專(zhuān)利名稱：熒光燈逆變器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熒光燈逆變器，是一種用于各種電壓等級(jí)直流供電環(huán)境供熒光燈配套使用的逆變器。
熒光燈設(shè)計(jì)之初是一種適用交流電供電環(huán)境下的電光源，在直流電源供電環(huán)境下，熒光燈必須與熒光燈逆變器配套使用。至今，熒光燈逆變器基本上還是延用自激式逆變電路，其啟輝與工作原理是利用與熒光燈管(以下簡(jiǎn)稱燈管)串聯(lián)的電感和與燈管并聯(lián)的電容在以其諧振頻率工作的逆變器的激勵(lì)下產(chǎn)生串聯(lián)諧振，在燈管兩端產(chǎn)生高電壓，迫使燈管在燈絲沒(méi)有得到預(yù)熱的狀態(tài)下被擊穿強(qiáng)制啟輝，啟輝后由電感限制燈管電流在正常值。這種冷啟輝方式雖能使燈管迅速啟輝并工作，但違背了燈絲應(yīng)充分預(yù)熱后再加高壓?jiǎn)⑤x的原則，致使啟輝過(guò)程中燈絲受到強(qiáng)電場(chǎng)作用下的正離子轟擊，燈絲上的物質(zhì)特別是有助于電子發(fā)射的陰極氧化物過(guò)度飛濺，極大地縮短了燈管的開(kāi)關(guān)壽命(不足五千次)，致使每個(gè)開(kāi)關(guān)過(guò)程都明顯影響燈管的使用壽命，使使用壽命大大降低(約三到六個(gè)月)，從而喪失了燈管使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。這種冷啟輝過(guò)程要求熒光燈逆變器提供十倍于正常工作電流以上的沖擊電流，使熒光燈逆變器極易在冷啟輝過(guò)程中損壞。如果采用他激式工作方式，這種現(xiàn)象將更加嚴(yán)重。為改善這一缺點(diǎn)，有人采用PTC元件并聯(lián)在諧振電容兩端的方式，使熒光燈逆變器上電后，利用PTC元件冷態(tài)的低電阻值降低電感電容諧振回路的Q值，從而降低電容兩端電壓值，使燈管不能被擊穿啟輝而處于預(yù)熱狀態(tài)。當(dāng)PTC元件通過(guò)電流被電加熱到轉(zhuǎn)折溫度時(shí)，由低電阻狀態(tài)變?yōu)楦唠娮锠顟B(tài)，使諧振回路的Q值升高，電容兩端(即燈管兩端)電壓升高使燈管被擊穿啟輝。從理論上講，這種預(yù)熱啟輝方式可行，但實(shí)際應(yīng)用中，由于PTC元件處于高溫狀態(tài)，因此其可靠性得不到長(zhǎng)期保證，而且當(dāng)環(huán)境溫度變化范圍很大時(shí)，高溫環(huán)境下PTC元件將起不到對(duì)燈管預(yù)熱啟輝的作用，同時(shí)也容易因燈管冷啟輝時(shí)的過(guò)高電壓(高于正常啟輝時(shí)數(shù)倍)造成PTC的擊穿。而在低溫環(huán)境又因加熱的電功率不足以使PTC元件溫度達(dá)到并維持在轉(zhuǎn)折溫度，常使燈管不能被擊穿點(diǎn)燃或點(diǎn)燃后又回到啟輝狀態(tài)，而不能維持正常照明。由于以上諸原因，在實(shí)際應(yīng)用中常出現(xiàn)PTC元件的損壞，甚至先于燈管的損壞，在總的效果上對(duì)燈管的開(kāi)關(guān)壽命改善不十分明顯；如采用在輸入電路中串入限流電路，使熒光燈逆變器在上電后，由于限流電路的作用在較低的電壓下工作使燈管兩端的諧振電壓不足以擊穿并點(diǎn)燃燈管，使燈管處于預(yù)熱狀態(tài)，經(jīng)過(guò)一段延時(shí)后限流電路被短路，熒光燈逆變器供電電壓恢復(fù)正常，燈管兩端因得到高電壓而被擊穿點(diǎn)燃。