專利名稱：一種大功率電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于熒光燈用鎮(zhèn)流器領(lǐng)域，涉及一種電子鎮(zhèn)流器，尤其是一種用于多燈管并聯(lián)的大功率電子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
在辦公室、工廠車間、商場、教室等場合，往往需要十幾只甚至幾十只熒光燈才能滿足照明要求。市場上現(xiàn)有的熒光燈電子鎮(zhèn)流器最多只能同時拖動兩只燈管，能同時拖動三只以上燈管的電子鎮(zhèn)流器還很少見。
如果一個大型商場需要一百只熒光燈照明，至少也需要50只電子鎮(zhèn)流器。如果能夠研制出能同時拖動十幾只燈管的大功率電子鎮(zhèn)流器，不但可以大幅度降低電子鎮(zhèn)流器的使用量，而且能顯著降低電子鎮(zhèn)流器的成本，提高電子鎮(zhèn)流器的效率。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種用于多燈管并聯(lián)的大功率電子鎮(zhèn)流器，該大功率電子鎮(zhèn)流器可以同時拖動多個燈管，不但可以降低電子鎮(zhèn)流器的使用量，而且效率高，成本低。
本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的-這種大功率電子鎮(zhèn)流器，包括依次連接的EMI濾波器、整流電路、無源功率因數(shù)校正電路和高頻逆變電路，所述高頻逆變電路的輸出端通過電感組同時拖動3 15只熒光燈管，所述熒光燈管為T8/36W;每只所
述熒光燈管上均并聯(lián)有燈絲預(yù)熱電路和燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路；所述燈絲預(yù)熱電路由第一 PTC熱敏電阻和壓敏電阻串聯(lián)組成；所述燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路由第二 PTC熱敏電阻和諧振電容串聯(lián)組成；
所述高頻逆變電路還連接有過壓欠壓過載保護(hù)電路，所述過壓欠壓過載保護(hù)電路包括四運(yùn)放集成電路。
所述高頻逆變電路由自振蕩半橋驅(qū)動集成電路IR2153 、第一 電源和第二電源組成；所述第一電源是將整流電路整流后的電壓經(jīng)第一電阻限流降壓，再通過第一穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓，然后由第九電容和第十電容濾波，得到12V直流電壓給自振蕩半橋驅(qū)動集成電路IR2153供電；所述第二電源由高頻變壓器、第十一二極管、第三電阻組成，所述高頻變壓器接在高頻逆變電路的輸出端，高頻變壓器的輸出電壓經(jīng)第十一二極管整流，第三電阻限流降壓后，給自振蕩半橋驅(qū)動集成電路IR2153供電。
進(jìn)一步的，所述四運(yùn)放集成電路是LM339。
本實用新型的在同時需要十幾只熒光燈管照明的場合，能顯著降低電子鎮(zhèn)流器的成本，并且具有燈絲預(yù)熱和燈管異常狀態(tài)保護(hù)、過壓欠壓過載保護(hù)等功能，有效延長了電子鎮(zhèn)流器的壽命。

圖1為本實用新型的電路其中101為EMI濾波器；102為整流電路；103為無源功率因數(shù)校
正電路；104為高頻逆變電路；105為過壓欠壓過載保護(hù)電路；106為燈絲預(yù)熱電路；107為燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路；108為自振蕩半橋驅(qū)動集成
電路IR2153; 109為IC第一電源；IIO為IC第二電源；lll為電感組；
112為熒光燈管。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)描述
如圖1所示，這種大功率電子鎮(zhèn)流器包括依次連接的EMI濾波器
