[发明专利]高效电子镇流器

说明书

本发明涉及一种高效电子镇流器，主要用于低压汞荧光灯的启辉和运行。

已有的照明用低压汞荧光灯，一般都是由低频交流电源供电，例如由50Hz商用交流电源供电。在荧光灯的起辉和运行电路中，为了使放电稳定，都加有弧光放电所特有的镇流器。目前使用得最广泛的电感式镇流器，耗电多、成本高、体积大、笨重，必须研制性能更好的镇流器来代替它。实验结果表明，用频率为15-50KHz的高频交流电源向荧光灯供电，具有节电、快速起辉、发光效率高、无闪烁现象及无交流蜂音等优点。七十年代中期以来，已公开了多种高频电子镇流器的设计，例如美国专利US4188661（1979）、日本专利J63170898（1988）、澳大利亚专利Au8666834（1986）和中国专利CN88212514（1988）等等。这些文献所公开的电子镇流器电路各具特色，但都存在一些不足之处，例如，高频振荡电路与荧光灯匹配不佳，导致灯管难于起辉及灯管寿命缩短;电路结构复杂，成本高;同一镇流器不能方便地与不同规格和功率的管子配合使用。

本发明的目的在于提供一种高效电子镇流器，该电子镇流器具有与荧光灯匹配良好、电路结构简单、成本低、能延长灯管使用寿命、能与不同功率的荧光灯配合使用、能方便地启动和运行多只荧光灯等特点。

本发明的高效电子镇流器，由整流滤波电路和高频振荡电路组成，其电路原理图如图1所示。整流电路为桥式全波整流，由D1～D4四只二极管组成。C1为滤波电容。振荡电路包括一对串联的半导体三极管Q1、Q2（两只管子的参数相同），启动回路R4、C3、D5（触发二极管），串联谐振回路L3、L4、C4、C5，荧光灯T1接在C5的两端。该串联谐振回路的一端通过L3与Q2的集电极连接，另一端通过C4与直流电源正极连接。串联谐振回路的品质因数Q较高，

Q ≅ 1 R L C s ]]>

，式中，L＝L3+L4，R为电感的电阻值。每只三极管的发射极和基极之间连有驱动电感L1（或L2）和限流电阻R1（或R2）。驱动电感L1、L2与L3绕在同一磁环上。三极管Q2的发射极直接与直流电源的负极连接，Q1的发射极直接与Q2的集电极连接，即取消了振荡电路中两个高频大功率三极管发射极的负反馈电阻。将灯管T1两端灯丝分别短路，即取消了电路中对灯丝的供电加热电路。灯管T1的一端与电容C4的一端连接，C4的另一端与直流电源的正极连接;灯管T1的另一端与电感L4的一端连接，L4的另一端与L3相连。

电路中所用的两只参数相同的三极管Q1和Q2为Bu406，它们形成振荡，又作功率输出。电源接通后，经桥式全波整流和滤波，产生约300V的直流电压，在电源接通的瞬间，串联谐振回路储存能量。由于R4、C3的充电时间常数较大，C3两端电压上升较慢，当C3充电达到触发二极管D5的击穿电压时，一窄电流脉冲加到Q2的基极，使Q2导通，此时串联谐振回路的已充电量经Q2的集电极、发射极形成回路放电。放电电流通过电感L3时，由于环形磁芯线圈上的L3与L1和L2的耦合作用，使Q1导通，Q2截止，电源向串联谐振回路充电。两只管子轮流导通，使振荡电路起振。当振荡开始时，振荡电路以约23KHz的频率振荡，并在电容C5上产生高压。在很高的振荡电压的作用下，荧光灯起辉并运行。当额定工作电流通过灯管后，灯管的阻抗大大下降，至使串联谐振回路Q值下降，谐振频率降至约18KHz（当荧光灯为11W的节能荧光灯时）。振荡电路实现等幅稳定振荡后，其振荡频一直保持在这个工作频率上。电路中，L4为2-15mH，C4为0.02-0.04μF，C5为3000-10000PF（不同功率的管子，所并联的电容值不同，功率大的灯管并联的电容较大），C2为4000-6000PF，R3为200-470KΩ，C3为0.01-0.05μF，R4为270KΩ，R1、R2为8.2Ω，L1、L2和L3共同绕在圆环形铁氧体磁芯上，L1、L2为3圈，L3为10圈。

已公开的高频电子镇流器电路，有些电路（例如中国专利CN88207905）也是采用这种三极管LC振荡电路。该电路中二只三极管的发射极皆串接负反馈电阻。负反馈电路有减小振荡电路输出振幅的作用。在实际使用时，它会影响灯管的起辉。