CN2538115Y - 电子镇流器 - Google Patents

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Abstract

一种电子镇流器,包括滤波、整流电路、功率因数校正电路、交直流转换电路、输出电路,还包括一调整电路,调整电路中变压器初级线圈串联连接在输出电路中变压器初级线圈上,次级线圈串联连接在输出电路中变压器次级线圈上;一控制电路,控制电路中变压器初级线圈、调整电路中变压器灯丝线圈以及一组灯丝串联连接;双向可控硅并联连接在调整电路中变压器次级线圈上;控制电路中变压器次级线圈与延时触发电路相连接,其输出端连接双向可控硅的控制极。本实用新型可以避免荧光灯在预热时辉光放电现象的产生,让荧光灯的灯丝充分地预热,在荧光灯工作时完全撤除在灯丝上所消耗的无用功率,由此可延长荧光灯寿命,在无灯开机的状态下,输出电压也不大于50V。

Description

电子镇流器
技术领域
本实用新型涉及电子照明技术的一种荧光灯电子镇流器。
背景技术
荧光灯是一种节能、高效、色温可以控制的绿色光源,它在各个领域里的广泛使用,已成为人们日常生活中人工光源的最佳选择。人们在广泛使用这种高效、优质的光源的同时,不但注意它的能效(例如向小型化、集成化、数字化的节能高效的方向发展),同时还对荧光灯的寿命给予更多的重视。
现有技术中,为了提高荧光灯管的寿命除提高荧光灯管本身的质量外,一般是采用给荧光灯管的灯丝在预热期间以充分地预热和在荧光灯管预热期间降低灯管两端电压的两个步骤。步骤1:可以使灯管的灯丝在瞬间点亮前充分预热,这样有利于灯丝电子的发射和灯管的电离击穿,以达到启辉的目的。然而事实证明:过大的灯丝电流来预热会使灯丝提前老化,从而缩短灯管的寿命。步骤2:由于普通电子镇流器在荧光灯管预热期间施加在灯管两端的脉冲电压在300伏甚至更高,这就非常容易引起所谓的“辉光”。倘能降低此期间灯管两端的电压,而在灯管启动的瞬间又使之能保证启动,就能彻底杜绝辉光放电的产生,也即避免了灯丝发射的电子在高压下的溅射,使灯管不会过早发黑,由此即大大延长灯管的寿命。
为提高荧光灯管的使用寿命,人们研究了荧光灯点亮的预热、启动、正常工作的三个工作过程,对灯丝的预热和灯管在启动前施加在两端的高压给予了高度的重视,也因此产生了基于上述理念的各种方法和电路来延缓灯管的衰老。
在现有技术中可采用具有正温度特性的热敏电阻PTC。在接通电源的瞬间,跨接在灯管两端的热敏电阻取得最大的灯丝预热电流,随着时间的推移,由于热敏电阻PTC的温度升高而使电阻值变大,灯丝电流逐渐减小,此时电路中谐振电容的作用逐渐明显,也即谐振电路的Q值逐渐变大,当灯管两端的电压渐升至启动电压时,灯管随即点亮。这是一种简单、而行之有效的方法,常为一般低价位电子镇流器所用。另外,在较高性能的电子镇流器中,一般均采用IC集成电路作为驱动控制电路。该集成块还具有其它诸多功能,如预热时间控制,振荡频率的设置、保护检测和再启动等功能。此种方法亦能达到降低预热期间的灯管二端电压的目的。
综述以上介绍的当前的技术状况,采用具有正温度特性的热敏电阻(TC)的方法虽然简单,但受其性能的影响,一致性较差,可靠性低,在电路调整不当时仍易产生辉光放电现象。另外由于热敏电阻的热效应,也能致使电子镇流器多消耗约1W的功率。采用IC集成电路作为驱动控制电路,虽然功能强大、调试简单,预热时间也能方便的预置,并具有诸多的其他功能,然而由于调整频率有限(二倍左右),输出至灯管的电压还是难以降低到理想状态,尤其对于工作管电压较低的灯管,仍极易产生启动时的辉光放电现象,另外IC成本也较高。因此,以上两种方法也不能完全解决上述的预热时管压过高的问题;并且以上两种方法中,在电子镇流器正常工作后仍有2~4W功率消耗在每根灯管上,这种损耗既有损于效率,又不能提高灯管寿命,应加以克服。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是彻底克服上述现有技术中所存在的缺陷:即(1)避免荧光灯管在预热时管压过高的现象,能彻底杜绝荧光灯管辉光放电的现象产生,避免灯丝发射电子在高压下溅射;(2)让荧光灯管的灯丝充分地预热;(3)在荧光灯工作时完全撤除在灯丝上所消耗的无用功率来提高电子镇流器的效率。由此提供一种可延长荧光灯管寿命的电子镇流器。
本实用新型采用了下列技术方案:一种电子镇流器,包括依次连接的电磁兼容滤波电路(1)、整流电路(2)、功率因数校正电路(3)、直流滤波电路(4)、直流/交流转换电路(5)、输出电路(7)。在该电子镇流器中还置有:
一调整电路(6),该调整电路(6)中的变压器(T2)的初级线圈(N21)串联连接在输出电路(7)中的变压器(T1)的初级线圈(N11)上,变压器(T2)的次级线圈(N22)串联连接在输出电路(7)中的变压器(T1)的次级线圈(N12)上;
一控制电路(8),该控制电路(8)中一双向可控硅(TRIAC)并联连接在调整电路(6)中变压器(T2)的次级线圈(N22)上,变压器(T3)的初级线圈(N31)与荧光灯管(9)的一组灯丝以及调整电路(6)中变压器(T2)的灯丝线圈(N24)串联连接,变压器(T3)的次级线圈(N32)与延时触发电路相连接,该延时触发电路的输出端与双向可控硅(TRIAC)的控制极(G)相连接。
本实用新型是在电子镇流器的电源接通后,给予灯丝以固定的电压并按设定的时间预热。由于输出到灯管上的电压是输出变压器T1与另一变压器T2两次级线圈上电压之差,因而在灯管的预热期间能保持较低的灯管电压(小于50V),在预热完成后,通过控制电路使灯管电压瞬间升高,点亮灯管。而当灯管点亮的同时,在电路的控制下,撤去接在灯管上的灯丝电压,从而避免了在灯丝上的功耗,提高了电子镇流器的整机效率。本实用新型不但实现了电子镇流器的理想启动,延长灯管的寿命;且在安全性能上也有所提高,即使在无灯管开机的状态下,输出电压也不大于50V。
