一種具有智能接口的無極燈鎮流電路的製作方法
2024-03-08 12:03:15
專利名稱：一種具有智能接口的無極燈鎮流電路的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鎮流器。尤其是一種用於電磁感應無極燈的 鎮流器。
背景技術：
電磁感應無極燈是高光效、長壽命的新一代節能燈。 電磁感應無極燈由於突破了傳統的白熾燈、氣體放電燈的工作模 式，其不需要電極的放電工作方式使傳統的氣體放電光源由於電極濺 射而引起燈管發黑或電極發射材料耗盡而導致燈管壽命終止等問題 得到避免和克服。其高光效、長壽命、高顯色性、光線穩定等特點， 使它成為理想的綠色照明光源之一。
電磁感應無極燈是由電子鎮流器、功率耦合線圈、無極螢光燈 管組合而成的。其燈管是一個真空放電腔體，形成連續的閉合放電環 路，放電腔通過繞以功率耦合線圈的環形鐵氧體磁芯的中心軸線，電 子鎮流器產生的高頻電磁能量通過功率耦合線圈耦合進入放電的等 離子體中。功率耦合線圈和放電腔體可以視為一個變壓器的初級和次
級，通過線圈的電流產生交變的磁通量，進而又沿放電腔產生感應電 場來維持等離子體發光。
電磁感應無極燈特殊的工作方式對鎮流器提出了特殊的要求，如 何保證電磁感應無極燈安全、可靠、可控、穩定地工作，是無極燈鎮
4流器設計開發重點要解決的問題。
現有的技術普遍存在著以下問題-
(1) 沒有智能控制接口，只能通過對電源的切段、接通來進行控 審'L不方便進行智能化、網絡化的管理與監控。
(2) 沒有開路啟動保護，在燈管沒有接上鎮流器的狀態下，鎮流
器上電很容易導致鎮流器自身的損壞；
(3) 沒有破燈啟動保護，在燈管破裂而無法啟動時，鎮流器上電 很容易導致鎮流器自身的損壞；
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種有智能控制接口的無極燈鎮流 電路，使其能經行智能化、網絡化的管理和監控。
本實用新型是這樣實現上述目的的-
一種具有智能控制接口的無極燈鎮流電路，包括濾波整流電路、 功率因數校正電路、半橋驅動電路、功率輸出電路、輸出採樣電路， 其特徵在於所述的具有智能控制接口的無極燈鎮流電路還包括智能 控制接口電路，智能控制接口電路與半橋驅動電路、輸出採樣電路的
輸出端連接；智能控制接口電路輸出端D0+與DO-之間連接狀態的改 變是通過改變輸出採樣電路的輸出端VSMP電壓狀態來實現的，半橋 驅動電路電壓狀態的改變是通過改變智能控制接口電路輸入端DI+與 DI-之間電壓狀態而實現的。
作為本實用新型的第一種優選方案，所述智能控制接口電路內是用光電耦合器IC3的一個輸入端連接輸出採樣電路的輸出端VSMP，
另一個輸入端串聯電阻R17後接地，兩個輸出端接D0+和D0-， DI+ 接二極體D18陰極，DI-接直流地。
作為本實用新型的第二種優選方案，所述智能控制接口電路內是 用三接管Q7的基極接輸出採樣電路的輸出端VSMP，三接管Q7的集 電極和發射極分別接DO+和DO-; DI+和DI-接三接管的基極，集電極 與半橋驅動電路相連，發射極接地。
作為本實用新型的第三種優選方案，所述智能控制接口電路內是 用電耦合器IC3的一個輸入端連接輸出採樣電路的輸出端VSMP，另 一個輸入端串聯電阻R17後接地，兩個輸出端接D0+和D0-;光電耦 合器IC4的輸入端接DI+和DI-，光電耦合器IC4的輸出端接半橋驅 動電路和接地。
作為本實用新型的第四種優選方案，所述智能控制接口電路內是 用繼電器Sl控制端接輸出採樣電路的輸出端VSMP和地，繼電器Sl 開關端接D0+和D0-;繼電器S2的控制端接DI+和DI-，繼電器S2的 開關端接半橋驅動電路和地。
