专利名称：电子镇流器的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子领域，尤其涉及一种大功率的电子镇流器。
背景技术：
高强度气体放电灯(HID灯)是用途极为广泛的新型节能型电光源，与白炽灯相比有节能、体积小、光谱好、发光效率高、寿命长等优点，已逐渐成为公共场所及家庭照明的首选光源，与其配套使用的电子镇流器，特别是大功率、高强度的电子镇流器，还存在功率输出不强，电路的稳定性和可靠性较差等问题。中国专利ZL01280502.5公开了一种“电子镇压流器”，包括滤波电路、桥式整流电路、功率因数校正电路、驱动电路和高频变换电路、输出电路、15V稳压电路、脉冲宽度调制器PWM，交流电先经过滤波电路，随后经整流电路分两路输出，一路输入到15V稳压电路供给脉冲宽度调制PWM，另一路输给功率因素校正电路；脉冲宽度调制器产生脉冲宽度调制信号，并提供给驱动电路和高频变换电路；驱动电路和高频变换电路接收功率因素校正电路输出的经功率因素校正的信号，再经驱动电路和高频变换电路到输出电路。该电子镇流器的驱动电路和高频变换电路中功率开关VT2、VT3组成的高频变换器为半桥逆变的工作方式，主要存在的问题是输出功率不够大，整个电路的稳定性和可靠性也较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种能满足大功率高强度气体放电灯(HID灯)需要的、输出功率大且稳定性和可靠性较好的电子镇流器。
本发明的技术方案是一种电子镇流器，包括有依次连接的滤波电路、桥式整流电路、功率因数校正电路、高频变换电路和启动电路，还包括有低压直流电源和脉冲发生及驱动电路；其特征是所述的脉冲发生及驱动电路包括有全桥驱动器以及四个开关加速器T11-T14；开关加速器T11-T14的输入端各连接由电阻与电容并联组成的限流加速电路，各限流加速电路与全桥驱动器的对应信号输出端连接。
所述的开关加速器T11-T14各由一个三极管和一个二极管构成；二极管的正极与三极管的基极连接，二极管的负极与三极管的发射极连接，其中二极管的正极为输入端，二极管的负极为输出端。
所述的脉冲发生及驱动电路还包括有定时电阻ROSC和定时电容COSC；定时电阻ROSC和定时电容COSC都与全桥驱动器连接。
所述的高频变换电路包括有场效应管Q2、Q3、Q4、Q5；场效应管Q2、Q3、Q4、Q5的栅极分别与开关加速器T11-T14的对应输出端连接，Q2的漏极和Q4的漏极与功率因数校正电路的输出端连接，Q2的源极与Q3的漏极之间通过一电阻连接，Q4的源极与Q5的漏极之间通过一电阻连接，Q3的源极与Q5的源极之间通过串联的两个电阻连接，两个串联电阻的连接处接地。
所述的高频变换电路中对应每一个场效应管连接一个由电容和电阻串联组成的阻容吸收电路。
所述的脉冲发生及驱动电路还连接有一保护电路，保护电路的输入端与高频变换电路的一个输出端连接，保护电路的输出端与脉冲发生及驱动电路的一个输入端连接。
所述的全桥驱动器的型号为UBA2032T。
所述的功率因数校正电路具有型号为MC33262的功率因数校正器。
所述的低压直流电源具有型号为TOP211Y的开关电源单片机以及型号为4N25的光电耦合器。
本发明的有益效果是由于高频变换电路和脉冲发生及驱动电路采用全桥工作方式，大大提高了电子镇流器的功率输出能力，可以使输出功率达到1000W以上。电网输入电压在165V至265V变化时，电路的稳定性和可靠性也较好。开关加速器及限流加速电路缩短了场效应管从饱和状态向截止状态过渡的时间，降低场效应管的功率损耗，阻容吸收电路对场效应管进行保护，使电路更为稳定。由于输出功率稳定，使灯泡的工作条件也更为稳定，灯泡工作在恒功率及高频开关状态，有效的延长了灯泡的使用寿命。
图1是本发明的原理方框图；
图2是本发明的电路原理图。
具体实施例方式
