專利名稱：電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，尤其涉及一種大功率的電子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
高強(qiáng)度氣體放電燈(HID燈)是用途極為廣泛的新型節(jié)能型電光源，與白熾燈相比有節(jié)能、體積小、光譜好、發(fā)光效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為公共場(chǎng)所及家庭照明的首選光源，與其配套使用的電子鎮(zhèn)流器，特別是大功率、高強(qiáng)度的電子鎮(zhèn)流器，還存在功率輸出不強(qiáng)，電路的穩(wěn)定性和可靠性較差等問題。中國專利ZL01280502.5公開了一種“電子鎮(zhèn)壓流器”，包括濾波電路、橋式整流電路、功率因數(shù)校正電路、驅(qū)動(dòng)電路和高頻變換電路、輸出電路、15V穩(wěn)壓電路、脈沖寬度調(diào)制器PWM，交流電先經(jīng)過濾波電路，隨后經(jīng)整流電路分兩路輸出，一路輸入到15V穩(wěn)壓電路供給脈沖寬度調(diào)制PWM，另一路輸給功率因素校正電路；脈沖寬度調(diào)制器產(chǎn)生脈沖寬度調(diào)制信號(hào)，并提供給驅(qū)動(dòng)電路和高頻變換電路；驅(qū)動(dòng)電路和高頻變換電路接收功率因素校正電路輸出的經(jīng)功率因素校正的信號(hào)，再經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路和高頻變換電路到輸出電路。該電子鎮(zhèn)流器的驅(qū)動(dòng)電路和高頻變換電路中功率開關(guān)VT2、VT3組成的高頻變換器為半橋逆變的工作方式，主要存在的問題是輸出功率不夠大，整個(gè)電路的穩(wěn)定性和可靠性也較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能滿足大功率高強(qiáng)度氣體放電燈(HID燈)需要的、輸出功率大且穩(wěn)定性和可靠性較好的電子鎮(zhèn)流器。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電子鎮(zhèn)流器，包括有依次連接的濾波電路、橋式整流電路、功率因數(shù)校正電路、高頻變換電路和啟動(dòng)電路，還包括有低壓直流電源和脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路；其特征是所述的脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路包括有全橋驅(qū)動(dòng)器以及四個(gè)開關(guān)加速器T11-T14；開關(guān)加速器T11-T14的輸入端各連接由電阻與電容并聯(lián)組成的限流加速電路，各限流加速電路與全橋驅(qū)動(dòng)器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出端連接。
所述的開關(guān)加速器T11-T14各由一個(gè)三極管和一個(gè)二極管構(gòu)成；二極管的正極與三極管的基極連接，二極管的負(fù)極與三極管的發(fā)射極連接，其中二極管的正極為輸入端，二極管的負(fù)極為輸出端。
所述的脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路還包括有定時(shí)電阻ROSC和定時(shí)電容COSC；定時(shí)電阻ROSC和定時(shí)電容COSC都與全橋驅(qū)動(dòng)器連接。
所述的高頻變換電路包括有場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3、Q4、Q5；場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3、Q4、Q5的柵極分別與開關(guān)加速器T11-T14的對(duì)應(yīng)輸出端連接，Q2的漏極和Q4的漏極與功率因數(shù)校正電路的輸出端連接，Q2的源極與Q3的漏極之間通過一電阻連接，Q4的源極與Q5的漏極之間通過一電阻連接，Q3的源極與Q5的源極之間通過串聯(lián)的兩個(gè)電阻連接，兩個(gè)串聯(lián)電阻的連接處接地。
所述的高頻變換電路中對(duì)應(yīng)每一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管連接一個(gè)由電容和電阻串聯(lián)組成的阻容吸收電路。