所述的二極體D18陽極接啟動保護電路的電源輸出端。
所述的輸出採樣電路5的電感L5'和功率輸出電路4的電感L5 繞在同一磁芯上。
採用上述技術方案，本實用新型提供的鎮流電路可靠性高、功率 因數高，具有對無極燈管電壓、電流的檢測功能，可恆功率輸出以保 持功率穩定和光輸出的穩定；能夠提供無極燈管過流、過壓、短路、開路保護；還能夠提供智能控制接口、開路啟動保護、破燈啟動保護。以下結合附圖和實施例來進一步說明本實用新型的技術方案。
圖1是本實用新型的電路原理框圖； 圖2是本實用新型的電路原理；
圖3是本實用新型的智能控制接口電路的第二種方案的電路圖； 圖4是本實用新型的智能控制接口電路的第三種方案的電路圖； 圖5是本實用新型的智能控制接口電路的第四種方案的電路具體實施方式
參照圖l、圖2， 一種有智能控制接口的無極燈鎮流電路，包括 濾波整流電路1、功率因數校正電路2、半橋驅動電路3、功率輸出 電路4、輸出採樣電路5、智能控制接口電路6、啟動保護電路8。
輸入電源經濾波整流電路1整流後送功率因數校正電路2獲得升 壓的穩壓直流電，該直流經過由半橋驅動電路3控制的功率輸出電路 4產生高頻髙壓的工作電壓電亮無極燈管7。
輸出採樣電路5與功率輸出電路4相連，獲取輸出電壓、電流信 號，這些輸出信號分別通過連線傳遞給半橋驅動電路3、智能控制接 口電路6、啟動保護電路8。
半橋驅動電路3獲得電源後自動進入無極燈啟動程序，驅動功率 輸出電路4進行無極燈燈管7啟輝，啟輝成功後根據輸出採樣電路5傳來的輸出信號進行動態輸出調節保持無極燈燈管7在一定功率下 工作，並隨時根據各種異常情況採取停止輸出的保護動作。
智能控制接口電路6與半橋驅動電路3、輸出採樣電路5的輸出 端連接，根據輸入的DI信號進行切斷/恢復半橋驅動電路3電源供應 動作來關閉/點亮無極燈管7。
啟動保護電路8與功率因數校正電路2的直流輸出端、功率輸出 電路4的電流檢測端、無極燈燈管7、輸出採樣電路5的輸出端、半 橋驅動電路3的電源端相連，它檢測無極燈管7是否存在及是否破裂， 若無極燈管不存在或存在但已破裂，則及時切斷半橋驅動電路3的電 源以保護鎮流電路，若一切正常則向半橋驅動電路3正常供電。
下面詳細描述一種具有智能接口無極燈鎮流電路的電路結構-
1、 濾波整流電路l。包括電容C1至C8、電感L1、 L2、 L3組成 的濾波電路及橋式整流器B1等。交流輸入電路與濾波電路相連，其 作用是抑制電網上來的電磁幹擾，同時抑制鎮流電路本身產生的電磁 幹擾，以保護電網。橋式整流器Bl對交流進行整流後獲得維持後續 電路工作的直流供電。另外為了避免冷啟動電流過大，NT熱敏電阻 串聯於電源輸入端。為了避免過流損壞線路，還在電源輸入端串有保 險管。
2、 功率因數校正電路2。包括一個功率因數控制集成電路IC2 及其外圍元件。在輸出端DCBUS提供恆定直流電壓。
3、 半橋驅動電路3。包括半橋驅動集成電路IC1及其外圍元件等。
4、 功率輸出電路4。在半橋驅動電路3的驅動下產生高頻高壓 的工作電壓點亮無極燈燈管7。包括M0S管Ql、 M0S管Q2、電容C29、 可恢復溫度保險絲TF1、電感L5、電容C30、變壓器L4等。MOS管 Ql的漏極與功率因數校正電路2的輸出端DCBUS連接，MOS管Ql的 源極與MOS管Q2的漏極連接，MOS管Ql的源極接電流取樣點SMP; MOS 管Ql的柵極串聯電阻R40之後與變壓器L4的次級一端連接；變壓器 L4初級一端與半橋驅動電路3連接；MOS管Q2的柵極串聯電阻R42 之後與半橋驅動電路3連接。變壓器L4的次級另一端串聯電容C29、 可恢復溫度保險絲TF1、電感L5、電容C30之後與輸出採樣電路5連 接；C30與無極燈燈管7並聯連接。
