電感螢光燈節電裝置的製作方法
2023-05-29 12:23:36 1
專利名稱：電感螢光燈節電裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電感螢光燈節電裝置。
背景技術：
現有使用電感鎮流器的電路中，會存在電感鎮流器由於低溫、低壓、自動接續困難、有頻閃、噪音大且功率因數低等原因，而在使用中會對燈管造成傷害，且由於電子鎮流器的啟動過快，會使燈絲不能充分預熱，容易造成燒斷，並使燈管的兩端容易發黑，存在傷害燈管和電流總諧波過大、電磁兼容差的問題，從而影響到其的使用壽命。
實用新型內容針對上述缺陷，為了貫徹執行國家有關節約能源、更好發展國民經濟的政策，本實用新型的目的在於提供一種電感螢光燈節電器，主要適用於電感螢光燈改造轉換用的、14W～40W的各種螢光燈，它是將50Hz的低頻交流電轉換成較高頻率的電壓，例如48KHz的交流電，來驅動螢光燈的工作，它的功率因數可達到0.98、流明係數≥0.95。與電感鎮流器相比，自身功耗可降低50％，產生相同照度時，可降低電路電流30％。而電子保護器則具有灼熱螢光燈燈絲的功能，使之在0.8s的時間內快速啟動(時間可調，0.4～1.5s)。當電路出現異常時，如燈絲燒斷、燈不能正常啟動或電流異常時，保護器將自動關閉節電器的電流，從而避免燈管和節電器受到傷害，具有自動保護的功能。
本實用新型採用的技術方案為一種電感螢光燈節電裝置，包括電感鎮流器、節電器和電子保護器，所述節電器與所述電子保護器連接的同時，還與所述的電感鎮流器連接。所述電子保護器包括流通電路、維持電路、延時電路和振蕩開關管，所述流通電路分別通過所述的延時電路、所述的維持電路同時連接到所述的振蕩開關管(BG1)，所述電子保護器的輸入端(a)連接在照明器具的一端，所述電子保護器的輸出端(b)連接到所述節電器的一個輸入端。
所述延時電路包括電阻(R5)、充電電容(C1)、二極體(D8)和穩壓管(D9』)，以避免啟動過快的問題，所述電阻(R5)的一端連接所述的整流橋，另一端通過充電電容(C1)接地的同時，還通過二極體(D8)串聯到穩壓管(D9)，該穩壓管(D9』)的另一端與所述振蕩開關管(BG1)連接。
所述維持電路包括串聯在一起的二極體(D6、D7)和電阻(R4、R6)，二極體(D6)與電阻(R4)、二極體(D7)依次串聯後，同時與振蕩開關管(BG1)、電阻(R6)連接，用以維持所述振蕩開關管(BG1)的導通。
所述流通電路包括整流橋、可控矽(D5』)和熱敏電阻(R3』)，依次串聯以形成一個迴路，且可控矽(D5』)和熱敏電阻(R3』)的連接端與所述二極體(D6)連接，熱敏電阻(R3』)的另一端與所述電阻(R6)的另一端連接。
另外，所述節電器包括整流橋電路、ce結保護電路、啟動電路、be結保護電路、射極電路、逆變振蕩電路以及啟輝電路，外部的電源經過所述整流橋電路分別與所述ce結保護電路以及啟動電路相連，所述的啟動電路還連接有be結保護電路，然後ce結保護電路和be結保護電路又同時連接到同一個所述的射極電路，該射極電路依次通過所述逆變振蕩電路、所述啟輝電路與所述整流橋電路連接。
所述啟輝電路包括振蕩開關管(T2)、電容(C7、C8)以及所述的照明器具，所述振蕩開關管(T2)、所述電容(C8)、所述照明器具和所述電容(C7)依次連接形成一個串聯電路。
所述節電器中的啟動電路包括電阻(R1)和電容(C2)，兩者組成的串聯電路並聯在所述整流橋的兩輸出端。
所述逆變振蕩電路包括振蕩開關管(BG1、BG2)和高頻電感線圈(T1)，也就是振蕩變壓器。
所述ce結保護電路包括電容C3、二極體D7、電容C6、二極體D10、電阻R2、電容C5；所述be結保護電路包括開關管BG1的二極體D8和電阻R4、開關管BG2的二極體D9和電阻R6兩個電路，具體連接關係見實施例部分。
