一種無極燈高頻發生器及其延遲啟動電路的製作方法

2024-03-08 13:05:15 3

專利名稱：一種無極燈高頻發生器及其延遲啟動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子領域，特別涉及一種用於無極燈的延遲啟動電路、具有該 延遲啟動電路的無極燈高頻發生器以及無極燈。
背景技術：
無極燈主要由三部分組成，即電源電路、高頻發生器和塗有三基色螢光粉
的燈泡三部分組成。它的工作原理是首先把市電轉換成直流電，再變換成高 頻電能，高頻電能通過燈泡中心部位的感應線圈(耦合器)產生強》茲場，磁場 能感應進入燈泡內，使燈泡內氣體雪崩電離形成等離子體，等離子體中的受激 汞原子在返回基態過程中輻射出254nm的紫外線，燈泡內壁螢火粉受紫外線照 射而轉換成可見光。
高頻發生器一般由功率因數校正電路和高頻振蕩電路組成，功率因數校正 電路向高頻振蕩電路提供穩定的電壓，減少對市電的諧波幹擾，高頻振蕩電路 由濾波電路、高頻自激振蕩電路和自舉式浮壓啟動電路組成，其中，高頻自激 振蕩電路向與其輸出相接的泡體內部的耦合電感提供高壓高頻電源，經過耦合 電感產生磁場，激發螢光氣體放電使燈泡發光。
然而，在功率因素校正電路的輸出電壓達到"^殳定值之前，會存在較高的尖 峰電流衝擊，如果無極燈在功率因素校正電路輸出電壓建立之前即啟動進入工 作模式，功率因素校正電路功率器件MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金屬氧化物半導體場效應電晶體)管上的尖峰電流更大，建 立的時間更長，極易損壞該開關器件，降低該無極燈高頻發生器的可靠性。同 時，保險絲也可能因過大的瞬時電流延續而熔斷，影響了無極燈運行的穩定性和可靠性。
因此，亟待一種改進的高頻發生器電路以克服上述缺陷。

發明內容
本發明的目的在於提供一種延遲啟動電路，該延遲啟動電i 各可以減緩無極 燈高頻發生器在啟動時對電源功率因素校正電路功率開關器件的衝擊，從而提 高無極燈工作的穩定性和可靠性。
本發明的另 一 目的在於提供一種具有延遲啟動電路的高頻無極燈發生器， 通過該延遲啟動電路可以減緩無極燈高頻發生器在啟動時對電源功率因素校正 電路功率開關器件的電流衝擊，提高其可靠性，從而提高無極燈工作的穩定性。
本發明的再一目的在於提供一種無極燈，該無極燈的高頻發生器具有延遲 啟動電路，通過該延遲啟動電路可以減緩無極燈高頻發生器在啟動時對電源功 率因素校正電路的沖擊，從而提高無極燈工作的穩定性和可靠性。
為了實現上述目的，本發明提供一種用於無極燈高頻發生器的延遲啟動電 路，所述高頻發生器包括功率因素校正電路和諧振電路，所述延遲啟動電路包 括分壓電路和第 一電容，所述分壓電路連接在所述功率因素校正電路的輸出正 端和地之間，所述第一電容連接在所述分壓電路的輸出端和所述諧振電路之間。 加上上述延遲啟動電路，可以確保功率因素校正電路電壓建立後高頻逆變電路 再啟動，從而保護該功率因素校正電路功率開關器件，使產品工作穩定性和可 靠性加大。
較佳地，前述延遲啟動電路還包括電容保護電路，所述電容保護電路包括 第一電阻以及一個開關二極體，所述第一電阻與所述二極體串接後，並聯在所 述第一電容兩端。該電容保護可在諧振電路出現異常尖峰高壓時旁路部分電容 上的突變電流，以防電容過流擊穿損毀。
