專利名稱：直流電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種與直流電子節(jié)能燈相匹配的高性能直流電子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，太陽能照明系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于草坪燈、庭院燈、路燈、廣告燈、裝飾燈、航標(biāo)燈、樓道燈、居室燈等，它將太陽的光能轉(zhuǎn)換成直流電能儲存于儲電池中，通過控制器控制直流電子節(jié)能燈夜間自動(dòng)通電照明，白天自動(dòng)關(guān)閉電流，來滿足不同場所的照明需要。太陽能照明系統(tǒng)是環(huán)保節(jié)能產(chǎn)品，是二十一世紀(jì)一場新的能源革命。在太陽照明系統(tǒng)中，直流電子節(jié)能燈是解決整個(gè)照明系統(tǒng)的關(guān)鍵問題，而直流電子節(jié)能燈的核心技術(shù)和質(zhì)量的關(guān)鍵部件是直流電子鎮(zhèn)流器。由于直流電子鎮(zhèn)流器的工作電壓為低壓直流電壓，如24V、12V和6V等，在輸出功率相同的條件下，比市電交流電子鎮(zhèn)流器的工作電流大幾十倍，易產(chǎn)生磁路損耗大和功率開關(guān)管的溫度升高等問題，降低了產(chǎn)品的可靠性和使用壽命。因此，國家電光源檢測中心于1999年制訂的直流電子節(jié)能燈質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，其使用壽命大于1000小時(shí)即為合格，可見其技術(shù)難度較高。
目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)的直流電子節(jié)能燈多為11W、9W、7W、5W小功率系列產(chǎn)品，20W以上的直流節(jié)能燈尚無生產(chǎn)廠家能夠正常生產(chǎn)。這些直流節(jié)能燈中的直流電子鎮(zhèn)流器主要由直流電源、極性反接保護(hù)電路、限流器、振蕩電路、逆變升壓器及負(fù)載燈管組成，直流電源依次通過極性反接保護(hù)電路及限流器接至振蕩電路，由振蕩電路產(chǎn)生振蕩信號通過逆變升壓器耦合，加到負(fù)載燈管，使負(fù)載燈管起動(dòng)工作。在上述這類型的電路中，振蕩電路采用單個(gè)晶體管結(jié)構(gòu)的振蕩方式，其磁路工作在第一象限，使得其輸出功率只有輸入功率的1/2(順向方式)或者1/4(馳返方向)，故存在著輸出功率低、轉(zhuǎn)換效率低、損耗大的缺陷；此外，這種類型電路的逆變升壓器的輸出端只有單個(gè)繞組，輸出繞組兩端接燈管的兩端，經(jīng)燈絲與諧振電容并聯(lián)。當(dāng)負(fù)載燈管的一根燈絲損壞后，輸出回路處于開路狀態(tài)，造成直流節(jié)能燈不亮，使產(chǎn)品的可靠性降低，使用壽命縮短。此外，鎮(zhèn)流器輸出波形為尖脈沖易引起燈管根部發(fā)黑和燈絲斷等問題。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型技術(shù)解決問題是克服上述產(chǎn)品的缺陷，提供一種轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率大、損耗小、可靠性高和使用壽命長的直流電子鎮(zhèn)流器，其輸出波形為準(zhǔn)正弦波，可延長了燈管的使用壽命。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是直流電子鎮(zhèn)流器包括直流電源、極性反接保護(hù)電路、限流器、振蕩電路、逆變升壓器及負(fù)載燈管，直流電源經(jīng)極性反接保護(hù)電路與限流器相接，其特征在于所述的振蕩電路采用推挽式自激振蕩電路；所述的逆變升壓器為帶有電流正反饋和開路、短路及異常狀態(tài)保護(hù)反饋的逆變升壓器，其分別由二個(gè)輸入繞組或一個(gè)帶中心抽頭的輸入繞組、三個(gè)輸出繞組及反饋繞組組成，限流器的輸出一路接推挽式自激振蕩電路的偏置輸入端，另一路與逆變升壓器的二個(gè)輸入繞組的公共端或一個(gè)輸入繞組的中心抽頭端相接，逆變升壓器的第一個(gè)輸出繞組與輸出諧振電容串接后接第二個(gè)輸出繞組的一端，第二個(gè)輸出繞組的另一端與第三個(gè)輸出繞組相接，第三個(gè)輸出繞組的兩端接負(fù)載燈管燈絲的一端，第一個(gè)輸出繞組兩端接負(fù)載燈管燈絲的另一端，同時(shí)反饋繞組產(chǎn)生的正反饋電流加至推挽式自激振蕩電路的偏置輸入端。
