專利名稱:鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種電子變壓器,具體涉及一種鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓
器
背景技術(shù):
鹵素?zé)舻目刂?,在現(xiàn)有技術(shù)中存在以下缺點(diǎn)
可調(diào)光電子變壓器的高頻半橋逆變電路采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)控 制方式,功率開關(guān)管交替工作,其高頻開關(guān)波形中的大量諧波成分通過傳輸 線和空間電磁場(chǎng)向外傳輸,形成了相當(dāng)大的傳導(dǎo)和輻射干擾;
鹵素?zé)舻?溫度-阻抗"特性呈正溫系數(shù),在未點(diǎn)亮前為冷態(tài),阻抗小, 點(diǎn)亮后,為熱態(tài),阻抗變大;若不采取措施,在電子變壓器上電時(shí),輸出電 壓立刻達(dá)到最大值,鹵素?zé)粲捎谧杩瓜鄬?duì)小,出現(xiàn)過流燒毀現(xiàn)象;若限制最 大輸出電壓,則會(huì)出現(xiàn)在正常工作時(shí),亮度不足的現(xiàn)象;目前普遍采用的限 定最高輸出電壓或?qū)涣鬏斎腚娫催M(jìn)行切相,控制導(dǎo)通角的方式,增加的額 外電子元件,成本增加;
當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生波動(dòng),輸入交流電源電壓變化時(shí),電子變壓器的輸出也 將變化;如輸入交流電源電壓變高時(shí),電子變壓器的輸出變高,嚴(yán)重時(shí),鹵 素?zé)魰?huì)因在其上面施加的電壓過高而發(fā)生過流,導(dǎo)致燒毀,對(duì)于這種現(xiàn)象, 普遍采用降低輸出電壓的辦法解決,也有在高頻變壓器的次級(jí)(或輔助繞組) 加檢測(cè)電路,反饋至初級(jí)電路進(jìn)行控制,控制方法不是太理想,而且成本也 高;
當(dāng)前的控制電子變壓器的控制方法有限,普遍采用機(jī)械方面的旋轉(zhuǎn)電阻 來控制,控制單一,而且功率因素不高;
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器,具有高功率 因素、低諧波含量、高轉(zhuǎn)換效率,具有"可控頻率偏移技術(shù)",大幅減少系統(tǒng) 的EMI (電磁干擾),簡(jiǎn)單的機(jī)械開關(guān)可以達(dá)到多種功能齊備的調(diào)光操作, 而且還可以外接無線遙控模塊,以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無級(jí)調(diào)光控制。
本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下 一種鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器,按 照信號(hào)輸入輸出順序依次包括
一交流輸入電源連接端口為整個(gè)電子變壓器提供交流工作電源; 一濾波與整流電路和所述交流輸入電源連接端口連接,對(duì)輸入的交 流工作電源進(jìn)行交流濾波,阻隔系統(tǒng)向外傳輸?shù)碾s信與外部向系統(tǒng)傳輸?shù)?雜信,經(jīng)過全橋整流后向后級(jí)電路傳送脈動(dòng)直流高壓電源;
一高頻逆變電路和所述濾波與整流電路連接,將其輸入的直流電壓 轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓向后級(jí)電路傳輸;
一輸出電路和所述高頻逆變電路連接,將輸入的高壓轉(zhuǎn)換為需要的 電壓向負(fù)載提供;
一電源電路和所述濾波與整流電路連接,將輸入的交流電源變換為 低壓直流電源,向系統(tǒng)內(nèi)部各電路供電;
一控制電路和所述電源電路、驅(qū)動(dòng)電路連接,對(duì)系統(tǒng)電路中的各種 信號(hào)進(jìn)行處理,完成電路的各項(xiàng)控制與保護(hù),向驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào);
一采樣電路和所述濾波與整流電路、高頻逆變電路及控制電路連接,
對(duì)主電路的電流、電壓、溫度、電源狀態(tài)等各項(xiàng)控制與保護(hù)參數(shù)進(jìn)行取樣, 并將采樣到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制電路可識(shí)別的信號(hào)類型向控制電路傳輸;
