專利名稱：一種電路簡(jiǎn)單功率因數(shù)高的熒光燈電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及熒光燈鎮(zhèn)流器，具體涉及一種電路簡(jiǎn)單功率因數(shù)高的熒光燈電子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的熒光燈鎮(zhèn)流器，由帶鐵芯的線圈和啟輝器組成，功耗大，體積大，重量大，且存在頻閃和蜂音。目前市場(chǎng)上出售的熒光燈電子鎮(zhèn)流器幾乎都是采用磁環(huán)變壓器反饋的自激式雙極型晶體管半橋逆變電路，相對(duì)于傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器，它的優(yōu)點(diǎn)是體積小，重量輕。但同時(shí)存在以下缺點(diǎn):(I)雙極型晶體管由磁環(huán)變壓器驅(qū)動(dòng)，振蕩反饋回路復(fù)雜，工作頻率不穩(wěn)定，可靠性低。(2)沒有燈絲預(yù)熱功能，容易造成燈絲開路及半橋逆變輸出晶體三極管損壞，熒光燈的壽命短。(3)沒有功率因素校正電路，電子鎮(zhèn)流器的功率因素一般不超過
0.6，電能的利用率低。
發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有熒光燈電子鎮(zhèn)流器的不足，本實(shí)用新型公開一種電路簡(jiǎn)單功率因數(shù)高的熒光燈電子鎮(zhèn)流器。該鎮(zhèn)流器的電路簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、成本低、功率因素高、使用壽命長(zhǎng)，性價(jià)比高，可應(yīng)用于小功率熒光燈電子鎮(zhèn)流器領(lǐng)域。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:本實(shí)用新型由依次順序連接的EMI濾波電路、整流濾波電路、PFC電路、IC半橋逆變電路、升壓鎮(zhèn)流電路組成。EMI濾波電路是由電容Cl和電感LI組成的低通濾波電路。PFC電路是由二極管D5、D6、D7和電容C3、C4組成的填谷式無源功率因素校正電路。IC半橋逆變電路由集成電路芯片UBA2024P及外圍的電阻Rl，電容C5、C6、C7、C8、C9、Cl 1、C12組成。電阻Rl和電容C7分別設(shè)計(jì)為IIOK Ω和180nF，IC半橋逆變電路的運(yùn)行頻率是46kHz，最高頻率為115kHz。升壓鎮(zhèn)流電路是由電感L2和電容ClO組成的串聯(lián)諧振升壓和電感鎮(zhèn)流電路。本實(shí)用新型的積極效果在于:電路簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、成本低、功率因素高、使用壽命長(zhǎng)，性價(jià)比高。

圖1為本實(shí)用新型的方框圖。圖2為本實(shí)用新型的電路原理圖。
具體實(shí)施方式
如附圖1所示，本實(shí)用新型由依次順序連接的EMI濾波電路、整流濾波電路、PFC電路、IC半橋逆變電路、升壓鎮(zhèn)流電路組成。如附圖2所示，EMI濾波電路是由電容Cl和電感LI組成的低通濾波電路，可抑制市電電源與鎮(zhèn)流器之間的高頻電磁干擾。其中Cl用于抑制串模干擾信號(hào)，LI用于抑制共模干擾信號(hào)。二極管D1、D2、D3、D4和電容C2組成整流濾波電路，將220V交流電經(jīng)整流濾波得到300V左右的直流電壓，為IC半橋逆變電路供電。PFC電路是由二極管D5、D6、D7和電容C3、C4組成的填谷式無源功率因素校正電路。電容C3、C4串聯(lián)充電，并聯(lián)放電。在交流電每一個(gè)半周期內(nèi)，將交流輸入電壓高于直流輸出電壓的時(shí)間拉長(zhǎng)，整流二極管的導(dǎo)通角增大，電源電壓的過零死區(qū)時(shí)間縮短，其電流波形趨向于連續(xù)，包絡(luò)線趨向于正弦波，使交流輸入電流追逐電源電壓瞬時(shí)變化軌跡。這個(gè)PFC電路可將功率因數(shù)提供到0.9以上，總諧波失真THD〈30%。IC半橋逆變電路由集成電路芯片UBA2024P及外圍的電阻R1，電容C5、C6、C7、C8、C9、C11、C12組成。具有熒光燈電子鎮(zhèn)流器所須的預(yù)熱、點(diǎn)火和運(yùn)行功能。在IC半橋逆變電路中，Rl和電容C9為振蕩器振蕩頻率設(shè)定元件，C8是ICl內(nèi)部低壓12.5V電源的濾波電容，電容C5為掃描(或燈絲預(yù)熱)定時(shí)元件，C6是自舉電容，C7用于吸收瞬態(tài)尖峰脈沖，整個(gè)鎮(zhèn)流器電路包括UBA2024P在內(nèi)僅使用24個(gè)元器件，實(shí)現(xiàn)了元件數(shù)量最少化。UBA2024P芯片集振蕩電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和兩個(gè)高壓功率開關(guān)管(M OSFET)于一體，采用8引腳DIP封裝。 接通AC電源后，AC電壓經(jīng)整流濾波產(chǎn)生約300VDC高壓。DC干線電壓無需限流電阻直接加至ICl的6腳，并在內(nèi)部自產(chǎn)生12.5V的DC低壓，為振蕩器及控制電路供電。在加電期間，當(dāng)VDD從OV增加到ICl啟動(dòng)門限(典型值為IIV)以上時(shí)，ICl的I腳外部電容C5開始被內(nèi)部電流(約280mA)充電，半橋電路開始振蕩。振蕩頻率由ICl腳8外部電阻Rl和電容C9的數(shù)值決定。為保證50%的占空比，ICl內(nèi)置2分頻器，半橋輸出頻率為振蕩器頻率的一半。當(dāng)選擇電阻Rl= 110ΚΩ，電容C9 =180nF時(shí)，在燈啟動(dòng)之后的正常燃點(diǎn)期間，IC半橋逆變電路的工作頻率為46kHz。