在本發明延遲啟動電路的 一個實施例中，所述分'壓電路包括依次串聯在所 述功率因素校正電路輸出正端和地之間的第二電阻和第三電阻，所述第 一 電容與所述第二電阻和第三電阻的連接點相連。該分壓電路能防止該第一電容電壓 過高損毀，同時與啟動延遲時間長短密切相關，通過對其參數調整以使產品工 作在適當的延遲啟動時間值。
本發明還提供了一種無極燈高頻發生器，包括濾波整流電路、功率因素校 正電路、逆變電路、諧振電路和延遲啟動電路。所述濾波整流電路輸入端與外 部市電相接、輸出端與所述功率因素校正電路的輸入端電連接，所述功率因素 校正電路的輸出正端與所述逆變電路的輸入端電連接。所述延遲啟動電路包括 分壓電路和第一電容，所述分壓電路連接在所述功率因素校正電路的輸出正端 和地之間，所述第 一電容連接在所述分壓電路的輸出端和所述諧振電路之間。 通過該延遲啟動電^^可以減緩無極燈高頻發生器在啟動時對電源功率因素^&正 電路的衝擊，從而保護該功率因素校正電路的功率開關元件，進而提高無極燈 工作的穩定性和可靠性。
在本發明無極燈高頻發生器的一個實施例中，所述無極燈高頻發生器還包
括高頻EMI ( Electro Magnetic Interference,電磁幹擾)濾波電路，所述高頻EMI
在本發明無極燈高頻發生器的另 一實施例中，該高頻發生器還包括驅動電 路，所述驅動電路連接在所述高頻EMI濾波電路與所述逆變電路之間，所述驅 動電路包括電晶體及其外圍的阻容元件、穩壓管，所述驅動電路的輸入端與所 述高頻EMI濾波電路的輸出端連接，所述驅動電路的輸出端與所述逆變電路的 開關管的控制端連接。
本發明還提供了一種無極燈，包括高頻發生器和泡體，所述高頻發生器與 所述泡體連接。所述高頻發生器包括濾波整流電路、功率因素校正電路、逆變 電路、諧振電路和延遲啟動電路。所述濾波整流電路輸入端與外部市電相接、 輸出端與所述功率因素校正電路的輸入端電連接，所述功率因素校正電路的輸 出正端與所述逆變電路的輸入端電連接。所述延遲啟動電路包括分壓電路和第 一電容，所述分壓電路連接在所述功率因素校正電路的輸出正端和地之間，所述第一電容連接在所述分壓電路的輸出端和所述諧振電路之間。該延遲啟動電 路可以減緩無極燈高頻發生器在啟動時對電源功率因素校正電路的衝擊，從而 提高無極燈工作的穩定性和可靠性。
通過以下的描述並結合附圖，本發明將變得更加清晰，這些附圖用於解釋本 發明的實施例。


圖1為本發明無極燈的一個實施例的結構示意圖。
圖2為圖1所示無極燈的高頻發生器的結構框圖。
圖3為圖2所示高頻發生器的功率因素校正電路的電路原理圖。
圖4為圖2所示高頻發生器的部分工作原理圖。
圖5為圖4中的延遲啟動電3各的》欠大原理圖。
具體實施例方式
圖1為本發明無極燈的一個實施例的結構示意圖。如圖1所示，本實施例 的無極燈100包括泡體(含耦合器)20和無極燈高頻發生器10,該無極燈高頻 發生器10與該泡體(含耦合器)20電性相連。
具體地，如圖2所示，該無極燈高頻發生器10包括濾波整流電路11、功率 因素校正電路12、逆變電路13、諧振電路14、保護電路15、驅動電路18和延 遲啟動電路16。該濾波整流電路11輸入端與外部市電相接、輸出端與該功率因 素校正電路12的輸入端電連接，該功率因素校正電路12的輸出正端與該逆變 電路13的輸入端電連接，所述逆變電^各13的輸出端與該諧振電路14的輸入端 相連，該諧振電路14的輸出端通過一耦合器(圖未示)與該泡體20連接。