這種預(yù)熱啟輝方式在原理上與鎮(zhèn)流器-啟輝器的工作原理類(lèi)似，其主要缺點(diǎn)是，限流電壓在預(yù)熱過(guò)程中承受與燈管額定功率相當(dāng)?shù)碾姽β蕬?yīng)力，為熒光燈逆變器正常損耗功率的五到十倍！一旦限流電路完成預(yù)熱后不能被短路將被很快燒壞，因此可靠性低。在熒光燈逆變器上電后為使燈管得到預(yù)熱，如采用電子開(kāi)關(guān)在燈管兩端并入附加電容，迫使電感電容的諧振頻率偏離熒光燈逆變器工作頻率，在燈管兩端不產(chǎn)生串聯(lián)諧振的高電壓，使燈管不被擊穿點(diǎn)燃而處于燈絲預(yù)熱狀態(tài)，再利用延時(shí)電路在燈絲預(yù)熱過(guò)程結(jié)束時(shí)驅(qū)動(dòng)電子開(kāi)關(guān)將附加電容與燈管兩端斷開(kāi)，使電感電容諧振頻率回到熒光燈逆變器工作頻率上，在燈管兩端產(chǎn)生高壓，將燈管擊穿點(diǎn)燃。這種預(yù)熱啟輝方式的主要缺點(diǎn)是電子開(kāi)關(guān)在狀態(tài)轉(zhuǎn)換過(guò)程中將承受預(yù)熱時(shí)的工作電流和擊穿燈管的高電壓及附加由于寄生參數(shù)產(chǎn)生的尖峰電壓，可能會(huì)超出電子開(kāi)關(guān)的安全工作區(qū)損壞電子開(kāi)關(guān)，同時(shí)高電壓電子開(kāi)關(guān)及附屬電路會(huì)造成熒光燈逆變器成本的增加，以上幾種預(yù)熱啟輝方式的共同特點(diǎn)是預(yù)熱啟輝過(guò)程中，起預(yù)熱啟輝作用的元件承受高的功率應(yīng)力沖擊，使熒光燈逆變器可靠性得不到保證。
目前熒光燈逆變器的缺點(diǎn)之二是在燈管不能被激活啟輝時(shí)熒光燈逆變器得不到應(yīng)有的保護(hù)或保護(hù)動(dòng)作失誤形同虛設(shè)，導(dǎo)致熒光燈逆變器過(guò)熱燒壞，因此可以經(jīng)?？吹接脡囊粋€(gè)燈管就燒壞一個(gè)熒光逆變器或一但燈管不能正常啟輝就燒壞熒光燈逆變器的現(xiàn)象。
缺點(diǎn)之三是自激式熒光燈逆變器由于元件參數(shù)(特別是磁性材料)的一致性不夠理想而性能難以得到良好的一致性。
缺點(diǎn)之四是對(duì)于不同電壓等級(jí)，不同規(guī)格燈管，熒光燈逆變器的電路參數(shù)幾乎需要全新設(shè)計(jì)。
缺點(diǎn)之五是各種熒光燈逆變器在設(shè)計(jì)時(shí)根本不考慮瞬變過(guò)電壓，不能適應(yīng)常有瞬變過(guò)電壓的應(yīng)用場(chǎng)合。
缺點(diǎn)之六是因電路中有電解電容器而不能適應(yīng)低溫，特別是高溫環(huán)境使壽命縮短或根本不能用。
本實(shí)用新型的目的在于獲得對(duì)燈管和熒光燈逆變器沖擊應(yīng)力盡可能小的預(yù)熱啟輝方式，使熒光燈逆變器和各種規(guī)格熒光燈管的開(kāi)關(guān)壽命均超過(guò)十萬(wàn)次，提高熒光燈逆變器和燈管的使用壽命達(dá)三年或更長(zhǎng)時(shí)間；在燈管不能被激活啟輝狀態(tài)下，使熒光燈逆變器得到保護(hù)，提高可靠性；采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，使熒光燈逆變器對(duì)于不同電壓等級(jí)或不同規(guī)格燈管時(shí)，除僅需改變變壓器的變比其余參數(shù)均為統(tǒng)一，以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)；采用多級(jí)復(fù)合吸收過(guò)電壓技術(shù)，保證熒光燈逆變器承受各種嚴(yán)酷環(huán)境下的瞬變過(guò)電壓；采用無(wú)極性電解電容器技術(shù)和低功耗設(shè)計(jì)使熒光燈逆變器可長(zhǎng)期工作在環(huán)境溫度為85℃的場(chǎng)合。