本實用新型的有益效果是通過把該電感螢光燈節電器串聯在電感鎮流器螢光燈電路中，並將電子保護器並聯在螢光燈和電感螢光燈節電器組成的電路兩端。這樣不光克服了電感鎮流器低溫、低壓、自動接續困難、有頻閃、噪音大且功率因數低等缺陷，還採用一個延時電路(R5、C1、D8、D9)，靠充電時間的長短來控制延時時間，克服了所存在的因電子鎮流器啟動速度過快而使燈絲不能充分預熱而傷害燈管、電流總諧波過大和電磁兼容差的問題，還可對電路中的異常電流進行控制。由於本產品是結合電感鎮流器一併發揮作用，這就彌補了電感鎮流器和電子鎮流器的一些不足，達到了既節電，又提高了光效，同時延長產品使用壽命的目的。具有安裝方便、安全可靠、節電效果好、發光效率高、經濟效果佳等特點，是企事業單位、城市工礦等部門急需更新電感螢光燈的高新節能技術的新產品。該產品的主要技術參數是按照產品設計的參數經測試後確定的，可滿足客戶的使用要求；主要工作性能節電率是根據產品設計的功能，經產品實際測試後而選擇的，合理可行；產品的發光效率是按照產品設計實測確定的，它保證了產品的節電率，又不損失轉換後螢光燈的光通量，從而保證了燈光的照度，滿足了用戶的使用要求，其電器的安全要求指標，如絕緣電阻、耐高壓試驗、爬電距離、電氣間隙和外殼防護等級是按GB4704.1和GB4208的有關規定選擇的，能夠保證產品的使用安全性的要求。
圖1為本實用新型節電器的電路原理圖。
圖2為本實用新型電子保護器的電路原理圖。
圖3為本實用新型的工作原理示意圖。
符號說明1節電器；2電子保護器；3燈管； 4電感鎮流器；C1～C4電容； D9』穩壓管；R3』熱敏電阻； R1～R6電阻；D1～D9二極體； D5』可控矽；T1、T2高頻電感線圈； L1～L3電感；BG1、BG2振蕩開關管(三極體)具體實施方式
本實用新型的實施例提供了一種電感螢光燈節電裝置，包括電源、電感鎮流器4、燈管3、節電器1和電子保護器2，節電器1的一個輸入端連接電感鎮流器4，另一個輸入端連接電子保護器2的一個輸出端b，節電器1的輸出端與燈管3的一端連接，燈管3的另一端與電子保護器2的輸入端a連接，同時燈管3還與電源連接，電感鎮流器4的另一端與電源的正極相連，工作原理如圖3所示。
節電器的電路原理如圖1所示，電容C1和後面提到的電感線圈構成性能優良的L型濾波器(EMI)，既濾除逆變器電路產生的電磁信號，又防止通過電源線進入其它電氣設備引起的傳導幹擾，從而使該電流的電磁兼容性大大優越於電感鎮流器和電子鎮流器，使電路總諧波僅為10.5％。
啟動電路包括電阻R1和電容C2，兩者組成的串聯電路並聯在所述整流橋的兩輸出端。同時電阻R1與該整流橋連接的一端還和由電容C3和二極體D7組成的並聯電路連接，該並聯電路隨後再串聯一個由電阻R2和電容C5組成的並聯電路，由電阻R2和電容C5組成的並聯電路的兩端並聯有一個振蕩開關管BG1，該振蕩開關管BG1的集電極c連接到由電容C3和二極體D7組成的並聯電路以及由電阻R2和電容C5組成的並聯電路的連接端，振蕩開關管BG1的發射極e通過一個二極體D8在連接到由電阻R2和電容C5組成的並聯電路另一端的同時還連接一個電阻R3，該二極體D8連接在振蕩開關管BG1發射極e與基極b之間，振蕩開關管BG1的基極b通過一個電阻R4串聯在高頻電感線圈T1中電感L1的一端，電感L1的另一端與電阻R3的另一端連接，同時還連接高頻電感線圈T1中電感L3的一端。電阻R1與電容C2的連接端分別與二極體D6、二極體D5連接，二極體D6的另一端連接到電阻R3與電感L1的連接端，同時還與振蕩開關管BG2的集電極c連接，振蕩開關管BG2的基極b通過一個電阻R6串聯在高頻電感線圈T1中電感L3的另一端，還同時連接高頻電感線圈T1中電感L2的一端，振蕩開關管BG2的發射極e連接電阻R5的同時，還連接一個二極體D9，該二極體D9連接在振蕩開關管BG2發射極e與基極b之間，二極體D9與電阻R6的連接端還連接有一個雙向觸發二極體D5的陰極端；電阻R5的另一端連接到高頻電感線圈T1中電感L2的另一端。電容C2與整流橋的連接端還連接一個由電容C6和二極體D10組成的並聯電路，該並聯電路的另一端通過一個電容C4連接到振蕩開關管BG1的集電極c，同時還連接電阻R5與電感L2的連接端，此連接端還與由高頻電感線圈T2、電容C8、燈管3和電容C7組成的串聯電路連接，其中電容C7的另一端連接到電阻R1與整流橋的連接端。