本實施例中的濾波整流電路11包括濾波電路以及整流電路，該整流電路採 用通用的整流電路，如橋式整流器等。整流電路的一般結構為本領域技術人員 熟知，故在此不再贅述。該濾波電路可以為EMI濾波電路，交流市電與該EMI濾波電路相連，其作用是防止燈電源噪聲竄入電力網，幹擾其他用電設備；同 時，可阻止電力網中的噪聲輸入燈電源，影響燈的正常工作。橋式整流器對交 流電進行整流後獲得後續電路工作的脈動直流電源。
如圖4所示，本實施例中，該無極燈高頻發生器IO還包括高頻EMI濾波電 路17,該高頻EMI濾波電路17連接在該功率校正因素電路12的輸出正端與該 逆變電路13之間，該高頻EMI濾波電路17包括電容Cll、 C12、電感L1、 L2, 以及電感線圈T6。該高頻EMI濾波電路17的具體結構不僅限於此，各種通用 濾波電路均可用於本發明。
較佳地，該功率因素校正電3各12為APFC(Active Power Factor Correction, 有源功率因素校正電路)，實現高功率因素值，低諧波，降低產品對市電的幹擾, 以使產品滿足相關諧波標準之要求。
具體地，如圖3所示，本實施例的功率因數控制器IC1可用CRM控制型 MC33262晶片。MC33262通過對輸入輸出條件及電感電流是否過零測試來控制 MOSFET管的通斷，以達到產品整體工作在高PF值，低THD ( Total Harmonic Distortion,總諧波失真)，以使產品產生儘量低的諧波，以滿足IEC61000-3-2 的要求。由於MC33262的控制作用，使得輸入電流緊跟隨輸入電壓而變化，呈 平滑的幾乎無相移的正弦波，以保證產品功率因數高於0.98。
具體地，參考圖3,該功率因數校正電路12主要由功率因數控制器IC芯 片MC33262 、 M0SFET管Q1 、升壓變壓器T4 、穩壓管D2 、輸出電容C7 及反饋環路組成。在Q1導通時，超高速整流二極體D2截止，電容C7通過負 載放電。當Ql由導通躍變為關斷時，變壓器T4產生的突變電勢使超高速整 流二極體D2導通，變壓器T4中的儲能經D2釋放，對電容C7充電。由於Q1 和D2交替導通，使得整流電路輸出電流經變壓器T4連續流動。本電路採用雙 環反饋控制方案。內環反饋的作用是將全波整流輸出直流脈動電壓通過R2和 R10組成的電阻分壓器取樣輸入到MC33262第3腳，以保證通過變壓器T4的 電流時刻跟蹤輸入電壓按正弦規律變化的軌跡。外環用作APFC變換器輸出直流電壓的反饋控制。直流輸出電壓通過R12、 R3及R9組成的電阻分壓器取樣 輸入到MC33262的第1腳，MC33262輸出PWM(Pulse Width Modulation,脈 寬調製)驅動信號調節MOSFET功率管的導通，以使產品滿足THD的要求同時
穩、定llr出電壓。
參照圖4和圖5,本實施例中的延遲啟動電^各16包括分壓電3各161和第一
該第一電容R17連接在該分壓電路161的輸出端和該諧振電路14之間。通過該 延遲啟動電路16可以減緩無極燈高頻發生器10在啟動時對電源APFC電路功 率開關元件的電流沖擊，從而保護該功率因素^f交正電^各12,提高無極燈100工 作的穩定性和可靠性。
較佳地，該延遲啟動電路16還包括電容保護電路162，所述電容保護電 路162包括第一電阻R17以及二極體D5，該第一電阻R17與該二極體D5串接 後，並聯在該第一電容C17兩端。該電容保護電路162可以在諧整電鴻4妄入點 出現異常尖峰衝擊時分流電容的尖峰電流，以防止電容被擊穿，增加電路的可 靠性。
具體地，該分壓電路161包括依次串聯在該高頻EMI濾波電路17的輸出正 端和地之間的第二電阻R15和第三電阻R16，該第一電容C17與該第二電阻R15 和第三電阻R16的連接點相連。
