述。對于圖2所示的調(diào)光控制電壓獲取產(chǎn)生電路3，完全由通用的電子元件組成。其中比較器IC310，IC311，IC320和IC330，采用集電極開路輸出，即OC輸出，的通用四比較器LM339或與其兼容的產(chǎn)品，三極管Q312采用最常用的硅NPN三極管9014，二極管334和二極管335為單片雙管封裝的二極對管BAW56，電容C321，C337為通用貼片電容，一組合適的值分別為2. 2nF和0. 24uF。電容C326，C3310和C336采用溫度穩(wěn)定性好的NPO或有機膜式電容，取值分別為 0. 24uF，2. 2nF 和 0. 47uF。電阻 R313，R314，R315，R316，R317，R318，R319，R323，R324，R322, R325, R331, R332, R333, R338 和 R339, 一組合適的取值分別為 360K,4. 7K，7. 5K，360K，I OK, 10K, 10K, 100K, 110K, 27K, 62K, 91K, 10K, 100K 和 7. 5K。該電路的工作過程是這樣的，從TMl和TM2輸入的電源電壓經(jīng)電阻分壓后加在比較器IC310和比較器IC311的輸入端。比較器IC310和比較器IC311的OC輸出端并接到NPN三極管Q312的基極上。該三極管集電極TM31端子就能輸出如圖5波形B所示的輸入電源空閑信號，該信號低電平有效。將該信號經(jīng)微電容C321后觸發(fā)同步固定鋸齒波發(fā)生電路32中比較器IC320，使比較器IC320在每半個電源周期瞬間導(dǎo)通一次。這樣就在比較器IC320的OC輸出端產(chǎn)生了如圖5中波形C所示的同步固定鋸齒波。將TM31上的輸入電源空閑時段信號分壓后和TM32上的同步固定鋸齒波分別輸入到比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路33中比較器IC330的同相和反相輸入端，則在其OC輸出端產(chǎn)生如圖5中波形D所示的非連續(xù)鋸齒波。該鋸齒波經(jīng)主要由二極管雙管334，335和電容C336，電容C337以及電阻R338，R339構(gòu)成的峰值整流電路整流后，就得到了如圖5中波形E所示的調(diào)光控制電壓。該調(diào)光控制電壓可以輸入到圖3或圖8所示的電壓控制調(diào)光的逆變鎮(zhèn)流電路的控制端子TMC上。實施例2 :—種可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，其結(jié)構(gòu)和原理基本同實施例1，其區(qū)別在于整流濾波和功率因數(shù)校正電路I和輸入電源空閑時段檢出電路31參見圖9所示，該實施例中整流濾波和功率因數(shù)校正電路I采用二極管全橋整流和逐流式濾波電路。而由電阻R317和電阻R3310構(gòu)成的參考分壓電路的輸入端接在逐流式濾波電路的下電容的正極上，而該分壓電路的輸出端接在輸入電源空閑時段檢出電路31中兩個比較器IC310和IC311的同相輸入端上。該實施例也適合于220V電源系統(tǒng)中。實施例3 :—種可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，其結(jié)構(gòu)和原理基本同實施例1，其區(qū)別在于比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路33參見圖10所示，該實施例用一只單二極管3311取代了圖3中334和335對二極管，簡化了電路，可以用在對溫度敏感性要求不高的場合。實施例4 :一種可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，其結(jié)構(gòu)和原理基本同實施例1，其區(qū)別在于整流濾波和功率因數(shù)校正電路I參見圖11所示，該實施例采用一個標準的主動式功率因數(shù)校正電路，核心芯片KA7527可以換成兼容的集成電路，這是常規(guī)的現(xiàn)有技術(shù)，這里不再詳述。實施例5 :—種可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，其結(jié)構(gòu)和原理基本同實施例1，其區(qū)別在于比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路33參見圖12所示，在分壓電阻R331上沒有并聯(lián)電容，主要用于在最深度調(diào)光時對鎮(zhèn)流器的最小輸出的絕對值要求不高的場合。
權(quán)利要求1.一種可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，由整流濾波和功率因數(shù)校正電路(I)、電壓控制調(diào)光輸出的逆變鎮(zhèn)流電路(2)和調(diào)光控制電壓獲取產(chǎn)生電路(3)連接組成，其特征在于所述的調(diào)光控制電壓獲取產(chǎn)生電路(3)包含由比較器和分壓電阻電路組成的電源電壓空閑時段檢出電路(31)、均包含比較器的同步固定鋸齒波產(chǎn)生電路(32)和比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路(33)，電源電壓空閑時段檢出電路(31)、同步固定鋸齒波產(chǎn)生電路(32)和比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路(33)相互連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的由比較器和分壓電阻電路組成的輸入電源電壓空閑時段檢出電路(31)設(shè)置比較器IC310，比較器IC311，三極管Q312和分壓電阻R313、電阻R314、電阻R315、電阻R316、電阻R317、電阻R318、電阻R319，其中兩個上分壓電阻R313和電阻R316分別聯(lián)接在輸入電源的兩個輸入端子TMl和TM2上，所述比較器IC310和比較器IC311的集電極開路輸出端并接在所述三極管Q312的基極上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的由比較器和分壓電阻電路組成的輸入電源電壓空閑時段檢出電路(31)設(shè)置由比較器IC310和IC311，三極管Q312和分壓電阻R313、電阻R314、電阻R315、電阻R316、電阻R317、電阻R318、電阻R319，其中所述的分壓電阻R313和電阻R316分別聯(lián)接到輸入電源的兩個輸入端子TMl和TM2上，電阻R317則接在用于電源整流后濾波的電容ClOl上，所述比較器IC310和比較器IC311的集電極開路輸出端并接在所述三極管Q312的基極上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路(33)中比較器IC330的同相輸入端所連接的上分壓電阻R331上并聯(lián)一個電容C3310,所述上分壓電阻R313的一端接在由比較器和分壓電阻電路組成的電源電壓空閑時段檢出電路(31)的輸出端TM31上，另一端接在所述的比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路(33)中比較器IC330的同相輸入端上。
專利摘要本實用新型公開了一種可調(diào)光電子鎮(zhèn)流器，由整流濾波和功率因數(shù)校正電路(1)、電壓控制調(diào)光輸出的逆變鎮(zhèn)流電路(2)和調(diào)光控制電壓獲取產(chǎn)生電路(3)連接組成，其特征在于所述調(diào)光控制電壓獲取產(chǎn)生電路(3)包含由比較器和分壓電阻電路組成的電源電壓空閑時段檢出電路(31)、均包含比較器的同步固定鋸齒波產(chǎn)生電路(32)和比較輸入時間電壓轉(zhuǎn)換電路(33)，本實用新型檢測輸入電壓中的空閑時段，從而從輸入電壓中取出其中包含的調(diào)光信息，形成控制逆變鎮(zhèn)流電路所需要的調(diào)光控制電壓，控制效果精確可靠，不受電源電壓、頻率及環(huán)境溫度的影響。
文檔編號H05B41/38GK202873167SQ201220412578
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者陳洪成, 劉輝, 隋東東 申請人:煙臺龍信電子有限公司