所述的脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路還連接有一保護(hù)電路，保護(hù)電路的輸入端與高頻變換電路的一個(gè)輸出端連接，保護(hù)電路的輸出端與脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端連接。
所述的全橋驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為UBA2032T。
所述的功率因數(shù)校正電路具有型號(hào)為MC33262的功率因數(shù)校正器。
所述的低壓直流電源具有型號(hào)為TOP211Y的開關(guān)電源單片機(jī)以及型號(hào)為4N25的光電耦合器。
本發(fā)明的有益效果是由于高頻變換電路和脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路采用全橋工作方式，大大提高了電子鎮(zhèn)流器的功率輸出能力，可以使輸出功率達(dá)到1000W以上。電網(wǎng)輸入電壓在165V至265V變化時(shí)，電路的穩(wěn)定性和可靠性也較好。開關(guān)加速器及限流加速電路縮短了場(chǎng)效應(yīng)管從飽和狀態(tài)向截止?fàn)顟B(tài)過渡的時(shí)間，降低場(chǎng)效應(yīng)管的功率損耗，阻容吸收電路對(duì)場(chǎng)效應(yīng)管進(jìn)行保護(hù)，使電路更為穩(wěn)定。由于輸出功率穩(wěn)定，使燈泡的工作條件也更為穩(wěn)定，燈泡工作在恒功率及高頻開關(guān)狀態(tài)，有效的延長(zhǎng)了燈泡的使用壽命。


圖1是本發(fā)明的原理方框圖；
圖2是本發(fā)明的電路原理圖。
具體實(shí)施例方式
見圖1，本發(fā)明包括依次連接的濾波電路1、橋式整流電路2、功率因數(shù)校正電路3、高頻變換電路4和啟動(dòng)電路5，以及低壓直流電源6、脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路7和保護(hù)電路8。低壓直流電源6的輸入端與橋式整流電路2的輸出端連接，低壓直流電源6的輸出端與功率因數(shù)校正電路3和脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路7連接，高頻變換電路4和脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路7之間連接保護(hù)電路8。
見圖2，濾波電路1由熔斷器FU1、壓敏電阻RV、電容C1、C2、C23～C25和高頻電感L1、L2連接構(gòu)成。
橋式整流電路2由四個(gè)二極管D11～D14連接構(gòu)成。
功率因數(shù)校正電路3是由型號(hào)為MC33262功率因數(shù)校正器以及外圍的電阻R1-R8、電解電容C7、電容C3、C4、C5、C6、變壓器T2、場(chǎng)效應(yīng)管Q1、二極管D2構(gòu)成；其中，電容C3為濾波電容；電容C4和電阻R1并聯(lián)后一端與功率因數(shù)校正器的輸入端3腳連接，另一端接地；功率因數(shù)校正器的3腳還與電阻R2的一端連接，電阻R2的另一端分別與橋式整流電路2的輸出端和變壓器T2連接；功率因數(shù)校正器的補(bǔ)償端2腳與電容C5的一端連接，電容C5的另一端接地；功率因數(shù)校正器的電壓反饋輸入端1腳分別與電阻R8和電阻R6的一端連接，電阻R6的另一端接地，電阻R8的另一端與二極管D2的負(fù)極連接，二極管D2的負(fù)極還與電解電容C7的正極連接，C7的負(fù)極接地，二極管D2的正極與變壓器T2連接；功率因數(shù)校正器的零電流檢測(cè)端5腳與電阻R3的一端連接，電阻R3的另一端與變壓器T2連接；功率因數(shù)校正器的驅(qū)動(dòng)輸出端7腳與電阻R4的一端連接，電阻R4的另一端與場(chǎng)效應(yīng)管Q1的柵極連接，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的漏極與二極管D2的正極連接，場(chǎng)效應(yīng)管Q1的源極分別與電阻R5和電阻R7的一端連接，電阻R7的另一端接地，電阻R5的另一端與分別與功率因數(shù)校正器的電流反饋輸入端4腳和電容C6連接，電容C6的另一端接地；二極管D2的負(fù)極作為功率因數(shù)校正電路3的輸出端輸出直流電壓。