本實施例的逆變電路13為半橋變換電路。具體地，該半橋變換電路包括耦 接的線圏T5A、 T5B、 T5C、 MOSFET管Q2、 Q7、穩壓管Dll、 D12、 D14、 D15及其外圍阻容元件，該線圈T5A和T5C通過電感器L7相連接，線圈T5A 與反向相接的穩壓管Dll、 D12及串聯電阻R20、 R21並聯後設於MOSFET管 Q2的源極與柵極之間；線圈T5C與反向相接的穩壓管D14、 D15及串聯電阻 R22、 R23並聯後設於MOSFET管Q7的源極與柵極之間，該MOSFET管Q2 的源極與MOSFET管Q7的漏才及連接、柵極與驅動電路18相接、漏極與功率因 數校正電路12的輸出端相接，該MOSFET管Q7的柵極與異常控制電路U52的輸入端相4妄、源核^妄地。
具體地，該諧振電路14包括依次串聯的電感L7以及電容C20,該電感L7 一端與該延遲啟動電^各16的輸出端相連，另一端與該電容C20相連，該電容 C20的另一端與該燈管17相連。
較佳地，該諧振電路14還包括電阻R26,該電阻R26並聯在該電容C20的 兩端。斷電時，該電阻R26可幫助該電容C20放電，從而對該電容C20起到保 護作用。
本實施例的無極燈高頻發生器10的保護電i 各15可以包括開路保護電路以 及短路保護電路，分別在該泡體20開路以及短路時對電路進行保護。其可以通 過使半橋變換電路停止MOSFET管停止交替導通，以使得諧振電路14停止振 蕩，從而^f吏無^f及燈IOO停止工作。
較佳地，本實施例中的驅動電路18包括電晶體Q4、 Q6及其外圍的阻容元 件C25、 C26、 R18、 R19及穩壓管D4,該驅動電路18的輸入端通過電阻R15 與功率因數校正電路12的輸出正端連接、輸出端通過二極體D9與MOSFET管 Q2的柵極連接。由功率因數校正電路12輸出的相對穩定的直流信號使得穩壓 管D4導通後，Q6與Q4及其周邊的阻容元件組成的電路從左到右的快速導通， 從而加速啟動MOSFET管Q2，減少開關損耗。
當該無極燈100工作時，電源能量經該濾波整流電路11形成脈動的直流電 信號傳遞給該功率因素校正電路12,之後該直流電信號首先經過該延遲啟動電 路16的延遲作用，此時，該驅動電路14中的C17兩端電壓逐漸升高，當電壓 達到穩壓管D4的擊穿電壓時，電路進入啟動模式，使得由電晶體Q6、 Q4、穩 壓管D4及周邊的容阻元件組成的驅動電路從左到右加速導通，從而快速啟動 MOSFET管Q2， MOSFET管Q2、 Q7交替導通，形成高頻交流信號，經電感器 L7及電容C20諧振輸出至耦合電極，耦合電極產生磁場，激發螢光氣體放電使 該泡體20發光。此時驅動電路18停止工作。加上該延遲啟動電^各16後，該無 極燈100在該功率因素校正電路12電壓建立之前避免了立刻啟動進入工作模式，這樣，在該功率因素校正電路12輸出電壓建立到設定值之前，也就避免了 出現較高的尖峰電流，即該功率因素校正電路12功率器件MOSFET管上的尖 峰電流不會過大，延續時間不會過長，MOSFET管不須有更大的裕量以防止過 流燒毀，保險絲也因過大瞬時電流延續而熔斷的可能性減少，從而確保功率因 素校正電路12電壓建立後再啟動逆變電路13， -使產品工作穩定性加大。
需要說明的是，本實施例無極燈的驅動電路18和保護電路15為可選電路， 不包括該電路同樣屬於本發明的保護範圍。
以上結合最佳實施例對本發明進行了描述，但本發明並不局限於以上揭示 的實施例，而應當涵蓋各種根據本實施例的本質進行的修改、等效組合。