5、 輸出採樣電路5，包括輸出電壓取樣電感L5'、輸出電流取 樣電阻R34等。L5'為附加在L5上的取樣線圈，用於感應輸出電壓 波形，獲得輸出電壓信號。
6、智能控制接口電路6，包括四種方案。第一種優選方案，所 述智能控制接口電路內是用光電耦合器IC3的一個輸入端連接輸出 採樣電路的輸出端VSMP，另一個輸入端串聯電阻R17後接地，兩個 輸出端接DO+和D0-， DI+接二極體D18陰極，DI-接直流地。二極體 D18陽極接啟動保護電路(8)的電源輸出端。
第二種優選方案，所述智能控制接口電路內是用三接管Q7的基 極接輸出採樣電路的輸出端VSMP，三接管Q7的集電極和發射極分別 接DO+和DO-; DI+和DI-接三接管的基極，集電極與半橋驅動電路相連，發射極接地。
第三種優選方案，所述智能控制接口電路內是用電耦合器IC3的 一個輸入端連接輸出採樣電路的輸出端VSMP，另一個輸入端串聯電 阻R17後接地，兩個輸出端接D0+和D0-;光電耦合器IC4的輸入端 接DI+和DI-，光電耦合器IC4的輸出端接半橋驅動電路和接地。
第四種優選方案，所述智能控制接口電路內是用繼電器Sl控制 端接輸出採樣電路的輸出端VSMP和地，繼電器Sl開關端接DO+和 DO-；繼電器S2的控制端接DI+和DI-，繼電器S2的開關端接半橋驅 動電路和地。
7、啟動保護電路8，啟動保護電路8與功率因數校正電路2的 直流輸出端DCBUS、功率輸出電路4的電流檢測端SMP、無極燈燈管 7、輸出採樣電路5的輸出端VSMP、半橋驅動電路3的保護信號端或 電源端VDD相連。與無極燈管7的連接可以在輸出隔離電容C30到無 極燈燈管7之間的任何一點連接，比如輸出扼流電感L5的兩端或可 恢復溫度保險絲TF1的兩端。
鎮流電路的原理如下
接通電源後，經功率因數校正電路2獲得工作電源，在功率因數 控制集成電路IC2的控制下，使整個鎮流電路的功率因數可達0.99 以上；在電源輸入端交流電壓在85V 到265V 之間變化時保持輸出端 DCBUS的直流電壓恆定；同時將鎮流電路的總諧波含量控制在8%以 內。在啟動保護電路8，獲得電源後，檢測無極燈管7是否存在及是 否破裂，若無極燈管7不存在或存在但已破裂，則及時切斷半橋驅動
電路3的電源以保護鎮流電路；在半橋驅動電路3的電容C26充電達 到11V時，半橋驅動集成電路IC1啟動，振蕩電路起振，開始向功率 輸出電路4提供對稱的方波驅動信號，功率輸出電路4開始工作。半 橋驅動集成電路IC1首先進行的是啟動過程進行從高到低的頻率掃 描，最低頻率由電阻R30和電容C22決定；當掃描頻率逐步降低到一 定程度，在電容C30兩端產生高壓，實現無極燈管7的啟輝，隨後半 橋驅動電路3進入正常工作狀態。
輸出採樣電路5的電壓取樣電感L5'從L5感應電壓經整流後得 到無極燈管7上的電壓狀態信號並傳遞到輸出VSMP;電流取樣電阻 R34取得無極燈管7上的電流狀態信號並傳遞到半橋驅動電路3，通 過電阻R35和電阻R28進入半橋驅動集成電路IC1。半橋驅動集成電 路IC1根據輸出情況調整輸出頻率，閉環調節輸出功率使其恆定；同 時若出現開路、短路、過流、過壓等情況則自動停止驅動輸出，進入 保護狀態，直到下次電源上電。
智能控制接口電路6的DO+開始處於懸空狀態，從輸出採樣電路 5的輸出端VSMP輸出的燈管電壓信號驅動光電耦合器將DO+和DO-接 通，D0+的狀態改變；當DI+和DI-在外部短路或小電阻接通時，啟動 保護電路8中的電壓被強制拉低，半橋驅動集成電路IC1失去電源而 停止工作，進而功率輸出電路4停止工作，無極燈管7熄滅；直到 DI+和DI-斷開，半橋驅動集成電路IC1重新上電而工作起來。功率輸出電路4的可恢復溫度保險絲TF1串聯在輸出線路上， 當鎮流電路工作溫度過高時將自動切斷功率輸出，直到溫度降低到一 定程度才自動恢復連接，起到過熱保護的作用。
