專利名稱：一種電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電子領(lǐng)域，特別涉及一種經(jīng)濟實用的電子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
三十年來，節(jié)能燈以節(jié)能顯著始終受到億萬用戶的其極度青睞。然而自它上市的 那時起至今被號稱省電不省錢。本設(shè)計從技術(shù)上突破了三十年來"不省錢"的大難題，既保 證廉價低成本，又使電子鎮(zhèn)流器所驅(qū)動的節(jié)能燈、日光燈連續(xù)點亮壽命提高4 5倍，幾乎 可以取代性價比非常高的LED燈具，同時極大降低"電子垃圾"的產(chǎn)生，極大減少廢棄的日 光燈管。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種采用滑頻技術(shù)，解決自激式單頻點振蕩變?yōu)檫B續(xù)變頻振 蕩方式，實現(xiàn)燈管斷絲點燃直至燈管失效的電子鎮(zhèn)流器。 本發(fā)明技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的一種電子鎮(zhèn)流器，其特征在于該鎮(zhèn)流器依次由 AC/DC轉(zhuǎn)換電路、啟動電路、半橋逆變電路、功率因素校正電路及燈管回路組成。
所述AC/DC變換電路由保險管FU，壓敏電阻RV，電容C1、C2、C3、C4、C5， 二極管Dl、 D2、D3、D4、D5、D6，電阻R1、R2組成；二極管D3、D4、D5、D6組成橋式整流電路，該整流電路輸 出正端分別經(jīng)串接的二極管D1、 D2導(dǎo)向，電容C1和壓敏電阻RV并接在該整流電路交流輸 入兩端，在交流輸入一端上串接有保險管FU ;兩電容C2、C3串接后并在整流電路輸出端上， 構(gòu)成濾波輸出；電容C2上并接有電阻Rl和電容C4，電容C3上并接有電阻R2和電容C5。
所述啟動電路由電阻R3、電容C6雙向觸發(fā)二極管D8，二級管D7組成；電阻R3、電 容C6串接后并接在AC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸出兩端，電阻R3接輸出正端；雙向觸發(fā)二極管D8、 二級管D7正向端分別接在電阻R3和電容C6的串聯(lián)節(jié)點上，由電容C6的充放電規(guī)律控制 雙向觸發(fā)二極管D8導(dǎo)通規(guī)律。 所述半橋逆變器電路由三極管Q1、Q2、電容C7、C8、C9、C10、C11，其中C9、C11是電 解電容，電阻R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 RIO， 二級管D9、 D10、變壓器T組成；三極管Ql集電極 接AC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出正端，發(fā)射極串接電阻R5后接啟動電路中二極管D7反向端，三極管 Ql集電極與二極管D7反向端并接有一電阻R4和一電容C7，電阻R7和二極管D9串接后并 在三極管Ql基極與二極管D7反向端，電阻R8串接變壓器T的初級線圈Tb、電容C9后并 在三極管Ql基極與二極管D7反向端間，其中電容C9兩端并接有電容C8 ;三極管Q2集電 極接二極管D7反向端，發(fā)射極串接電阻R6后接在AC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出負端，基極接雙向觸 發(fā)二極管D8反向輸出端，電阻R10串接變壓器T的初級線圈Tc、電容Cll后并在三極管Q2 基極與AC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出負端，其中電容C11兩端并接有電容C10 ;變壓器T的次級線圈 Ta的一端接二極管D7的反向端，另一端與燈管回路的扼流圈L 一端連接。
