CN101854765B - 具有自动调节过流保护点的镇流器及其照明灯具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有自动调节过流保护点的镇流器及其照明灯具，该镇流器包括依次顺序连接的整流滤波电路、功率因素校正(PFC)电路、逆变电路，其中，功率因素校正电路包括升压电路，还包括与PFC电路的升压电路相连的具有自动调节过流保护点的过流保护电路，所述过流保护电路包括过流保护点调节电路及与所述过流保护点调节电路相电连的开关电路。该照明灯具包括所述镇流器。本发明提供的镇流器及其照明灯具能进行过流保护，且能自动调节过流保护点以更有效的保护电路。

Description

具有自动调节过流保护点的镇流器及其照明灯具

技术领域

本发明涉及一种镇流器，更具体地说，涉及一种具有自动调节过流保护点的镇流器及其照明灯具。

背景技术

如今，电子镇流器的使用十分广泛，其广泛应用于各种照明及装饰领域，尤其是带功率因素校正(PFC)的镇流器。传统的PFC***的镇流器主回路在PFC芯片失效的非正常工作状态下缺乏过流保护，非正常的工作状态包括芯片失效，电路上电的瞬间，或者掉电瞬间，地线通过大电流、市电波动状态、开关状态、AC输入端接触不良等情况，其导致芯片地电抬高，PFC芯片处于混乱逻辑状态，此时PFC芯片不能正确的进行过流保护。而且，传统的PFC***的镇流器会因为趋肤效应导致温升很高，而使芯片受损，并且电路缺乏过流保护会导致芯片损坏，以至整个电路电流过大而使照明电路被烧毁。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述镇流器在PFC芯片失效时缺乏过流保护缺陷，提供一种能有效进行过流保护的具有自动调节过流保护点的镇流器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种镇流器，包括依次顺序连接的整流滤波电路、功率因素校正电路、逆变电路，其中，功率因素校正电路包括升压电路，其特征在于，还包括与PFC电路的升压电路相连的具有自动调节过流保护点的过流保护电路，所述过流保护电路包括过流保护点调节电路及与所述过流保护点调节电路相电连的开关电路。

在本发明所述的镇流器中，所述升压电路包括功率电感、升压二极管、升压MOS管、侦测电阻、及上拉电阻，功率电感的一端与所述整流滤波电路的输出端相连，其另一端接升压二极管的阳极；升压MOS管的栅极与开关电路相连，其栅极同时通过上拉电阻接地，其漏极与升压二极管的阳极相连，其源极通过侦测电阻接地。

在本发明所述的镇流器中，所述过流保护点调节电路的一端与所述升压MOS管的源极相连，其另一端与所述开关电路的输入端相连，所述开关电路的输出端接地。

在本发明所述的镇流器中，所述过流保护点调节电路包括至少一个二极管。

在本发明所述的镇流器中，所述过流保护点调节电路还包括限流电阻，所述限流电阻与所述二极管串联。

在本发明所述的镇流器中，所述开关电路包括至少一个开关管。

在本发明所述的镇流器中，所述开关管为三极管或场效应管或两者的组合。

在本发明所述的镇流器中，还包括抗电磁干扰滤波电路，所述抗电磁干扰滤波电路与所述整流滤波电路的输入端相连。

在本发明所述的镇流器中，所述逆变电路为高频逆变电路。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：还构造一种照明灯具，包括上述的具有自动调节过流保护点的镇流器，所述镇流器包括依次顺序连接的整流滤波电路、功率因素校正电路、逆变电路，其中，功率因素校正电路包括升压电路，还包括与PFC电路的升压电路相连的具有自动调节过流保护点的过流保护电路，所述过流保护电路包括过流保护点调节电路及与所述过流保护点调节电路相电连的开关电路。

实施本发明的镇流器具有以下有益效果：其通过包括过流保护点调节电路及开关电路的过流保护电路，使得当PFC芯片失效而不具有过流保护能力时候，将PFC电路里的MOS管关断，而直接关断后面的整个电路，从而避免了整个电路因电流过大而受损，并且，其过流保护具有可以自动调节过流保护点的优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明具有自动调节过流保护点的镇流器的结构示意图；