101、整流電路102、無源功率因數(shù)校正電路103和高頻逆變電路104，所述高頻逆變電路104的輸出端能同時拖動3 15只熒光燈管112;每只熒光燈管112上均并聯(lián)有燈絲預(yù)熱電路106和燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路107;所述燈絲預(yù)熱電路106由第一 PTC熱敏電阻PTCa和壓敏電阻Rv串聯(lián)組成；所述燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路107由第二 PTC熱敏電阻PTCb和諧振電容Ca串聯(lián)組成；所述高頻逆變電路104還連接有過壓欠壓過載保護(hù)電路105，所述過壓欠壓過載保護(hù)電路105包括四運(yùn)放集成電路。以下詳細(xì)描述各電路的組成及連接關(guān)系
1) EMI濾波器101:
其中第一電容C1、第二電容C2、第一變壓器Tl組成EMI濾波器101，第一電容C1的兩端連接第一變壓器T1，第一變壓器Tl連接第二電容C2，由第二電容C2的兩端與整流電路102的輸入端連接。
2) 整流電路102:
由第一至第四二極管Dl-D4連接組成整流橋，將交流市電轉(zhuǎn)換為直流電輸出給下面各電路。
3) 無源功率因數(shù)校正電路103:
第五至八二極管D5、 D6、 D7、 D8和第三至八電容C3、 C4、 C5、C6、 C7、 C8組成雙向自供輔助電源式(雙泵電路)PFC電路，即無源功率因數(shù)校正電路103，第三電容C3和第四電容C4并聯(lián)后再與第五二極管D5串聯(lián)接在整流電路102的輸出端的正負(fù)極間；第五電容C5與第六電容C6串聯(lián)，且第六電容C6的一端與整流電路102的輸出端負(fù)極連接;第五電容C5的一端還與整流電路102的輸出端正極和第一 MOS管Ql的漏極連接；第六二極管D6的負(fù)極與第五二極管D5的正極連接，第六二極管D6的正極與第六電容C6的另一端連接；第七二極管D7的負(fù)極與第六二極管D6的正極連接，第七二極管D7的正極與第八二極管D8的負(fù)極連接；第七電容C7和第八電容C8先并聯(lián)再與第八二極管D8串聯(lián)后接在整流電路102輸出端正負(fù)極間。其中第三電容C3和第七電容C7最好選用電子鎮(zhèn)流器專用電解電容，否則會縮短電子鎮(zhèn)流器的壽命。第四至六電容C4、 C5、 C6和第八電容C8應(yīng)選用損耗小的聚丙烯薄膜電容器。
4)高頻逆變電路104:
包括振蕩半橋驅(qū)動集成電路IR2153、 IC第一電源109、 IC第二電源110以及其他元件；IR2153的各管腳的連接關(guān)系是這樣IR2153的1腳不但與第九二極管D9的負(fù)極連接，還與分別第九電容C9和第十電容C10的正極連接，第九電容C9和第十電容C10的負(fù)極與整流電路2的輸出端負(fù)極連接，第一穩(wěn)壓二極管Dzl與第九電容C9并聯(lián)；2腳經(jīng)第二電阻R2和第十一電容Cll與整流電路2的輸出端負(fù)極連接；3腳連接于第二電阻R2和第十一電容C11之間；4腳直接與整流電路102的輸出端負(fù)極連接；5腳與第二MOS管Q2的柵極連接；6腳與第一 MOS管Ql的源極連接；7腳與第一 MOS管Ql的柵極連接；8腳經(jīng)第十二電容C12與5腳連接；8腳和1腳間還連接有第十二極管DIO，其中第十二極管D10的負(fù)極與8腳連接。IR2153采用雙電源供電，IC第一電源109是將整流電路102整流后的電壓經(jīng)第一電阻&限流降壓，再通過第一穩(wěn)壓管Dzl穩(wěn)壓，然后由第九電容C9和第十電容C10濾波，得到12V直流電壓給IR2153供電，如果只采用這一個電源給IR2153供電，保證IR2153工作是沒有問題的，但是第一電阻Ri上將要消耗近3W的功率，導(dǎo)致第一電阻R,溫度較高，不但會降低電路的效率，而且有可能導(dǎo)致第一電阻&因高溫而損壞。