见图1，本发明包括依次连接的滤波电路1、桥式整流电路2、功率因数校正电路3、高频变换电路4和启动电路5，以及低压直流电源6、脉冲发生及驱动电路7和保护电路8。低压直流电源6的输入端与桥式整流电路2的输出端连接，低压直流电源6的输出端与功率因数校正电路3和脉冲发生及驱动电路7连接，高频变换电路4和脉冲发生及驱动电路7之间连接保护电路8。
见图2，滤波电路1由熔断器FU1、压敏电阻RV、电容C1、C2、C23～C25和高频电感L1、L2连接构成。
桥式整流电路2由四个二极管D11～D14连接构成。
功率因数校正电路3是由型号为MC33262功率因数校正器以及外围的电阻R1-R8、电解电容C7、电容C3、C4、C5、C6、变压器T2、场效应管Q1、二极管D2构成；其中，电容C3为滤波电容；电容C4和电阻R1并联后一端与功率因数校正器的输入端3脚连接，另一端接地；功率因数校正器的3脚还与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端分别与桥式整流电路2的输出端和变压器T2连接；功率因数校正器的补偿端2脚与电容C5的一端连接，电容C5的另一端接地；功率因数校正器的电压反馈输入端1脚分别与电阻R8和电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端接地，电阻R8的另一端与二极管D2的负极连接，二极管D2的负极还与电解电容C7的正极连接，C7的负极接地，二极管D2的正极与变压器T2连接；功率因数校正器的零电流检测端5脚与电阻R3的一端连接，电阻R3的另一端与变压器T2连接；功率因数校正器的驱动输出端7脚与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与场效应管Q1的栅极连接，场效应管Q1的漏极与二极管D2的正极连接，场效应管Q1的源极分别与电阻R5和电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端接地，电阻R5的另一端与分别与功率因数校正器的电流反馈输入端4脚和电容C6连接，电容C6的另一端接地；二极管D2的负极作为功率因数校正电路3的输出端输出直流电压。
高频变换电路4由场效应管Q2、Q3、Q4、Q5、电阻R12、R13、R14、R16、R17、R18、R21、R22、电容C16、C17、C19、C20连接构成；高频变换电路4采用全桥工作方式。场效应管Q2、Q3、Q4、Q5的栅极分别与开关加速器T11-T14的对应输出端连接，Q2的漏极和Q4的漏极与功率因数校正电路的输出端连接，Q2的源极与Q3的漏极之间通过电阻R13连接，Q4的源极与Q5的漏极之间通过电阻R18连接，Q3的源极与Q5的源极之间通过串联的两个电阻R21和R22连接，两个串联电阻R21和R22的连接处接地。高频变换电路4中对应每一个场效应管连接一由电容C16和电阻R12，电容C17和电阻R14，电容C19和电阻R16，电容C20和电阻R17分别组成的阻容吸收电路；电容C16和电阻R12串联后再并联在场效应管Q2和电阻R13的两端，电容C17和电阻R14串联后再并联在场效应管Q3和电阻R21的两端，电容C19和电阻R16串联后再并联在场效应管Q4和电阻R18的两端，电容C20和电阻R17串联后再并联在场效应管Q5和电阻R22的两端。
脉冲发生及驱动电路7由型号为UBA2032T全桥驱动器及其外围元件、定时电阻ROSC、定时电容COSC、电阻R10、R11、R19、R20、电容C12-C15、C21、C22、开关加速器T11-T14连接构成；脉冲发生及驱动电路7采用全桥工作方式。