电子镇流器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种电子镇流器，包括顺序连接的电源输入端子、整流电路、半桥逆变电路、预热－谐振电路，所述的半桥逆变电路包括逆变模块以及给逆变模块的开关管提供正反馈的脉冲变压器，所述脉冲变压器的次级绕组与所述逆变模块的开关管的控制极串联，所述的预热－谐振电路包括谐振电感、荧光灯，所述的预热－谐振电路还包括位于荧光灯灯丝输出侧的第一容性模块和预热能量控制装置，以及位于荧光灯灯丝输入侧的第二容性模块，所述的第一容性模块与预热能量控制装置串联后并联于荧光灯灯丝的输出端。本实用新型专利技术提供一种电路简单、体积小、成本低，把预热启动技术和稳态工作时消除灯丝冗余电流技术结合在一起的电子镇流器。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

Electronic ballast

The utility model relates to an electronic ballast, including sequentially connected power input terminal, rectifier circuit, half bridge inverter circuit, pre - resonant circuit, half bridge inverter circuit comprises an inverter module and inverter module to switch tube provides positive feedback pulse transformer, the secondary winding of the control switch and the pulse transformer the inverter module tube pole series, preheating - resonant circuit comprises a resonant inductor, fluorescent lamp, warm - resonant circuit includes the first capacitive module and pre heat energy control device in fluorescent lamp filament output side, and the fluorescent lamp filament on the input side of the second tank module. The first volume of the module and the preheating energy control device in series parallel to the output end of the fluorescent lamp filament. The utility model provides an electronic ballast with a simple circuit, small size and low cost, and combines the preheating startup technique and the redundant current technique of the filament to eliminate the filament in the steady state operation.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电子镇流器，具体地说涉及电子镇流器的预热启动与稳态工作。
技术介绍
按照国标GB/T 10682-2002和GB/T15144_2005，高频工作的预热阴极型荧光灯，根据灯管和功率的不同要求，应在0. 4秒 2秒之间，对灯丝进行预热，使之具备一定的能量，适合阴极热电子发射后启动灯管工作，才能有效保证并延长荧光灯管的使用寿命。不采用恰当的预热方式启动荧光灯管工作，则会显著降低荧光灯管的使用寿命。 除了采用恰当的预热启动方式外，如何以恰当的方式消除荧光灯启动后冗余的灯丝电流，是延长灯管使用寿命、提高电_电效率的一个较难解决的重要技术问题。所谓恰当方式，指的是经济性、实用性、适用性。图1为常见的电子镇流器谐振电路，荧光灯启动通过LC谐振在电容C两端产生高压，使低压汞蒸气放电而点亮灯管。但是，在灯管点亮后，灯丝不再需要加热，因此也就不再需要有加热电流经过。而该电路的一个缺陷在于通过电容C始终给予灯丝一个持续的加热电流，既增加了能耗，又损害了灯丝寿命。消除通过灯丝的冗余电流，有着3方面的作用一是显著提高电子镇流器的能效；二是减轻灯丝负担，有效延长灯管使用寿命；三是降低电子镇流器在稳态工作时的电流，提高电子镇流器的可靠性和使用寿命。可见，阴极预热型荧光灯启动后在稳态工作时消除灯丝冗余电流非常重要。 目前国内外在阴极预热型荧光灯启动与稳态工作类型方面，主要有以下几种情况 1 、没有预热，没有消除灯丝冗余电流 在常见的中低档荧光灯(包括电子镇流器与灯管结合在一起的自镇流荧光灯，俗称节能灯)电子镇流器中，绝大部分都没有采用预热启动，也没有采用灯丝冗余电流消除技术，典型的半桥逆变电子镇流器电路如图2所示(没有功率因素校正，不带预热、没有灯丝冗余电流消除技术)，因此，光衰快，能效低，灯管有效使用寿命明显縮短。 2、用PTC预热，没有消除灯丝冗余电流 在电子镇流器的谐振电路中，与谐振电容并联一个预热电阻PTC，对灯丝进行预热(见图3)。其优点是简单、价格低廉，缺点是自身损耗大，约需持续消耗1W左右的功率，能效低，并且工作时温度高，往往要达到70°C 80°C ，影响周围器件的正常工作，甚至酿成安全事故。这类产品都没有灯丝冗余电流消除技术。 3、用IC预热，没有消除灯丝冗余电流 目前世界上一些著名的半导体公司提供这种含有他激式预热电路的IC，诸如IR2155等IC。