一驅(qū)動(dòng)電路和所述高頻逆變電路及控制電路連接,受控于控制電路, 通過改變驅(qū)動(dòng)波形,從而改變系統(tǒng)的輸出,完成對(duì)電路的最終控制;
還包括一產(chǎn)生周期性變化的波形的函數(shù)波形發(fā)生器,該函數(shù)波形發(fā)生 器和所述控制電路連接。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn),上述鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器中,所
述采樣檢測(cè)電路包括有電阻Rl、 R4、 R5、 RIO、電容C7、 二級(jí)管D2、 D4、電容C11,其中R1和所述濾波與整流電路的輸出端連接;而R4、 C7 和R1串聯(lián)后與所述控制電路連接;D2、 D4、 Cll、 R5、 R10組成交流 電壓有效值檢測(cè)電路,其輸出接入所述控制電路。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn),上述鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器中,還 包括一連接于交流輸入電源中火線上的機(jī)械開關(guān)SW1, SW1的通斷狀態(tài)通 過采樣檢測(cè)電路中的D2與R9送至所述控制電路。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn),上述鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器中,還 包括一單獨(dú)的無線遙控接受電路,該電路包括對(duì)空間中無線信號(hào)耦合的 ATN,對(duì)干擾噪聲濾除的L2、 L9以及對(duì)無線信號(hào)放大、解調(diào)、并對(duì)解調(diào) 后的信號(hào)進(jìn)行整形與處理的U3控制芯片,所述控制電路和U3電連接。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn),上述鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器中,所 述濾波與整流電路中還包括有濾除直流脈動(dòng)高壓高頻毛刺的Ll、 C3, Ll 和C3串接。
作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn),上述鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器中,所述
采樣檢測(cè)電路中還包括由Rl 1 、SW2組成的控制輔助開關(guān),所述Rl 1和SW2 串接在電源和地之間,所述控制電路中的U5連接在Rll和SW2之間。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)采用函數(shù)波形發(fā)生器產(chǎn)生的函數(shù)波形與濾波 與整流電路中輸出的函數(shù)波形進(jìn)行比較,與脈沖寬度調(diào)制的波形做同步處理 的方式,即"可控頻率偏移技術(shù)",能"逐個(gè)脈沖偏移與過流監(jiān)控",實(shí)時(shí)控
制性好,不會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率的降低和系統(tǒng)性能的下降;軟啟動(dòng)方式?jīng)]有 增加電子元件,降低成本;由MCU通過程序設(shè)定的算法模型,調(diào)整輸出, 使得輸出電壓值保持當(dāng)前狀態(tài),幾乎不變化;通過普通的機(jī)械開關(guān)和輔助開 關(guān)控制,完成各種功能的調(diào)光操作;設(shè)置無線遙控電路,方便遠(yuǎn)程無線控制; 沒有采用容量較大的電解電容進(jìn)行濾波,因而不用增加額外的主動(dòng)式或被動(dòng) 式功率因素校正電路,就得到了較高的功率因素,并對(duì)直流脈動(dòng)高壓進(jìn)行了 監(jiān)控,當(dāng)其接近于零時(shí),不產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào),確保電路的可靠工作。
