专利名称：高效能电子镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子照明技术领域，特别是一种接入带禁止端的半桥自激式振荡前置电路的高效能电子镇流器。
目前，在现有技术中为提高荧光灯的光效，有两种途径可供选择一是选择高光效的荧光灯管，也即选择每瓦流明数较高的灯管(lm/w)，如在近几年来在欧洲流行国际上逐渐推广的T5(Φ＝17mm)灯管，最高光效可达104流明/瓦，而普通的直型荧光灯管仅在55～65流明/瓦之间；二是提高电子镇流器本身的效能，降低自身功耗。对于这两种措施，前者，T5灯管由于价格较贵和尺寸上与T8灯管的不通用性，以及灯具更换费用过高等原因，目前在国内还难以推广使用。后者若不采取有效措施，收效也甚微。
现有技术中的电子镇流器的驱动使标准T8灯管管温大多工作于，亚非最佳点的较低状态，因而其能效系数值(Lm/W)较低。为了实现荧光灯管的过驱动(over drive)技术，首先必须加大电子镇流器的输出，也即加大电子镇流器输出晶体管的电流，因而也带来了晶体管驱动饱和发热问题。另外，在过驱动状态下，由于输入电压的变化，用于振荡和功率输出的晶体三极管的基极会因驱动不足或驱动过饱和而引起开关特性会显著变坏，此时，晶体三极管的温升也会显著升高。
本实用新型采用了下列技术方案解决了其技术问题一种高效能电子镇流器，包括依次连接的整流滤波功率因数校正电路、异常保护电路、触发启动电路、半桥振荡电路以及输出电路。其特征在于在触发启动电路与半桥振荡电路之间接入一带禁止端的半桥自激式振荡前置电路。
本实用新型通过镇流器加大灯管电流，提高灯管工作时的管温，可使T8三基色的发光效率从92Lm/W提高到105Lm/W，基本上达到或超过了新型T5灯管的水平。在增大电子镇流器输出能力的同时，改善其功率器件的开关特性，克服了由于单泵功率因数校正电路所固有的直流电压在电源接通瞬间的上冲隐患，并提高了在过驱动或电源电压变化的情况下保护电路的可靠性，避免了整机在正常工作状态下保护电路的误动作，因而提高了整机的可靠性。
本实用新型在制造时仅增加少些元器件，在实际使用中也仅增加8~9W的功率，就能使一根荧光灯管发出相当于二根灯管的亮度，具有较高的经济价值。
参照
图1，本实用新型包括依次连接的整流滤波功率因数校正电路1、异常保护电路2、触发启动电路3、半桥振荡电路5以及输出电路6。在触发启动电路3与半桥振荡电路5之间接入一带禁止端的半桥自激式振荡前置电路4。
参照图2，本实用新型所述带禁止端的半桥自激式振荡前置电路4中，电容C3的一端接高压正端B，另一端则连接晶体三极管Q1的基极和电阻R5，该电阻R5的另一端接晶体三极管Q1的发射极，并与触发启动电路3中的二极管D1负端相连接，而晶体三极管Q1的集电极则连接到半桥振荡电路5中的晶体三极管Q3基极；电容C4的一端与触发启动电路3中的二极管D1负端相连接，该电容C4的另一端连接晶体三极管Q2的基极，并与稳压二极管D2的正端和电阻R6的一端相连接，电阻R6的另一端和晶体三极管Q2的发射极相连并接地A，而晶体三极管Q2的集电极则连接到半桥振荡电路5中的晶体三极管Q4的基极。
在本实用新型所述的异常保护电路2中，单向可控硅SCR的阳极连接电阻R1、R2的中点而阴极与电阻R4和稳压二极管D2的负端相连，电阻R4的另一端接地，稳压二极管D2的正端接晶体三极管Q2的基极b，并与电容C4、电阻R6的一端相连接。