附图说明
图1为本实用新型电路结构方框图;
图2为本实用新型的电原理图;
图3为本实用新型预热启动时灯丝电压和灯管电流波形图;
图4为其它电子镇流器预热启动时灯丝电压和灯管电流波形图
具体实施方式
以下结合附图以及实施例来对本实用新型作进一步的说明。
参照图1所示:本实用新型包括依次相连接的1、电磁兼容滤波电路,2、整流电路,3、功率因数校正电路,4、直流滤波电路,5、直流/交流转换电路,6、调整电路,7、输出电路,8、控制电路。
参照图2所示:其中,该调整电路6中的变压器T2的初级线圈N21串联连接在输出电路7中的变压器T1的初级线圈N11上,具体地讲,即变压器T2的初级线圈N21同名端连接输出电路7中变压器T1的初级线圈N11非同名端。变压器T2的初级线圈N21的另一端以及变压器T1的初级线圈N11的另一端,都分别与直流/交流转换电路5的输出端相连接,一谐振电容C1跨接于直流/交流转换电路5的输出端。
调整电路6中的变压器T2的次级线圈N22串联连接在输出电路7中的变压器T1的次级线圈N12上,具体地讲,即变压器T2的次级线圈N22同名端连接输出电路7中变压器T1的次级线圈N12同名端。调整电路6中变压器T2的次级线圈N22的另一端与回路地相连接;输出电路7中变压器T1的次级线圈N12的另一端与一限流电容C2串接后与荧光灯管的灯丝a端相连接。另外,调整电路6中变压器T2上还置有两组灯丝电压线圈N23和N24,N23与荧光管的灯丝ab相连接,N24串以T3的N31后与荧光管的灯丝cd相连接。
在控制电路8中变压器T3的初级线圈N31与荧光灯管9的一组灯丝cd以及调整电路6中变压器T2的灯丝线圈N24串联连接。一双向可控硅TRIAC并联连接在调整电路6中变压器T2的次级线圈N22上。变压器T3的次级线圈N32与一由整流二极管D2、电阻R1、R2、电容C3、触发二极管D1所组成的延时触发电路相连接,该延时触发电路中触发二极管D1连接双向可控硅TRIAC的控制极G。
以下对本实用新型的工作原理作进一步分析。
1、预热阶段:
由变压器T1中的绕组N11以及变压器T2的绕组N21串联成等效电感和谐振电容C1组成并联谐振电路,由直流/交流转换电路5输出的高频、高压的方波电压施加于上述联接的谐振电路之上。
输出变压器T1用于提供荧光灯管9启动和工作时的能量输出。变压器T2则是用于荧光灯管在工作的不同时期作相应的控制和调整作用。由于变压器T2中的绕组N21是与变压器T1中的绕组N11相串联,因此,变压器T2的绕组N21分得输入电压的一部分,于是绕组N23、N24摄取一部分能量用于在荧光灯灯管预热期间提供灯管灯丝的预热电压。与此同时,由于变压器T1中绕组N12与变压器T2中的绕组N22同名端相接,故输出端的总电压是绕组N12与绕组N22的之差,适当地调整绕组N22的圈数可控制电压值Uac。此电压通过限流电容C2的耦合,呈现在灯管二端的电压将是低于50V的低电压。所以如此低的电压不会使灯管在预热时产生辉光放电,此时管电流为零。由此,本实用新型可以实现:在灯管预热阶段,既提供灯丝的预热电压,而又使灯管二端的管电压较低的目的。
于此接通电源的瞬间,变压器T2的绕组N24的电压通过灯丝dc而施加于变压器T3的绕组N31上,变压器T3的绕组N32上电压经整流二极管D2的整流,并通过由电阻R1、R2和电容C3所组成的延时电路(用以控制灯管的预热时间一般可在0.4S~1.5S之间作选择)作用于触发二极管D1上,随着电容C3的不断充电,当其二端的电压上升之触发二极管D1的击穿电压时(一般在28V~34V之间),D1导通,然后双向可控硅TRIAC导通,使变压器T2的绕组N22短路,此时,灯管迅即进入启动阶段。
2、启动阶段
由于变压器T2的绕组N22短路,致使变压器T2上所有绕组的电压降至接近于零,亦即取消了加至荧光灯灯管的灯丝电压,使直流/交流转换电路5输出的高频、高压的方波电压全部施加到变压器孔的绕组N11上,并使变压器T1的绕组N12上的电压全部加到荧光灯灯管上。此时,在谐振电容C1的作用下,变压器T1次级绕组N12产生的高压使荧光灯灯管被点亮。
3、正常工作阶段
在荧光灯管9被点亮进入正常工作时,由于荧光灯管9的等效电路,相当于一个电阻和一个稳压管相串联,是一个恒压器件,故在输出电路7中必须串以限流电容C2。此时,由于取消了灯丝电压,由此,每管的灯丝功耗比通常降低2~4W,完全实现了灯丝预热的CUT-OFF技术,提高了电子镇流器的整机效率。另外,由于双向可控硅TRIAC的饱和压降也仅为1V左右,因而,也不会影响主回路的工作。
本实用新型的实施方案完全实现了荧光灯管两端的低电压预热启动,延长了灯管的使用寿命;并且启动后撤消所有的灯丝电压,提高了电子镇流器效率,具有较好的实用价值和经济效益。
参照图3与图4,图中T表示时间,V表示灯管电压,I表示灯丝电流,t1~t2为预热阶段,t2以后表示为工作阶段,i1表示采用本实用新型的荧光灯灯丝电流曲线,i2表示采用现有技术的荧光灯灯丝电流曲线,u1表示采用本实用新型的荧光灯管管电压曲线,u2表示采用现有技术的荧光灯管管电压曲线。
比较本实用新型与现有技术中的电子镇流器,可以清晰看出本实用新型启动前的灯丝电流和启动后的灯丝电流,后者几乎为零;本实用新型预热时的管电压不到工作电压的一半,即小于50V。而现有技术中的电子镇流器灯管在灯丝预热阶段有较高的管电压,在正常工作时仍有很大的灯丝电流。