因此，又設(shè)計了IC第二電源110給IR2153供電，IC第二電源110由高頻變壓器T2、第十一二極管Dll、第三電阻R3組成，高頻變壓器T2接在高頻逆變電路的輸出端，其初級線圈的一端與第二變壓器T3的初級線圈連接，初級線圈的另一端分別與IR2153的6腳和第一M0S管Q1的源極連接；其次級線圈的一端接地，另一端與第十一二極管Dll的正極連接，第十一二極管Dll的負(fù)極與第三電阻R3的一端連接，第三電阻R3的另一端與IR2153的1腳連接。高頻變壓器T2的輸出電壓經(jīng)第十一二極管Dll整流，第三電阻R3限流降壓后，連接到IR2153的第一腳，給IR2153供電，解決第一電阻Rl功耗過大和發(fā)熱的問題。這樣，只有在電路剛開始工作時，由IC第一電源109給IR2153供電，當(dāng)電路正常工作后，由IC第二電源110給IR2153供電，第九二極管D9起雙電源隔離的作用。第二電阻R2和第十一電容C11為振蕩頻率調(diào)整元件，振蕩頻率為-
1.38(^ +75)C
第十二極管D10為自舉二極管，對自舉電容第十二電容C12充電，為IR2153內(nèi)部的高端驅(qū)動級提供直流電源，第十二極管D10要選用快速恢復(fù)二極管。第一MOS管Ql和第二MOS管Q2為場效應(yīng)晶體管，最好選用英飛凌公司生產(chǎn)的CoolMOS場效應(yīng)晶體管，CoolMOS場效應(yīng)晶體管的顯著特點是導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通的MOS場效應(yīng)晶體管，可大幅度降低MOS晶體管的開關(guān)損耗。當(dāng)然也可以使用IRF450等型號的普通MOS場效應(yīng)晶體管，但開關(guān)損耗會有一定的增加。
5) 熒光燈管112與電感組111:
如圖l，電感組111是由若干個電感L1、 L2、 L3......Ln組成，每個
電感的一端與高頻逆變電路104的輸出端連接，另一端分別連接有一個熒光燈管112，例如Ll與其中一個熒光燈管112 —頭燈絲的一端連接，熒光燈管112的另一頭燈絲的一端通過導(dǎo)線連接在第六電容C6和第五電容C5之間；其余電感L2、 13..丄11的連接方式與電感1^相同。本實用新型可以連接3至15只熒光燈管112。
6) 燈絲預(yù)熱電路106和燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路107:
第一PTC熱敏電阻PTCa和壓敏電阻Rv串聯(lián)后與熒光燈管112并聯(lián)，形成燈絲預(yù)熱電路106，起燈絲預(yù)熱的作用，以提高燈管的壽命；第二PTC熱敏電阻PTCb和諧振電容Ca串聯(lián)后與熒光燈管112并聯(lián)形成燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路107。在熒光燈管112未起輝點亮前，諧振電容Ca兩端的電壓較高，足以使壓敏電阻Rv擊穿，電流通過第一 PTC熱敏電阻PTCa，將燈絲預(yù)熱， 一旦第一PTC熱敏電阻PTCa阻值變大后，燈管起輝點亮，諧振電容Ca兩端的電壓降低，壓敏電阻Rv不再能被擊穿，而呈高阻開路狀態(tài)，第一PTC熱敏電阻PTCa不再有電流流過。與諧振電容Ca串聯(lián)的是燈管異常狀態(tài)保護(hù)第二 PTC熱敏電阻PTCb，當(dāng)燈管出現(xiàn)老化或燈管漏氣等異常狀態(tài)時，燈管不能正常工作，鎮(zhèn)流電感L1和諧振 電容Ca處于諧振狀態(tài)，LC串聯(lián)諧振電路的電流會升高到正常電流的3 至5倍，這時由于第二PTC熱敏電阻PTCb流過大電流，溫度迅速升高， 電阻不斷增大，迫使LC串聯(lián)諧振電路停振，從而切斷高電壓和大電流， 保護(hù)了振流器中開關(guān)器件。應(yīng)該指出的是，第二PTC熱敏電阻PTCb決 不能應(yīng)用普通的PTC，應(yīng)使用電子鎮(zhèn)流器專用PTC。目前，國內(nèi)已有多 個廠家生產(chǎn)這樣的PTC，上海科特高分子材料有限公司生產(chǎn)的電子鎮(zhèn)流 器專用高分子PTC可供參考應(yīng)用，采用PTC作為燈管異常狀態(tài)保護(hù)與傳 統(tǒng)的采用由可控硅、晶體管等元件組成的燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路相比， 具有成本低、電路簡單、調(diào)試容易等優(yōu)點。 7)過壓欠壓過載保護(hù)電路105:
