通用調光器的製作方法
2023-06-09 21:18:56
專利名稱：通用調光器的製作方法
技術領域：
本實用新型提供ー種通用調光器，用於調節電子鎮流器驅動的螢光燈，LED電源驅動的LED燈及其它相關照明電器的發光亮度，屬於電子調光器領域。
背景技術：
現有的技術，ニ線雙向可控矽調光技術多用於白熾燈泡的調光，由於節能環保的要求，白熾燈泡正迅速退出電照明領域。自從Philips推出用於螢光燈的Advance menklO系列的雙向可控矽調光器和相應的可調光電子鎮流器以來，雙向可控矽調光器在調光精度和應用範圍方面得到了改進。最常用的雙向可控矽調光技術如圖I所示，主要電子開關雙向可控矽Ql通過濾波電感LI、保險管Fl、機械開關SI、電光源LAMP,串聯到供電電路中形成主迴路。電容Cl與電阻Rl串聯後，與雙向可控矽Ql並聯，雙向可控矽Ql的控制極通過雙向觸發ニ極管Q2接 到由可調電阻RPl和貯能定時電容C2構成的RC定時電路中。該RC定時器的時間常數決定了雙向可控矽Ql的導通角。改變可調電阻RPl的值就改變了雙向可控矽Ql的導通角。由於流過可調電阻RPl的電流近似正比於電源的電壓，所以當電源變化時，雙向可控矽Ql的導通角也隨之變化，並且電壓越高，導通角就越大，電光源就越亮，這與亮度穩定的要求相違背。如圖2所示電路為Philips等公司為解決這ー問題而提出的改進電路。改在由貯能定時電容C2與可調電阻RPl構成的RC定時電路中，加入了一個高電壓的雙向觸發ニ極管Q3。該雙向觸發ニ極管Q3在這裡可以等效成兩隻反向串聯的穩壓管，用於隔離電源電壓變動和RC定時電路，使得可調電阻RPI在給貯能定時電容C2充電時，充電時間基本不受電源電壓的影響。從而使雙向可控矽Ql的導通角也基本不受電源電壓的影響。但是，由於調光器工作在正弦交流電，在正弦波的相角較小時，雙向可控矽Ql上的瞬間電壓也較小。要想讓雙向觸發ニ極管Q3早些開始工作，以有利於雙向可控矽Ql導通角的穩定，就要求連在該觸發管和雙向可控矽Ql第二極的限流電阻越小越好。Philips的產品該電阻選在IOK Ω左右。但該電阻的功耗與電源電壓的平方成正比。其不足之處是，當輸入電壓變化時，聯接在觸發管與雙向可控矽Ql第二主端子之間的電阻上的電流變化很大；當轉入電壓很高且該電阻阻值不大時，該電阻上的功耗隨電源電壓的增加而平方倍的増加，損耗會非常大，所以這個電路雖然能讓調光器在一定的範圍內輸出穩定的導通角的電壓，但還是不能工作在變壓系統下，比如當電源電壓從120V變到277V時。
實用新型內容根據以上現有技術的不足，本實用新型要解決的技術問題是提供一種定時精度高，使用電源電壓範圍廣，自身損耗小的通用調光器。本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是ー種通用調光器，包括雙向可控矽Q4、雙向觸發ニ極管Q5和貯能定時電容C3，雙向可控矽Q4的兩端設置串聯的電阻R4和電容C5，雙向可控矽Q4 —端通過濾波電感L2連接電源線，另一端與可調光電子鎮流器串聯，其特徵在於雙向可控矽Q4控制端通過雙向觸發ニ極管Q5設置連接可調電流充電電路，雙向觸發ニ極管Q5和可調電流充電電路的公共端設置儲能定時電容C3。通過可調電流充電電路給貯能定時電容C3充電實現雙向可控輸出相位的控制，實現定時精度高，適用於範圍廣的電源電壓。其中優選方案是所述可調電流充電電路包括一整流全橋BR1、M0SFET三極體Q6、穩壓ニ極管ZDl和可調電阻RP2，整流全橋BRl的ー個交流輸入端接在雙向可控矽Q4的第二主極上，而另ー交流輸入端接在貯能定時電容C3上，整流全橋BRl的正極和負極之間設置串聯的電阻R2和穩壓ニ極管ZD1，電阻R2和穩壓ニ極管ZDl的公共端設置連接MOSFET三極體Q6的柵極，MOSFET三極體Q6的源極設置串聯的電阻R3和可調電阻RP2，MOSFET三極體Q6的漏極連接整流全橋BRl的正極。 當穩壓ニ極管工作時，其穩壓值基本不變，若選用電壓為12V時 Vgs=3V, ISmax=5. 0mA, Ismin=O. 5mA,Rmm = m — 3Γ =1. 8K,Rnmx=」一=18K,