所述功率因素校正電路由二極管D1、D2，電容C12組成；二極管D1、D2串接在整流 電路輸出正端，電容C12 —端連接在二極管Dl、 D2的串聯(lián)節(jié)點上，另一端接扼流圈L的一丄山順。 所述燈管回路由扼流圈L、電容C13、燈管H組成；燈管H —端接在扼流圈L和電容 C12串聯(lián)節(jié)點端、另一端接在電容C2、 C3串聯(lián)節(jié)點端上，電容C13并接在燈管H的兩端。
本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，采用滑頻技術(shù)，使半橋逆變輸出的方波電壓頻率從最 高頻率連續(xù)下滑至燈高壓點燃頻率直至穩(wěn)態(tài)工作頻率，解決自激式單頻點振蕩變?yōu)檫B續(xù)變 頻振蕩方式，實現(xiàn)在燈管回路中燈管兩端燈絲短路連接后，即使燈絲斷開后燈管依然可以 被順利高壓點燃并正常發(fā)光，直至燈管失效為止。該專利技術(shù)重點突破了長期以來，節(jié)能燈 斷燈絲，日光燈斷燈絲后無法再被使用的事實，由此，極大延長了節(jié)能燈、日光燈的使用壽 命，大大提高了它們的廣泛的實用價值上。


下面結(jié)合具體圖例對本發(fā)明做進一步說明 圖1電子鎮(zhèn)流器原理框圖
圖2電子鎮(zhèn)流器電路圖
圖3等效電路圖
具體實施例方式
參照圖1和圖2，各電路模塊的組成如下 1、AC/DC變換電路由保險管FU，壓敏電阻RV，電容Cl、 C2、C3、 C4、 C5， 二極管Dl、 D2、D3、D4、D5、D6，電阻R1、R2組成。 2、啟動電路由電阻R3、電容C6雙向觸發(fā)二極管D8， 二級管D7組成。 3、半橋逆變器電路由三極管Q1、Q2、電容C7、C8、C9、C10、C11，其中C9、C11是大
容量耐高壓電解電容，電阻R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 RIO， 二級管D9、 D10、變壓器T組成。 4、功率因素校正電路二極管D1、D2，電容C12組成。 5、燈管回路由扼流圈L、電容C13、燈H組成。 電子鎮(zhèn)流器工作原理如下 1、市電220V接入，經(jīng)保險FU，壓敏電阻RV，電容Cl加至由二極管D3、 D4、 D5、 D6 組成的橋式整流電路的交流輸入端，經(jīng)全波整流輸出，由二極管D2導(dǎo)向，在圖2中A點成 為100HZ的直流脈動電壓，再經(jīng)二極管D1導(dǎo)向，電容C2、C3濾波輸出，在圖2中D點為直流 300V電壓。電容C4是電容C2的吸收高頻通路，電阻Rl是泄放回路，電容C5是電容C3的 吸收高頻通路，電阻R2是泄放回路。 2、在D點電壓為300V時，電阻R3限流，電容C6開始充電，并依指數(shù)律，電容C6電 壓上升，當該電壓上升至雙向觸發(fā)二極管D8的雪崩擊穿電壓時，電容C6經(jīng)雙向觸發(fā)二極管 放電，放電電流加至三極管Q2基極，三極管Q2因此導(dǎo)通，三極管Ql截止，三極管Ql、 Q2是 交替導(dǎo)通、截止。三極管Q1導(dǎo)通則三極管Q2截止，反之，亦然。 當三極管Q2導(dǎo)通時，電路中電流路徑是D點一C2 — B點 —C13 — L — Ta — Q2 — R6 —地，電流對電容C13充電。 當三極管Ql導(dǎo)通時(三極管Q2截止)，電路中電流路徑是D點 —Ql — R5 — Ta — L — C13 — E點一C3 —地，電容C13放電。
三極管Ql、 Q2交替導(dǎo)通是變壓器磁飽和的強烈正反饋作用所至，逆變器輸出方波 電壓。關(guān)于三極管Ql、 Q2工作機制以及高壓點燃燈管在下面"滑頻"中分析。
參照圖3，圖3為圖2的電路等效圖，三極管Q1、Q2的基極回路中，DBE1、DBE2等效三 極管基射極，RQ1、RQ2等效為三極管基射極的體電阻，K1、K2等效三極管Q1、Q2運行開關(guān)效 果，符號i (t)表示注入三極管Q2基極的脈沖電流，其它符號與圖2 —致。
電路得電，電容C6經(jīng)電阻R3充電，電容C6電壓上升，當電容C6電壓等于雙向觸 發(fā)二極管D8時，雙向觸發(fā)二極管D8呈雪崩擊穿，電容C6放電，放電電流經(jīng)雙向觸發(fā)二極管 D8加至三極管Q2的基極，如參二所示C點i (t)加至網(wǎng)絡(luò)I的箭頭方向。
網(wǎng)絡(luò)I、 II均是無源網(wǎng)絡(luò)，變壓器T的Tc、 Tb繞組，電容C9、 Cll是儲能元件。