權利要求
1. 一種用於無極燈高頻發生器的延遲啟動電路，所述高頻發生器包括功率因素校正電路和諧振電路，其特徵在於所述延遲啟動電路包括分壓電路和第一電容，所述分壓電路連接在所述功率因素校正電路的輸出電源正端和地之間，所述第一電容連接在所述分壓電路的輸出端和所述諧振電路之間。
2. 如權利要求1所述的延遲啟動電路，其特徵在於，還包括電容保護電 路，所述電容保護電路包括第一電阻以及一二極體，所述第一電阻與所述二^L 管串接後，並聯在所述第一電容兩端。
3. 如權利要求1所述的延遲啟動電路，其特徵在於所述分壓電路包括依 次串聯在所述功率因素校正電^^輸出正端和地之間的第二電阻和第三電阻，所 述第 一 電容與所述第二電阻和第三電阻的連接點相連。
4. 一種無極燈高頻發生器，包括濾波整流電路、功率因素校正電路、逆變 電路，以及諧振電路，所述濾波整流電路輸入端與外部市電連接、輸出端與所 述功率因素校正電路的輸入端電連接，所述功率因素校正電路的輸出正端與所 述逆變電路的輸入端電連接，所述逆變電路的輸出端與所述諧振電路的輸入端 相連，其特徵在於還包括延遲啟動電路，所述延遲啟動電路包括分壓電路和所述第一電容連接在所述分壓電路的輸出端和所述諧振電路之間。
5. 如權利要求4所述的無極燈高頻發生器，其特徵在於，還包括電容保 護電路，所述電容保護電路包括第一電阻以及一二極體，所述第一電阻與所述 二極體串接後，並聯在所述第一電容兩端。
6. 如權利要求4所述的無極燈高頻發生器，其特徵在於所述分壓電路包 阻，所述第 一 電容與所述第二電阻和第三電阻的連接點相連。
7. 如權利要求4所述的無極燈高頻發生器，其特徵在於，還包括高頻電 磁幹擾濾波電路，所述高頻電磁幹擾濾波電路連接在所述功率校正因素電路的 輸出正端與所述逆變電路之間。
8. 如權利要求7所述的無極燈高頻發生器，其特徵在於，還包括驅動電 路，所述驅動電路連接在所述高頻電磁幹擾濾波電路與所述逆變電路之間，所 述驅動電路包括電晶體及其外圍的阻容元件、穩壓管，所述驅動電路的輸入端 與所述高頻電磁幹擾濾波電路的輸出端連接，所述驅動電路的輸出端與所述逆 變電路的開關管的控制端連接。
9. 如權利要求4所述的無極燈高頻發生器，其特徵在於所述功率因數校 正電路包括功率因數控制器及外圍阻容元件、場效應管、升壓變壓器、穩壓管 和電容，所述穩壓管的陽極分別與所述升壓變壓器及所述場效應管漏極相接， 陰極與所述電容相連後接地，所述場效應管的柵極與所述功率因數控制器相接， 源極接地。
10. —種無極燈，包括泡體，其特徵在於還包括如權利要求4-9任一項所 述的無極燈高頻發生器，所述無極燈高頻發生器與所述泡體連接。
全文摘要
本發明公開了一種用於無極燈高頻發生器的延遲啟動電路，所述高頻發生器包括功率校正因素電路和諧振電路，所述延遲啟動電路包括分壓電路和第一電容，所述分壓電路連接在所述功率因素校正電路的輸出正端和地之間，所述第一電容連接在所述分壓電路的輸出端和所述諧振電路之間。當無極燈高頻發生器啟動時，通過該延遲啟動電路可減緩其對電源功率開關的衝擊作用，增強高頻發生器的可靠性，從而使無極燈更穩定的運行。本發明還公開了具有該延遲啟動電路的高頻發生器和無極燈。
文檔編號H05B41/282GK101534595SQ20091003875
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月17日 優先權日2009年4月17日
發明者洪明清 申請人:永磁電子(東莞)有限公司