参照图2所示，在接通电源后，交流电源经电路1中的电磁兼容滤波电路、整流电路、功率因数校整电路和滤波电路后，输出一个直流高电压，施加于电路中的A、B端之间。该直流电压通过电阻R1、R2对电容C2充电，随着电容C2的二端电压逐渐升高，一旦在双向二极管DIAC1二端的电压超过它的击穿电压后，电容C2二端的电压便通过双向二极管DIAC1，电阻R7、R9，变压器T1的绕组N13及晶体三极管Q4的基极b和发射极e的内电阻放电。该正电压使晶体三极管Q4趋于导通，中点输出临于接地。
再看另一个充电回路，此时正的高电压便通过电容C7、C9、变压器T2的绕组N21和T1的N11绕组使晶体三极管Q4充电。在该充电电流的作用下，由于变压器T1的正馈连接，而使晶体三极管Q4进一步导通而渐趋于饱和，此时晶体三极管Q3则更趋于截止。高频振荡由电阻R1、R2、R7，电容C2及双向二极管DIAC1组成启动电路3启动，而振荡的建立和维持则是借助于可饱和变压器T1绕组间的耦合来实现的。当充电电流使变压器T1呈饱和状态，则使T1的N12和N13感应电压为零，随着充电电流的减小并接近于零，由于变压器T1的感应电压反向和正反馈作用，最终使晶体三极管Q3导通、晶体三极管Q4截止，由此而形成一个反复振荡过程。
本实用新型采用了对T8灯管的过驱动(Over drive)技术方案，加大荧光灯管的电流，提高灯的管温，使之在工作时管温达55℃，其光效达104lm/w，持平于T 5灯管的BEF值。实验证明，过驱动并不会影响灯管的寿命，例如我们对某一型号灯管的ON-Off试验已达到了7万次，其技术性能指标，在光效方面大大优于正常参数运用的荧光灯管外，其它参数也並不比之逊色。
本实用新型除对灯管采用过驱动方案外，对用于振荡输出的晶体管也实施了过驱动方案，并对之而产生的问题，通过设置的带禁止端的半桥自激式振荡前置电路4予以妥善解决。
参照图2所示，由电容C3、电阻R5、晶体三极管Q1构成晶体三极管Q3的补偿电路和由电容C4、电阻R6、晶体三极管Q2构成晶体三极管Q4的补偿电路。在接通电源的瞬间，整流输出的高压正端在对电阻R1、R2、电容C2充电的同时，也对带禁止端的半桥自激式振荡前置电路4中的电容C3、电阻R5和电容C4、电阻R6充电，由于电容C3、电容C4设计时电容量取较小值，约数百pF，因而RC时间常数较小，故充电时间很短，且在电阻R5、R6上得到的瞬间正的电压使晶体三极管Q1、Q2导通，晶体三极管Q3、Q4处于瞬间截止状态，并迅速得以洩放，故不仅不会影响电子镇流器的启动，而且提高了电路在接通电源的瞬间的可靠性，即1、表现在接通开关的瞬间，晶体三极管Q3、Q4是截止的，减少了起动电流，提高了整机可靠性。
2、表现在接通开关的瞬间，由于晶体三极管Q3、Q4是截止的，故通过电容C10反馈到单泵功率因数校正电路上的信号电压为零，而有效地克服了VBA在开机时直流电压上冲给晶体三极管Q3、Q4，带来的耐压问题。
当电路正常工作后，举例说若晶体三极管Q4处于导通状态，由变压器T1的N13绕组产生的感应电压通过电阻R9施加于晶体三极管Q4基极(也即晶体三极管Q2的集电极)是正电压，而当变压器T1的N13绕组感应电压由正趋于零并反向时，晶体三极管Q4由导通趋于截止。晶体三极管Q3则反之，由截止趋于导通，于此转换过程中，正的直流电压则通过晶体三极管Q3给电容C4、电阻R6充电，电阻R6二端的正电压施加于晶体三极管Q2的基极-发射极之间，使之瞬间导通，从而使积聚于晶体三极管Q4基极的电荷迅即释放，加速晶体三极管Q4从导通到截止的过程，由此大大降低晶体三极管的开关损耗，因而使由于晶体三极管的过驱动而导致的发热得以完美解决。
