電子鎮流器的製作方法
2023-11-11 18:42:42 1
專利名稱：電子鎮流器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及鎮流器技術領域，具體涉及一種電子鎮流器。
背景技術：
鎮流器是日光燈上起限流作用和產生瞬間高壓的設備，它是在矽鋼製做的鐵芯上纏漆包線製作而成，這樣的帶鐵芯的線圈，在瞬間開/關上電時，就會自感產生高壓，加在日光燈管的兩端的電極(燈絲)上。這個動作是交替進行的，當啟輝器(跳泡)閉合時，燈管的燈絲通過鎮流器限流導通發熱；當啟輝器開路時，鎮流器就會自感產生高壓加在燈管的兩端燈絲上，燈絲髮射電子轟擊管壁的螢光粉發光，啟輝器反覆幾次通斷，就會反覆幾次這樣的動作，從而打通燈管。當燈管正常發光時，內阻變小，啟輝器就始終保持開路狀態，這樣電流就穩定的通過燈管、鎮流器工作了，使燈管正常發光。由於鎮流器在日光燈工作時，始 終有電流通過，所以容易產生振動，並且會發熱，所以有鎮流器的日光燈，特別是鎮流器質量不好時，會產生很大的聲音，用的時間長了，還容易燒毀。目前現有的鎮流器其應用範圍小，不能廣泛使用，且功能單一，容易燒壞，使用不方便，增加成本。實用新型內容本實用新型的目的是提供一種電子鎮流器，它能廣泛使用，其應用範圍廣，且功能多樣，使用方便，使用壽命長，降低成本。為了解決背景技術所存在的問題，本實用新型是採用如下技術方案它包含EMI濾波器電路I、有源功率因數校正電路2、第一半橋逆變和輸出電路3、第二半橋逆變和輸出電路4、微機控制電路5、微機供電電源電路6，EMI濾波器電路I分別與有源功率因數校正電路2、微機控制電路5連接，有源功率因數校正電路2分別與第一半橋逆變和輸出電路3、第二半橋逆變和輸出電路4連接，第一半橋逆變和輸出電路3、第二半橋逆變和輸出電路4均與微機控制電路5連接，微機控制電路5與微機供電電源電路6連接。所述的EMI濾波器電路I是由保險絲FU1、第一電容-第四電容C1-C4、熱敏電阻VR1、電橋BI、第一電感-第五電感L1-L5組成，保險絲FUl的一端與熱敏電阻VRl的一端連接，熱敏電阻VRl的另一端分別與第二電容C2的一端、第三電容C3的一端、第一電感LI的一端連接，第一電感LI的另一端與第三電感L3的一端連接，第三電感L3的另一端分別與第四電容C4的一端、電橋BI的I腳連接，電橋BI的4腳分別與第四電容C4的另一端連接，電橋BI的3腳與第四電感L4的一端連接，第四電感L4的另一端與第二電感L2的一端連接，第二電感L2的另一端與第五電感L5的一端連接，第五電感L5的另一端分別與第三電容C3的另一端、第二電容C2的另一端連接。其中第三電容C3、第四電容C4為X類電容器，它們對差模幹擾信號起衰減作用；第一電感LI與第二電感L2共用一個磁芯，第三電感L3與第四電感L4也是共用一個磁芯，它們線圈匝數相同，都對共模幹擾信號呈現高阻抗，對差模幹擾信號和電源電流呈現低阻抗，使整個EMI電路很好的抑制電磁波、謝頻、電磁脈衝的幹擾。所述的有源功率因數校正電路2主要是基於功率因數校正集成電路晶片ICl作主控制電路、第四十一電容C41輸入電容、第一變壓器Tl升壓變壓器、作為開關使用的第一場效應電晶體Q101、第三二極體D3升壓二極體和第i^一電容Cll輸出儲能電容等組成，其它元件是功率因數校正集成電路晶片ICl的輔助調節元件。其工作原理為由功率因數校正集成電路晶片ICl驅動Q2導通和截止，當第一場效應電晶體QlOl導通，第三二極體D3截止，第十一電容Cl I單獨為負載供應能量，通過第一變壓器Tl的電流線性增加，而且全部通過第一場效應電晶體QlOl返回到電源。一旦第一場效應電晶體QlOl由導通變為截止，第一變壓器Tl中的儲能釋放，第三二極體D3導通，對第十一電容Cll充電，第一變壓器Tl從其峰值線性下降。