其中，电阻R10与电容C12并联形成限流加速电路后一端与全桥驱动器的GHR信号输出端连接，另一端与开关加速器T11的信号输入端A1连接，电阻R11与电容C14并联形成限流加速电路后一端与全桥驱动器的GLR信号输出端连接，另一端与开关加速器T12的输入端A2连接，电阻R20与电容C22并联形成限流加速电路后一端与全桥驱动器的GLL信号输出端连接，另一端与开关加速器T13的输入端A3连接，电阻R19与电容C21并联形成限流加速电路后一端与全桥驱动器的GHL信号输出端连接，另一端与开关加速器T14的输入端A4连接，电容C13的两端分别与全桥驱动器的FSR端和SHR端连接，全桥驱动器的SHR端还与开关加速器T11的C1端连接；电容C15的两端分别与全桥驱动器的SHL端和FSL端连接，全桥驱动器的SHL端还与开关加速器T14的C4端连接；开关加速器T12的C2端和开关加速器T13的C3端分别接地。定时电阻ROSC的两端分别与全桥驱动器的VDD端和RC端连接，定时电容COSC的两端分别与全桥驱动器的RC端和SGND端连接，定时电阻ROSC和定时电容COSC用于调整全桥驱动器的振荡频率。
保护电路8由电阻R15和电阻R23连接构成，电阻R15的两端分别与场效应管Q3的源极和全桥驱动器的BD端连接，电阻R23的两端分别与场效应管05的源极和全桥驱动器的BD端连接。
低压直流电源6由型号为4N25光电耦合器、型号为TOP211Y开关电源单片机及外围元件、变压器T4连接构成。低压直流电源6输出15V直流电压，为功率因数校正器和全桥驱动器提供电压。
启动电路5是由电感T3和电容C18连接构成；电感T3和电容C18串联，负载的两端分别与电容C18的两端连接。
接通电网交流电后，交流电首先经抗电磁干扰(EMI)滤波电路1滤波，再经整流电路2整流后，其输出分成两路一路至低压直流电源6，低压直流电源6输出一个稳定的15V直流电压，分别给型号为MC33262的功率校正器和型号UBA2032T的全桥驱动器供电；另一路至功率因数校正电路3，功率因数校正电路3将输入的电压信号进行转换输出一个稳定的400V直流电压，通过高频变换电路4给启动电路5和负载供电。
脉冲发生及驱动电路7得电后开始工作，全桥驱动器的HGR脚、GLL脚和GLR脚、GHL脚分别输出脉冲信号来控制Q2、Q3、Q4、Q5的导通和截止；其中，当GHR、GLL脚输出的脉冲信号为高电平时，GLR、GHL脚输出的脉冲信号为低电平，此时场效应管Q2、Q5导通，Q3、Q4截止，因而形成的电流通路为+400VDC-Q2-R13-T3-C18-Q5-R22-地；当GHR、GLL脚输出的脉冲信号为低电平时，GLR、GHL脚输出的脉冲信号为高电平，此时场效应管Q2、Q5截止，Q3、Q4导通，因而这时形成的电流通路为+400VDC-Q4-R18-C18-T3-Q3-R21-地。这样，按照上述的场效应管Q2、Q5和Q3、Q4轮流导通和截止，使电感T3和电容C18组的启动电路5产生串联谐振，当串联谐振的谐振频率与镇流器设定的振荡频率一样时，将产生共振，从而在负载两端产生一个2-3KV的点火电压，将负载HID灯触发点亮，当负载HID灯点亮后，形成的电流通路为+400VDC-Q2-R13-T3-HID灯-Q5-R22-地，或者是+400VDC-Q4-R18-HID灯-T3-Q3-R21-地。HID灯点亮后，电容C18将作为灯泡旁路补偿电容，不再与电感T3形成串联谐振，电感T3起限流作用，使HID灯电流、电压保持稳定。
此外，通过改变定时电阻ROSC和定时电容COSC的参数，可调整脉冲发生及驱动电路7的振荡频率；电容C13、C15为GHR脚和GHL脚输出的信号产生一个高端浮空电位。电阻R10、R11、R19、R20为栅极限流电阻，电容C12、C11、C21、C22为加速电容。电阻R13、R18、R21、R22为电流负反馈电阻，起稳定场效应管工作点作用。C16和R12，C17和R14，C19和R16，C20和R17分别组成阻容吸收电路，起保护场效应管的作用；开关加速器T11-T14组成的电路作用为缩短场效应管从饱和状态向截止状态过渡的时间，使场效应管的开关速度加快，降低场效应管的功率损耗。