圖l是本實(shí)用新型的原理框圖2是本實(shí)用新型的電路原理圖;具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)具體的實(shí)施方式加以說明-如圖1、圖2所示, 一種鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器,按照信號(hào)輸入輸出 順序依次包括交流輸入電源連接端口 1、濾波整流電路2、高頻逆變電路3、 輸出電路4、采樣電路5、電源電路6、無線接收電路7、控制電路8、驅(qū)動(dòng) 電路9和電源開關(guān)10,對(duì)于交流輸入電源連接端口 1、濾波整流電路2、高 頻逆變電路3和輸出電路4和現(xiàn)有技術(shù)并無不同,不再詳細(xì)敘述,下面結(jié)合技術(shù)方案中的各個(gè)創(chuàng)新、改進(jìn)之處詳細(xì)描述其原理;
1、抗電磁干擾所采用的可控頻率偏移技術(shù);
TJ4為一個(gè)函數(shù)波形發(fā)生器11,產(chǎn)生周期變化的波形,此波形送至U5 處,與U5將要輸出的,經(jīng)過脈沖寬度調(diào)制的波形做同步處理,經(jīng)由電阻R6、 R7送至驅(qū)動(dòng)電路U2, U2通過R2、 R3向Ql、 Q2輸出經(jīng)過放大且符合半 橋驅(qū)動(dòng)要求的信號(hào),完成對(duì)主電路的控制;U4所產(chǎn)生波形直接影響每一個(gè) 驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率,主電路開關(guān)波形的頻率偏移曲線與此波形相同;
由C8、 C9、 C5、 TR1、 C2組成無源濾波器,對(duì)干擾噪聲進(jìn)行濾波, 滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電磁兼容性(EMC)的要求;
由于頻率的偏移曲線與U4產(chǎn)生的波形相同,可根據(jù)所應(yīng)用產(chǎn)品類型不 同(如主電路結(jié)構(gòu)、功率、開關(guān)頻率等)做針對(duì)性修正,電路具備很大的柔 性,同時(shí)具備良好的抗干擾性及高可靠性;
2、 可調(diào)光電子變壓器中應(yīng)用的軟啟動(dòng)
U5對(duì)于每次重新上電或由關(guān)燈變?yōu)殚_燈狀態(tài)時(shí),其兩路輸出控制信號(hào)占 空比由零開始逐步變到最大,通過電阻R6、 R7,驅(qū)動(dòng)電路U2,電阻R2、 R3,送至功率開關(guān)管Q1、 Q2,對(duì)高頻半橋逆變電路進(jìn)行控制,輸出電壓有 效值由零逐步變到最大,完成軟啟動(dòng);對(duì)負(fù)載沒有電流沖擊,保護(hù)效果理想;
3、 在可調(diào)電子變壓器中應(yīng)用的自動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)
由Rl完成將主電路電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào),R4、 C7將此轉(zhuǎn)換后的 信號(hào)進(jìn)行高頻濾波后送至U5,由D2、 D4、 Cll、 R5、 R10組成交流電壓 有效值檢測(cè)電路,兩個(gè)檢測(cè)電路的輸出均接入U(xiǎn)5。 U5根據(jù)所檢測(cè)到的電壓 判斷是否為過壓或欠壓,并結(jié)合當(dāng)前電流數(shù)值的大??;對(duì)輸出的大小迸行變
大或變小處理(不是線性比例調(diào)整),以保證輸出端所連接的鹵素?zé)艄舛戎当?持當(dāng)前的狀態(tài)不變;并且,由于負(fù)載的大小直接影響初級(jí)主電路電流,因此 本專利利用電流監(jiān)測(cè)電路,檢測(cè)到負(fù)載的變化狀況(如調(diào)光到最低亮度,更換 鹵素?zé)纛愋偷?對(duì)其輸出做最合適的調(diào)整,保持卣素?zé)艄舛戎捣峡刂埔蠖?不受外部變化條件影響;
4、單線連接機(jī)械開關(guān)調(diào)光技術(shù)在可調(diào)光電子變壓器上的應(yīng)用 由D2、 R9組成交流電源狀態(tài)檢測(cè)電路,其輸出連至U5;由C10為儲(chǔ) 能作用,確保在交流電源斷開一段時(shí)間,控制電路仍有工作電源維持工作; 由Rll、 SW2組成控制輔助開關(guān),其狀態(tài)信號(hào)送至U5; SW1為普通機(jī)械 開頭,配置于系統(tǒng)之外,控制交流電源的接通與斷開,可為線串接式,即可 只串接于交流電源的火線中,若用戶采用此電子變壓器,則可以利用建筑內(nèi)
