一种变换镇流装置制造方法及图纸

一种变换镇流装置，属半导体变流技术领域，主要解决变流开关元件的开关耗损和整流滤波的功率因数和电流谐波，主要由推拉整流滤波电路、变流开关电路、驱动电路、谐振电感和负载电路组成，其中推拉整流滤波电路是接在交流供电电源与变流开关电路直流供电源之间，这种变换镇流装置是应用于日光灯和气体放电灯的电子镇流。（*该技术在2005年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种变换镇流装置，属半导体变流技术应用领域，主要由推拉整流滤波电路、变流开关电路、驱动电路、谐振电感和负载电路组成。可应用于荧光灯或气体放电灯电子镇流。要实现变换镇流有一个关键的问题就是变流开关元件的理想驱动，它直接关系到技术的成败、质量和可靠性。作为三极管这种开关元件由于开关速度比场效应管差，要想很简单地实现理想驱动，特别是在谐振变流中更是困难，因此许多人对此是回避用三极管而用场效应管和其它元件，而场效应管由于在栅源间存在电容，实现很简单的合理驱动也并不是很容易。在谐振变流镇流应用中，用电流互感变压器反馈驱动三极管，人们一般在三极管的输入回路串一个小于10Ω的电阻，这对降低三极管耗损和合理驱动是不利的。另外由于大多数要使用交流电源，而对交流源应用普通的整流、滤波方法，都有功率因数低，电源电流谐波大，一般改决的方法为有源滤波和类似的基本方法，如在整流与负载供电电源间加一级直流—直流变换器或开关电源，这对镇流应用受到成本的限制，另外由于元件的增多，特别是要用到有源器件，影响可靠性因素增多；在许多应用装置如开关电源，高频感应加热，电子镇流器等，都可以用谐振变流方式实现，能不能用谐振变流应用的特点来解决功率因数和电流谐波的问题，而又能使输出电压或电流满足一定的波峰系数，是很值得研究的问题。作为应用之一的日光灯或气体放电灯的电子镇流器还存在一个预热、启动、保护的问题，要解决之实质还是属于对谐振电压和电流的控制问题。与日光灯灯管灯丝串联且又与灯管并联的灯管旁路电容，是灯未启辉时，谐振回路的一个主谐振电容，灯未启辉时，此电容两端电压将很高，远超过灯启辉的开路电压条件，已有预热技术，如适时预热和热敏预热，都忽视这个开路电压条件下进行的。另外预热和保护可以兼容，是对灯管的预热、发射、放电状态必须要有一个合适的传感方法，要实现这个方法，也必须遵循有关标准对“开路电压”和辉光放电的限制条件，否则是无意义的。为此本技术技术是争对上述问题而研究的，是一种变换镇流技术，能较好地解决变流开关元件的过损耗而导致的过温升问题，能较好地降低整流滤波造成的电流谐波和功率因数低的问题，并且具有成本低，只须增加无源器件，可靠性也提高。另外，提出了一个行之有效和预热启辉保护方法，它能有效地检测灯丝预热程度，发射电子能力、灯管状态，并能根据检测结果使执行元件动作，控制谐振回路的电流和灯管两端的谐振电压。以下结合附图对本技术作结构、原理、实施说明。附附图说明图1是电路原理图。附图2是附图1的部分电路的变形电路结构。附图3是灯管状态识别控制电路。附图4是灯管识别控制对象的一种例图。附图5是灯管识别控制对象的另一种例图。在附图1中，电路结构整流桥1的a、b两点直接或经滤波器接交流供电源，它的一直流输出端C接一个二极管D1到i点，D1上还并电容C3，整流桥1的另一直流输出端d接二极管D2到j点，D2上还并电容C4，然后在i、j两点之间接串联变流开关T1与T2组成变流开关电路，其串接点为S，是谐振电流的一输出端，i、j是变流开关电路的两供电端，且在i点接一个二极管D3到g点，D3上并电容C6，还在j点接一个二极管D4到另一设定点到h点，在D4上并电容C7，那么在g、h两点间接一个谐振电流整流滤波电路2，电路2的两直流输出端分别为g和h，交流输入端分别为f和e点，在f、e之间接谐振分压电容C5，也可接分压谐振电感或谐振电感的一部分自耦线圈，由此构成一种推拉整流的必要电路结构；另外在c、e点间接电容C1，在e d间接电容C2。C1、C2为谐振电容。在S、f点之间接驱动变压器的初极线圈n1与谐振电感L2与负载电路3的串联电路；负载电路3是荧光灯或气体放电灯及的灯管、或发光体及附属电路。n2、n3为驱动变压器的次级线圈，驱动变压器是一般电流互感变压器，作为反馈驱动，Rb为T1或T2的驱动输入回路电阻，n2(n3)、Rb与发射结串联，Do是并在Rb上的二极管，而Rb是在22-82Ω范围内，对于一般中功率开关管最适值40-60Ω。电阻R01、电容C01、二极管D01、双向触发二极管D04组成启动电路。分别与T1、T2并联的D02、D03为钳位二极管。其原理叙述在供电源峰值区，若T2导通，则谐振电流从C点经C1到e点，经C5到f点，经负载电路3、L2、n1到S点，经T2到j点，经D2到d点。