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案采取在預(yù)熱和啟輝過(guò)程中熒光燈逆變器的各元件均不承受超出正常工作狀態(tài)的電功率的低應(yīng)力兩級(jí)變頻預(yù)熱啟輝方式；在預(yù)熱啟輝過(guò)程中和啟輝后約0.5-2秒內(nèi)，鎖定不啟輝保護(hù)電路，以確保在各種環(huán)境條件下預(yù)熱、啟輝過(guò)程得到保證。在啟輝后0.5-2秒后不啟輝保護(hù)電路恢復(fù)功能，當(dāng)檢測(cè)出有不能被激活啟輝的燈管時(shí)關(guān)閉熒光燈逆變器的功率轉(zhuǎn)換電路或切斷向燈管的供電電路或改變熒光燈逆變器工作頻率偏離諧振頻率以限制由不啟輝造成的過(guò)電流；采用兩級(jí)電感、壓敏電阻抗過(guò)電壓電路以消除單壓敏電阻或單級(jí)電感、壓敏電阻抗過(guò)電壓電路因壓敏電阻的殘壓比較大造成的殘存過(guò)電壓，采用瞬變電壓抑制二級(jí)管(一種特殊的穩(wěn)壓二極管)限制壓敏電阻不能作出響應(yīng)的瞬變過(guò)電壓的快速上升前沿。采用無(wú)電解電容設(shè)計(jì)和低功耗設(shè)計(jì)，使電路可長(zhǎng)期工作在85℃的高溫環(huán)境。
根據(jù)上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的基本電路如圖1。其電路原理、電路和電路中元器件選擇的理論和實(shí)用的依據(jù)如下熒光燈逆變器采用推挽式逆變電路(Q4、Q5、T)，其主要特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，電能傳輸相對(duì)平穩(wěn)連續(xù)，可利用改變變壓器(T)輸入、輸出變比以適應(yīng)不同供電、電壓等級(jí)和與不同規(guī)格燈管的良好匹配，特別適用于供電電壓為48V及以下各供電電壓等級(jí)的熒光燈逆變器，也適用于110V供電電壓環(huán)境。采用自耦變壓器形式不僅可減小變壓器(T)的體積，還可減小因燈管中兩個(gè)燈絲不平衡造成的直流電流分量對(duì)變壓器的直流磁化影響。為簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)并減小驅(qū)動(dòng)損耗，開(kāi)關(guān)管Q4、Q5采用大功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管(POWER MOSFET)。為方便地實(shí)現(xiàn)其他功能，振蕩與驅(qū)動(dòng)電路采用了開(kāi)關(guān)電源專(zhuān)用控制電路，考慮價(jià)格選擇TL494(IC1)，為增強(qiáng)其驅(qū)動(dòng)輸出的下拉能力而附加下拉電路(R15、R16、D4、D5、Q2、Q3等)。