這樣升壓變換器工作在不連續導通模式，在第一場效應電晶體QlOl截止期間，電感電流直至降到零為止。電感電流為高頻三角波或鋸齒波，高頻成分被第四十一電容C41濾除之後，變為工頻電流波形。 所述的第一半橋逆變和輸出電路3主要通過集成電路Ul作為電路的主控制，第二場效應電晶體D102、第三場效應電晶體D103開關實現電路由DC — AC逆變，再由第六電抗 L6和第十八電容C18組成LC串聯網絡作輸出點亮紫外燈LAl。所述的第一半橋逆變和輸出電路3包含一、半橋逆變開關和輸出級電路a :通過集成電路Ul發出高頻(28-36kHz )的開關信號，來驅動第二場效應電晶體D102、第三場效應電晶體D103工率管，再經第六電感L6輸出驅動燈管。二、空載保護電路b :通過第三十七電阻R37、第三十二電阻R32、低十九電阻C19、等進行電壓採樣，後經第九電容D9、第五穩壓二極體D105、第五二極體D5進行整流，再給一些電阻電容進行抗幹擾濾波後，給集成電路Ul的8腳一個高電平或低平。高電平時集成電路Ul被關斷停止工作，低電平時正常工作。當空載沒接燈管時，8腳會接收到高平信號。三、鎮流器正常工作指示燈和報警燈電路c :其中第一發光二極體D201為報警燈，第二發光二極體D202為正常工作指示燈。當鎮流器正常工作時，第二三極體Q2導通短接第一發光二極體D201，同時也給第二發光二極體D202供電。這時第一發光二極體D201滅，第二發光二極體D202亮。當燈管沒點亮時，第一發光二極體D201就會亮，第二發光二極體D202就會滅。所述的第二半橋逆變和輸出電路4的結構與原理均與第一半橋逆變和輸出電路3相同。所述的微機控制電路5是以單片機U2為核心控制1C，以實現鎮流器的智能化控制，能實現調光、預熱電流調整、預熱時間調整、燈管壽命計算、降低燈絲電流、RS485通信等功能。所述的微機控制電路5包含一、調光、預熱電流調整、預熱時間調整電路e，其工作原理為由單片機U2讀取撥碼SI的信號來輸出控制第一光I禹-第六光I禹Q21-Q26,從而實現隔離控制第八光耦D28、第九光耦D29的開關情況，實現調整單片機U2的1、2、4引腳的電阻和電容值，從而使鎮流器進行調光、調整預熱電流、調整預熱時間。二、RS485通信接口電路f :利用運算放大器U4 (MAX4805)為收發控制1C。第一雙向擊穿二極體-第三雙向擊穿二極體D21-D23為抗幹擾防靜電二極體，第三十三電容C33、第三十四電容C34為電路濾光電容。三、燈管情況檢測電路g :通過單片機U2讀取第八光耦Q28、第九光耦Q29的信號，進行計算判斷燈管壽命情況。第三發光二極體D203、第四發光二極體D303為燈管壽命終止時的報警指示燈。所述的微機供電電源電路6是由第二變壓器T2、第十一二極體-第十八二極體D11-D18、第三十四電容-第三十七電容C34-C37、第一三端穩壓集成電路U5、第二三端穩壓集成電路U6組成，第二變壓器T2的3腳分別與第十六二極體D16的正極、第十八二極體D18的負極連接，第十六二極體D16的負極分別與第十五二極體D15的負極、第三十六電容C36的正極、第二三端穩壓集成電路U6的I腳連接，第十八二極體D18的正極分別與第十七二極體D17的正極、 第三十六電容C36的負極、第二三端穩壓集成電路U6的3腳、第三十七電容C37的負極連接且接地，第十七二極體D17的負極分別與第十五二極體D15的正極、第二變壓器T2的4腳連接，第三十七電容C37的正極與第二三端穩壓集成電路U6的2腳連接且接電源VCC，第二變壓器T2的5腳分別與第十三二極體D13的負極、第十一二極體Dll的正極連接，第十三二極體D13的正極分別與第十四二極體D14的正極、第三十四電容C34的負極、第一三端穩壓集成電路U5的3腳、第三十五電容C35的負極連接且接地，第十一二極體Dll的負極分別與第十二二極體D12的負極、第三十四電容C34的正極、第一三端穩壓集成電路U5的I腳連接，第十二二極體D12的正極分別與第十四二極體D14的負極、第二變壓器T2的6腳連接，第三十五電容C35的正極與第一三端穩壓集成電路U5的2腳連接且接電源VCC。