另一方面，C2上的电压经e、f、s、j、d点谐振放电；若T1导通，则谐振电流从C点经D1到i点，经T1到S点，经n1、L2、电路3到f点，经C5到e点经C2到d点。另一方面，C1上的电压经c、i、s、f、e点谐振放电。由于供电源在峰值区给变流器的供电能量最大，故上述电流也大，往往远超过有效值或额定值，应予以限制和利用。本技术是把过大的峰值在C5上产生的电压进整流滤波，过多的能量，主要储在C8和C9中，而C8、C9又是可看成为在供电峰值区时，并联在C、d间的通常一部分滤波电容，那么实际上在供电电压峰值区，有两个电流给C8、C9充电，这样就大大降低了单靠整流桥1的充电电流，从而也降低了整流桥1的输入电流的峰值和高次谐波，大大改善了这个峰值电流在电网中的危害，而中国专利2140130这个问仍然突出。C8、C9在不接L1时用一个电容代替，如图2中的Cg。在谷值供电电压区，由于g、h间比C、d间电压高，设T1导通，则谐振电流经g、i、T、s、f、e、d、j、h点，部分能量在C4上储存；设T2导通，则谐振电流经g、i、c、e、f、s、j、h点，部分能量在C3上储存，而C3、C4上的电压与整流桥1的输出电压迭加又大于g、h点间的电压，故供电源仍然给C6、C7、C8、C9充电，这样通常整流滤波存在的功率因数低，电流谐波大的问题就解决了。上述C3可用C3串电感L6代替，C4可用C4串电感L7代替，而L2、L6、L7可同绕在一个磁芯上，也可相互独立。由于有117V、110V和220V两类供电电源，为了使变换镇流装置在100-130V也能正常工作，只要把储能滤波电容C8与C9的串接点直接或经一个电感L1或电容或滤波网络接整流桥的a点或b点就可。为了实现100V-130V的另种应用，可把D3、D4、C6、C7和整流滤波电路2去掉，C5可短接，然后在原i、j间接两个串联电容，且把它们的串接点直接或串一个电感或电容或滤波网络与a点或b点连接，C5不短接时，可在i、f间和f、j间分别接一个二极管，反馈C5上的能量。把C1或C2去掉，D2或D1短接就可构成简易应用。滤波网络可以是有源滤波方式，根据开关电源基本原理设计。如上所述结构，也可省去C6和C7，这时用一个高频电容并在i、j间。也可将C6和C7分别接在i、h和g、j之间，构一种变形结构；如上所述结构也可去掉D3和D4，保留与其并联电容C6和C7构成一种变形结构；还可把D3、D4、C6、C7和电路2去掉，C5可短接，而在i、j间接一个并有电容的二极管与一个整流滤波电路串联的电路，而在这个整流滤波电路的交流输入端接谐振回路的反馈输出电压，这个电压可由谐振电感L2的互感线圈输出，也可将一个变压器串入谐振回路中，它的次级输出反馈电压，构成一种变形应用结构；如上所述结构，可把电路3与f点连接的那一端直接与C1和C2的串接点连接，去掉C5使电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变换镇流装置主要由推拉整流滤波电路、变流开关电路、驱动电路、谐振电感和负载电路组成，其特征在于：ａ、用电流反馈互感变压器的次级线圈串联２２－８２＊的电阻并接在变流开关元件的发射结，并且在２２－８２＊电阻上并联二极管，构成降低变流开关 元件的开关损耗的驱动输入回路的必要结构和参数特征；ｂ、整流桥１的一直流输出端Ｃ接一个二级管Ｄ↓［１］到变流开关电路一供电端ｉ点，Ｄ↓［１］上并电容Ｃ↓［３］，另一直流输出端ｄ接二极管Ｄ↓［２］到变流开关另一供电ｊ点，Ｄ↓［２］上并电容Ｃ ↓［４］，然后在ｉ点接一个二级管Ｄ↓［３］到设定点ｇ点，Ｄ↓［３］上并电容Ｃ↓［６］，还在ｊ点接一个二极管Ｄ↓［４］到另一设定点ｈ点，在Ｄ↓［４］上并电容Ｃ↓［７］，那么在ｇ、ｈ两点间接一个谐振电流的整流滤波电路２，其两直流输出端分别为ｇ和ｈ，交流输入端分别为ｆ和ｅ，在ｆ、ｅ之间接谐振分压电容Ｃ↓［５］，也可接分压谐电感或谐振电感的一部分自耦线圈，由此构成一种推拉整流的必要结构特征；ｃ、在灯管的一端的一根灯丝电极Ｍ与另一端的灯丝电极Ｎ之间接电容Ｃａ、Ｃｂ与灯管状态识别变压 器Ｂｔ的一个初级线圈ｎｂ的串联电路，且在灯管另一端的另一个灯丝电极Ｒ串Ｂｔ的另一初级线圈ｎａ引出，ｎａ也可串联在任意一段主负载电流中，且在Ｃａ、Ｃｂ的任意一电容上接常闭控制开关Ｋｘ，而Ｂｔ是一个三芯柱磁芯或由双环合并构成的三芯柱磁芯，在中心柱即公共磁路芯上绕次线圈ｎｃ，ｎａ、ｎｂ则是分别绕在另两路磁路芯上，它们在磁路芯上产生的磁通相反，ｎｃ输出差值信号电压Ｖｘ，用Ｖｘ去控制Ｋｘ或另外控制对象开关元件ｋｙ，构成预热保护控制电路。...

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：许天昀，
申请(专利权)人：许天昀，
类型：实用新型
国别省市：83[中国|武汉]