串联谐振瞬时启动型防电弧电子镇流器制造技术

本发明专利技术公开了一种串联谐振瞬时启动型防电弧电子镇流器，包括半桥逆变器启动电路，半桥逆变器二个开关管Ｑ１、Ｑ２串联的节点连接一反馈脉冲变压器Ｔ，反馈脉冲变压器Ｔ的初级绕组Ｌ０串接一电感Ｌ３，构成串联谐振电感；电感Ｌ３与灯管和串联谐振电容Ｃ４连接；反馈脉冲变压器次级设有二个绕组Ｌ４、Ｌ５分别串接在开关管Ｑ１、Ｑ２的基极回路。本发明专利技术的优点是无需专门的保护电路，无论在镇流器开路、短路，灯管不激活或灯脚接触不良等异常条件下，都不会造成开关管元件的损坏；也不会在镇流器输出端因灯脚接触不良而产生足够能量的电弧；使各种有高启动电压要求的瞬时启动灯管都能可靠、正常启动；电路简单，效率高、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种照明用气体放电灯电子镇流器，特别涉及一种串联谐振瞬时 启动型防电弧电子镇流器。
技术介绍
电子镇流器向灯管负载提供点燃和维持灯管正常工作的高频电压和电流。由气体 放电灯的特性，在灯管激活点燃之前，必须有一个高的激活电压才能点燃灯管。因此，镇流 器输出端上在灯管未启动之前必然会有一个较高的电压，当在使用过程中一旦发生镇流器 空载即灯管断开，镇流器输出端短路，灯管不激活或灯管管脚接触不良等异常情况时，可能 会因开关元件的过载而损坏镇流器；镇流器输出的高电压还可能引发电弧放电的现象。如 果电弧放电持续不断，将为引发火灾等不安全隐患。为此，有关安全标准对电子镇流器输出 端的电弧放电程度有严格的要求。按照电子镇流器谐振回路的拓扑结构，可以分为串联谐振的电子镇流器和并联谐 振的电子镇流器。在输出端接触不良时，尽管两种谐振电路结构都可能出现电弧现象，但严重程度会有差异。并联谐振的电子镇流器，通常采取变压器升压，再通过电容或电感限流。在整个工 作过程中，变压器的次级升压线圈始终存在很高的电压。为了维持镇流器在低温状态时能 正常启动灯管，灯管点燃前要求可能高达500 Vrms以上的输出电压。如此高的镇流器输出 电压，在灯管接触不良时，持续不断的高压电弧电流，必将成为安全隐患。对于并联谐振的电子镇流器，通常采用在检测到电弧放电信号后使镇流器停止工 作的办法来避免继续发生电弧。使电子镇流器停振虽然可以解决电弧问题，但是一旦停振， 则必须重新启动开关才可以使电子镇流器恢复正常工作。一般的串联谐振的小功率电子镇流器，在灯管管脚接触不良时，不会出现明显的 电弧放电；而大功率类型的串联谐振电子镇流器，由于有更高的输出电压，在灯管接触不良 时，也可能产生较大的电弧放电。在串联谐振的电子镇流器中，现有的解决上述电弧放电的办法是，通过检测线路， 在检测到电弧信号后，使谐振频率提高，输出端电压降低，从而限制输出能量，避免发生严 重的电弧现象。但是目前此类线路需要根据灯管的数量来配备检测保护线路的套数，每增 加一个灯管就必须增加一套检测保护线路，因此，随着灯管数量的增加，成本会相对较高。按照灯管的启动方式，电子镇流器又有灯管点燃启动之前不对灯丝进行预热的瞬 时启动；在向灯管施加高电压使点燃启动之前灯丝被适当预热的快速启动；以及在灯管点 燃启动之前对灯丝进行充分预热的预热启动等类型。镇流器采用的启动方式既与所适用的 灯管有关，又受制于镇流器的两个相关指标，即电路的复杂程度(因而决定了成本)和灯管 的开关寿命(允许接通/断开的次数)。电路较为简单的瞬时启动是以缩短灯管的开关寿命 为代价的；有些灯管只允许采用预热型镇流器，此种镇流器因电路复杂而提高了制造成本， 适于对开关寿命有苛刻要求的场合使用。从灯管性能标准中可知，对于那些既可以快速启动方式工作，又允许瞬时启动的灯管，在瞬时启动方式工作时，启动时灯管所要求的点燃电 压比快速启动要高得多，如T8/32W型管形荧光灯，在环境温度10°C时快速启动的启动电压 是290 Vpeak，而在瞬时启动时所需的启动电压要高于465Vrms，且最长的启动时间不得超 过100ms。灯管的启动电压还随环境温度的降低而升高。高的启动电压意味着在灯管断开 或灯脚接触不良时会产生能量更大的电弧。瞬时启动方式运行的电子镇流器，因取消了灯丝加热功率，逆变器的效率比快速 启动电子镇流器要提高不少。但是，大部分串联谐振瞬时启动型电子镇流器采用隔离变压 器输出，这种瞬时启动电路在灯管被取下或某一灯脚接触不良时，谐振槽路呈空载状态，会 使谐振电流陡增，谐振电容上的谐振电压的上升，将引起灯脚处更大电弧，增大的谐振电流 还将引发逆变器中的开关元件被烧毁严重后果。