图2是本发明具有自动调节过流保护点的镇流器的一优选实施例的电路图。

具体实施方式

本发明通过在功率因素矫正电路上增加过流保护电路4而可以实现自动调节过流保护点以对镇流器及其应用的照明电路进行过流保护。参见图1及图2，图1是本发明具有自动调节过流保护点的镇流器的结构示意图；图2是本发明镇流器的一优选实施例的电路图。

本发明提供的镇流器包括依次顺序连接的整流滤波电路2、功率因素校正电路、逆变电路5、及与PFC电路3的升压电路相连的具有自动调节过流保护点的过流保护电路4。其中，功率因素校正电路包括升压电路，过流保护电路4包括过流保护点调节电路及与所述过流保护点调节电路相电连的开关电路。

PFC电路3的升压电路包括功率电感、升压二极管、升压MOS管、侦测电阻、及上拉电阻，功率电感的一端与整流滤波电路2的输出端相连，其另一端接升压二极管的阳极；升压MOS管的栅极与升压二极管的阴极相连，其栅极同时通过上拉电阻接地，其漏极与升压二极管的阳极相连，其源极通过侦测电阻接地。

在图2中，过流保护电路4中过流保护点调节电路包括串联的电阻RP1、二极管DP1、及DP2。开关电路包括三极管QP1、QP2，两个三极管均为NPN型。电阻RP1用于限流，其一端与升压MOS管的源极相连，另一端与二极管DP1阳极相连，二极管DP2的阴极与开关电路的三极管QP1的基极相连，三极管QP1的发射极与三极管QP2的基极相连，三极管QP1的集电极与三极管QP2的集电极相连，且同时与升压MOS管的栅极相连，三极管QP2的发射极接地。

本发明还包括抗电磁干扰(EMI)滤波电路1，其输出端与整流滤波电路2的输入端相连，其由三个X电容，一个差模滤波器，一个共模滤波器，四个Y电容构成，能有效抑制9k-30MHZ频段的共模干扰杂讯和差模干扰杂讯。在PFC电路3中，优选的，PFC电路3使用临界模式的PFC芯片，通过一系列的***电路构成，其能把功率因数提高到0.97以上，可以大量减小电流谐波，并且把输入电压升压稳定在400V。

本发明工作原理如下：例如，当电路开机瞬间具有非常大的冲击电流，如果这个电流超过了PFC电路3里MOS管的峰值电流，这时将对Mos管造成击穿的危险。PFC芯片处于逻辑控制混乱阶段，主回路也会产生非常大的电流，导致主回路MOS及芯片一系列电路被大电流烧坏。由于电流比较大，其就会驱动过流保护电路4，使二极管及三极管导通，而三极管的输出端接地，从而使PFC电路3中升压MOS管断开，以保护整个电路。

同时，本发明还具有与PFC电路3中升压MOS管相对应的过流保护能力，其可以自动调节过流保护点，当温度升高的时候，允许流过升压MOS管的平均电流和峰值电流都相应的减小，温度升高的同时，构成过流保护电路4的二极管的阈值电压V_F的值也相应的减小，随着V_F值的减小，过流保护电流值也相应的减小，从而自动改变了过流保护点，通过对过流保护电路4二极管的选择，可以在工作温度范围内对主回路进行有效的保护。

其保护功能结合下面例子说明：

当电路开机瞬间因为大电容相当于瞬间短路，这时主回路具有非常大冲击电流(Inrush Current)，

(其中R_差模是差模电感等效电阻，R_共模是共模电感等效电阻，R_ESR是大电容差模短路瞬间等效电阻)，当该电流超过了升压MOS管的峰值电流，将对升压MOS管造成击穿的危险，通过选择过流保护电路4中二极管可以调节过流保护点，例如，一旦该电流超过了升压MOS管的峰值电流的80％，I_limit＝I_peakmos×80％则通过过流保护电路4中开关电路关断升压MOS管。例如图2中NPN型晶体管立即关断升压MOS管。此时，晶体管立即进入放大状态或者饱和状态，相当于一个开关管，这时基极输入电流满足 $\frac{I_{\mathrm{peakmos}}\×R_{\mathrm{sense}}-V_F\×2}{R_b}\≥I_b,$ 就能起到及时保护的作用。

