專利名稱：一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(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，具體涉及一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
近年來，高頻熒光燈電子鎮(zhèn)流器因其具有效率高、體積小、重量輕、無頻閃和燈管壽命長等優(yōu)點(diǎn)而逐步被人們接受。國產(chǎn)熒光燈電子鎮(zhèn)流器，多數(shù)都采用分離元器件裝配，優(yōu)點(diǎn)是電路簡單、成本低，但需磁環(huán)變壓器驅(qū)動(dòng)，工作頻率不穩(wěn)定，可靠性低。并且沒有預(yù)熱和調(diào)光功能，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。隨著人們對(duì)照明質(zhì)量要求的提高，傳統(tǒng)的固定亮度熒光燈已經(jīng)不能滿足人們的需求，也不利于節(jié)約能源。高性能的熒光燈電子鎮(zhèn)流器需要增加調(diào)光功能，在不必要滿功率輸出的場合，降低輸出功率，不僅節(jié)能，而且還能達(dá)到變換視覺效果的目的。
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)用新型公開一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(zhèn)流器。該鎮(zhèn)流器的體積小、重量輕、調(diào)光性能好、功率因素高、保護(hù)功能完善、使用壽命長，可廣泛應(yīng)用于熒光燈電子鎮(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、調(diào)頻調(diào)光電路、半橋逆變及保護(hù)電路、升壓鎮(zhèn)流電路和燈電流反饋電路組成。燈電流反饋電路的輸入端接燈絲，輸出端接半橋逆變電路的交流燈電流反饋輸入端。EMI濾波電路是由電容Cl和電感LI組成的低通濾波電路。二極管D1、D2、D3、D4和電容C2組成整流濾波電路。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。調(diào)頻調(diào)光電路是由電阻Rl、R2、R3、R4，穩(wěn)壓二極管D8，電容C5和電位器Wl組成的調(diào)壓電路。半橋逆變及保護(hù)電路由集成電路芯片IRS2530D及外圍的電阻R5 R14，電容C6 C14，穩(wěn)壓二極管D9，二極管DlO和MOSFET管Ql、Q2組成。升壓鎮(zhèn)流電路是由電感L2和電容C15組成的串聯(lián)諧振升壓和電感鎮(zhèn)流電路。燈電流反饋電路是由電阻R14、R9和電容Cll組成的燈電流取樣及反饋網(wǎng)絡(luò)。半橋逆變電路的最低頻率為34KHz，最高頻率為115KHz，燈絲預(yù)熱時(shí)間為0.9S。本實(shí)用新型的積極效果在于:體積小、重量輕、調(diào)光性能好、功率因素高、保護(hù)功能完善、使用壽命長。

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，由本實(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、調(diào)頻調(diào)光電路、半橋逆變及保護(hù)電路、升壓鎮(zhèn)流電路和燈電流反饋電路組成。燈電流反饋電路的輸入端接燈絲，輸出端接半橋逆變電路的交流燈電流反饋輸入端。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，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，為半橋逆變電路和調(diào)頻調(diào)光電路供電。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，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)填谷式無源PFC電路可將功率因數(shù)提供到0.9以上，總諧波失真THD〈30%。半橋逆變及保護(hù)電路由集成電路芯片IRS2530D及外圍的電阻R5 R14，電容C6 C14，穩(wěn)壓二極管D9，二極管DlO和MOSFET管Q1、Q2組成。具有熒光燈電子鎮(zhèn)流器所須的預(yù)熱、點(diǎn)火、運(yùn)行和燈絲開路、非ZVS和波峰系數(shù)保護(hù)功能。