其工作原理為是由第二變壓器T2進行降壓，接著分別通過第十一二極體-第十四二極體D11-D14和第十五二極體-第十八二極體D15-D18進行全橋整流,第三十四電容C34、第三十六電容C36進行濾波後，分別由第一三端穩壓集成電路U5、第二三端穩壓集成電路U6進行降壓、穩壓。第三十五電容C35、第三十七電容C37為濾波電容，經濾波後得到很穩定的5V，分別進行對微機和光耦供電。本實用新型有如下特點一、帶軟啟動，燈絲預熱，延長燈管使用壽命。二、低內耗，本產品效率高達90%以上。三、具有工作電壓+400V檢測功能。四、低波峰係數，波峰係數小於I. 7，可延長燈管的壽命。五、能調節預熱時間、預熱電流。通過調節撥碼開關，選擇不同的燈絲預熱時間和燈絲預熱電流、燈管運行電流。靈活配套不同要求的燈管。六、帶燈管壽命計算，可編程燈管壽命為8000、10000、12000個小時等多個等級選
擇，燈管壽命終止時報警，指示燈(黃燈)提示，使用方便。並且燈管斷電時保持當前值，準確計算燈管壽命。同時計算燈管壽命可靈活復位，操作簡單。七、帶燈絲保護功能，這功能在燈工作時能降低燈絲承載的一半以上電流，非常有效地延長燈絲壽命。八、帶四級調光功能，通過調節撥碼開關或上位機遠程控制選擇不同的調光級別，適應不同燈管的要求運行電流。本產品通過單片機實現數字調光。九、帶485通信接口，有效跟上位機通訊，能遠程控制調光、智能控制、計算燈管壽命等。十、帶一個繼電器開關信號，能通過這個開關信號做報警器信號。十一、帶多項保護功能(無燈保護，輸出開路保護，瞬間過壓過流保護)，有效的保障了燈具和光源的可靠性。十二、有源功率因素校正，高功率因素大於O. 99，低諧波，減少對電網的汙染。十三、寬電源電壓(AC 180V AC 260V),寬環境溫度((TC 40°C )，適應場合廣。[0031]
圖I為本實用新型的結構示意圖，圖2為本實用新型中EMI濾波器電路I的電路原理圖，圖3為本實用新型中有源功率因數校正電路2的電路原理圖，圖4為本實用新型中第一半橋逆變和輸出電路3的電路原理圖，圖5為本實用新型中微機控制電路5的電路原理圖，圖6為本實用新型中微機供電電源電路6的電路原理圖。
具體實施方式
參看圖I-圖6，本具體實施方式
採用如下技術方案它包含EMI濾波器電路I、有源功率因數校正電路2、第一半橋逆變和輸出電路3、第二半橋逆變和輸出電路4、微機控制電路5、微機供電電源電路6，EMI濾波器電路I分別與有源功率因數校正電路2、微機控制電路5連接，有源功率因數校正電路2分別與第一半橋逆變和輸出電路3、第二半橋逆變和輸出電路4連接，第一半橋逆變和輸出電路3、第二半橋逆變和輸出電路4均與微機控制電路5連接，微機控制電路5與微機供電電源電路6連接。所述的EMI濾波器電路I是由保險絲FU1、第一電容-第四電容C1-C4、熱敏電阻VR1、電橋BI、第一電感-第五電感L1-L5組成，保險絲FUl的一端與熱敏電阻VRl的一端連接，熱敏電阻VRl的另一端分別與第二電容C2的一端、第三電容C3的一端、第一電感LI的一端連接，第一電感LI的另一端與第三電感L3的一端連接，第三電感L3的另一端分別與第四電容C4的一端、電橋BI的I腳連接，電橋BI的4腳分別與第四電容C4的另一端連接，電橋BI的3腳與第四電感L4的一端連接，第四電感L4的另一端與第二電感L2的一端連接，第二電感L2的另一端與第五電感L5的一端連接，第五電感L5的另一端分別與第三電容C3的另一端、第二電容C2的另一端連接。