具有极宽调光范围的荧光灯相控可调光电子镇流器制造技术

为获得小型和管形荧光灯的较宽调光范围，提出了两种新颖控制方法：ｉ）在双向三端晶闸管电路中抑制振荡效应的新颖技术，可在较宽触发角范围上保持稳定的双向三端晶闸管运行；ｉｉ）镇流器逆变器电路的混合调光控制技术，可获得从１００％至３％的宽广调光范围。对于ｉ），提议采用耗散性和非耗散性能量吸收电路（ＥＡＳ），在双向三端晶闸管导通时抑制其电路中的瞬态效应。ＥＡＳ的本质是确保双向三端晶闸管电路能以稳定方式运行，没有振荡或意外断开。对于ｉｉ），提议采用混合调光方法，其与传统控制方法不同而使直流连接电压和逆变器频率都变化。新的调光控制的本质是减小逆变器频率变化的范围，从而尽可能加宽总的调光范围。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及相控(phase controlled)可调光电子镇流器，例如二线式双向三端晶闸管控制(Triac-controlled)镇流器，尤其涉及能够在从100％至大约3％的调光范围内对荧光灯进行调光的这种镇流器。在一个优选实施例中，在角度范围的第一部分上使直流连接电压保持固定而改变切换频率，在角度范围的其余部分上则同时改变直流连接电压和切换频率。在此实施例中，第一部分可对应于0°至90°的角度范围。相控装置最好包括双向三端晶闸管(Triac)，并且在本实施例中还设置了装置，用以在双向三端晶闸管导通时抑制双向三端晶闸管电路的瞬态振荡。可以使用耗散能量吸收(dissipative energy absorption)技术或者非耗散能量吸收(non-dissipative energy absorption)技术，最好是结合使用这两种技术，对瞬态振荡进行抑制。从另一个方面看，本专利技术提供了一种用于对荧光灯的电子镇流器进行调光控制的方法，其中在交流电源与所述镇流器之间设置了双向三端晶闸管，并且其中所述方法包括在以能量吸收技术而使所述双向三端晶闸管导通时，对所述双向三端晶闸管的振荡进行抑制。能量吸收技术可以是耗散能量吸收技术、非耗散能量吸收技术或者结合使用这两种技术。从另一个更广泛的方面来看，本专利技术提供了一种装置，用于对荧光灯的电子镇流器进行调光控制，该装置包括将所述镇流器连接至交流电源的装置；连接于所述镇流器的输入与所述电源之间的相控装置，用于控制所述电源接通的角度范围；输出逆变器(output inverter)，用于调节荧光灯；以及为所述输出逆变器提供直流连接电压的装置。其中为了提供调光控制，设置各装置，使得在至少一部分角度范围上同时改变输出逆变器的直流连接电压和切换频率。在一个可能的实施例中，当触发角处于第一范围内时，直流连接电压保持固定而单独改变切换频率，当触发角处于第二范围内时，直流连接电压和切换频率都改变。用于提供直流连接电压的装置可以是输入线电流整形器(input linecurrent shaper)，例如升压变流器(boost converter)，并且当角度范围在0°至90°之间时，直流连接电压保持固定而切换频率变化，而当角度范围大于90°时，直流连接电压和切换频率都变化。相控装置最好包括双向三端晶闸管，并且还可以设置其它装置，用于在双向三端晶闸管导通时抑制该双向三端晶闸管的振荡。这一抑制装置可以是耗散能量吸收装置、非耗散能量吸收装置、或者结合使用这两种装置。从再一个更广泛的方面看，本专利技术提供了一种装置，用于对荧光灯的电子镇流器进行调光控制，该装置包括设置在交流电源和所述镇流器之间的双向三端晶闸管，以及在所述双向三端晶闸管导通时抑制该双向三端晶闸管振荡的装置。抑制装置可由耗散能量吸收装置构成。例如耗散能量吸收装置可由设置在双向三端晶闸管与输入线电流整形器之间的电阻器-电容器-二极管电路构成，其中电阻器与电容器串联而二极管与电阻器并联。另外，耗散能量吸收装置还可由设置在双向三端晶闸管与输入线电流整形器之间的电阻器-电容器-开关电路构成，其中电阻器与电容器串联而开关与电阻器并联，因此当初始振荡被抑制后电容器即可接地，并作为EMI滤波器的一部分而工作。开关最好为功率金属氧化物半导体场效应晶体管(power Mosfet)。另外，耗散能量吸收装置还可由设置在双向三端晶闸管与输入线电流整形器之间的电阻器-电容器-电感器电路构成，其中电容器与电阻器串联，而电感器与电阻器并联且与第二电阻器串联，因此当初始振荡被抑制后电容器即可接地，并作为EMI滤波器的一部分而工作。