专利名称：高功率因素低成本荧光灯电子镇流器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及荧光灯镇流器，具体涉及一种高功率因素低成本荧光灯电子镇流器。
背景技术：
由于受成本及价格的影响，目前市场上出售的荧光灯的电子镇流器大多采用磁环反馈的自激振荡方式，由双极型晶体管组成半桥逆变电路。它的优点是电路简单、价格便宜。但同时存在以下缺点(1)电路的工作频率由晶体管的存储时间、磁环的几何尺寸、磁性参数、线圈匝数、饱和程度、电路元器件参数等因素确定。电路集自激振荡和功率放大于一体，改变其中任何一个参数，影响整个电路的工作状态，使很多特性随之改变。很难找到一个简易的设计方法，把电路调整到合理的、更不用说是最佳的状态。另外，受元件误差和工作条件的限制，很难把工作频率精确地设定为某一特定值，且随着电源电压的变化，所设定的频率也会发生变化，导致输出功率不稳定，工作不可靠。(2)没有灯丝预热及开路保护功能，容易造成灯丝开路及半桥逆变输出晶体三极管损坏，荧光灯的寿命短。(3)没有功率因素校正电路，电子镇流器的功率因素一般不超过O. 6，电能的利用率低。
发明内容为解决现有荧光灯电子镇流器的不足，本实用新型公开一种高功率因素低成本荧光灯电子镇流器。该高功率因素低成本荧光灯电子镇流器的功率因素高、成本低、效率高、体积小、重量轻、保护功能完善、使用寿命长，可应用于荧光灯电子镇流器领域。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案本实用新型由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、半桥逆变及保护电路、升压镇流电路组成。EMI滤波电路是由电容Cl和电感LI组成的高频滤波电路。PFC电路是由二极管D5、D6、D7，电容C3、C4和电阻Rl组成的无源功率因素校正电路。半桥逆变及保护电路集成电路芯片IR2520D及其外围的MOSFET管Q1、Q2 ，电阻R2、R3，电容C5 C9，二极管D8、D9组成，具有荧光灯电子镇流器所须的预热、触发、运行和灯丝开路、触发失败、低输入线电压保护功能，半桥逆变电路的起始频率是100kHz，运行频率是40. 3kHz。升压镇流电路由L2和ClO组成的串联谐振电路。本实用新型的积极效果在于功率因素高、成本低、效率高、体积小、重量轻、保护功能完善、使用寿命长。
图1为本实用新型的方框图。图2为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
[0008]如附图1所示，本实用新型由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、半桥逆变及保护电路、升压镇流电路组成。如附图2所示，EMI滤波电路是由电容Cl和电感LI组成的高频滤波电路，用于抑制半桥逆变电路产生的高频脉冲对市电电源的干扰。Dl、D2、D3、D4和C2组成整流滤波电路，将220V交流电整流滤波得到300V左右的直流电压，为半桥逆变电路供电。PFC电路是由二极管D5、D6、D7，电容C3、C4和电阻Rl组成的无源功率因素校正电路。在被整流交流输入的每个半波期间，电容C3和C4经由二极管D6和电阻Rl而被串联充电至交流峰值电压的1/2。Rl的作用是在对电容器进行充电的过程中，降低电流波形的波峰。当总线电压随正弦波波形下降至Vpeak/2之后，电容开始提供输出电流，直至被整流交流输入在下一个半波期间再次超过Vpeak/2。这个无源PFC电路可将功率因数提供到