本实用新型电路还解决了在由于输入电源电压发生变化时，(例如从220V~变化到242V~)，电路的工作点的漂移。这是因为随着直流电压的升高，补偿亦增强之故。在使用了本电路后，晶体三极管的开关损耗很小，且不因输入电压的变化而变化。而一般线路其开关损耗较大，且输出的方波电压在上升和下降时有很高的尖脉冲出现，这将会危及晶体管的安全。
参照图3所示，单向可控硅(SCR)阴极回路中的电阻R4一端接稳压二极管D2的负端，另一端接地，稳压二极管D2正端接晶体三极管Q2的基极、并与电阻R6、电容C4的一端相连接。在现有技术的异常保护电路中没有设稳压二极管D2。事实上，当晶体三极管Q2的集电极处于反向电压(负电压)时，晶体三极管Q2的bc之PN结处于正向导通，有一个电流Ibc流过电阻R4(参照图3中箭头所示)，所产生的电压降与异常保护电路在电阻R3、电容C1上的电压降正向叠加施加于单向可控硅SCR的控制极-阴极之间，当电路调整不当或由环境温度升高而引参数的变化时，单向可控硅SCR极易引起误动作，当在电路中增加这个稳压二极管D2便能避免该类问题。
权利要求1.一种高效能电子镇流器，包括依次连接的整流滤波功率因数校正电路(1)、异常保护电路(2)、触发启动电路(3)、半桥振荡电路(5)以及输出电路(6)，其特征在于在触发启动电路(3)与半桥振荡电路(5)之间接入一带禁止端的半桥自激式振荡前置电路(4)。
2.根据权利要求1所述的高效能电子镇流器，其特征在于所述带禁止端的半桥自激式振荡前置电路(4)中电容(C3)的一端接高压正端(B)，另一端则连接晶体三极管(Q1)的基极和电阻(R5)，该电阻(R5)的另一端接晶体三极管(Q1)的发射极，并与触发启动电路(3)中的二极管(D1)负端相连接，而晶体三极管(Q1)的集电极则连接到半桥振荡电路(5)中的晶体三极管(Q3)基极；电容(C4)的一端与触发启动电路(3)中的二极管(D1)负端相连接，该电容(C4)的另一端连接晶体三极管(Q2)的基极，并与异常保护电路(2)中的稳压二极管(D2)的正端和电阻(R6)的一端相连接，电阻(R6)的另一端和晶体三极管(Q2)的发射极相连并接地(A)，而晶体三极管(Q2)的集电极则连接到半桥振荡电路(5)中的晶体三极管(Q4)的基极。
专利摘要高效能电子镇流器，包括依次连接的整流滤波功率因数校正电路、异常保护电路、触发启动电路、半桥振荡电路以及输出电路。在触发启动电路与半桥振荡电路之间接入一带禁止端的半桥自激式振荡前置电路。本实用新型加大灯管电流，提高灯管工作时的管温，在增大电于镇流器输出能力的同时，改善其功率器件的开关特性，克服了由于单泵功率因数校正电路所固有的直流电压在电源接通瞬的上冲隐患，并实现了在过驱动或电源电压变化的情况下保护电路的可靠性，避免了整机在正常工作状态下保护电路的误动作，因而提高了整机的可靠性。本实用新型在制造时仅增加少些元器件，就能使一根荧光灯管发出相当于二根灯管的亮度，具有较高的经济价值。
文档编号H05B41/28GK2565231SQ02217958
公开日2003年8月6日 申请日期2002年6月5日 优先权日2002年6月5日
发明者曾浩然 申请人:飞宏电子(上海)有限公司