Claims (4)

1、一种电子镇流器,包括依次连接的电磁兼容滤波电路(1)、整流电路(2)、功率因数校正电路(3)、直流滤波电路(4)、直流/交流转换电路(5)、输出电路(7),其特征在于:在该电子镇流器中还置有
一调整电路(6),该调整电路(6)中的变压器(T2)的初级线圈(N21)串联连接在输出电路(7)中的变压器(T1)的初级线圈(N11)上,变压器(T2)的次级线圈(N22)串联连接在输出电路(7)中的变压器(T1)的次级线圈(N12)上;
一控制电路(8),该控制电路(8)中一双向可控硅(TRIAC)并联连接在调整电路(6)中变压器(T2)的次级线圈(N22)上,变压器(T3)的初级线圈(N31)与荧光灯管(9)的一组灯丝以及调整电路(6)中变压器(T2)的灯丝线圈(N24)串联连接,变压器(T3)的次级线圈(N32)与延时触发电路相连接,该延时触发电路的输出端与双向可控硅(TRIAC)的控制极(G)相连接。
2、根据权利要求1所述的电子镇流器,其特征在于:调整电路(6)中变压器(T2)的初级线圈(N21)同名端连接输出电路(7)中变压器(T1)的初级线圈(N11)非同名端;调整电路(6)中变压器(T2)的次级线圈(N22)同名端连接输出电路(7)中变压器(T1)的次级线圈(N12)同名端。
3、根据权利要求1所述的电子镇流器,其特征在于:所述的延时触发电路由整流二极管(D2)、电阻(R1、R2、)、电容(C3)、触发二极管(D1)所组成。
4、根据权利要求1所述的电子镇流器,其特征在于:一谐振电容(C1)连接于直流/交流转换电路(5)的输出端,输出电路(7)中限流电容(C2)一端与变压器(T1)的次级线圈(N12)相连接,另一端与荧光灯管(9)的灯丝相连接。
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