現(xiàn)有的布線,而不需重新走線;并通過輔助開關(guān)的配合,實(shí)現(xiàn)對(duì)任意數(shù)值的調(diào)整。
當(dāng)系統(tǒng)接通交流電源后,斷開SW1兩秒鐘,然后再閉合,由于C10的 儲(chǔ)能作用,在SW1斷開期間U5仍然工作,通過D2、 R9組成的檢測(cè)電路, 可判斷到SW1的狀態(tài),并對(duì)系統(tǒng)輸出進(jìn)行調(diào)整;當(dāng)SW1再次重復(fù)操作時(shí), 對(duì)系統(tǒng)輸出再次進(jìn)行調(diào)整;即對(duì)SW1以上述方式操作,系統(tǒng)按設(shè)定輸出的 百分比循環(huán)調(diào)整(如25%, 50%, 75%, 100%等);
若SW1斷開時(shí)間為5秒,之后閉后,則進(jìn)入無線遙控的通道學(xué)習(xí)狀態(tài) (對(duì)碼);在通電狀電下,按下輔助開關(guān)SW2,系統(tǒng)進(jìn)入光度重設(shè)狀態(tài),通 過無線遙控器對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行輸出調(diào)整(無線遙控為無級(jí)調(diào)光),當(dāng)達(dá)到需要設(shè)定 的值時(shí),再次按下SW2進(jìn)行確定;通過此項(xiàng)操作,可重新對(duì)系統(tǒng)輸出循環(huán)
調(diào)整百分比進(jìn)行任意數(shù)數(shù)值的設(shè)定;
5、采用分體式設(shè)計(jì)的無線遙控裝置
U5通過JP1,與無線接收模塊進(jìn)行連接,L2、 L9對(duì)干擾噪聲進(jìn)行濾 除,ATN對(duì)空間中的無線信號(hào)進(jìn)行耦合,U3完成無線信號(hào)的放大、解調(diào), 并對(duì)解調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行整形與處理;U5對(duì)由無線接收模塊傳來的信號(hào)進(jìn)行 解析,根據(jù)信號(hào)內(nèi)容,做相關(guān)操作;
6、高功率因素在電子變壓器中的實(shí)現(xiàn)
由L1、 C3濾除直流脈動(dòng)高壓的高頻毛刺,由D2、 R9對(duì)直流脈動(dòng)高 壓進(jìn)行檢測(cè),由U5對(duì)檢測(cè)到的信號(hào)進(jìn)行處理,以控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)的輸出。當(dāng) U5由R9處檢測(cè)到的電壓低于某個(gè)數(shù)值時(shí),U5關(guān)斷向驅(qū)動(dòng)模塊的輸出,實(shí) 現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)的保護(hù),確保系統(tǒng)在得到高功率因素的同時(shí)處于安全運(yùn)行區(qū)域。 以上的實(shí)施例只是說明而不是限制本實(shí)用新型,如開關(guān)SW1的通斷時(shí) 間,可以是1秒、2秒、4秒;U4函數(shù)波形發(fā)生器所產(chǎn)生的波形不僅是正弦波, 還可以是三角波,鋸齒波;無線遙控模塊是單獨(dú)的模塊,可以集成在同一塊電 路板中,也可以另外設(shè)置一單獨(dú)的電路板,視使用情況需要決定是否連接等 等……,類似這樣的變換都落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器,按照信號(hào)輸入輸出順序依次包括一交流輸入電源連接端口為整個(gè)電子變壓器提供交流工作電源;一濾波與整流電路和所述交流輸入電源連接端口連接,對(duì)輸入的交流工作電源進(jìn)行交流濾波,阻隔系統(tǒng)向外傳輸?shù)碾s信與外部向系統(tǒng)傳輸?shù)碾s信,經(jīng)過全橋整流后向后級(jí)電路傳送脈動(dòng)直流高壓電源;一高頻逆變電路和所述濾波與整流電路連接,將其輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為高頻交流電壓向后級(jí)電路傳輸;一輸出電路和所述高頻逆變電路連接,將輸入的高壓轉(zhuǎn)換為需要的電壓向負(fù)載提供;一電源電路和所述濾波與整流電路連接,將輸入的交流電源變換為低壓直流電源,向系統(tǒng)內(nèi)部各電路供電;一控制電路和所述電源電路、驅(qū)動(dòng