_ 5mA0.5mA
V -2V -V流過穩壓管的電流為j^^ R2取10M，
4.-P當Vin=35V 吋/=2. 16uA
IQM當Vin=424V 時4=-;——~=41.06uA。
m" IOM所述可調電流充電電路還可以是包括一整流全橋BR1、雙極三極體Q7、穩壓ニ極管ZDl和可調電阻RP2，整流全橋BRl的ー個交流輸入端接在雙向可控矽Q4的第二主極上，而另ー交流輸入端接在貯能定時電容C3上，整流全橋BRl的正極和負極之間設置串聯的電阻R2和穩壓ニ極管ZDl，電阻R2和穩壓ニ極管ZDl的公共端設置連接雙極三極體Q7的基扱，雙極三極體Q7的發射極設置串聯的電阻R3和可調電阻RP2，雙極三極體Q7的集電極連接整流全橋BRl的正極。本實用新型的通用調光器所具有的有益效果是通過在雙向觸發ニ極管設置由整流橋、MOSFET三極體和穩壓ニ極管等組成的雙向準恆流電路作為電流可調充電電路給固定電容充電進行雙向可控輸出相位的控制，MOSFET三極體也可以用雙極三極體代替，由於給固定的貯能定時電容充電，並以充到固定電壓作輸出相位的定時，所以輸出電壓的相位受輸入電源電壓的影響也僅僅為O. 39%到3.9%，光感不易覺察。本實用新型定時精度高、使用電源電壓範圍廣、自身損耗小，能適應多種電源系統和多種照明電器，具有很好的經濟效益和社會效益。
圖I為背景技術中基本設計的電路原理圖；圖2為背景技術中現有改進的電路原理圖；圖3為本實用新型的實施例I的電路原理圖；[0021]圖4為本實用新型的實施例I的可調電流充電電路的電路原理圖；圖5為本實用新型的實施例2的可調電流充電電路的電路原理圖；圖中SI、機械開關Q1、Q4、雙向可控矽L1、L2、濾波電感F1、保險管LAMP、電光源Q2、Q3、Q5、雙向觸發ニ極管Q6、M0SFET三極體Q7、雙極三極體R1、R2、R3、R4、電阻RP1、RP2、可調電阻C1、C5、電容C2、C3、貯能定時電容BR1、整流全橋ZD1、穩壓ニ極管。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例做進ー步描述實施例I :如圖3所示，包括雙向可控矽Q4、雙向觸發ニ極管Q5和貯能定時電容C3，雙向可控矽Q4的兩端設置串聯的電阻R4和電容C5，雙向可控矽Q4 —端通過濾波電感L2連接電源線，另一端與可調光電子鎮流器串聯，雙向可控矽Q4控制端通過雙向觸發ニ極管Q5設置連接可調電流充電電路，雙向觸發ニ極管Q5和可調電流充電電路的公共端設置儲能定時電容C3。如圖4所示，可調電流充電電路包括一整流全橋BR1、M0SFET三極體Q6、穩壓ニ極管ZDl和可調電阻RP2。整流全橋BRl的ー個交流輸入端接在雙向可控矽Q4的第二主極上，而另ー交流輸入端接在貯能定時電容C3上，整流全橋BRl的正極和負極之間設置串聯的電阻R2和穩壓ニ極管ZDl，電阻R2和穩壓ニ極管ZDl的公共端設置連接MOSFET三極體Q6的柵極，MOSFET三極體Q6的源極設置串聯的電阻R3和可調電阻RP2，M0SFET三極體Q6的漏極連接整流全橋BRl的正極。工作原理和使用過程可調電流充電電路給貯能定時電容充電進行雙向可控輸出相位的控制，實現定時精度高，適用於範圍廣的電源電壓。由於MOSFET三極體Q6為電壓驅動，柵極電流幾乎為零。