二極體D1～二極體D4構成橋式整流電路，它和電容C4共同作用使220V的交流電壓變成310V的直流電壓，我們稱為VDC。電阻R1、電容C2構成振蕩電路的啟動電路，當通電後VDC流經電阻R1為電容C2充電，一旦此電壓達到並超過雙嚮導通二極體D5的轉折電壓後，二極體D5便導通給振蕩開關管BG2的be結一個大於0.7V的偏置電壓，以使其工作。振蕩開關管BG1、振蕩開關管BG2和高頻電感線圈T1是逆變振蕩電路的核心元件，當振蕩開關管BG2導通後，振蕩開關管BG1處於截止狀態，且電流的急增使高頻電感線圈T1的磁芯趨向飽和，各繞組感應電勢急劇下降。電感L1、電感L2、電感L3同名端，電感L2電壓的降低，也就意味著電感L1的電壓急增，且振蕩開關管BG1的b基極為正電位，一旦振蕩開關管BG1的be結電壓大於等於0.7V後，該振蕩開關管BG1立即導通，此時振蕩開關管BG2處於截止狀態，此後「開」「關」周而復始、交替持續下去，其振蕩頻率為48KHz左右。電容C3、二極體D7、電容C6、二極體D10、電阻R2、電容C5一併構成開關管(BG1、BG2)的ce結保護電路，二極體D8和電阻R4、二極體D9和電阻R6分別構成開關管BG1、開關管BG2的be結保護電路，電阻R3、電阻R5分別與開關管BG1、開關管BG2的發射極串聯，構成開關管的射極電路，且有電流反饋的作用，這裡通過調整高頻電感線圈T1、電阻R3和電阻R5的參數，從而對振蕩頻率的高低產生影響。
高頻電感線圈T2、電容C7、電容C8構成日光燈的啟輝電路，它是一個電壓串聯諧振電路，在加電的瞬間該電路處於串聯諧振狀態。根據電工學原理可知，它將產生若干倍的電源電壓，該高電壓將燈管內的汞氣電離，產生253.7nm的紫外線光，螢光粉受到紫外線的輻照而轉變成可見光。一旦燈管內有電流流動，其內阻急劇下降，並在燈管兩端的高頻電感線圈T2、電容C7、電容C8組成的串聯諧振電路隨即失諧，管電壓一般穩定在100V左右(視燈的功率而不同)。
本電路的輸入電路呈兼容性，它和電感鎮流器(L)一併使用，互相補償，可大為提高功率因素，一般可達0.98。本電路的另一個特性就是自耗很低，一支40W的螢光燈所用的電感鎮流器自耗8W的功率，而本電路只有4W的自耗功率。
電子保護器包括流通電路、維持電路、延時電路和振蕩開關管BG1，流通電路包括整流橋、可控矽D5』、電阻R2和熱敏電阻R3』，它們依次串聯以形成一個迴路。在電阻R2和熱敏電阻R3』組成的串聯電路兩端連接有一個由二極體D6、電阻R4、二極體D7、電阻R6構成的串聯電路，並在電阻R6的兩端連接有一個振蕩開關管BG1，該振蕩開關管BG1的集電極通過電阻R1連接到整流橋，同時在該整流橋的這一端與振蕩開關管BG1的集電極之間連接有延時電路，該延時電路包括電阻R5、充電電容C1、二極體D8和穩壓管D9』，電阻R5的一端連接整流橋，另一端同時與充電電容C1、二極體D8連接，充電電容C1的另一端接地，二極體D8的另一端與穩壓管D9』連接，該穩壓管D9』的另一端與振蕩開關管BG1的集電極連接，如圖2所示。