升壓鎮(zhèn)流電路是由電感L2和電容Cl5組成的串聯(lián)諧振升壓和電感鎮(zhèn)流電路，燈電流反饋電路是由電阻R14、R9和電容Cll組成的燈電流取樣及反饋網(wǎng)絡(luò)，調(diào)頻調(diào)光電路是由電阻Rl、R2、R3、R4，穩(wěn)壓二極管D8，電容C5和電位器Wl組成的調(diào)壓電路。調(diào)節(jié)調(diào)壓電位器可使半橋逆變頻率在34kHz 115kHz的范圍內(nèi)變化，能實(shí)現(xiàn)100% 2%的亮度調(diào)節(jié)。接通AC市電電源，整流濾波電路輸出約300V左右的DC總線電壓，通過啟動(dòng)電阻R5對(duì)C6充電。當(dāng)ICl引腳VCC上的電壓超過12.5V時(shí)，引腳HO和LO產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)輸出而開始振蕩。當(dāng)半橋低端Q2導(dǎo)通時(shí)，引腳VCC上的電壓經(jīng)內(nèi)部自舉MOSFET對(duì)引腳VB與VS之間的自舉電容C12充電，當(dāng)C12上的電壓超過9V時(shí)，ICl的高端使能，驅(qū)動(dòng)Ql導(dǎo)通。Ql導(dǎo)通時(shí)，Q2截止，C12放電，C12上的電壓低于8V時(shí)Ql截止Q2再次導(dǎo)通。如此周而復(fù)始，Ql和Q2交替導(dǎo)通，引腳VS輸出高頻方波脈沖，經(jīng)升壓鎮(zhèn)流電路為燈管供電。ICl 一旦啟動(dòng)，在引腳4內(nèi)部的一個(gè)50 ii A的快速啟動(dòng)電流和一個(gè)I U A的電流源對(duì)外接電容C9充電，鎮(zhèn)流器輸出最高頻率為115KHz的方波脈沖，開始對(duì)燈絲預(yù)熱，VCO引腳上的電壓Uvco迅速升至0.85V，ICl內(nèi)部的50 ii A電流被切斷，只有I y A的電流源對(duì)VCO腳上的電容充電，Uvco緩慢上升，頻率從最高頻率開始線性下降，諧振電感器L2的兩個(gè)輔助繞組L3、L4為燈絲提供預(yù)熱電壓。L3、C15和L4、C16為帶通濾波器，在燈絲點(diǎn)亮之后，燈絲預(yù)熱電壓衰減，以減少燈絲上的熱量損耗。當(dāng)鎮(zhèn)流器輸出頻率達(dá)到諧振頻率時(shí)，燈絲預(yù)熱結(jié)束，L2和C15發(fā)生串聯(lián)諧振，在C15上產(chǎn)生一個(gè)足夠高的電壓使燈管觸發(fā)而點(diǎn)亮。本實(shí)用新型的C9設(shè)計(jì)為0.22 u F，燈絲預(yù)熱時(shí)間為0.9S。一旦燈管被點(diǎn)亮，ICl進(jìn)入調(diào)光模式。如果燈管未點(diǎn)亮，Uvco將超過4V，ICl進(jìn)入故障模式并關(guān)閉其輸出。當(dāng)燈被點(diǎn)亮?xí)r，調(diào)光控制環(huán)路被激活，ICl進(jìn)入調(diào)光模式。與燈絲連接的燈電流取樣電阻R14上產(chǎn)生的交流電壓經(jīng)R9和Cll也反饋至ICl的DM腳，腳DM上的電壓為用戶調(diào)節(jié)調(diào)光電位器Wl時(shí)設(shè)置的DC電壓和通過Cll反饋的AC電壓之和。在DM引腳上的電壓通過控制環(huán)路調(diào)節(jié)，使AC電壓谷值總是停留在COM電平上。為使燈光變暗，當(dāng)調(diào)節(jié)Wl使DM腳上的DC參考電壓減小時(shí)，AC電壓的谷值將延伸到COM電平以下，調(diào)光控制電路將提高鎮(zhèn)流器頻率減小燈電流，直到在DIM腳上的AC電壓谷值再次在COM電平上。為增加燈的亮度，當(dāng)調(diào)節(jié)Wl使DIM腳上DC電壓增加時(shí)，AC電壓谷值將升高到COM以上，調(diào)光控制電路將降低鎮(zhèn)流器頻率增加燈電流，直到DIM腳上的AC谷值回復(fù)到COM電平上。采用這種調(diào)頻調(diào)光方法，鎮(zhèn)流器頻率升高時(shí)，升壓鎮(zhèn)流電路中的鎮(zhèn)流電感的感抗將增大，同時(shí)和熒光燈負(fù)載并聯(lián)的電容的容抗隨之減小，使得熒光燈的燈電流減小，實(shí)現(xiàn)調(diào)頻調(diào)光控制，且在所有調(diào)光電平設(shè)置上，調(diào)光控制電路都能將AC燈電流峰峰值幅度調(diào)節(jié)到一個(gè)期望的值，調(diào)光性能好。本實(shí)用新型的半橋逆變頻率在34kHz 115kHz的范圍內(nèi)變化時(shí)，分別對(duì)應(yīng)100% 2%的發(fā)光亮度，調(diào)光范圍寬。在調(diào)光模式，VS感測電路、非ZVS和波峰系數(shù)保護(hù)電路都被賦能。