其中第三電容C3、第四電容C4為X類電容器，它們對差模幹擾信號起衰減作用；第一電感LI與第二電感L2共用一個磁芯，第三電感L3與第四電感L4也是共用一個磁芯，它們線圈匝數相同，都對共模幹擾信號呈現高阻抗，對差模幹擾信號和電源電流呈現低阻抗，使整個EMI電路很好的抑制電磁波、謝頻、電磁脈衝的幹擾。所述的有源功率因數校正電路2主要是基於功率因數校正集成電路晶片ICl作主控制電路、第四十一電容C41輸入電容、第一變壓器Tl升壓變壓器、作為開關使用的第一場效應電晶體Q101、第三二極體D3升壓二極體和第i^一電容Cll輸出儲能電容等組成，其它元件是功率因數校正集成電路晶片ICl的輔助調節元件。其工作原理為由功率因數校正集成電路晶片ICl驅動Q2導通和截止，當第一場效應電晶體QlOl導通，第三二極體D3截止，第十一電容Cl I單獨為負載供應能量，通過第一變壓器Tl的電流線性增加，而且全部通過第一場效應電晶體QlOl返回到電源。一旦第一場效應電晶體QlOl由導通變為截止，第一變壓器Tl中的儲能釋放，第三二極體D3導通，對第十一電容Cll充電，第一變壓器Tl從其峰值線性下降。這樣升壓變換器工作在不連續導通模式，在第一場效應電晶體QlOl截止期間，電感電流直至降到零為止。電感電流為高頻三角波或鋸齒波，高頻成分被第四十一電容C41濾除之後，變為工頻電流波形。所述的第一半橋逆變和輸出電路3主要通過集成電路Ul作為電路的主控制，第二場效應電晶體D102、第三場效應電晶體D103開關實現電路由DC — AC逆變，再由第六電抗L6和第十八電容C18組成LC串聯網絡作輸出點亮紫外燈LAl。[0043]所述的第一半橋逆變和輸出電路3包含一、半橋逆變開關和輸出級電路a :通過集成電路Ul發出高頻(28-36kHz )的開關信號，來驅動第二場效應電晶體D102、第三場效應電晶體D103工率管，再經第六電感L6輸出驅動燈管。二、空載保護電路b :通過第三十七電阻R37、第三十二電阻R32、低十九電阻C19、等進行電壓採樣，後經第九電容D9、第五穩壓二極體D105、第五二極體D5進行整流，再給一些電阻電容進行抗幹擾濾波後，給集成電路Ul的8腳一個高電平或低平。高電平時集成電路Ul被關斷停止工作，低電平時正常工作。當空載沒接燈管時，8腳會接收到高平信號。三、鎮流器正常工作指示燈和報警燈電路c :其中第一發光二極體D201為報警燈，第二發光二極體D202為正常工作指示燈。當鎮流器正常工作時，第二三極體Q2導通短接第一發光二極體D201，同時也給第二發光二極體D202供電。這時第一發光二極體D201滅，第二發光二極體D202亮。當燈管沒點亮時，第一發光二極體D201就會亮，第二發光二極體D202就會滅。所述的第二半橋逆變和輸出電路4的結構與原理均與第一半橋逆變和輸出電路3相同。所述的微機控制電路5是以單片機U2為核心控制1C，以實現鎮流器的智能化控制，能實現調光、預熱電流調整、預熱時間調整、燈管壽命計算、降低燈絲電流、RS485通信等功能。所述的微機控制電路5包含一、調光、預熱電流調整、預熱時間調整電路e，其工作原理為由單片機U2讀取撥碼SI的信號來輸出控制第一光I禹-第六光I禹Q21-Q26,從而實現隔離控制第八光耦D28、第九光耦D29的開關情況，實現調整單片機U2的1、2、4引腳的電阻和電容值，從而使鎮流器進行調光、調整預熱電流、調整預熱時間。二、RS485通信接口電路f :利用運算放大器U4 (MAX4805)為收發控制1C。第一雙向擊穿二極體-第三雙向擊穿二極體D21-D23為抗幹擾防靜電二極體，第三十三電容C33、第三十四電容C34為電路濾光電容。