所以，这种电路结构必须配置相应的保护 线路，以防止在镇流器空载或灯脚接触不良时损坏开关元件和抑制产生过量电弧。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是要提供一种无需专门的保护电路，在灯管启动前、 后具有两条不同的谐振槽路和采用反馈脉冲变压器方式的开关管基极激励的串联谐振瞬 时启动型防电弧电子镇流器。为了解决以上的技术问题，本专利技术提供了一种串联谐振瞬时启动型防电弧电子镇 流器，包括半桥逆变器启动电路，半桥逆变器二个开关管Ql、Q2串联的节点连接一反馈脉 冲变压器T，反馈脉冲变压器T的初级绕组LO串接一电感L3，构成串联谐振电感；电感L3 与灯管和串联谐振电容C4连接；反馈脉冲变压器次级设有二个绕组L4、L5分别串接在开关 管Q1、Q2的基极回路。所述串联谐振电容C4分别与槽路电容C7、C6连接，槽路电容C7、C6分别并联有泄 放二极管D7、D6。所述灯管一头串接一电容C3与电感L3连接，另一头串接一电容C5接地。所述开关管Q1、Q2的基极回路串接的反馈脉冲变压器次级绕组L4、L5还分别串接 有第一电感Li、第二电感L2和第一电容Cl、第二电容C2。所述开关管Ql、Q2的集电极和发射极之间分别并接有续流二极管D4、D5。所述开关管Q1、Q2正常工作时，串接在基极回路的L4、L1、C1、L5、L2、C2槽路的谐 振频率远低于开关管Ql、Q2空载时的谐振频率。所述串联谐振槽路的电容，在灯管点燃前为C4串接二个并联的电容C6、C7 ；灯管 点燃后为前述电容再与灯管两头串接的电容C3、C5并联构成。开关管Ql、Q2激励采用结构简单、造价较低的反馈脉冲变压器方式，并利用脉冲 变压器磁环的磁饱和特性，适当的选择反馈脉冲变压器T的初级绕组LO与两个分别接在开 关管Ql和Q2基极回路中的次级绕组L4和L5的圈数比，可以使灯管在点燃前、后两种条件 下，反馈脉冲变压器T的初级绕组LO两端的电压变化率大大小于谐振电感L3两端的电压 变化率，从而限制灯管点燃前谐振电流的增幅，减轻了灯管点燃前或在灯管断开，灯管不激 活或灯管管脚接触不良等异常情况时开关管Ql和Q2的负荷。在开关管Ql和Q2基极回路中的第一电感Ll和第一电容Cl，第二电感L2和第二 电容器C2，使基极回路的谐振频率设置在远低于开关管Ql、Q2空载时的谐振频率，因而在灯管点燃前或镇流器空载时呈现一定的失谐阻抗，以降低输入开关管Ql、Q2基极的激励电 压幅度，进一步确保开关管Ql、Q2始终工作在安全工作区域。当镇流器连接灯管的两根输出线短路时，主谐振槽路的等效谐振电容由谐振电容 C4，槽路电容C6，C7，灯管电路的电容C3，C5等串、并联组成，此时谐振槽路的谐振频率将远 低于正常工作时晶体管的开关频率，所呈现较大的失谐阻抗使镇流器仅产生很低的短路功 耗，可以确保在输出短路时不会招致镇流器被损毁。当灯管的两个管脚之一与灯座之间接触不良时，由谐振电容C4和槽路电容C6，C7 组成的等效谐振电容上不管有多高的灯管启动电压，经灯管电路电容C3，C5和灯管分布电 容的降压，在一个灯脚与灯座之间仅能分得一个较低的电压而不足以引起电弧；再则，开关 管的基极在此时处于激励不足状态，限制了开关管的输出电流，因而也不致在镇流器输出 端上产生足够能量的电弧。选择谐振电感L3和谐振电容C4，槽路电容C6，C7的参数，可以使灯管点燃前灯管 Lamp两端分别经灯电路电容C3和C5获得的电压确保诸如T8/32W灯管即使在零下18°C条 件下仍能顺利启本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串联谐振瞬时启动型防电弧电子镇流器，包括半桥逆变器启动电路，其特征在于：半桥逆变器二个开关管Ｑ１、Ｑ２串联的节点连接一反馈脉冲变压器Ｔ，反馈脉冲变压器Ｔ的初级绕组Ｌ０串接一电感Ｌ３，构成串联谐振电感；电感Ｌ３与灯管和串联谐振电容Ｃ４连接；反馈脉冲变压器次级设有二个绕组Ｌ４、Ｌ５分别串接在开关管Ｑ１、Ｑ２的基极回路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：葛葆璋，武洁霞，许江涛，
申请(专利权)人：上海阿卡得电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]