它在预热时升高频率，而后再降低频率进入启动和常态工作，如图4(带PFC功能、使用IR2155芯片进行预热控制，没有灯丝冗余电流消除技术)。但频率的变化不是由作为负载的谐振电路的参数而是由程序所决定。采用IR等公司的芯片的电子镇流器，结构紧凑，外围元件少，缺点是成本偏高。由于电路本身的特点，未能消除灯丝冗余电流，能效不高。 4、欧司朗cut-off技术 欧司朗公司在专业级电子镇流器中使用所谓的cut-off技术，其原理图如图5所示，利用变压器的两个绕组，给灯丝预热，尔后采用智能开关技术，断开预热电路，断开灯丝电流。优点是能效高、寿命长，缺点是电路复杂、体积大、成本高。 5、中国若干项专利技术 中国专利ZL 20072005828. 3 " —种电子镇流器荧光灯断流保护电路"、ZL01125092. 5 "荧光灯镇流器电子切换灯丝预热电路"、CN 101111115A "热阴极电子镇流器灯丝控制装置以及设计方法"等国内专利，采用不同的技术，从不同途径涉及到预热启动与灯丝断流技术。但是上述3项专利技术，都存在着电路复杂、实用性差等缺陷，在实际使用中应用不广。
技术实现思路
为了解决现有电子镇流器在启动荧光灯工作时，在预热启动与稳态工作消除灯丝冗余电流方面存在的电路复杂、体积大、成本高、实用性不强等种种不足，本技术提供一种电路简单、体积小、成本低，把预热启动技术和稳态工作时消除灯丝冗余电流技术结合在一起的电子镇流器。 本技术采用以下的技术方案 —种电子镇流器，包括顺序连接的电源输入端子、整流电路、半桥逆变电路、预热_谐振电路，所述的半桥逆变电路包括逆变模块以及给逆变模块的开关管提供正反馈的脉冲变压器，所述脉冲变压器的次级绕组与所述逆变模块的开关管的控制极串联，所述的预热_谐振电路包括谐振电感、荧光灯，所述的预热_谐振电路还包括位于荧光灯灯丝输出侧的第一容性模块和预热能量控制装置，以及位于荧光灯灯丝输入侧的第二容性模块，所述的第一容性模块与预热能量控制装置串联后并联于荧光灯灯丝的输出端； 所述的预热能量控制装置包含电流检测模块、计时器模块、预热能量累计模块、阈值比较模块、功率开关模块，所述电流检测模块、计时器模块的输出端连接预热能量累计模块的输入端，预热能量累计模块的输出端依次连接阈值比较模块、功率开关模块。 作为优选，所述脉冲变压器的初级绕组连接在逆变模块与谐振电感之间，所述的第二容性模块的两极直接连接在荧光灯灯丝的输入端。 或者，所述的脉冲变压器的初级绕组连接在谐振电感与荧光灯对应端的灯丝之间，所述第二容性模块的一极连接在谐振电感与所述的初级绕组之间，另一极连接荧光灯另一端灯丝的输入端。 进一步，所述的第一容性模块为单个电容或容性网络。 进一步，所述的第二容性模块为单个电容或容性网络。 更进一步，所述的电源输入端子与整流电路之间还连接有EMC滤波电路，所述的整流电路与半桥逆变电路之间还连接有功率因数校正电路。 优选的，所述的开关管为下列之一 双极性晶体管，M0SFECT， IGBT。 本技术中的容性网络是指由电容、电感、电阻构成的电路拓扑结构，其整体矢量关系为电流相位角超前于电压相位角。 本技术的技术构思为建立新型的预热-谐振与稳态工作电路拓扑结构，与现有技术不同，灯丝两侧分别置有第一、第二容性模块，灯丝输出侧还置有与第一容性模块串联的预热能量控制装置。 在预热阶段，谐振电感、以及第一、第二容性模块的并联网络作为逆变器的负载，通过灯丝预热电流，在灯丝得到合适的预热能量后，预热能量控制装置工作，第一容性模块从电路中脱离，仅有第二容性模块工作，谐振电感与第二容性模块产生高频谐振，产生高压使灯管启辉。 另外，在下述电路连接结构的情况下脉冲变压器的初级绕组连接在谐振电感与荧光灯对应端的灯丝之间，所述第二容性模块的一极连接在谐振电感与所述的初级绕组之间，另一极连接荧光灯另一端灯丝的输入端。本技术还具备异常保护功能，阐述如下 在诸如灯管没有插好，灯脚的接触不良，或在预热期间发现灯丝已断等负载脱离电路的异常情况下，在上述的电路连接结构中，灯丝断路使得流经脉冲变压器初级绕组中的电流为零，则其次级绕组的感应电流也是零，使得与次极绕组连接的逆变器的开关管的控制极的流入电流为零，开关管关断，逆变器就停止振荡，因此能避免逆变器在上述异常状态下的过电流和过电压，从而有效保护了电子镇流器自身的安全。本技术中的预热能量控制装置，采用电力电子技术，既可以用分立器件，也可以把功能集成在单一的IC上，借助本技术建立的新的电路拓扑结构，对取样信号进行控制，因此体积小，适用面广。欧司朗的cut-off技术以及其他一些技术，由于要利用一个变压器的绕组输出预热电流，而后由智能控制装置断开这个变压器的绕组，因此体积大，成本高，电路复杂，落后于本专利。 本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
电子镇流器，包括顺序连接的电源输入端子、整流电路、半桥逆变电路、预热－谐振电路，所述的半桥逆变电路包括逆变模块以及给逆变模块的开关管提供正反馈的脉冲变压器，所述脉冲变压器的次级绕组与所述逆变模块的开关管的控制极串联，所述的预热－谐振电路包括谐振电感、荧光灯，其特征在于：所述的预热－谐振电路还包括位于荧光灯灯丝输出侧的第一容性模块和预热能量控制装置，以及位于荧光灯灯丝输入侧的第二容性模块，所述的第一容性模块与预热能量控制装置串联后并联于荧光灯灯丝的输出端；　　所述的预热能量控制装置包含检测流过灯丝电流的电流检测模块、计时器模块、预热能量累计模块、阈值比较模块、功率开关模块，所述电流检测模块、计时器模块的输出端连接预热能量累计模块的输入端，预热能量累计模块的输出端依次连接阈值比较模块、功率开关模块。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：来献达，蒋祖忠，谢明雨，
申请(专利权)人：来献达，蒋祖忠，谢明雨，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]