權利要求1、一種具有智能控制接口的無極燈鎮流電路，包括濾波整流電路(1)、功率因數校正電路(2)、半橋驅動電路(3)、功率輸出電路(4)、輸出採樣電路(5)，其特徵在於所述的具有智能控制接口的無極燈鎮流電路還包括智能控制接口電路(6)，智能控制接口電路(6)與半橋驅動電路(3)、輸出採樣電路(5)的輸出端連接；智能控制接口電路(6)輸出端DO+與DO-之間連接狀態的改變是通過改變輸出採樣電路(5)的輸出端VSMP電壓狀態來實現的，半橋驅動電路(3)電壓狀態的改變是通過改變智能控制接口電路(6)輸入端DI+與DI-之間電壓狀態而實現的。
2、 根據權利要求1所述的具有智能控制接口的無極燈鎮流電路，其特徵在於所述智能控制接口電路(6)是用光電耦合器IC3的一個輸入端連接輸出採樣電路(5)的輸出端VSMP，另一個輸入端串聯電阻R18後接地，兩個輸出端接DO+和DO-; DI+接二極體D18陰極，DI-接地。
3、 根據權利要求1所述的具有智能控制接口的無極燈鎮流電路，其特徵在於所述智能控制接口電路(6)內是用三接管Q7的基極接輸出採樣電路(5)的輸出端VSMP，三接管Q7的集電極和發射極分別接DO+和DO-; DI+和DI-接三接管Q8的基極，Q8的集電極與半橋驅動電路(3)相連，Q8的發射極接地。
4、 根據權利要求1所述的具有智能控制接口的無極燈鎮流電路，其特徵在於所述智能控制接口電路(6)是用光電耦合器IC3的一個輸入端連接輸出採樣電路(5)的輸出端VSMP，另一個輸入端串聯電阻 R18後接地，兩個輸出端分別接D0+和DO-;光電耦合器IC4的兩個 輸入端分別接DI+和DI-，光電耦合器IC4的兩個輸出端分別接半橋 驅動電路(3)和地。
5、根據權利要求1所述的具有智能控制接口的無極燈鎮流電路， 其特徵在於所述智能控制接口電路(6)內是用繼電器Sl的控制端接 輸出採樣電路(5)的輸出端VSMP和地，繼電器Sl開關端接D0+和 D0-;繼電器S2的控制端接DI+和DI-，繼電器S2的開關端接半橋驅 動電路(3)和地。
6、根據權利要求1所述的具有智能控制接口的無極燈鎮流電 路，其特徵在於具有智能控制接口的無極燈鎮流電路還包括啟動保護 電路(8)，啟動保護電路(8)與功率因數校正電路(2)的直流輸出 端、功率輸出電路(4)的電流檢測端、無極燈燈管(7)、輸出採樣 電路(5)的輸出端、半橋驅動電路(3)相連。
7、 根據權利要求2所述的具有智能控制接口的無極燈鎮流電路， 其特徵在於智能控制接口電路(6)的二極體D18陽極接啟動保護電路(8)的電源輸出端。
8、 根據權利要求1所述的有智能控制接口的無極燈鎮流電路， 其特徵在於輸出採樣電路(5)的電感L5'和功率輸出電路(4)的電 感L5繞在同一磁芯上。
專利摘要一種具有智能控制接口的無極燈鎮流電路，包括濾波整流電路、功率因數校正電路、半橋驅動電路、功率輸出電路、輸出採樣電路，其特徵在於所述的具有智能控制接口的無極燈鎮流電路還包括智能控制接口電路，智能控制接口電路與半橋驅動電路、輸出採樣電路的輸出端連接；智能控制接口電路輸出端DO+與DO-之間連接狀態的改變是通過改變輸出採樣電路的輸出端VSMP電壓狀態來實現的，半橋驅動電路電壓狀態的改變是通過改變智能控制接口電路輸入端DI+與DI-之間電壓狀態而實現的。本實用新型提供了具備能經行智能化、網絡化的管理和監控的智能控制接口的無極燈鎮流電路。
文檔編號H05B41/282GK201393337SQ200820215748
公開日2010年1月27日 申請日期2008年11月27日 優先權日2008年11月27日
發明者張蘇新, 曾祥緒 申請人:常州菲爾普照明電器有限公司