電容C6放電電流瞬時呈上升沿，在網(wǎng)絡(luò)I中，一路經(jīng)D啦、R①到地，三極管Q2因此 飽和導(dǎo)通，一路經(jīng)電阻R10 — Tc — Cll到地，Tc轉(zhuǎn)換為磁能，Cll轉(zhuǎn)換為電場能存儲。
三級管Q2導(dǎo)通，燈回路電流路徑是D點(+300V) — C2 — B點 (+150V) — C13 — L — Ta — F點一Ql — R6 —地，電流對電容C13充電，變壓器T的三級繞 組Ta、 Tb、 Tc同名端如圖2、3中黑點標志所示，此時變壓器T的Ta繞組極性是下正上負， Tb極性是下正上負，確保三極管Ql因基極的負偏壓而可靠截止，Tc極性仍是上正下負。
隨著時間推移，電容C6放電電流量下降沿減小，瞬時變壓器T的Tc繞組極性改變 為上負下正，電容Cll反向充電結(jié)束，并釋放電能補充Tc磁能釋放為電能，共同作用在三極 管Q2基極，使基極呈負偏壓，三極管Q2可靠截止。由于三極管Q2截止，電容Cll初始反向 充電引起其反向電壓微量上升，但它釋放電能只是補充Tc磁能，僅是能量轉(zhuǎn)換而已，并無 出現(xiàn)電氣回路消耗。電容Cll補充給Tc電能再次轉(zhuǎn)接為磁能，致使變壓器T磁飽和。
電容C6因放電而引起它自己電壓降低，當此電壓低于雙向觸發(fā)二極管D8的雪崩 擊穿電壓時，雙向觸發(fā)二極管D8立即截止，并斷開了網(wǎng)絡(luò)I的外加電流i(t)，該電流波形為 鋸形波，脈寬很窄，它表明頻率很高，在實驗中看出其頻率大于100千周。
因為變壓器T磁飽和時的正反饋作用，導(dǎo)致相關(guān)繞組極性即刻發(fā)生變化，繞組Tb 極性是上正下負，在網(wǎng)絡(luò)II中，三極管Q1的基極因正偏置而飽和導(dǎo)通，電容C9被反向 充電，三極管Ql導(dǎo)通，燈管回路電流路徑是D點(+300V) — Ql — R5 — Ta — L — E點 —C13 — B點(+150V)—地，可見燈管回路電流方向與三極管Q2導(dǎo)通時完全相反，半橋逆 變器輸出方波電壓。繞組Tb磁能一方面轉(zhuǎn)換為三極管Ql基極電流，另一方面轉(zhuǎn)換成電能 被電容C9吸收，致使電容C9電壓略微上升。 無源網(wǎng)絡(luò)I、 II是完全對稱設(shè)計的，初始燈管電流變化頻率很高。
當繞組Tc磁能釋放，經(jīng)時間推移，該電流的變化是減少趨勢，繞組Tc的極性立即 又發(fā)生變化，Tc極性為上負正正，電容C9反向放電補償Tc磁能的減少。同時給予三極管 Ql基極負偏壓，三極管Ql因此迅速可靠截止。 變壓器T的正反饋作用，繞組Tc極性變化同時Tb極性即刻發(fā)生改變，Tb極性上 正下負。 一方面轉(zhuǎn)換成電流加至三極管Q2基極，三極管Q2導(dǎo)通， 一方面又給電容Cll反向 充電，電容Cll電壓又略有上升。 依上述過程周而復(fù)始，變壓器T的正反饋作用，使得三極管Q1、 Q2保持交替導(dǎo)通， 燈管電流依此方波電壓頻率而變化。 從網(wǎng)絡(luò)中電容C9、 Cll儲能及其電壓應(yīng)符合電容電壓Uc = 1/C / 。ii(dt)，積分表達式可見，電容電壓Uc是電流變化率的積分函數(shù)，同是電容量愈大，Uc增量就愈小，電流 變化率時間愈小，Uc就愈小。 這說明了網(wǎng)絡(luò)中電容作用是從儲能為0開始，短暫吸收繞組Tb或Tc轉(zhuǎn)換的電能， 主體上分別給三極管Ql或Q2提供基流，保證它們的導(dǎo)通，其次又補償繞組Tb或Tc的能量， 維持三極管Ql或Q2的基極反向偏量而可靠截止。 另一方面隨著電容每次吸收電能后，便引起其電壓逐步上升，從而減緩網(wǎng)絡(luò)中繞 組Tb或Tc能量轉(zhuǎn)換過程的時間，即變換頻率下降。 它們的互相作用，持續(xù)到電感與電容，比如Tb與C9、或Tc與Cll，在每一時刻的 電壓相等時，LC進入穩(wěn)態(tài)。 而在半橋逆變電路中，表現(xiàn)為初始頻率很高一直下滑至穩(wěn)態(tài)頻率即工作頻率為 正，此后半橋逆變器輸出穩(wěn)定頻率的方波電壓。 在本設(shè)計中，電解電容C9、 Cll容量為100 ii F，因為存在反向充電電壓，電容耐壓 為50V，它們工作在高頻工況，分別應(yīng)并上小容量電容C8、 C10，可有效防止這兩個大電容的