O.945以上，总谐波失真THD〈29. 65%。集成电路芯片IR2520D，MOSFET管Ql、Q2，电阻R2、R3，电容C5 C9，二极管D8、D9组成半桥逆变及保护电路，具有荧光灯电子镇流器所须的预热、触发、运行和灯丝开路、触发失败、低输入线电压保护功能。IR2520D是一个内置自适应零电压开关(ZVS)及零电流开关(ZCS)的镇流器控制器，芯片内集成了自适应镇流器控制器和600V半桥驱动器。通过ZVS/ZCS模式运行镇流器，无论元器件、灯管容差及母线电压如何变化，都能到达最高效率。预热模式时，IR2520D能够自动获得高起始频率，它的起始频率大约是最小频率的2. 5倍，预热时间为1S。本实用新型将R3设计为68ΚΩ，半桥逆变电路的起始频率是IOOkHz，运行频率是40. 3kHz。在触发阶段，频率将逐渐下降直到谐振，灯上的电压增加引起灯的触发。镇流器的最大触发电压发生在仅由L2和ClO组成的输出电路的谐振点处。通过设定L2和ClO的值就能够控制此最大触发电压。在运行模式时，加在灯上的电压和电流必须保证灯正常的电压、电流和功率。除发生非ZVS外，IR2520D将工作在最小频率。通过改变L2、C10和最小频率 可以调整输入功率。灯丝开路保护是以IR2520D的非ZVS电路为基础，当VCO脚电压达到4. 6V时起作用。产生灯丝开路故障时，IR2520D内部的非ZVS电路将会检测这种状况，逐步增加频率，当VCO达到IV时关闭IC ;两个门极驱动器将被锁定为“低”，这样就会避免半桥损坏。触发失败保护依赖于IR2520D波峰因子保护以及非ZVS电路，当VCO脚的电压达到4. 6V时这两种功能有效。在触发过程中，灯电压和输出级电流将不断增加直到发生过流或谐振电感饱和。非ZVS电路或波峰比电路将检测这种情形，IC进入故障模式，两个门极驱动器输出被锁定为“低”，这样就会避免损坏半桥。低输入线电压保护是当线电压从220V到130V变化时，IR2520D的ZVMCS电路自动增加频率以维持零电压开关。当线电压减小时，谐振频率增力口，变得接近运行频率，这将引起非ZVS。IR2520D将会检测非ZVS，只要检测到非ZVS，就会逐步增加频率，这样就会保护半桥M0SFET。升压镇流电路由L2和ClO组成的串联谐振电路，在触发阶段，L2和ClO发生串联谐振时，ClO上产生的高压脉冲施加到灯管上，即可使灯管击穿而点亮。灯被启动点亮后，L2起镇流作用。
权利要求1.高功率因素低成本荧光灯电子镇流器，其特征是它由依次顺序连接的EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、半桥逆变及保护电路、升压镇流电路组成。
2.根据权利要求1所述的高功率因素低成本荧光灯电子镇流器，其特征是EMI滤波电路是由电容Cl和电感LI组成的高频滤波电路。
3.根据权利要求1所述的高功率因素低成本荧光灯电子镇流器，其特征是PFC电路是由二极管D5、D6、D7、电容C3、C4和电阻Rl组成的无源功率因素校正电路。
4.根据权利要求1所述的高功率因素低成本荧光灯电子镇流器，其特征是半桥逆变及保护电路由集成电路芯片IR2520D及其外围的MOSFET管Q1、Q2，电阻R2、R3，电容C5 C9，二极管D8、D9组成。
5.根据权利要求1所述的高功率因素低成本荧光灯电子镇流器，其特征是半桥逆变电路的起始频率是100kHz，运行频率是40. 3kHz ο
专利摘要高功率因素低成本荧光灯电子镇流器由EMI滤波电路、整流滤波电路、PFC电路、半桥逆变及保护电路、升压镇流电路组成，其连接关系如附图所示。EMI滤波电路是由电容和电感组成的高频滤波电路。PFC电路是由二极管、电容和电阻组成的无源功率因素校正电路。集成电路芯片IR2520D及外围的MOSFET管等元器件组成半桥逆变及保护电路，具有荧光灯电子镇流器所须的预热、触发、运行和灯丝开路、触发失败、低输入线电压保护功能，半桥逆变电路的起始频率是100kHz，运行频率是40.3kHz。其积极效果在于功率因素高、成本低、效率高、体积小、重量轻、保护功能完善、使用寿命长。
文档编号H05B41/295GK202907319SQ20122057788
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月6日 优先权日2012年11月6日
发明者张新安 申请人:张新安