考慮熒光燈逆變器剛上電時(shí)由于防電源反接二極管D6的單向?qū)щ娮饔檬篃晒鉄裟孀兤麟娫措妷寒a(chǎn)生過(guò)沖和燈管燈絲電阻很低，為防止預(yù)熱初期由于以上兩個(gè)原因使流過(guò)諧振電容C7電流過(guò)大，造成其端電壓較高使燈管產(chǎn)生輝光放電甚至擊穿(冷啟輝)，采用上電初期，以較正常預(yù)熱高的工作頻率為起始預(yù)熱頻率待電源過(guò)沖電壓回落，燈絲被初步預(yù)熱后再轉(zhuǎn)入正常預(yù)熱頻率的兩級(jí)變頻預(yù)熱方式，可使燈絲的預(yù)熱較單級(jí)預(yù)熱方式更充分。其實(shí)現(xiàn)方法是在熒光燈逆變器上電后的預(yù)熱初期由IC2中的非門(mén)1和非門(mén)2輸出(腳3、腳4)的低電位通過(guò)D1、D2將R7、R8并入IC1腳6的定時(shí)電阻網(wǎng)絡(luò)上，使定時(shí)電阻的等效值為最低值，熒光燈逆變器工作頻率因此工作在最高的初期預(yù)熱頻率，當(dāng)輔助電源經(jīng)R9對(duì)C2充電使IC2中與非門(mén)1輸入端腳1、腳2開(kāi)始低于閾值電壓時(shí)(約上電后0.3-0.5秒)與非門(mén)1輸出端(腳3)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖剑珼1被反偏關(guān)斷，R7因此脫離IC1腳6的電阻網(wǎng)絡(luò)，使定時(shí)電阻的等效電阻增加到正常預(yù)熱值，熒光燈逆變器工作頻率也因此降到高于L3、C7諧振頻率的正常預(yù)熱頻率，由于這兩階段熒光燈逆變器工作頻率均高于L3、C7的諧振頻率，L3、C7不產(chǎn)生串聯(lián)諧振，C7兩端電壓不足以使燈管輝光放電或擊穿，因而燈管處于燈絲預(yù)熱狀態(tài)，輔助電源經(jīng)R14對(duì)C4充電，使與非門(mén)2的輸入端(IC2的腳5、腳6)電壓低于閾值電壓時(shí)(約上電后1.5至2.5秒)，其輸出端(腳4)轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娢?，D2被反偏關(guān)斷，使R8脫離IC1腳6的電阻網(wǎng)絡(luò)，使定時(shí)電阻的等效電阻上升到正常工作值，使熒光燈逆變器工作在L3、C7的諧振頻率上，L3、C7形成串聯(lián)諧振，在C7上產(chǎn)生高的諧振電壓將燈管擊穿啟輝。至此熒光燈逆變器完成了預(yù)熱啟輝轉(zhuǎn)入正常工作，這時(shí)燈管電流由L3限制(鎮(zhèn)流)。
當(dāng)熒光燈管使用接近壽命終了時(shí)，會(huì)出現(xiàn)燈管不能被激活啟輝現(xiàn)象，在交流電源供電并用鎮(zhèn)流器啟輝器與燈管配套使用時(shí)，啟輝器將反復(fù)通斷，但不能點(diǎn)亮燈管，鎮(zhèn)流器將流過(guò)啟動(dòng)電流，盡管過(guò)熱但還達(dá)不到燒壞鎮(zhèn)流器的程度。而在以電感、電容諧振式啟輝的熒光燈逆變器，由于燈管處于不導(dǎo)通的高阻狀態(tài)，使L3、C7的Q值很高，在L3、C7上流過(guò)高出正常值5至10倍甚至更高的電流，Q4、Q5也隨之受累，使Q4、Q5和L3過(guò)熱燒壞，因此不啟輝保護(hù)功能是必須的。燈管的啟輝到穩(wěn)定點(diǎn)燃需要時(shí)間(約10毫秒到100毫秒)，即啟輝期間。是不允許不啟輝電路動(dòng)作的。解決的辦法可以是降低靈敏度，但將很難使不啟輝保護(hù)電路在供電電源電壓上限時(shí)不誤動(dòng)作，電壓下限時(shí)不拒動(dòng)作。因此本實(shí)用新型采用在預(yù)熱、啟輝期間封鎖不啟輝保護(hù)電路，待熒光燈逆變器進(jìn)入啟輝狀態(tài)后0.5至2秒內(nèi)解除對(duì)不啟輝保護(hù)電路的封鎖，如這時(shí)燈管仍不能啟輝，則定為不啟輝狀態(tài)，不啟輝保護(hù)電路動(dòng)作，關(guān)閉熒光燈逆變器的逆變電路或切斷燈管供電電路或?qū)晒鉄裟孀兤鞴ぷ黝l率脫離諧振頻率。