發(fā)熱，有利提高工作穩(wěn)定性。
諧振 諧振的主要條件是半橋逆變器輸出方波電壓頻率即驅(qū)動頻率必需等于燈管回路 中扼流圈L與電容C13串聯(lián)的固有頻率。 當驅(qū)動頻率下滑并等于LC固有頻率時，在電容C13上會產(chǎn)生上千伏的高壓脈沖將 燈管點燃，這與燈管內(nèi)的燈絲完好或斷開無關(guān)，而燈管發(fā)亮進入穩(wěn)態(tài)點燃發(fā)光后，燈管等效 一個電阻，而電容C13的阻抗遠大于燈管內(nèi)阻，所以高頻電流幾乎全部通過燈管。
功率因素校正參考圖2 電容C12快恢復(fù)二極管Dl、 D2構(gòu)成能量反饋電路。 在高頻的正半波，從燈管回路E點經(jīng)電容C12至快恢復(fù)二極管D1，通過快恢復(fù)二極
管Dl對電容C2、C3充電，填充低谷，使電容C2、C3上的電壓起伏變小，負半波經(jīng)快恢復(fù)二極
管D2返回電源，只要適當選擇電容C12的值，使得整流電壓的紋波電壓峰一峰值減小，降低
其脈動起伏，便可以改善燈管電流的波峰系數(shù)，另外，由于高頻電流的反饋，使得輸入電流
持續(xù)時間加長，死區(qū)時間變短，大大提高了功率因素，減小了電流的諧波失真。 由于電容C12的反饋取自振蕩端，且在燈管之前，與燈管壓降無關(guān)，從而克服了燈
管受溫度的影響，因此電容C12的反饋使半橋逆變電路比較穩(wěn)定。 電容C2、 C3工作在高頻狀態(tài)下，易于發(fā)熱，為此分別并聯(lián)小電容C3、 C4，即可大大 減輕電容C2、C3的發(fā)熱，從而提高電路的穩(wěn)定性。
其它電路的作用參照圖2 1.在三極管Ql、Q2的基極回路中，分別有電阻R7， 二極管D9串聯(lián)支路，作用是當 雙極型三極管Ql或Q2截止時，為反向基極的電路提供一個低阻抗通道，使三極管快速恢復(fù) 零電壓狀態(tài)，因而減少三極管Ql、 Q2開關(guān)的電應(yīng)力，提高了三極管的壽命。
2.在啟動回路電阻R3，電容C6的串聯(lián)節(jié)點C點經(jīng)二極管D7接到F點，作用是當 雙向觸發(fā)二極管D8截止后，電容C6經(jīng)二極管D7放電。 3.在D點與F點之間由電阻R4與電容C7構(gòu)成的并聯(lián)支路連接，其作用是當三 極管Q1或Q2從導(dǎo)通轉(zhuǎn)接期間內(nèi)存在一個電流以為零的死區(qū)時間，為防止并避免三極管Q1、Q2出現(xiàn)"共態(tài)"而損壞，在死區(qū)時間內(nèi)與三極管并聯(lián)的電容C7能起到續(xù)流效果，從而保證燈管電流的連續(xù)性。 4.在三極管Q1、Q2的射極回路中，分別串聯(lián)電阻R5、R6至地，即發(fā)射極電阻，作用是起負反饋和穩(wěn)定三極管的工作點。 5. 220V交流輸入端并聯(lián)壓敏電阻Rv，它能吸收電網(wǎng)的高壓尖脈沖，即瞬時短路，防止尖脈沖串入電路內(nèi)部，破壞正常工作，并聯(lián)電容C1為了消除高頻成份，避免進入電路內(nèi)部。
權(quán)利要求
一種電子鎮(zhèn)流器，其特征在于該鎮(zhèn)流器依次由AC/DC轉(zhuǎn)換電路、啟動電路、半橋逆變電路、功率因素校正電路及燈管回路組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種電子鎮(zhèn)流器，其特征在于AC/DC變換電路由保險管FU， 壓敏電阻RV，電容Cl、 C2、 C3、 C4、 C5， 二極管Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6，電阻Rl、 R2組成;二極 管D3、D4、D5、D6組成橋式整流電路，該整流電路輸出正端分別經(jīng)串接的二極管D1 、D2導(dǎo)向， 電容C1和壓敏電阻RV并接在該整流電路交流輸入兩端，在交流輸入一端上串接有保險管 FU;兩電容C2、 C3串接后并在整流電路輸出端上，構(gòu)成濾波輸出；電容C2上并接有電阻R1 和電容C4，電容C3上并接有電阻R2和電容C5。