上述的逆變升壓器的輸出諧振電容上還并接有用于預(yù)熱啟動(dòng)的PTC熱敏電阻。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)如下1.由于推挽式自激振蕩電路推動(dòng)逆變升壓器工作在一、三象限區(qū)間，正副半周波形對稱均勻，并呈準(zhǔn)正弦波，逆變升壓器磁芯工作在非飽和區(qū)，因此，其磁路損耗和線路損耗小，故其最大輸出功率在理論上基本等于其輸入功率，逆變轉(zhuǎn)換效率高(大于80％)。所以，本實(shí)用新型輸出功率大，其輸出功率可從3W-45W，從而拓寬了產(chǎn)品的應(yīng)用范圍，適應(yīng)不同市場需求；
2.線路具有保護(hù)功能全，可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。由于逆變升壓器采用多個(gè)輸出繞組的輸出形式，在每組燈絲斷其一根的情況下，輸出端仍形成回路，可正常啟輝工作，同時(shí)第一和第三輸出繞組分別接燈管燈絲，給燈管燈絲提供電壓和電流，其波形為準(zhǔn)正弦波，故延長了燈管的使用壽命。另外，采用PTC熱敏電阻，起到預(yù)熱啟動(dòng)和保護(hù)燈管燈的作用。同時(shí)，由于電逆變升壓器的結(jié)構(gòu)輸出形式及其電磁感應(yīng)的作用，使得整個(gè)電路具有正電流正反饋和輸出開路、短路及異常狀態(tài)保護(hù)反饋的功能。


圖1為本實(shí)用新型的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型的電原理圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型由直流電源1、極性反接保護(hù)電路2、限流器3、推挽式自激振蕩電路4、帶有電流正反饋和輸出開路、短路及異常狀態(tài)保護(hù)反饋的逆變升壓器5、預(yù)熱啟動(dòng)電路6和負(fù)載燈管7組成，直流電源1采用12V直流電源，極性反接保護(hù)電路2采用二極管D1或?qū)⒍O管D1的正極串接于推挽晶體三極管T1和T2的發(fā)射共點(diǎn)，二極管D1的負(fù)極接地；限流器3采用磁芯電感LA，其輸出一路接逆變升壓器5兩個(gè)輸入繞組n1和n2的公共端或一個(gè)帶中心抽頭輸入繞組的中心端，另一路輸出接推挽式自激振蕩電路的偏置輸入端，限流器3的輸入端經(jīng)二極管D1接直流電源1正端；推挽式自激振蕩電路4由偏置啟動(dòng)電路R1、R2、二極管D2、D3，推挽晶體三極管T1、T2和電容C1組成，電容C1是消除尖峰脈沖電壓，保護(hù)推挽晶體三體管T1和T2；逆變升壓器5由二個(gè)輸入繞組n1、n2組成(或把n1和n2看成帶中心抽頭的一個(gè)輸入繞組也可以)，三個(gè)輸出繞組n4、n5、n6，反饋繞組n3，及輸出諧振電容C2組成，預(yù)熱啟動(dòng)電路6由熱敏電阻PTC組成，直流電源1經(jīng)極性反接保護(hù)電路2與限流器3相接，限流器3的輸出給推挽式自激振蕩電路4提供偏置電流，并與逆變升壓器5的其中n1、n2輸入繞組的公共抽頭端相接，逆變升壓器5的第一個(gè)輸出繞組n4與輸出諧振電容C2串接后與第二個(gè)輸出繞組n5一端相接，第二個(gè)輸出n5的另一端接第三個(gè)輸出繞組n6，第一個(gè)輸出繞組n4接負(fù)載燈管6的一組燈絲，第三個(gè)輸出繞組n6接負(fù)載燈管6的另一組燈絲，給燈絲提供工作電壓；反饋繞組n3產(chǎn)生正反饋電流后，經(jīng)二極管D2、D3加至推挽式自激振蕩電路4的推挽晶體三極管T1、T2的基極回路，使T1、T2更加趨于飽和導(dǎo)通和截止。
本實(shí)用新型的工作原理是12V直流電源經(jīng)極性反接保護(hù)二極管D1及電感LA后接至推挽式自激振蕩電路4中的偏置電阻R1、R2，經(jīng)D2、D3給T1、T2提供偏置工作電流，使晶體管T1、T2輪流導(dǎo)通和截止，推動(dòng)逆變升壓器5工作，同時(shí)由于逆變升壓器5的電磁感應(yīng)作用，使反饋繞組n3中的感應(yīng)電壓經(jīng)R1、R2、D2、D3給T1、T2提供電流正反饋電流，使晶體三極管T1、T2更趨于飽和截止，從正副半周波形對稱均勻，并呈準(zhǔn)正弦波，從而使其最大輸出功率增加，轉(zhuǎn)換效率提高。
如圖2所示，與輸出諧振電容C2并接處接有PTC熱敏電阻6，由于采用PTC熱敏電阻6，因此本實(shí)用新型還具有預(yù)熱啟動(dòng)的作用。當(dāng)負(fù)載燈管7通電啟動(dòng)時(shí)，PTC熱敏電阻6首先通過電流，給負(fù)載燈管7的燈絲一個(gè)預(yù)熱作用，這時(shí)逆變升壓器5中的輸出諧振電容C2不起作用，隨著電流流經(jīng)PTC熱敏電阻6，使PTC熱敏電阻6溫度升高，其阻值變大，這時(shí)相當(dāng)于開路，輸出諧振電容C2起作用，與第二繞組n5串接后加至負(fù)載燈管7兩端上，這樣PTC熱敏電阻6起到了預(yù)加熱的作用，使負(fù)載燈管7啟輝有了預(yù)加熱的過程，保護(hù)負(fù)載燈管7，使其壽命延長。