具體實(shí)現(xiàn)和原理是不啟輝保護(hù)電路由IC2的與非門(mén)3、非門(mén)4構(gòu)成的R-S觸發(fā)器和檢測(cè)電路D7-D10、R23-R27、C8、C9和L3的次級(jí)感應(yīng)構(gòu)成。熒光燈逆變器上電后因與非門(mén)3輸入端(腳12)為低電位，強(qiáng)制輸出端(腳11)，輸出高電位(為封鎖狀態(tài))，當(dāng)熒光燈逆變器完成預(yù)熱過(guò)程后IC2的腳4變?yōu)楦唠娢徊⑼ㄟ^(guò)R12向C3充電，當(dāng)使腳12電位高于閾值后不啟輝保護(hù)電路解除封鎖。如燈管正常工作，電感L3次級(jí)感應(yīng)的電壓經(jīng)D7-D10整流，R24-R26分壓，C8、C9濾波后的電壓加到IC2腳8電壓高于閾值電壓，腳11維持高電位，熒光燈逆變器處于正常工作狀態(tài)。而當(dāng)燈管不能被激活啟輝時(shí)，L3次級(jí)感應(yīng)出的電壓經(jīng)D7-D10整流，R24-R26分壓，C8、C9濾波后迫使IC2腳8電壓低于閾值電壓，使腳11輸出低電壓，經(jīng)導(dǎo)通的D3送到IC1腳2、腳15使IC1中的誤差放大器輸出端腳3輸出高電位關(guān)閉IC1的輸出，使Q4、Q5不能導(dǎo)通，熒光燈逆變器被關(guān)閉。這時(shí)僅IC1的振蕩電路和IC2在工作，因此不啟輝保護(hù)狀態(tài)下的損耗很低。由于燈管的正常啟輝與不啟輝狀態(tài)下電感電流，電壓明顯不同，故以CMOS門(mén)的輸入閾值電壓判別是可行的，而且是R-S觸發(fā)電路，輸出端不可能工作在線性狀態(tài)。在這里充分地運(yùn)用了CMOS門(mén)的微功耗和鎖封功能。
在同一熒光燈逆變器為兩個(gè)或兩個(gè)以上燈管供電時(shí)，需要對(duì)故障燈管電流切斷或限制的同時(shí)，還要保證非故障燈管的照明。為此可在圖1基礎(chǔ)上稍加改變即得到如圖2所示的雙燈管熒光燈逆變器，與圖1不啟輝保護(hù)功能不同的是圖2電路的不啟輝保護(hù)電路輸出端通過(guò)D3，將R34并入IC1腳6相連電阻網(wǎng)絡(luò)。在不啟輝保護(hù)電路工作時(shí)，IC2腳11輸出低電位D3導(dǎo)通，將R34并入IC1腳6的電阻網(wǎng)絡(luò)，使定時(shí)電阻的等效電阻降低，熒光燈逆變器工作頻率升高，脫離L3、C7和I4、C10的諧振頻率，從而限制故障燈管的電流在安全值，同時(shí)正常燈管保持照明狀態(tài)。但這種電路的不足是1、不啟輝保護(hù)時(shí)正常燈管因熒光燈逆變器頻率升高而照度下降；2、諧振電感流過(guò)電流仍發(fā)熱。為克服上述不足，可采用圖3方式即用IC3的與非門(mén)1、與非門(mén)2構(gòu)成R-s觸發(fā)電路控制Q6的導(dǎo)通與關(guān)斷，在燈1(LAMP1)不能被激活啟輝時(shí)，Q6關(guān)斷，切斷燈1的供電回路，同理用IC3的與非門(mén)3、與非門(mén)4構(gòu)成R-S觸發(fā)電路控制Q7關(guān)斷，切斷燈2的供電回路。由于是切斷燈管的供電回路，故不影響熒光燈逆變器其它部分的工作，故正常燈管在故障燈管被保護(hù)時(shí)仍保持正常照度。為防止Q6、Q7在關(guān)斷期間L3、I4產(chǎn)生的過(guò)電壓，故在Q6、Q7上并聯(lián)壓敏電阻NTR3、NTR4限制。