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子鎮(zhèn)流器，其特征在于啟動電路由電阻R3、電容C6 雙向觸發(fā)二極管D8， 二級管D7組成；電阻R3、電容C6串接后并接在AC/DC轉(zhuǎn)換電路的輸出 兩端，電阻R3接輸出正端；雙向觸發(fā)二極管D8、二級管D7正向端分別接在電阻R3和電容 C6的串聯(lián)節(jié)點上，由電容C6的充放電規(guī)律控制雙向觸發(fā)二極管D8導(dǎo)通規(guī)律。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種電子鎮(zhèn)流器，其特征在于半橋逆變器電路由三極管Q1、 Q2、電容C7、C8、C9、C10、C11，其中C9、C11是大容量電解電容，電阻R4、 R5、 R6、 R7、 R8、 R9、 R10，二級管D9、D10、變壓器T組成；三極管Q1集電極接AC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出正端，發(fā)射極 串接電阻R5后接啟動電路中二極管D7反向端，三極管Q1集電極與二極管D7反向端并接 有一電阻R4和一電容C7，電阻R7和二極管D9串接后并在三極管Ql基極與二極管D7反向 端，電阻R8串接變壓器T的初級線圈Tb、電容C9后并在三極管Ql基極與二極管D7反向端 間，其中電容C9兩端并接有電容C8 ;三極管Q2集電極接二極管D7反向端，發(fā)射極串接電 阻R6后接在AC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出負端，基極接雙向觸發(fā)二極管D8反向輸出端，電阻R10串 接變壓器T的初級線圈Tc、電容Cll后并在三極管Q2基極與AC/DC轉(zhuǎn)換電路輸出負端，其 中電容Cll兩端并接有電容C10 ;變壓器T的次級線圈Ta的一端接二極管D7的反向端，另 一端與燈管回路的扼流圈L 一端連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子鎮(zhèn)流器，其特征在于功率因素校正電路由二極管 Dl、 D2，電容C12組成；二極管Dl、 D2串接在整流電路輸出正端，電容C12 —端連接在二極 管D1、D2的串聯(lián)節(jié)點上，另一端接扼流圈L的一端。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子鎮(zhèn)流器，其特征在于燈管回路由扼流圈L、電容 C13、燈管H組成；燈管H —端接在扼流圈L和電容C12串聯(lián)節(jié)點端、另一端接在電容C2、C3 串聯(lián)節(jié)點端上，電容C13并接在燈管H的兩端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電子鎮(zhèn)流器，其特征在于該鎮(zhèn)流器依次由AC/DC轉(zhuǎn)換電路、啟動電路、半橋逆變電路、功率因素校正電路及燈管回路組成。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，采用滑頻技術(shù)，使半橋逆變輸出的方波電壓頻率從最高頻率連續(xù)下滑至燈高壓點燃頻率直至穩(wěn)態(tài)工作頻率，解決自激式單頻點振蕩變?yōu)檫B續(xù)變頻振蕩方式，實現(xiàn)在燈管回路中燈管兩端燈絲短路連接后，即使燈絲斷開后燈管依然可以被順利高壓點燃并正常發(fā)光，直至燈管失效為止。該專利技術(shù)重點突破了長期以來，節(jié)能燈斷燈絲，日光燈斷燈絲后無法再被使用的事實，由此，極大延長了節(jié)能燈、日光燈的使用壽命，大大提高了它們的廣泛的實用價值上。
文檔編號H05B41/282GK101754548SQ20101010193
公開日2010年6月23日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者林文獻 申請人:林文獻