[发明专利]航空用荧光灯限压稳流装置

摘要

航空用荧光灯限压稳流装置属于开关电源类高科技电子产品,采用双重独立闭环控制电路分别实现荧光灯管启动电压和灯管电流的最佳控制,同时着重考虑民航飞机的使用要求,使装置能适用于民航飞机多种组合荧光灯的照明控制。

主权项

航空用荧光灯管限压稳流装置一、独立前序：通过高频脉宽调制技术实现对荧光灯管启动电压和工作电流的控制，使荧光灯管正常工作。特征：1、采用双重独立闭环控制电路分别实现对荧光灯管启动电压和工作电流的最佳控制；2、采用低频交流输出显著减小射频干扰；3、对输入电路实现功率因数控制，提高功率因数并减小对飞机电源的谐波污染；4、采取多重安全保障措施，确保飞机使用安全；5、采取多重可靠性保障措施，在飞机使用条件下工作可靠；6、满足飞机的荧光灯管亮/暗控制及多种型号和组合荧光灯管的使用要求；7、满足民航飞机对装置体积小、重量轻、散热好的使用要求。二、从属权利1根据独立权利要求，适合荧光灯管工作的限压稳流装置(简称装置)包括：(1)桥式整流电路通过射频滤波器接至飞机电源上，将飞机交流电源变换成全波整流的脉动电压输出；(2)开关升压电路接至桥式整流电路输出，响应电压反馈将全波整流的脉动电压增至限定的高压直流输出；(3)开关稳流电路接至开关升压电路输出，响应电流反馈控制稳定荧光灯管电流；(4)桥式逆变电路接至开关稳流电路输出，将开关稳流电路输出的单向电流脉冲变换成通过灯管的双向电流脉冲；(5)状态控制电路通过电子开关控制灯丝变压器的通、断；并通过开关稳流电路实现荧光灯管亮、暗控制；(6)灯丝变压器将飞机交流电源变换成低压交流电源，实现荧光灯管灯丝加热。权利2根据权利1开关升压电路的要求，开关升压电路响应电压反馈，通过对高频脉冲的幅度、频率进行调制，得到限定的高压直流输出。权利3根据权利1开关升压电路的要求，开关升压电路使用功率因数控制芯片，对输入电流波形控制，使开关升压电路保持高功率因数。权利4根据权利1开关稳流电路的要求，开关稳流电路使用开关电源控制芯片，响应电流反馈，通过对高频电流脉冲的幅度、频率进行调制，得到稳定的灯管电流输出。权利5根据权利1开关稳流电路的要求，开关稳流电路实施低频开关电流点亮灯管，得到高输出效率。权利6根据权利1开关稳流电路的要求，开关稳流电路使用延时电路，使灯管在灯丝加热延时后点亮。权利7根据权利1状态控制电路要求，状态控制电路通过开关稳流电路实现荧光灯管亮/暗工作状态控制。权利8根据权利1灯丝变压器要求，灯丝变压器通过整流电路为控制电路提供低压直流，并为桥式逆变电路提供400赫兹交流驱动电压。权利9根据独立权利要求，确保飞机使用安全的装置包括：(1)过流熔断器接至飞机电源输入，对飞机电源输入实现过流保护；(2)贴近于灯丝变压器的双金属片温度继电器，实现灯丝短路保护；(3)开关稳流电路对装置输出实现短路保护；(4)状态控制电路通过电隔离措施，实现操作人员安全保护；(5)装置中采取射频干扰抑制措施，确保飞机上其它电子设备不受电磁干扰而影响工作。权利10根据权利9过流保护要求，当输入电流超过规定值时，熔断器自动切断飞机电源输入，使装置终止工作。权利11根据权利9灯丝短路保护要求，当灯丝短路或其它原因使灯丝变压器温度超过规定值时，双金属片温度继电器自动切断灯丝变压器输入电源，中断灯丝加热、控制电路和桥式逆变器所需电源，装置停止工作。经一定时间迟滞，当灯丝变压器温度降至较低的规定值时，双金属片温度继电器自动接通电源，装置恢复工作。权利12根据权利9短路保护要求，当装置的灯管输出短路时，开关稳流电路响应电流反馈维持输出电流不变，实现短路保护。权利13根据权利9人员保护要求，状态控制电路通过变压器、光/电耦合器和装置内高压电路隔离后，进行装置的通/断和亮/暗控制，确保操作人员安全。权利14根据权利9射频干扰抑制要求，桥式逆变器提供低频交流输出减小射频干扰；装置的输入和输出电路采用了射频滤波器，以及装置采用了金属外壳抑制了装置射频干扰，从而避免了对机上其它电子设备的影响。权利15根据独立权利要求，在飞机使用条件上工作可靠的装置包括：(1)开关升压电路采用功率因数控制芯片，在飞机电源波动条件下确保装置工作可靠；(2)开关升压电路采用功率因数控制芯片，在飞机电源尖峰瞬变条件下确保装置工作可靠；(3)开关稳流电路采用热敏电阻控制灯管电流，在飞机环境温度升高条件下确保装置工作可靠；(4)装置采用集成芯片，减小装置故障率；(5)装置采用特种胶粘工艺，提高装置耐冲击和耐振动能力。权利16根据权利15耐电源波动要求，当飞机输入电源波动时，开关升压电路中功率因数控制芯片控制改变高频脉冲的幅度和频率，而使开关升压电路输出高压直流保持稳定，装置工作正常。权利17根据权利15耐电源尖峰要求，当飞机输入电源产生尖峰瞬变时，开关升压电路中功率因数控制芯片瞬间中断输出，而保持装置工作正常。权利18根据权利15耐环境高温要求，当装置所处飞机环境温度超出常温时，开关稳流电路中热敏电阻阻值减小而自动降低灯管电流而保证装置工作正常。权利19根据权利15降低装置故障率要求，对装置中关键的控制电路，采用最新集成芯片使装置在飞机使用条件下降低故障率。权利20根据权利15耐冲击、耐振动要求，装置中易松动器件采用特种胶粘工艺，使装置能适应飞机的冲击、振动条件保证装置正常工作。权利21根据独立权利要求，满足飞机荧光灯亮/暗控制及多型号荧光灯使用的装置包括：(1)通过状态控制电路对灯管实现亮、暗控制；(2)通过开关升压电路控制灯管启动电压，通过开关稳流电路稳定灯管电流，实现多型号荧光灯管使用要求。权利22根据权利21亮、暗控制要求，通过状态控制电路改变开关稳流电路方波脉冲电流的占空比来实现灯管的亮、暗控制。权利23根据权利21多型号荧光灯管使用要求，装置采用独立的双控制电路，使装置适用于启动电压不超过650伏直流、输出功率不超过80瓦、工作电流大致为250毫安(亮态)和50毫安(暗态)的单管或双管荧光灯的控制。权利24根据独立权利要求，满足民航飞机对装置体积小、重量轻、散热好的使用要求：(1)恰当划分并设计印制电路，使结构紧凑。(2)采用铝质金属外壳。(3)用防松紧固件使外壳与散热板紧密接触。权利25根据权利24，印制电路板设计划分成上下两块，以元件面相对穿插组装，大功率器件的散热板同时起到结构支撑件的作用。权利26根据权利24，装置的金属外壳，用0.8mm铝质板材制作，分成底板和上罩两部份，经黑色阳极化处理，使重量轻，散热好。权利27根据权利24，整个金属外壳用4只带防松装置紧固件安装在散热支架上，且二者保持紧密接触，以保持良好的散热条件。