三、燈管情況檢測電路g :通過單片機U2讀取第八光耦Q28、第九光耦Q29的信號，進行計算判斷燈管壽命情況。第三發光二極體D203、第四發光二極體D303為燈管壽命終止時的報警指示燈。所述的微機供電電源電路6是由第二變壓器T2、第十一二極體-第十八二極體D11-D18、第三十四電容-第三十七電容C34-C37、第一三端穩壓集成電路U5、第二三端穩壓集成電路U6組成，第二變壓器T2的3腳分別與第十六二極體D16的正極、第十八二極體D18的負極連接，第十六二極體D16的負極分別與第十五二極體D15的負極、第三十六電容C36的正極、第二三端穩壓集成電路U6的I腳連接，第十八二極體D18的正極分別與第十七二極體D17的正極、第三十六電容C36的負極、第二三端穩壓集成電路U6的3腳、第三十七電容C37的負極連接且接地，第十七二極體D17的負極分別與第十五二極體D15的正極、第二變壓器T2的4腳連接，第三十七電容C37的正極與第二三端穩壓集成電路U6的2腳連接且接電源VCC，第二變壓器T2的5腳分別與第十三二極體D13的負極、第十一二極體Dll的正極連接，第十三二極體D13的正極分別與第十四二極體D14的正極、第三十四電容C34的負極、第一三端穩壓集成電路U5的3腳、第三十五電容C35的負極連接且接地，第十一二極體Dll的負極分別與第十二二極體D12的負極、第三十四電容C34的正極、第一三端穩壓集成電路U5的I腳連接，第十二二極體D12的正極分別與第十四二極體D14的負極、第二變壓器T2的6腳連接，第三十五電容C35的正極與第一三端穩壓集成電路U5的2腳連接且接電源VCC。其工作原理為是由第二變壓器Τ2進行降壓，接著分別通過第十一二極體-第十四二極體D11-D14和第十五二極體-第十八二極體D15-D18進行全橋整流,第三十四電容C34、第三十六電容C36進行 濾波後，分別由第一三端穩壓集成電路U5、第二三端穩壓集成電路U6進行降壓、穩壓。第三十五電容C35、第三十七電容C37為濾波電容，經濾波後得到很穩定的5V，分別進行對微機和光耦供電。本具體實施方式
有如下特點一、帶軟啟動，燈絲預熱，延長燈管使用壽命。二、低內耗，本產品效率高達90%以上。三、具有工作電壓+400V檢測功能。四、低波峰係數，波峰係數小於I. 7，可延長燈管的壽命。五、能調節預熱時間、預熱電流。通過調節撥碼開關，選擇不同的燈絲預熱時間和燈絲預熱電流、燈管運行電流。靈活配套不同要求的燈管。六、帶燈管壽命計算，可編程燈管壽命為8000、10000、12000個小時等多個等級選
擇，燈管壽命終止時報警，指示燈(黃燈)提示，使用方便。並且燈管斷電時保持當前值，準確計算燈管壽命。同時計算燈管壽命可靈活復位，操作簡單。七、帶燈絲保護功能，這功能在燈工作時能降低燈絲承載的一半以上電流，非常有效地延長燈絲壽命。八、帶四級調光功能，通過調節撥碼開關或上位機遠程控制選擇不同的調光級別，適應不同燈管的要求運行電流。本產品通過單片機實現數字調光。九、帶485通信接口，有效跟上位機通訊，能遠程控制調光、智能控制、計算燈管壽命等。十、帶一個繼電器開關信號，能通過這個開關信號做報警器信號。十一、帶多項保護功能(無燈保護，輸出開路保護，瞬間過壓過流保護)，有效的保障了燈具和光源的可靠性。十二、有源功率因素校正，高功率因素大於O. 99，低諧波，減少對電網的汙染。十三、寬電源電壓(AC 180V AC 260V),寬環境溫度((TC 40°C )，適應場合廣。