為防止熒光燈逆變器受到來(lái)自供電電源導(dǎo)入的瞬變過(guò)電壓或浪涌電壓，本實(shí)用新型采用兩級(jí)電感、壓敏電阻與瞬變電壓抑制二級(jí)管相結(jié)合的抗瞬變過(guò)電壓或浪涌電壓電路(如圖1所示的L1、L2、NTR1、NTR2和DZ3)。以L2、NTR2吸收瞬變過(guò)電壓和浪涌電壓的大部分能量。由于在NTR2上可能出現(xiàn)較大的殘壓比所產(chǎn)生殘余的過(guò)電壓，可以由L1、NTR1進(jìn)一步抑制到允許值，并用瞬變電壓抑制二級(jí)管抑制壓敏電阻不能作出響應(yīng)的瞬變過(guò)電壓的快速上升沿。
在熒光燈具有預(yù)熱啟輝、不啟輝保護(hù)和抗瞬變過(guò)電壓功能后逆變器的使用壽命和適用的環(huán)境溫度主要取決于電路中的電容器類(lèi)型和熒光燈逆變器工作溫升。一般電解電容器的主要性能參數(shù)僅能在85℃環(huán)境下保持一千小時(shí)，而適用105℃的耐高溫電解電容器在105℃環(huán)境下可保持性能參數(shù)一千小時(shí)，在85℃環(huán)境下壽命約四千小時(shí)。當(dāng)環(huán)境溫度為85℃時(shí)逆變器表面溫升10℃，內(nèi)部不發(fā)熱部分的溫度將高于環(huán)境溫度20℃。因此電解電容器不僅不適用于工作在85℃環(huán)境溫度的熒光燈逆變器，就是工作在50℃環(huán)境溫度時(shí)，電解電容器的壽命也是影響熒光燈逆變器使用壽命的主要因素。由于直流供電電源的熒光燈逆變器不需要像交流供電時(shí)整流后需大電容濾波，因此可采用容量較小(如1μF)的薄膜電容器，可在105℃環(huán)境溫度下長(zhǎng)期工作。成本也可以接受。限制熒光燈逆變器中大功率晶體管表面溫升在40℃以下，變壓器、電感的溫升在30℃以下，其它功耗較小的元件的溫升在20℃以下，在技術(shù)和成本上都是可行的。以大功率晶體管最高結(jié)溫150℃，殼溫140℃，變壓器、電感為B級(jí)絕緣，熒光燈逆變器可長(zhǎng)期工作在85℃的環(huán)境溫度。這對(duì)于環(huán)境溫度高或散熱條件差的環(huán)境下長(zhǎng)期可靠的應(yīng)用是極為重要的。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案與已有的熒光燈逆變器相比，其優(yōu)點(diǎn)首先是燈管的開(kāi)關(guān)壽命從不足五千次提高到至少十萬(wàn)次，一般可達(dá)二十萬(wàn)至五十萬(wàn)次。熒光燈的開(kāi)關(guān)基本上不再影響其使用壽命，與開(kāi)關(guān)壽命一同受益的燈管使用壽命得到顯著延長(zhǎng)，燈管的預(yù)熱啟輝和由于熒光燈逆變器與燈管的良好匹配使燈管電流波形系數(shù)較小(約1.4)小于燈管制造商提出的不高于1.7的要求，使燈管壽命可長(zhǎng)于制造商所給的使用壽命，因此燈管使用壽命可由用已往的熒光燈逆變器的3-6個(gè)月延長(zhǎng)到三年或更長(zhǎng)的時(shí)間。本實(shí)用新型的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是具有在燈管不能被激活啟輝時(shí)，熒光燈逆變器得到保護(hù)，消除了用壞一個(gè)燈管同時(shí)也燒壞一個(gè)熒光燈逆變器的現(xiàn)象，使熒光燈逆變器的使用壽命得到延長(zhǎng)。以上兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)可使用戶大大減少照明使用成本，如將本項(xiàng)目用于鐵路客車(chē)，每年可相對(duì)已往熒光燈逆變器節(jié)約燈管約二百萬(wàn)只，熒光燈逆變器數(shù)十萬(wàn)只，而且大大減少?gòu)U棄燈管造成的汞及熒光粉對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)生產(chǎn)廠家可創(chuàng)年產(chǎn)值千萬(wàn)余元。