此外，由于逆變升壓器5的輸出結(jié)構(gòu)形式，本實(shí)用新型還具有開路、短路和異常狀態(tài)保護(hù)功能。即在開路時(shí)，負(fù)載燈管7的兩組燈絲脫離第一個(gè)繞組n4和第三個(gè)繞組n6的四個(gè)輸出端，使逆變升壓器5處于空載，因此電流很少，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國標(biāo)規(guī)定的百分之二十的額定電流值，如26W/3U在12V時(shí)，開路輸入電流為140mA；在每組燈絲短路或斷其一根異常狀態(tài)情況下，分別接于第一繞組n4和第三繞組n6繞組中任一輸出端，負(fù)載燈管7可正常啟輝和工作，因?yàn)樵谏鲜鰻顟B(tài)中第二繞組n5與輸出諧振電容C2可形成LC串聯(lián)諧振，加入負(fù)載燈管7兩端后而形成回路。在負(fù)載燈管7出現(xiàn)異常狀態(tài)，其輸入直流電流值很低，如26W/3U直流燈只有140mA，不會損壞，其原因是燈管漏氣時(shí)，負(fù)載燈管7的阻抗參數(shù)產(chǎn)生變化，改變原來的諧振點(diǎn)，從而使其鎮(zhèn)流器的直流輸入電流大為減少，只有一百多毫安，因此保護(hù)了鎮(zhèn)流器不會損壞，上述排除故障后鎮(zhèn)流器仍可正常工作。
權(quán)利要求1.直流電子鎮(zhèn)流器，包括直流電源、極性反接保護(hù)電路、限流器、振蕩電路、逆變升壓器及負(fù)載燈管，直流電源經(jīng)極性反接保護(hù)電路與限流器相接，其特征在于所述的振蕩電路采用推挽式自激振蕩電路；所述的逆變升壓器為帶有電流正反饋及開路、短路和異常狀態(tài)保護(hù)反饋的逆變升壓器，其分別由二個(gè)輸入繞組或一個(gè)帶中心抽頭的輸入繞組、三個(gè)輸出繞組及反饋繞組組成，限流器的輸出一路接推挽式自激振蕩電路的偏置輸入端，另一路與逆變升壓器的二個(gè)輸入繞組的公共端或一個(gè)輸入繞組的中心抽頭端相接，逆變升壓器的第一個(gè)輸出繞組與輸出諧振電容串接后接第二個(gè)輸出繞組的一端，第二個(gè)輸出繞組的另一端與第三個(gè)輸出繞組相接，第三個(gè)輸出繞組的兩端接負(fù)載燈管燈絲的一端，第一個(gè)輸出繞組兩端接負(fù)載燈管燈絲的另一端，同時(shí)反饋繞組產(chǎn)生的正反饋電流加至推挽式自激振蕩電路的偏置輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的逆變升壓器的輸出諧振電容兩端還并接有用于使負(fù)載燈管預(yù)熱啟動(dòng)的PTC熱敏電阻。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的限流器采用磁芯電感，其一路輸出接逆變升壓器二個(gè)輸入繞組的公共端或帶中心抽頭的輸入繞組中心端，其另一路輸出接推挽式自激振蕩電路的偏置輸入端，其輸入經(jīng)極性反接電路接于電源正端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直流電子鎮(zhèn)流器，其特征在于極性反接保護(hù)電路采用二極管或?qū)⒍O管的正極串接于推挽式自激振蕩電路中二個(gè)推挽晶體三極管的發(fā)射共點(diǎn)，且二極管的負(fù)極接地。
專利摘要直流電子鎮(zhèn)流器，包括直流電源、極性反接保護(hù)電路、限流器、推挽式自激振蕩電路、為帶有電流正反饋和開路、短路及異常狀態(tài)保護(hù)反饋的逆變升壓器及負(fù)載燈管，逆變升壓器分別由二個(gè)輸入繞組或一個(gè)帶中心抽頭的輸入繞組、三個(gè)輸出繞組及反饋繞組組成，其第一個(gè)輸出繞組與輸出諧振電容串接后接第二個(gè)輸出繞組的一端，第二個(gè)輸出繞組的另一端與第三個(gè)輸出繞組相接，第三個(gè)輸出繞組的兩端接負(fù)載燈管燈絲的一端，第一個(gè)輸出繞組兩端接負(fù)載燈管燈絲的另一端，同時(shí)反饋繞組產(chǎn)生的正反饋電流加至推挽式自激振蕩電路的偏置輸入端。本實(shí)用新型具有轉(zhuǎn)換效率高、輸出功率大、損耗小、可靠性高和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H05B41/28GK2621385SQ0325068
公開日2004年6月23日 申請日期2003年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者楊同仁 申請人:楊同仁