当PFC芯片处于逻辑控制混乱阶段，PFC芯片不能正确的进行过流保护，主回路也会产生非常大的电流，导致主回路一系列电路被大电流烧坏，其保护原理同上。

本发明中过流保护点调节电路包括一个或多个二极管，及与二极管串联的限流电阻，限流电阻可以为一个或多个电阻串联或并联。开关电路包括至少一个开关管。开关管为三极管或场效应管或两者的组合，例如，两个或多个三极管构成的达林顿管。

本发明还提供一种照明灯具，其包括上述的具有自动调节过流保护点的镇流器。本发明的镇流器可以应用于各种照明电路，本发明中逆变电路5可以通过脉冲变压器产生的能量开始工作，其产生正弦波去激发无极灯发光。

而且，本发明的PFC电路中功率电感是主要的发热元件，其可采用多股线绕制的电感，使集肤效应达到最小，铜损达到最小，保证谐振电感温升最小，以有效延长镇流器的寿命。

综上所述，本发明提供的镇流器具有可以自动调节过流保护点的优点，其能有效的进行过流保护。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种具有自动调节过流保护点的镇流器，包括依次顺序连接的整流滤波电路、功率因素校正电路、逆变电路，其中，功率因素校正电路包括升压电路，其特征在于，所述镇流器还包括与功率因素校正电路的升压电路相连的具有自动调节过流保护点的过流保护电路，所述过流保护电路包括过流保护点调节电路及与所述过流保护点调节电路相电连的开关电路；

所述升压电路包括功率电感、升压二极管、升压MOS管、侦测电阻、及上拉电阻，功率电感的一端与所述整流滤波电路的输出端相连，其另一端接升压二极管的阳极；升压MOS管的栅极与所述开关电路相连，其栅极同时通过上拉电阻接地，其漏极与升压二极管的阳极相连，其源极通过侦测电阻接地。

2.根据权利要求1所述的镇流器，其特征在于，所述过流保护点调节电路的一端与所述升压MOS管的源极相连，其另一端与所述开关电路的输入端相连，所述开关电路的输出端接地。

3.根据权利要求1所述的镇流器，其特征在于，所述过流保护点调节电路包括至少一个二极管。

4.根据权利要求3所述的镇流器，其特征在于，所述过流保护点调节电路还包括限流电阻，所述限流电阻与所述二极管串联。

5.根据权利要求1所述的镇流器，其特征在于，所述开关电路包括至少一个开关管。

6.根据权利要求5所述的镇流器，其特征在于，所述开关管为三极管或场效应管或两者的组合。

7.根据权利要求1所述的镇流器，其特征在于，还包括抗电磁干扰滤波电路，所述抗电磁干扰滤波电路与所述整流滤波电路的输入端相连。

8.根据权利要求1所述的镇流器，其特征在于，所述逆变电路为高频逆变电路。

9.一种照明灯具，其特征在于，包括具有自动调节过流保护点的镇流器，所述镇流器包括依次顺序连接的整流滤波电路、功率因素校正电路、逆变电路，其中，功率因素校正电路包括升压电路，所述镇流器还包括与功率因素校正电路的升压电路相连的具有自动调节过流保护点的过流保护电路，所述过流保护电路包括过流保护点调节电路及与所述过流保护点调节电路相电连的开关电路；

所述升压电路包括功率电感、升压二极管、升压MOS管、侦测电阻、及上拉电阻，功率电感的一端与所述整流滤波电路的输出端相连，其另一端接升压二极管的阳极；升压MOS管的栅极与所述开关电路相连，其栅极同时通过上拉电阻接地，其漏极与升压二极管的阳极相连，其源极通过侦测电阻接地。

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