[实用新型]自适应可控硅调压方式的可调功率变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可调光源控制器中的功率变换器，尤其涉及一种自适应可控硅调压方式的可调功率变换器。

背景技术

世界先进国家对照明用灯节能减排低碳已经有明确的要求。明确规定在一定的时间限制或取消白炽灯照明。替代白炽灯而且能够调光的节能灯产品应运而生，能够占据很大的市场份额。

美国能源之星对新型小功率节能灯的要求是快亮，A泡，调光。功率在13W至30W之间，新型替代光源做到与白炽灯直接替换。CFL与白炽灯在相同的光通量下可节电80％，CFL比白炽灯的寿命长8-12倍。在调光达到低照度照明条件下，其节电效果是CFL等光源正常照明时的1.3至1.8倍。

目前国际通用照明调光技术，是基于可控硅调光器作用于电阻性负载如白炽灯调光技术基础之上的。有广泛的社会应用基础，消费习惯不可能简单的用行政命令取消。

可控硅调光器只能在线性负载的条件下调整线路输入电压，对负载条件要求较高。如要求桥式镇流电路中的导通角要大。图1传统的的可控硅调光技术不能直接应用在电容性负载，低功率因素的电子镇流器电路根本无法调光或调光范围笮，有容性负载电流冲击，使得节能灯调光运用受到限制。图2如在CFL的销售上，说明书明确警告，禁止用于调光电路。

正常工作条件的节能灯一般有串联谐振触发启辉阶段和正常亮灯阶段。以120V电压的节能灯工作条件为例，串联谐振触发启辉阶段的输入工作电压为正常输入工作电压的0.75倍，大致为80V。技术人员都是以此为设计依据，设计电路的元器件参数。

正确的描述和理解节能灯电子镇流器在正常工作电压工作和在调光低电压工作状态的差异性是十分重要的。

我们可以从灯管的技术参数和电子镇流器这2个不同的角度来说明。

灯管说明书给出的技术参数都是在额定工作条件下给出的。不会也不可能给出低照度条件下的技术参数。而这组数据恰恰是能否设计调光灯的关键。经过大量的不同灯管的参数测量，对国际和国内著名公司的同样产品进行比对测试，发现都存在相同的缺点。

1.电子镇流器电源输入采用PPFC电路，提高功率因素以适应可控硅调光电路，但它的直流输出电压降低，一般是电源输入电压的1.3到1.5倍。达到直流180伏。电源的纹波大，谐波电压和谐波电流都很大，导致灯丝电流峰峰值不合格。这是无源功率因数调整电路的通病。

2.在低照度的工作状态下，由于可控硅调光器不能完全导通，它的直流输出电压大约在60V。图3

目前市场流行的可控硅调光电路是用30V触发管来产生触发信号。当电路电压调至低端时，可控硅调光器电路，它的输出残余电压在低端会大于30V，而电子镇流器采用分立元件的电路也采用30V触发管来产生触发信号，这就产生了在低电压时电路仍能输出脉冲信号，只是输出幅度不足以产生击穿灯管的谐振电压和维持电流，断续的谐振电压输出使得灯管断续击穿，闪烁发光。电路不断地工作，加剧恶化工作条件，严重影响灯的寿命，最终电路板发热烧毁失效。图4。有的调光灯电路尽管采用了有调光功能的集成电路，如果应用于可控硅调光电路中，该集成电路仍然无法产生调光输入接口需要的直流控制电压，无法实现该电路原来的调光功能，出现和采用分立元件电子镇流器同样的电压变化引起亮度变化。

考察国际各大公司的调光电路，电路原理基本上分为两大部分。

1.调频

2.调占空比

其专用集成电路一般的工作原理是通过改变控制端的2-10V直流电压，来进行调频，或调占空比来达到调光目的。但这个目的在可控硅调光器电路中一般是不可能实现。上述电路都分别存在一些缺点。如1.调光电路功能复杂，彼此牵扯。2.调试困难3.可靠性差。4.耗用材料多，成本高。5.不适应可控硅调光器电路，直流输出电压低。6.板耗高，尤其在调光最暗的时候，反复的触发电压驱使灯管不断的启动，电子镇流器不断的给出驱动信号导致电路板发热烧毁。所以，尽管采用了具有调光功能的集成电路，但电子镇流器还是采用了调整电源电压的方式来达到调光的效果。不能达到调光集成电路本来的功能。

事实上，在基本型调光电路中，当电路调光进入低照度状态，节能灯灯管在低照度工作状态下，其工作条件也是恶化的。