由四運(yùn)放集成電路LM339及其外圍電路組成，具體連接關(guān)系如圖中 所示，由整流電路102的輸出端正極輸出的電壓分三路，第一路經(jīng)第四 電阻R4、第六電阻R6和LED連接到電路B端；第二路經(jīng)第七電阻R7 和第八電阻R8連接到電路B端；第三路經(jīng)兩個相互串聯(lián)的電阻第十電阻 R10和第十一電阻Rll接在B端。第十五電容C15與LED并聯(lián)，第二穩(wěn) 壓二極管DZ2和第十三電容C13并聯(lián)并接在電路的A、 B端之間，第十 四電容C14與第十三電容C13并聯(lián)，LM339的第1管腳通過第九電阻 R9接在A端；第2管腳通過第五電阻R5接在A端；第3管腳直接與B 端連接；第4管腳連接在LED的正極，并且第4管腳、第7管腳、第8 管腳和第10管腳均相連接；第5管腳不但通過第十六電容C16與B端連 接，還連接在第七電阻R7和第八電阻R8之間；第6管腳不僅通過第十七電容C17與B端連接，還連接在第十電阻R10和第十一電阻R11之間； 第9管腳經(jīng)第十三電阻R13與B端連接；第11管腳不僅通過第十五電阻 R15與B端連接，還通過第十六電阻R16和第十五二極管D15與第三變 壓器T3的次級線圈一端連接，第十八電容C18與第十五電阻R15并聯(lián)， 第十五二極管D15的負(fù)極還連接有第二十電容C20，第二十電容C20的 負(fù)極與B端連接；第十九電容C19與第二十電容C20并聯(lián)；第12管腳 接在第四電阻R4和第六電阻R6之間，第12管腳還接在第十三電容C13 的正極；第13管腳通過R14與A端連接；第14管腳不僅通過R12接在 A端，還與三極管Q3的基極連接，所述三極管Q3的發(fā)射極與B端連接， 三極管Q3的集電極與IR2153的1腳連接；第1管腳、第2管腳和第13 管腳的三個輸出信號分別經(jīng)過第十二二極管D12、第十三二極管D13和 第十四二極管D14輸入到第9腳。第三變壓器T3的次級線圈的一端與整 流電路102輸出端的負(fù)極連接， 一端與第十五二極管D15的正極連接， 所述第三變壓器T3的初級線圈的一端與電感組111連接，另一端與第二 變壓器T2連接。
過壓欠壓過載保護(hù)電路105的工作原理是這樣的 市電經(jīng)整流電路102整流后經(jīng)第四電阻R4限流降壓、再經(jīng)過第二 穩(wěn)壓二極管DZ2穩(wěn)壓和第十三電容C13和第十四電容C14濾波后得到 5.1V直流電壓供給LM339, LED通過第六電阻R6限流后得到1.4V的直 流電壓，在這里作為參考電壓，分別接LM339的第4、 7、 8， 10管腳。 集成運(yùn)放IC1 a為過電壓比較運(yùn)放，市電整流后的電莊;U廷棄七電阻R7 和第八電阻R8分壓后，第八電阻R8上的電壓供給LM339的第5腳，當(dāng)LM339的第5腳的電壓大于第4腳的電壓時，第2管腳輸出高電平，反 之為低電平。集成運(yùn)放IClb為欠壓比較運(yùn)放，市電整流后的電壓通過第 十電阻R10和第十一電阻Rll分壓后，第十一電阻Rll上的電壓供給 LM339的第6管腳，當(dāng)?shù)?管腳上的電壓小于第7管腳上的電壓時，第 l管腳輸出高電平，反之為低電平。集成運(yùn)放ICld為燈管異常狀態(tài)保護(hù) 運(yùn)放，在高頻逆變電路的輸出端接一只電流取樣變壓器T3，再經(jīng)過整流、 濾波、分壓后，第十五電阻R15上的電壓供給LM339的第11管腳，當(dāng) 燈管工作不正常時燈管兩端的電壓升高，第ll管腳上的電壓增大，超過 第10管腳的參考電壓時，第13管腳輸出高電平，反之為低電平。集成 運(yùn)放IClc綜合比較運(yùn)放，當(dāng)上述三個信號的任一信號為高電平時，第14 管腳輸出高電平，三極管Q3飽和導(dǎo)通，將IR2153的電源切斷，電路停 止工作。 '