當所選穩壓ニ極管ZDl的值大於12V時，僅需要不到IuA的電流能讓穩壓ニ極管ZDl達到雪崩擊穿狀態，當雙向可控矽Q4兩主極上的瞬時電壓超過12V吋，MOSFET三極體Q6開始正常工作。實驗證明可以計算出當輸入高達424V電壓最高比低電壓35V時，輸出電流的最大與最小的差僅僅為 41. 06-2. 16=38. 9uA,與 Id 的 I. 0-10. mA,僅佔 O. 39% -3. 9% 總電流I=IW+ID;穩壓ニ極管電流Iff= (Vin-2VDoide-Vw) /R2=(35-2*0. 7V-12V)/IOM=2. 16uA ；設VGS=3VImax=5mA，R2 ニ 卜=-I· 8K;反之，當Vgs=3V R2=L 8K，Vff= 12V 時，此時總充電電流=Iw+Id=5.00216mA。同樣參數，當Vin=500V 吋，Iff=(Vin-2VDoide-Vw)/R2=(500-1. 4-12)/IOM=48. 66uA此時Imax=5. 000mA+48. 66uA=5. 04866mA ；當Imin 設計為 0. 5mA時，
權利要求1.ー種通用調光器，包括雙向可控矽Q4、雙向觸發ニ極管Q5和貯能定時電容C3，雙向可控矽Q4的兩端設置串聯的電阻R4和電容C5，雙向可控矽Q4 —端通過濾波電感L2連接電源線，另一端與可調光電子鎮流器串聯，其特徵在於雙向可控矽Q4控制端通過雙向觸發ニ極管Q5設置連接可調電流充電電路，雙向觸發ニ極管Q5和可調電流充電電路的公共端設置儲能定時電容C3。
2.根據權利要求I所述的通用調光器，其特徵在於所述可調電流充電電路包括一整流全橋BR1、MOSFET三極體Q6、穩壓ニ極管ZDl和可調電阻RP2，整流全橋BRl的ー個交流輸入端接在雙向可控矽Q4的第二主極上，而另ー交流輸入端接在貯能定時電容C3上，整流全橋BRl的正極和負極之間設置串聯的電阻R2和穩壓ニ極管ZD1，電阻R2和穩壓ニ極管ZDl的公共端設置連接MOSFET三極體Q6的柵極，MOSFET三極體Q6的源極設置串聯的電阻R3和可調電阻RP2，MOSFET三極體Q6的漏極連接整流全橋BRl的正極。
3.根據權利要求I所述的通用調光器，其特徵在於所述可調電流充電電路包括一整流全橋BR1、雙極三極體Q7、穩壓ニ極管ZDl和可調電阻RP2，整流全橋BRl的ー個交流輸入端接在雙向可控矽Q4的第二主極上，而另ー交流輸入端接在貯能定時電容C3上，整流全橋 BRl的正極和負極之間設置串聯的電阻R2和穩壓ニ極管ZD1，電阻R2和穩壓ニ極管ZDl的公共端設置連接雙極三極體Q7的基極，雙極三極體Q7的發射極設置串聯的電阻R3和可調電阻RP2，雙極三極體Q7的集電極連接整流全橋BRl的正極。
專利摘要一種通用調光器，屬於螢光燈電子調光器領域。包括雙向可控矽Q4、雙向觸發二極體Q5和貯能定時電容C3，雙向可控矽Q4一端連接電源線，另一端與可調光電子鎮流器串聯。其特徵在於雙向可控矽Q4控制端通過雙向觸發二極體Q5設置連接可調電流充電電路，雙向觸發二極體Q5和可調電流充電電路的公共端設置儲能定時電容C3。通過雙向準恆流電路作為電流可調充電電路給固定電容充電進行雙向可控輸出相位的控制，輸出電壓的相位受輸入電源電壓的影響也僅僅為0.39％到3.9％，光感不易覺察。本實用新型定時精度高、使用電源電壓範圍廣、自身損耗小，能適應多種電源系統和多種照明電器，具有很好的經濟效益和社會效益。
文檔編號H05B37/02GK202652646SQ20122029160
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者陳洪成, 劉輝 申請人:煙臺龍信電子有限公司