在調(diào)光模式，如果在死區(qū)期間引腳VS上的電壓未能完全回到COM電平，當(dāng)?shù)投薗2導(dǎo)通時(shí)，將在其漏一源極之間產(chǎn)生一個(gè)電壓，系統(tǒng)工作太接近或進(jìn)入諧振容性側(cè)，將出現(xiàn)非ZVS容性模式，在半橋MOSFET中產(chǎn)生大的尖峰電流，容易使MOSFET毀壞。為避免這種情況發(fā)生，在HO關(guān)斷時(shí)，ICl內(nèi)部高壓MOSFET將導(dǎo)通，并且VS感測電流在LO上升沿上將測量VS腳上的電壓Vvs，如果大于4.5V的門限電壓，非ZVS控制電路將提高鎮(zhèn)流器頻率，直到達(dá)到 ZVS。當(dāng)流過MOSFET的峰值電流超過平均電流的5.5倍時(shí)，意味著燈絲失效，或者燈管未接入，諧振電感L2將出現(xiàn)飽和。ICl在此情況下會(huì)進(jìn)入故障保護(hù)模式，并自行關(guān)閉。在故障模式，HO關(guān)斷，LO開路，ICl僅消耗250 U A的電流。如果燈未接入，電阻R12和R13將會(huì)把引腳LO上的電壓拉高到8.75V以上，ICl則退出故障模式而進(jìn)入U(xiǎn)VLO模式。當(dāng)接上燈管時(shí)，引腳LO上的電壓降被拉低到8.75V以下，于是ICl退出UVLO模式而進(jìn)入預(yù)熱/觸發(fā)模式，將燈重新點(diǎn)亮。
權(quán)利要求1.一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(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、調(diào)頻調(diào)光電路、半橋逆變及保護(hù)電路、升壓鎮(zhèn)流電路和燈電流反饋電路組成，燈電流反饋電路的輸入端接燈絲，輸出端接半橋逆變電路的交流燈電流反饋輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(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所述的一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(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所述的一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是:調(diào)頻調(diào)光電路是由電阻Rl、R2、R3、R4，穩(wěn)壓二極管D8，電容C5和電位器Wl組成的調(diào)壓電路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是:半橋逆變及保護(hù)電路由集成電路芯片IRS2530D及外圍的電阻R5 R14，電容C6 C14，穩(wěn)壓二極管D9，二極管DlO和MOSFET管Ql、Q2組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是:燈電流反饋電路是由電阻R14、R9和電容Cll組成的燈電流取樣及反饋網(wǎng)絡(luò)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征是:半橋逆變電路的最低頻率為34KHz，最高頻率為115KHz，燈絲預(yù)熱時(shí)間為0.9S。
專利摘要一種采用調(diào)頻調(diào)光的熒光燈電子鎮(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、調(diào)頻調(diào)光電路、半橋逆變及保護(hù)電路、升壓鎮(zhèn)流電路和燈電流反饋電路組成。燈電流反饋電路的輸入端接燈絲，輸出端接半橋逆變電路的交流燈電流反饋輸入端。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，調(diào)頻調(diào)光電路是由電位器等元器件組成的調(diào)壓電路，半橋逆變及保護(hù)電路由集成電路芯片IRS2530D及其外圍的元器件組成，燈電流反饋電路是由電阻和電容組成的燈電流取樣及反饋網(wǎng)絡(luò)。其積極效果在于體積小、重量輕、調(diào)光性能好、功率因素高、保護(hù)功能完善、使用壽命長。
文檔編號(hào)H05B41/295GK202979438SQ20122073469
公開日2013年6月5日 申請日期2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月28日
發(fā)明者張新安 申請人:張新安