本實用新型的輸出功率功率可達(dá)600W，最多可以同時拖動15只 T8/36W熒光燈管，與現(xiàn)有的一拖一和一拖二電子鎮(zhèn)流器相比，不但具有 明顯的成本優(yōu)勢，還具有燈絲預(yù)熱和燈管異常狀態(tài)保護(hù)、過壓欠壓過載 保護(hù)等功能。特別適合于商場、工廠、辦公室等同時需要十幾只或幾十 只熒光燈照明的場合。
權(quán)利要求1.一種大功率電子鎮(zhèn)流器，包括依次連接的EMI濾波器(101)、整流電路(102)、無源功率因數(shù)校正電路(103)和高頻逆變電路(104)，其特征在于，所述高頻逆變電路(104)能同時拖動3～15只熒光燈管(112)；每只熒光燈管(112)上均并聯(lián)有燈絲預(yù)熱電路(106)和燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路(107)；所述燈絲預(yù)熱電路(106)由第一PTC熱敏電阻(PTCa)和壓敏電阻(Rv)串聯(lián)組成；所述燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路(107)由第二PTC熱敏電阻(PTCb)和諧振電容(Ca)串聯(lián)組成；所述高頻逆變電路(104)還連接有過壓欠壓過載保護(hù)電路(105)，所述過壓欠壓過載保護(hù)電路(105)包括四運(yùn)放集成電路。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述高頻逆變電路(104)由自振蕩半橋驅(qū)動集成電路IR2153、 IC第一電源(109)和IC第二電源(110)組成；所述第一電源(109)是將整流電路(102)整流后的電壓經(jīng)第一電阻(Rl)限流降壓，再通過第一二極管(Dzl)穩(wěn)壓，然后由第九電容(C9)和第十電容(C10)濾波，得到12V直流電壓給自振蕩半橋驅(qū)動集成電路IR2153 (108)供電；所述第二電源(110)由高頻變壓器(T2)、第十一二極管(Dll)、第三電阻(R3)組成，所述高頻變壓器(T2)接在高頻逆變電路(104)的輸出端，高頻變壓器(T2)的輸出電壓經(jīng)第十一二極管(D11)整流，第三電阻(R3)限流降壓后，給自振蕩半橋驅(qū)動集成電路IR2153 (108)供電。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述四運(yùn)放集成電路是LM339。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大功率電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述熒光燈管(112)為T8/36W。
專利摘要一種大功率電子鎮(zhèn)流器，包括依次連接的EMI濾波器、整流電路、無源功率因數(shù)校正電路和高頻逆變電路，其特征在于，所述高頻逆變電路的輸出端能同時拖動三只以上熒光燈管；每只熒光燈管上均并聯(lián)有燈絲預(yù)熱電路和燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路；該電子鎮(zhèn)流器功率可達(dá)600W，最多可以同時拖動15只T8/36W熒光燈管，與現(xiàn)有的一拖一和一拖二電子鎮(zhèn)流器相比，不但具有明顯的成本優(yōu)勢，還具有燈絲預(yù)熱和燈管異常狀態(tài)保護(hù)、過壓欠壓過載保護(hù)等功能。特別適合于商場、工廠、辦公室等同時需要十幾只或幾十只熒光燈照明的場合。
文檔編號H02M5/458GK201418196SQ20092003238
公開日2010年3月3日 申請日期2009年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月27日
發(fā)明者史永勝, 史耀華, 張普雷 申請人:陜西科技大學(xué)