二極體D1～二極體D4構成橋式整流電路，在通電的瞬間，可控矽D5』的G極無電壓，此時可控矽D5』不導通，a、b兩端處於開路狀態，即本節電器無輸入電壓，同時，另一路電壓通過電阻R5對電容C1充電，當該電壓高於二極體D9』的穩壓值後，二極體D9』導通，使振蕩開關管BG1的be結達到一個大於等於0.7V的偏置電壓，以使其工作。此時可控矽D5』的控制極G得到了起動電壓，可控矽D5』導通，並通過電阻R2、電阻R3』和整流橋構成流通迴路，使a點和b點處於接通狀態，節電器因此得到電壓而工作。一旦二極體D1～二極體D4、可控矽D5』、電阻R2、電阻R3』構成流通迴路後，電阻R5、電容C1、二極體D8、二極體D9構成的延時電路因電壓過低而處於開路狀態(二極體D9截止)，此時用二極體D6、電阻R4、二極體D7、電阻R6構成的維持電路維持振蕩開關管BG1，使其繼續導通。該電路中的電阻R3』為具有負溫度性能的熱敏電阻，當電路中出現異常電流時，電阻R3』的電流急劇變小，使電阻R3』、電阻R2分壓電路的作用加強，使振蕩開關管BG1因偏壓過低而截止，使可控矽D5』因控制電壓失常而關斷，這就造成了節電器1失電，從而保護了整機元件的安全使用，並延長了使用壽命。該電路中的充電電容C1主要是在開燈的瞬間延時節電器1的得電時間，通過調節電容C1容量的大小，可調整延時時間的長短，如在0.4s～1.5s之間，此時可使燈管燈絲的預熱時間方便的調整到國際標準規定的時間內，避免了燈管的兩端過早發黑，以及燈絲過早的失效。
就現有的T8電感螢光燈改造轉換為T5電感螢光燈節電器的主要技術經濟指標進行對比，如下表。
雖然以特定實施例來描述本發明，但是熟習該項技藝者將清楚地知道可在不脫離下面所附權利要求所界定的本發明的精神及範圍內實施各種變化和修改。但不論其在形狀或結構上作任何變化，凡是採用本技術所做出的修改，均落在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種電感螢光燈節電裝置，包括電感鎮流器、節電器和電子保護器，所述節電器與所述電子保護器連接的同時，還與所述的電感鎮流器連接，其特徵在於，所述電子保護器包括流通電路、維持電路、延時電路和振蕩開關管，所述流通電路分別通過所述的延時電路、所述的維持電路同時連接到所述的振蕩開關管(BG1)，所述電子保護器的輸入端(a)連接在照明器具的一端，所述電子保護器的輸出端(b)連接到所述節電器的輸入端。
2.如權利要求1所述的電感螢光燈節電裝置，其特徵在於，所述延時電路包括電阻(R5)、充電電容(C1)、二極體(D8)和穩壓管(D9』)，以避免啟動過快的問題，所述電阻(R5)的一端連接所述的整流橋，另一端通過充電電容(C1)接地的同時，還通過二極體(D8)串聯到穩壓管(D9)，該穩壓管(D9』)的另一端與所述振蕩開關管(BG1)連接。
3.如權利要求1或2所述的電感螢光燈節電裝置，其特徵在於，所述維持電路包括串聯在一起的二極體(D6、D7)和電阻(R4、R6)，二極體(D6)與電阻(R4)、二極體(D7)依次串聯後，同時與振蕩開關管(BG1)、電阻(R6)連接，用以維持所述振蕩開關管(BG1)的導通。
4.如權利要求1或2中任意一個所述的電感螢光燈節電裝置，其特徵在於，所述流通電路包括整流橋、可控矽(D5』)和熱敏電阻(R3』)，依次串聯以形成一個迴路，且可控矽(D5』)和熱敏電阻(R3』)的連接端與所述二極體(D6)連接，熱敏電阻(R3』)的另一端與所述電阻(R6)的另一端連接。
專利摘要本實用新型的電感螢光燈節電裝置，包括電感鎮流器、節電器和電子保護器，節電器與電子保護器輸出端連接的同時，另一端與電感鎮流器連接，電子保護器包括流通電路、維持電路、延時電路和振蕩開關管，流通電路分別通過延時電路、維持電路同時連接到振蕩開關管(BG1)，電子保護器的輸入端連接照明器具的一端，由電子保護器為節電器提供工作電壓，克服了啟動速度過快而使燈絲不能充分預熱、電流總諧波過大和電磁兼容差的問題，還可對電路中的異常電流進行控制，這樣形成的電路彌補了電感鎮流器和電子鎮流器的一些不足，達到了既節電、又提高了光效、且同時延長產品使用壽命的目的，具有安裝方便、安全可靠、節電效果好、發光效率高、經濟效果佳。
文檔編號H05B41/46GK2877186SQ20062000760
公開日2007年3月7日 申請日期2006年3月10日 優先權日2006年3月10日
發明者華肇和 申請人:華肇和