在ICl開始產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖時(shí)，ICl內(nèi)低端MOSFET (LS)首先導(dǎo)通(此時(shí)高端功率開關(guān)(HS)截止。當(dāng)LS導(dǎo)通時(shí)，VDD經(jīng)ICl內(nèi)自舉二極管對(duì)4腳和5腳之間的自舉電容C6充電。當(dāng)3腳上電壓高于高端晶體管閉鎖門限電平(4.2V)時(shí)，HS導(dǎo)通，LS關(guān)斷。高端和低端MOSFET交替導(dǎo)通，在ICl的5腳輸出占空比為50%的近似方波高頻信號(hào)。由于ICl內(nèi)置死區(qū)時(shí)間控制電路，保證兩只晶體管之間的非交疊時(shí)間為1.35 μ S，從而保證不會(huì)出現(xiàn)“直通”。在振蕩器鋸齒波下降沿上，半橋輸出電壓發(fā)生變化，即兩只功率MOSFET的工作狀態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)換。在啟動(dòng)階段，半橋輸出頻率為115kHz。隨著ICl腳I上電壓增加，頻率迅速下降到電感L2和電容ClO等組成的LC串聯(lián)電路的固有諧振頻率，使L2和ClO發(fā)生諧振，在ClO兩端產(chǎn)生一個(gè)近IkV的高壓脈沖施加到燈管兩端，使燈啟動(dòng)。由于C11=C12 C10，串聯(lián)諧振頻率基本上只由L2和ClO決定。在燈點(diǎn)火之后，迅速降至燈正常工作電壓，鎮(zhèn)流器輸出頻率降至燈運(yùn)行頻率46kHz。由于IC內(nèi)置輝光時(shí)間控制電路，能使輝光時(shí)間盡可能短，以防止影響燈壽命。ICl掃描電路的掃描時(shí)間由腳I外部電容C5及充電電流決定。當(dāng)選擇C=33nF時(shí)，掃描時(shí)間為0.35秒(最大值是4.5秒)，在此期間，電流通過燈絲對(duì)其預(yù)熱。升壓鎮(zhèn)流電路由L2和ClO組成，在點(diǎn)火階段，L2和ClO發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，ClO上產(chǎn)生的高壓脈沖施加到燈管上，即可使燈管擊穿而點(diǎn)亮。燈被啟動(dòng)點(diǎn)亮后，L2起鎮(zhèn)流作用。
權(quán)利要求1.一種電路簡(jiǎn)單功率因數(shù)高的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是:它由依次順序連接的EMI濾波電路、整流濾波電路、PFC電路、IC半橋逆變電路、升壓鎮(zhèn)流電路組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電路簡(jiǎn)單功率因數(shù)高的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是:EMI濾波電路是由電容Cl和電感LI組成的低通濾波電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電路簡(jiǎn)單功率因數(shù)高的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是:PFC電路是由二極管D5、D6、D7和電容C3、C4組成的填谷式無源功率因素校正電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電路簡(jiǎn)單功率因數(shù)高的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是:IC半橋逆變電路由集成電路芯片UBA2024P及外圍的電阻Rl，電容C5、C6、C7、C8、C9、Cll、C12組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電路簡(jiǎn)單功率因數(shù)高的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是:電阻Rl和電容C7分別設(shè)計(jì)為IlOKQ和180nF，IC半橋逆變電路的運(yùn)行頻率是46kHz，最高頻率為115kHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電路簡(jiǎn)單功率因數(shù)高的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是:升壓鎮(zhèn)流電路是由電感L2和電容ClO組成的串聯(lián)諧振升壓和電感鎮(zhèn)流電路。
專利摘要一種電路簡(jiǎn)單功率因數(shù)高的熒光燈電子鎮(zhèn)流器由依次順序連接的EMI濾波電路、整流濾波電路、PFC電路、IC半橋逆變電路、升壓鎮(zhèn)流電路組成。EMI濾波電路是由電容和電感組成的低通濾波電路。PFC電路是由二極管和電容組成的填谷式無源功率因素校正電路。IC半橋逆變電路由集成電路芯片UBA2024P及外圍的電阻和電容等元器件組成，具有熒光燈電子鎮(zhèn)流器所須的預(yù)熱、點(diǎn)火和運(yùn)行功能。IC半橋逆變電路的運(yùn)行頻率是46kHz，最高頻率是115kHz。升壓鎮(zhèn)流電路是由電感和電容組成的串聯(lián)諧振升壓和電感鎮(zhèn)流電路。其積極效果在于電路簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、成本低、功率因素高、使用壽命長(zhǎng)，性價(jià)比高。
文檔編號(hào)H05B41/295GK203057665SQ20122070656
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者張新安 申請(qǐng)人:張新安