權利要求1.電子鎮流器，它包含EMI濾波器電路(I)、有源功率因數校正電路(2)、第一半橋逆變和輸出電路⑶、第二半橋逆變和輸出電路⑷、微機控制電路(5)、微機供電電源電路(6)，其特徵在於EMI濾波器電路(I)分別與有源功率因數校正電路(2)、微機控制電路(5)連接，有源功率因數校正電路(2)分別與第一半橋逆變和輸出電路(3)、第二半橋逆變和輸出電路(4)連接，第一半橋逆變和輸出電路(3)、第二半橋逆變和輸出電路(4)均與微機控制電路(5)連接，微機控制電路(5)與微機供電電源電路(6)連接。
2.根據權利要求I所述的電子鎮流器，其特徵在於所述的EMI濾波器電路(I)是由保險絲(FUl)、第一電容-第四電容(C1-C4)、熱敏電阻(VRl)、電橋(BI)、第一電感-第五電感(L1-L5)組成，保險絲(FUl)的一端與熱敏電阻(VRl)的一端連接，熱敏電阻(VRl)的另一端分別與第二電容(C2)的一端、第三電容(C3)的一端、第一電感(LI)的一端連接,第一電感(LI)的另一端與第三電感(L3)的一端連接，第三電感(L3)的另一端分別與第四電容(C4)的一端、電橋(BI)的I腳連接，電橋(BI)的4腳分別與第四電容(C4)的另一端連接，電橋(BI)的3腳與第四電感(L4)的一端連接，第四電感(L4)的另一端與第二電感(L2)的一端連接，第二電感(L2)的另一端與第五電感(L5)的一端連接,第五電感(L5)的另一端分別與第三電容(C3)的另一端、第二電容(C2)的另一端連接。
3.根據權利要求I所述的電子鎮流器，其特徵在於所述的微機供電電源電路(6)是由第二變壓器(T2)、第十一二極體-第十八二極體(D11-D18)、第三十四電容-第三十七電容(C34-C37)、第一三端穩壓集成電路(U5)、第二三端穩壓集成電路(U6)組成，第二變壓器(T2)的3腳分別與第十六二極體(D16)的正極、第十八二極體(D18)的負極連接，第十六二極體(D16)的負極分別與第十五二極體(D15)的負極、第三十六電容(C36)的正極、第二三端穩壓集成電路(U6)的I腳連接，第十八二極體(D18)的正極分別與第十七二極體(Dl7)的正極、第三十六電容(C36)的負極、第二三端穩壓集成電路(U6)的3腳、第三十七電容(C37)的負極連接且接地，第十七二極體(D17)的負極分別與第十五二極體(D15)的正極、第二變壓器(T2)的4腳連接，第三十七電容(C37)的正極與第二三端穩壓集成電路(U6)的2腳連接且接電源VCC，第二變壓器(T2)的5腳分別與第十三二極體(D13)的負極、第十一二極體(Dll)的正極連接，第十三二極體(D13)的正極分別與第十四二極體(D14)的正極、第三十四電容(C34)的負極、第一三端穩壓集成電路(U5)的3腳、第三十五電容(C35)的負極連接且接地，第十一二極體(Dll)的負極分別與第十二二極體(D12)的負極、第三十四電容(C34)的正極、第一三端穩壓集成電路(U5)的I腳連接，第十二二極體(D12)的正極分別與第十四二極體(D14)的負極、第二變壓器(T2)的6腳連接，第三十五電容(C35)的正極與第一三端穩壓集成電路(U5)的2腳連接且接電源VCC。
專利摘要電子鎮流器，它涉及鎮流器技術領域。它的EMI濾波器電路(1)分別與有源功率因數校正電路(2)、微機控制電路(5)連接，有源功率因數校正電路(2)分別與第一半橋逆變和輸出電路(3)、第二半橋逆變和輸出電路(4)連接，第一半橋逆變和輸出電路(3)、第二半橋逆變和輸出電路(4)均與微機控制電路(5)連接，微機控制電路(5)與微機供電電源電路(6)連接。它能廣泛使用，其應用範圍廣，且功能多樣，使用方便，使用壽命長，降低成本。
文檔編號H05B41/285GK202799352SQ20122047424
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者方向波 申請人:江西省漢華環保有限公司