第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)和余度設(shè)計(jì)，批量生產(chǎn)時(shí)由于元器件參數(shù)偏差已在設(shè)計(jì)內(nèi)考慮到，不會(huì)影響產(chǎn)品性能的一致性，凡需精細(xì)調(diào)節(jié)之處均采用雙電阻控制精度方式(如R2和R4等)；對(duì)同一規(guī)格燈管設(shè)計(jì)，逆變器在應(yīng)用于不同供電電壓時(shí)僅需更換合適的變壓器和相應(yīng)耐壓的大功率晶體管Q1、Q4、Q5。不同規(guī)格燈管逆變器的不同之處也僅在于變壓器的變比，諧振電感L3，諧振電容C7的參數(shù)。因此非常適用工業(yè)化生產(chǎn)。本實(shí)用新型第四個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可適用較高的環(huán)境溫度，并具有抗瞬變過(guò)電壓和浪涌電壓的能力。
本實(shí)用新型實(shí)施方案單燈熒光燈逆變器實(shí)際電路為圖1。去掉上蓋后的主要內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖6、圖7，圖中以字母或字母與數(shù)字組合標(biāo)志的元件與圖1對(duì)應(yīng)的元件一致。另外，以數(shù)字標(biāo)志的為CD1九針插座1，保險(xiǎn)絲管座2，逆變器底板3，主電路板(及標(biāo)注明元件)4，立式電路板5，固定螺絲6，端面板7。雙燈熒光燈逆變器實(shí)際電路為圖3。圖1與圖3的電路原理如前所述，不再贅述。
本著低成本、實(shí)用、低損耗、設(shè)計(jì)方案能適應(yīng)寬的供電電壓等級(jí)和各種規(guī)格燈管的原則，輔助電源采用了最簡(jiǎn)單的由Q1、DZ2、R22構(gòu)成的射極跟隨器穩(wěn)壓電路，可適用于12V到110V的供電電壓，避免三端集成穩(wěn)壓器不能用于36V以上供電電壓和自身工作所消耗的數(shù)毫安的電流等問(wèn)題。如需減小Q1損耗可在其集電極串入適當(dāng)阻值和功率的電阻R21。振蕩與驅(qū)動(dòng)電路IC1為T(mén)L494，預(yù)熱延時(shí)控制與不啟輝保護(hù)電路IC2可采用CD4093?？紤]開(kāi)關(guān)尖峰電壓、上電時(shí)的過(guò)沖電壓和某些人為的操作過(guò)電壓，Q4、Q5的耐壓應(yīng)選擇最高供電電壓的4倍左右，如48V供電電壓等級(jí)的最高電壓為65V，Q4、Q5應(yīng)選擇耐壓為250V，電流額定不僅要滿足實(shí)際工作電流要求，還要滿足散熱能力限制和啟輝時(shí)的瞬間沖擊電流，可選實(shí)際工作電流的3-5倍。為熒光燈逆變器的裝卸方便，所有引出線可用SJ298標(biāo)準(zhǔn)中的CD1-9Z插座引出。逆變器中的元件布置以Q1、Q4、Q5、T、L3的散熱為主，走線盡可能短，IC1、IC2及附屬元件應(yīng)盡可能遠(yuǎn)離交流電流較大的元件和走線，如主電路板4板面有限可將一些小信號(hào)電路(如IC1及附屬元件)安置在立式電路板5上為原則?？紤]有耐受振動(dòng)的要求，主電路板4、與底座3、端面板7，均由螺絲釘6固定，上蓋與底座也用螺絲6固定。