抑制装置可由非耗散能量吸收装置构成。这一非耗散能量吸收装置可以包括在双向三端晶闸管导通时瞬时增加电流整形器的输入电流的装置。用于增加该输入电流的装置可包括对所述电流整形器的输入电压进行微分的装置。抑制装置最好既包括耗散能量吸收装置，也包括非耗散能量吸收装置。概括地看，本专利技术提供了一种对荧光灯的电子镇流器进行调光控制的装置，其中所述装置可以使荧光灯功率在最大额定荧光灯功率的3％至100％之间的范围内变化。如附图说明图1所示，镇流器的输入通过双向三端晶闸管连接至交流电源。通过调节双向三端晶闸管的触发角控制荧光灯的功率(或者荧光灯的勒克司水平)。本专利技术的可调光电子镇流器可以包括两个主级，即输入线电流整形器和输出逆变器，这种结构的功能方框图示于图2。LS是电源的电源电感。电流整形器的功能是将线电流IS整形为与双向三端晶闸管的输出电压VS′具有相同外形，因而电流整形器的输入阻抗总是电阻性的。输出逆变器级将荧光灯电流调节至基准值Ilamp,ref，Ilamp,ref是从输入相控交流电压VS′导出的。上述两级以直流连接电压Vdc和荧光灯电流基准Ilamp,ref而互相连接。在本专利技术的优选实施例中设置了混合调光控制，其中需要直流连接电压和逆变器频率都变化。直流连接电压和逆变器频率变化的方式根据为输入电流整形器所选择的电路布局而确定。在某些情况下，在整个触发角范围内直流连接电压和逆变器频率都可以一起改变，而在其它情况下，仅在一部分触发角范围中逆变器频率变化(同时直流连接电压保持恒定)，而在其余部分的触发角范围中直流连接电压和逆变器频率都改变。对于输入电流整形器而言，一种选择是采用升压变流器，并且也将以此作为示例说明混合调光方法的使用。下文中假定交流电源为220V和50Hz。如图3a所示，当双向三端晶闸管的触发角θ为0°≤θ≤90°时以输入线电流整形器使Vdc保持恒定，而当θ＞90°时使Vdc减小。对于0°≤θ≤90°(如图3a所示)，为了减少荧光灯功率，使Mdc保持恒定并使输出逆变器的切换频率fsw随θ的增加而增加。也就是说，对于0°≤θ≤90°，通过频率控制而实现调光控制。对于θ＞90°(如图3b所示)，为了控制荧光灯功率(增加(曲线(a))、不变(曲线(b))、或减小(曲线(c)))，减小直流连接电压Vdc而且使fsw也变化。从而通过同时进行直流连接电压控制和频率控制，即实现了对双向三端晶闸管的这一部分触发角的调光控制。采用混合控制模式是有优点的，这是因为a.在低负载条件(例如25W的5％)下，所需功率仅为几瓦而且双向三端晶闸管的触发角很大。由于双向三端晶闸管的输出电压很低，如果升压直流电压与输入电压相比过高，则输入电流整形器(通常为升压变流器)的效率很低。减小直流连接电压可以减小输入线电流整形器的功率损耗。b.输出逆变器中的频率控制镇流器的灵敏度较小。如果直流连接电压减小，逆变器的切换频率的变化范围也将减小，这样就有可能在逆变器频率变化的实际限度之内获得非常宽的调光范围。c.对于θ＞90°，在逆变器频率控制外还加之以直流连接电压控制，这样在整个调光范围内就可以很容易地使灯丝功率几乎保持恒定。A.输入线电流整形器输入线电流整形器的示意图示于图4a中。整形器的电力电路由以下部分组成1.电磁干扰(EMI)滤波器——用以抑制镇流器所产生的高频噪音，不使其进入电源。2.输入电感器Li——用以提供输入电路中的最小电感。它还增加了输入电路的特性阻抗，因而可减小在双向三端晶闸管切换处产生的电流跳动(current ringing)的振幅。3.二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对荧光灯提供相控（ｐｈａｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ）调光控制的方法，其特征在于，其中所述荧光灯由通过相控装置连接至电源的电子镇流器控制，所述相控装置控制所述电源接通角范围，其中该接通角范围在０°与１８０°之间变化，并且其中在至少一部分接通角范围中，通过同时变化所述整流器的直流连接电压和切换频率而控制荧光灯功率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：邓柏村，林耀雄，钟树鸿，许树源，
申请(专利权)人：研能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：HK[中国|香港]