高頻變換電路4由場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3、Q4、Q5、電阻R12、R13、R14、R16、R17、R18、R21、R22、電容C16、C17、C19、C20連接構(gòu)成；高頻變換電路4采用全橋工作方式。場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3、Q4、Q5的柵極分別與開關(guān)加速器T11-T14的對(duì)應(yīng)輸出端連接，Q2的漏極和Q4的漏極與功率因數(shù)校正電路的輸出端連接，Q2的源極與Q3的漏極之間通過電阻R13連接，Q4的源極與Q5的漏極之間通過電阻R18連接，Q3的源極與Q5的源極之間通過串聯(lián)的兩個(gè)電阻R21和R22連接，兩個(gè)串聯(lián)電阻R21和R22的連接處接地。高頻變換電路4中對(duì)應(yīng)每一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管連接一由電容C16和電阻R12，電容C17和電阻R14，電容C19和電阻R16，電容C20和電阻R17分別組成的阻容吸收電路；電容C16和電阻R12串聯(lián)后再并聯(lián)在場(chǎng)效應(yīng)管Q2和電阻R13的兩端，電容C17和電阻R14串聯(lián)后再并聯(lián)在場(chǎng)效應(yīng)管Q3和電阻R21的兩端，電容C19和電阻R16串聯(lián)后再并聯(lián)在場(chǎng)效應(yīng)管Q4和電阻R18的兩端，電容C20和電阻R17串聯(lián)后再并聯(lián)在場(chǎng)效應(yīng)管Q5和電阻R22的兩端。
脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路7由型號(hào)為UBA2032T全橋驅(qū)動(dòng)器及其外圍元件、定時(shí)電阻ROSC、定時(shí)電容COSC、電阻R10、R11、R19、R20、電容C12-C15、C21、C22、開關(guān)加速器T11-T14連接構(gòu)成；脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路7采用全橋工作方式。其中，電阻R10與電容C12并聯(lián)形成限流加速電路后一端與全橋驅(qū)動(dòng)器的GHR信號(hào)輸出端連接，另一端與開關(guān)加速器T11的信號(hào)輸入端A1連接，電阻R11與電容C14并聯(lián)形成限流加速電路后一端與全橋驅(qū)動(dòng)器的GLR信號(hào)輸出端連接，另一端與開關(guān)加速器T12的輸入端A2連接，電阻R20與電容C22并聯(lián)形成限流加速電路后一端與全橋驅(qū)動(dòng)器的GLL信號(hào)輸出端連接，另一端與開關(guān)加速器T13的輸入端A3連接，電阻R19與電容C21并聯(lián)形成限流加速電路后一端與全橋驅(qū)動(dòng)器的GHL信號(hào)輸出端連接，另一端與開關(guān)加速器T14的輸入端A4連接，電容C13的兩端分別與全橋驅(qū)動(dòng)器的FSR端和SHR端連接，全橋驅(qū)動(dòng)器的SHR端還與開關(guān)加速器T11的C1端連接；電容C15的兩端分別與全橋驅(qū)動(dòng)器的SHL端和FSL端連接，全橋驅(qū)動(dòng)器的SHL端還與開關(guān)加速器T14的C4端連接；開關(guān)加速器T12的C2端和開關(guān)加速器T13的C3端分別接地。定時(shí)電阻ROSC的兩端分別與全橋驅(qū)動(dòng)器的VDD端和RC端連接，定時(shí)電容COSC的兩端分別與全橋驅(qū)動(dòng)器的RC端和SGND端連接，定時(shí)電阻ROSC和定時(shí)電容COSC用于調(diào)整全橋驅(qū)動(dòng)器的振蕩頻率。
保護(hù)電路8由電阻R15和電阻R23連接構(gòu)成，電阻R15的兩端分別與場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極和全橋驅(qū)動(dòng)器的BD端連接，電阻R23的兩端分別與場(chǎng)效應(yīng)管05的源極和全橋驅(qū)動(dòng)器的BD端連接。
低壓直流電源6由型號(hào)為4N25光電耦合器、型號(hào)為TOP211Y開關(guān)電源單片機(jī)及外圍元件、變壓器T4連接構(gòu)成。低壓直流電源6輸出15V直流電壓，為功率因數(shù)校正器和全橋驅(qū)動(dòng)器提供電壓。
啟動(dòng)電路5是由電感T3和電容C18連接構(gòu)成；電感T3和電容C18串聯(lián)，負(fù)載的兩端分別與電容C18的兩端連接。
接通電網(wǎng)交流電后，交流電首先經(jīng)抗電磁干擾(EMI)濾波電路1濾波，再經(jīng)整流電路2整流后，其輸出分成兩路一路至低壓直流電源6，低壓直流電源6輸出一個(gè)穩(wěn)定的15V直流電壓，分別給型號(hào)為MC33262的功率校正器和型號(hào)UBA2032T的全橋驅(qū)動(dòng)器供電；另一路至功率因數(shù)校正電路3，功率因數(shù)校正電路3將輸入的電壓信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換輸出一個(gè)穩(wěn)定的400V直流電壓，通過高頻變換電路4給啟動(dòng)電路5和負(fù)載供電。
脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路7得電后開始工作，全橋驅(qū)動(dòng)器的HGR腳、GLL腳和GLR腳、GHL腳分別輸出脈沖信號(hào)來控制Q2、Q3、Q4、Q5的導(dǎo)通和截止；其中，當(dāng)GHR、GLL腳輸出的脈沖信號(hào)為高電平時(shí)，GLR、GHL腳輸出的脈沖信號(hào)為低電平，此時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q5導(dǎo)通，Q3、Q4截止，因而形成的電流通路為+400VDC-Q2-R13-T3-C18-Q5-R22-地；當(dāng)GHR、GLL腳輸出的脈沖信號(hào)為低電平時(shí)，GLR、GHL腳輸出的脈沖信號(hào)為高電平，此時(shí)場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q5截止，Q3、Q4導(dǎo)通，因而這時(shí)形成的電流通路為+400VDC-Q4-R18-C18-T3-Q3-R21-地。這樣，按照上述的場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q5和Q3、Q4輪流導(dǎo)通和截止，使電感T3和電容C18組的啟動(dòng)電路5產(chǎn)生串聯(lián)諧振，當(dāng)串聯(lián)諧振的諧振頻率與鎮(zhèn)流器設(shè)定的振蕩頻率一樣時(shí)，將產(chǎn)生共振，從而在負(fù)載兩端產(chǎn)生一個(gè)2-3KV的點(diǎn)火電壓，將負(fù)載HID燈觸發(fā)點(diǎn)亮，當(dāng)負(fù)載HID燈點(diǎn)亮后，形成的電流通路為+400VDC-Q2-R13-T3-HID燈-Q5-R22-地，或者是+400VDC-Q4-R18-HID燈-T3-Q3-R21-地。HID燈點(diǎn)亮后，電容C18將作為燈泡旁路補(bǔ)償電容，不再與電感T3形成串聯(lián)諧振，電感T3起限流作用，使HID燈電流、電壓保持穩(wěn)定。
此外，通過改變定時(shí)電阻ROSC和定時(shí)電容COSC的參數(shù)，可調(diào)整脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路7的振蕩頻率；電容C13、C15為GHR腳和GHL腳輸出的信號(hào)產(chǎn)生一個(gè)高端浮空電位。電阻R10、R11、R19、R20為柵極限流電阻，電容C12、C11、C21、C22為加速電容。電阻R13、R18、R21、R22為電流負(fù)反饋電阻，起穩(wěn)定場(chǎng)效應(yīng)管工作點(diǎn)作用。C16和R12，C17和R14，C19和R16，C20和R17分別組成阻容吸收電路，起保護(hù)場(chǎng)效應(yīng)管的作用；開關(guān)加速器T11-T14組成的電路作用為縮短場(chǎng)效應(yīng)管從飽和狀態(tài)向截止?fàn)顟B(tài)過渡的時(shí)間，使場(chǎng)效應(yīng)管的開關(guān)速度加快，降低場(chǎng)效應(yīng)管的功率損耗。
當(dāng)負(fù)載發(fā)生短路或開路等異常情況時(shí)，流過電阻R21或R22的電流增加，因此加在R21和R22上的壓降也隨著增加，當(dāng)電阻R21或R22上的壓降超過1.29V時(shí)，此電壓信號(hào)通過R15或R23反饋到全橋驅(qū)動(dòng)器的BD腳(BD腳為橋路禁止比較器的同相輸入端)，橋路禁止比較器輸出高電平，將全橋驅(qū)動(dòng)器的脈沖輸出信號(hào)關(guān)斷，使高頻變換器停止工作，此時(shí)，電子鎮(zhèn)流器沒有功率輸出，處于低功耗保護(hù)狀態(tài)，從而保護(hù)了電子鎮(zhèn)流器不受損壞。
權(quán)利要求