附圖一單個(gè)熒光燈逆變器電原理圖附圖二改變熒光燈逆變器工作頻率進(jìn)行不啟輝保護(hù)的雙燈熒光燈逆變器電原理圖附圖三切斷故障燈管供電回路進(jìn)行不啟輝保護(hù)的雙燈熒光燈逆變器電原理圖附圖四改變變壓器抽頭以適應(yīng)較高供電電壓的示意圖附圖五改變變壓器抽頭以適應(yīng)較低供電電壓的示意圖附圖六熒光燈逆變器內(nèi)部結(jié)構(gòu)俯視圖附圖七熒光燈逆變器內(nèi)部結(jié)構(gòu)側(cè)視圖附圖八熒光燈逆變器外部結(jié)構(gòu)示意圖
權(quán)利要求1.一種熒光燈逆變器，電路包括振蕩與驅(qū)動(dòng)電路(IC1)、推挽式逆變電路(Q4、Q5、T)、鎮(zhèn)流電感(L3)及諧振電容(C7)，其特征是延時(shí)電路(IC2)腳3、腳4通過(guò)二級(jí)管(D1、D2)及電阻(R7、R8)連接到振蕩與驅(qū)動(dòng)電路(IC1)腳6。
2.如權(quán)利要求1所述的熒光燈逆變器，其特征是鎮(zhèn)流電感(L3)次級(jí)繞組經(jīng)電阻(R27)、二級(jí)管(D7-D10)、電阻(R23-R26)、電容(C8、C9)連到延時(shí)電路(IC2)腳8，延時(shí)電路腳9、腳11經(jīng)二級(jí)管(D3)連到振蕩與驅(qū)動(dòng)電路(IC1)腳2、腳15。
3.如權(quán)利要求1所述的熒光燈逆變器，其特征是鎮(zhèn)流電感(L3、L4)的次級(jí)繞組經(jīng)電阻(R27、R28)、二級(jí)管(D7-D12)、電阻(R23-R26)、電容(C8)與延時(shí)電路(IC2)腳8連接，延時(shí)電路(IC2)腳9、腳11經(jīng)二極管(D3)、電阻(R34)與振蕩與驅(qū)動(dòng)電路(IC1)腳6連接。
4.如權(quán)利要求1所述的熒光燈逆變器，其特征是變壓器(T)為自耦變壓器。
5.如權(quán)利要求1所述的熒光燈逆變器，其特征是電源輸入端接有電感(L1、L2)、壓敏電阻(NTR1、NTR2)和穩(wěn)壓二級(jí)管(DZ3)。
6.如權(quán)利要求1所述的熒光燈逆變器，其特征是連結(jié)各元件的電容均不是電解電容器。
7.如權(quán)利要求1所述的熒光燈逆變器，其特征是鎮(zhèn)流電感(L3、L4)次級(jí)繞組經(jīng)電阻(R27、R28)、二級(jí)管(D10、D11)、電阻(R23-R25、R29-R31)、電容(C8、C11)分別連到不啟輝保護(hù)控制電路(IC3)腳1、腳13，IC3的腳3、腳10分別連到與L3、L4相串聯(lián)的場(chǎng)效應(yīng)管Q6、Q7的柵極。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及的熒光燈逆變器,是一種用于直流電源供電的熒光燈逆變器,克服了現(xiàn)有熒光燈逆變器及燈管的開(kāi)關(guān)壽命和使用壽命短、燈管不能被激活啟輝狀態(tài)下燒損逆變器,無(wú)抗瞬變過(guò)電壓能力等缺點(diǎn)。其主要技術(shù)特征是:變頻預(yù)熱啟輝、不啟輝保護(hù),具有抗瞬變過(guò)電壓能力,可在－20℃至+85℃環(huán)境溫度下長(zhǎng)期工作,工作電流不隨環(huán)境溫度或電源電壓上升。
文檔編號(hào)H05B41/28GK2372864SQ98218588
公開(kāi)日2000年4月5日 申請(qǐng)日期1998年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月31日
發(fā)明者陳永真 申請(qǐng)人:陳永真