)電路連接,對(duì)系統(tǒng)電路中的各種信號(hào)進(jìn)行處理,完成電路的各項(xiàng)控制與保護(hù),向驅(qū)動(dòng)電路輸出信號(hào);一采樣電路和所述濾波與整流電路、高頻逆變電路及控制電路連接,對(duì)主電路的電流、電壓、溫度、電源狀態(tài)等各項(xiàng)控制與保護(hù)參數(shù)進(jìn)行取樣,并將采樣到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為控制電路可識(shí)別的信號(hào)類型向控制電路傳輸;一驅(qū)動(dòng)電路和所述高頻逆變電路及控制電路連接,受控于控制電路,通過改變驅(qū)動(dòng)波形,從而改變系統(tǒng)的輸出,完成對(duì)電路的最終控制;其特征在于還包括一產(chǎn)生周期性變化的波形的函數(shù)波形發(fā)生器,該函數(shù)波形發(fā)生器和所述控制電路連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器,其特征在于所述采樣檢測(cè)電路包括有電阻Rl、 R4、 R5、 RIO、電容C7、 二級(jí)管D2、 D4、電容C11,其中R1和所述濾波與整流電路的輸出端連接;而R4、 C7 和R1串聯(lián)后與所述控制電路連接;D2、 D4、 Cll、 R5、 R10組成交流 電壓有效值檢測(cè)電路,其輸出接入所述控制電路。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器,其特征在于還 包括一連接于交流輸入電源中火線上的機(jī)械開關(guān)SW1, SW1的通斷狀態(tài)通 過采樣檢測(cè)電路中的D2與R9送至所述控制電路。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器,其特征在于還 包括一單獨(dú)的無線遙控接受電路,該電路包括對(duì)空間中無線信號(hào)耦合的 ATN,對(duì)干擾噪聲濾除的L2、 L9以及對(duì)無線信號(hào)放大、解調(diào)、并對(duì)解調(diào) 后的信號(hào)進(jìn)行整形與處理的U3控制芯片,所述控制電路和U3電連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器,其特征在于所 述濾波與整流電路中還包括有濾除直流脈動(dòng)高壓高頻毛刺的Ll、 C3, Ll 和C3串接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3或4中任一項(xiàng)所述的鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器,其 特征在于所述采樣檢測(cè)電路中還包括由Rll、 SW2組成的控制輔助開關(guān), 所述Rll和SW2串接在電源和地之間,所述控制電路中的U5連接在Rll 和SW2之間。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種鹵素?zé)艨烧{(diào)光電子變壓器,采用“可控頻率偏移技術(shù)”,來滿足電磁兼容性(EMC)的要求;采用逐步增大驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)占空比的方式,逐步變大電子變壓器輸出,實(shí)現(xiàn)軟啟動(dòng);采用簡(jiǎn)單電路直接檢測(cè)主電路的電流、電壓,結(jié)合鹵素?zé)艄庑匦裕蒑CU通過程序設(shè)定的算法模型,調(diào)整輸出,即使輸入交流電源電壓及負(fù)載等外部條件變化時(shí),仍能保證輸出電壓的穩(wěn)定;通過普通的交流電源控制,完成各種功能的調(diào)光操作;設(shè)置無線遙控電路,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程無線控制;沒采用大容量電解電容進(jìn)行濾波,因而不用增加功率因素校正電路,即得到高功率因素,對(duì)直流脈動(dòng)高壓進(jìn)行過零監(jiān)控,確保電路可靠工作,成本降低。
文檔編號(hào)H05B41/392GK201199750SQ20082000467
公開日2009年2月25日 申請(qǐng)日期2008年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月25日
發(fā)明者陶偉洪 申請(qǐng)人:美美電子產(chǎn)品有限公司