1.一種電子鎮(zhèn)流器，包括有依次連接的濾波電路、橋式整流電路、功率因數(shù)校正電路、高頻變換電路和啟動(dòng)電路，還包括有低壓直流電源和脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路；其特征在于所述的脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路包括有全橋驅(qū)動(dòng)器以及四個(gè)開關(guān)加速器T11-T14；開關(guān)加速器T11-T14的輸入端各連接由電阻與電容并聯(lián)組成的限流加速電路，各限流加速電路與全橋驅(qū)動(dòng)器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的開關(guān)加速器T11-T14各由一個(gè)三極管和一個(gè)二極管構(gòu)成；二極管的正極與三極管的基極連接，二極管的負(fù)極與三極管的發(fā)射極連接，其中二極管的正極為輸入端，二極管的負(fù)極為輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路還包括有定時(shí)電阻ROSC和定時(shí)電容COSC；定時(shí)電阻ROSC和定時(shí)電容COSC都與全橋驅(qū)動(dòng)器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的高頻變換電路包括有場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3、Q4、Q5；場(chǎng)效應(yīng)管Q2、Q3、Q4、Q5的柵極分別與開關(guān)加速器T11-T14的對(duì)應(yīng)輸出端連接，Q2的漏極和Q4的漏極與功率因數(shù)校正電路的輸出端連接，Q2的源極與Q3的漏極之間通過一電阻連接，Q4的源極與Q5的漏極之間通過一電阻連接，Q3的源極與Q5的源極之間通過串聯(lián)的兩個(gè)電阻連接，兩個(gè)串聯(lián)電阻的連接處接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的高頻變換電路中對(duì)應(yīng)每一個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管連接一個(gè)由電容和電阻串聯(lián)組成的阻容吸收電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路還連接有一保護(hù)電路，保護(hù)電路的輸入端與高頻變換電路的一個(gè)輸出端連接，保護(hù)電路的輸出端與脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路的一個(gè)輸入端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的全橋驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)為UBA2032T。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的功率因數(shù)校正電路具有型號(hào)為MC33262的功率因數(shù)校正器。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的低壓直流電源具有型號(hào)為TOP211Y的開關(guān)電源單片機(jī)以及型號(hào)為4N25的光電耦合器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電子鎮(zhèn)流器，包括有依次連接的濾波電路、橋式整流電路、功率因數(shù)校正電路、高頻變換電路和啟動(dòng)電路，還包括有低壓直流電源和脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路；所述的脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路包括有全橋驅(qū)動(dòng)器以及四個(gè)開關(guān)加速器T11－T14；開關(guān)加速器T11－T14的輸入端各連接由電阻與電容并聯(lián)組成的限流加速電路，各限流加速電路與全橋驅(qū)動(dòng)器的對(duì)應(yīng)信號(hào)輸出端連接。由于高頻變換電路和脈沖發(fā)生及驅(qū)動(dòng)電路采用全橋工作方式，可以使輸出功率達(dá)到1000W以上，開關(guān)加速器及限流加速電路降低了場(chǎng)效應(yīng)管的功率損耗，電路的穩(wěn)定性和可靠性也較好，燈泡工作在恒功率及高頻開關(guān)狀態(tài)，有效的延長(zhǎng)了燈泡的壽命。
文檔編號(hào)H05B41/24GK101022690SQ200610007508
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2006年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月13日
發(fā)明者陳秀清 申請(qǐng)人:史俊生