当负载发生短路或开路等异常情况时，流过电阻R21或R22的电流增加，因此加在R21和R22上的压降也随着增加，当电阻R21或R22上的压降超过1.29V时，此电压信号通过R15或R23反馈到全桥驱动器的BD脚(BD脚为桥路禁止比较器的同相输入端)，桥路禁止比较器输出高电平，将全桥驱动器的脉冲输出信号关断，使高频变换器停止工作，此时，电子镇流器没有功率输出，处于低功耗保护状态，从而保护了电子镇流器不受损坏。
权利要求
1.一种电子镇流器，包括有依次连接的滤波电路、桥式整流电路、功率因数校正电路、高频变换电路和启动电路，还包括有低压直流电源和脉冲发生及驱动电路；其特征在于所述的脉冲发生及驱动电路包括有全桥驱动器以及四个开关加速器T11-T14；开关加速器T11-T14的输入端各连接由电阻与电容并联组成的限流加速电路，各限流加速电路与全桥驱动器的对应信号输出端连接。
2.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于所述的开关加速器T11-T14各由一个三极管和一个二极管构成；二极管的正极与三极管的基极连接，二极管的负极与三极管的发射极连接，其中二极管的正极为输入端，二极管的负极为输出端。
3.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于所述的脉冲发生及驱动电路还包括有定时电阻ROSC和定时电容COSC；定时电阻ROSC和定时电容COSC都与全桥驱动器连接。
4.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于所述的高频变换电路包括有场效应管Q2、Q3、Q4、Q5；场效应管Q2、Q3、Q4、Q5的栅极分别与开关加速器T11-T14的对应输出端连接，Q2的漏极和Q4的漏极与功率因数校正电路的输出端连接，Q2的源极与Q3的漏极之间通过一电阻连接，Q4的源极与Q5的漏极之间通过一电阻连接，Q3的源极与Q5的源极之间通过串联的两个电阻连接，两个串联电阻的连接处接地。
5.根据权利要求4所述的电子镇流器，其特征在于所述的高频变换电路中对应每一个场效应管连接一个由电容和电阻串联组成的阻容吸收电路。
6.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于所述的脉冲发生及驱动电路还连接有一保护电路，保护电路的输入端与高频变换电路的一个输出端连接，保护电路的输出端与脉冲发生及驱动电路的一个输入端连接。
7.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于所述的全桥驱动器的型号为UBA2032T。
8.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于所述的功率因数校正电路具有型号为MC33262的功率因数校正器。
9.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于所述的低压直流电源具有型号为TOP211Y的开关电源单片机以及型号为4N25的光电耦合器。
全文摘要
本发明公开了一种电子镇流器，包括有依次连接的滤波电路、桥式整流电路、功率因数校正电路、高频变换电路和启动电路，还包括有低压直流电源和脉冲发生及驱动电路；所述的脉冲发生及驱动电路包括有全桥驱动器以及四个开关加速器T11－T14；开关加速器T11－T14的输入端各连接由电阻与电容并联组成的限流加速电路，各限流加速电路与全桥驱动器的对应信号输出端连接。由于高频变换电路和脉冲发生及驱动电路采用全桥工作方式，可以使输出功率达到1000W以上，开关加速器及限流加速电路降低了场效应管的功率损耗，电路的稳定性和可靠性也较好，灯泡工作在恒功率及高频开关状态，有效的延长了灯泡的寿命。
文档编号H05B41/24GK101022690SQ200610007508
公开日2007年8月22日 申请日期2006年2月13日 优先权日2006年2月13日
发明者陈秀清 申请人:史俊生