CN111225466A - 电子镇流器、紫外线灯和荧光灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电子镇流器、紫外线灯和荧光灯，包括整流电路、滤波电路、半桥开关电路、驱动变压电路和用于与紫外线灯或荧光灯连接的负载电路。其中整流电路和滤波电路用于将交流电变为直流电，并将纹波滤除。驱动变压电路中的非闭合磁路磁芯和三组线圈驱动半桥开关电路，以产生高频交流电压。本发明的技术方案采用的非闭合磁路磁芯，可以采用变压器自动绕线机制造，生产效率非常高，且可以较好的控制好其电感量，从而可以很好的控制电路自激震荡的频率，提高产品一致性，使得电子镇流器的生产效率大大提高。

Description

电子镇流器、紫外线灯和荧光灯

技术领域

本发明涉及特种紫外线消毒技术领域，具体涉及一种电子镇流器、紫外线灯和荧光灯。

背景技术

紫外线消毒灯由于具有显著的消毒效果和低廉的价格，受到人们的青睐。新型肺炎爆发后，更是提高了市场上对于紫外线消毒灯的需求。无论是紫外线消毒灯还是常见的荧光灯，都需要使用电子镇流器驱动光源。

现有技术中紫外消毒灯和荧光灯，其电子镇流器基本上是通过自激磁环驱动三极管半桥架构，但是磁环线圈属于闭合磁路，磁环线圈的一致性达到理想状态是非常困难的，使得电子镇流器的可靠性较低。若要生产出高品质的磁环线圈，需要进行逐个分选，而且，需要人工绕制以生产磁环线圈，无法实现机器自动化生产，生产效率低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电子镇流器、紫外线灯和荧光灯，以克服目前电子镇流器的可靠性和生产效率均较低的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种电子镇流器，包括：整流电路、滤波电路、半桥开关电路、驱动变压电路和负载电路；

所述驱动变压电路包括非闭合磁路磁芯和缠绕在所述非闭合磁路磁芯上的三组线圈，分别为第一线圈、第二线圈和第三线圈；其中，所述第一线圈和所述第三线圈相位相同，所述第一线圈和所述第二线圈的相位相反；

所述半桥开关电路包括第一功率开关和第二功率开关；

所述整流电路的输入端输入市电电源，所述整流电路的输出端与所述滤波电路的两端相连；

所述第一线圈的第一端与所述第一功率开关的第一端相连，所述第一线圈的第二端连接线路节点，所述线路节点分别与所述第三线圈的第一端、所述第一功率开关的第二端和所述第二功率开关的第三端相连；所述第二线圈的第一端与所述第二功率开关的第一端相连；所述第三线圈的第二端与所述负载电路的第一端相连；

所述滤波电路的第一端分别与所述线路节点、所述第一功率开关的第三端、所述第二功率开关的第一端和所述负载电路的第二端相连；

所述滤波电路的第二端分别与所述第二功率开关的第二端、所述第二线圈的第二端和所述负载电路的第三端相连。

进一步地，以上所述的电子镇流器，还包括限流电感，所述第三线圈的第二端通过所述限流电感与所述负载电路的第一端相连。

进一步地，以上所述的电子镇流器，还包括软启动电路；

所述软启动电路包括第一电阻、双相触发二极管和第一电容；

所述第一电阻的第一端与所述滤波电路的第一端相连，所述第一电阻的第二端分别与所述双相触发二极管DI的第一端和所述第一电容的第一端相连；

所述第一电阻的第二端还与所述线路节点相连，即所述滤波电路的第一端通过所述第一电阻与所述线路节点相连；

所述双相触发二极管DI的第二端与所述第二功率开关的第一端相连；

所述第一电容的第二端与所述滤波电路的第二端相连。

进一步地，以上所述的电子镇流器，所述半桥电路还包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻和第二电容；

所述第一二极管的正极端与所述第一电阻的第二端相连，所述第一二极管的负极端与所述线路节点相连，即所述第一电阻通过所述第一二极管与所述线路节点相连；

所述线路节点还分别与所述第二电阻的第一端、所述第二电容的第一端和所述第二二极管的正极端相连；

所述第二电阻的第二端、所述第二电容的第二端与所述滤波电路的第一端相连；

所述第一功率开关的第二端通过所述第三电阻与所述线路节点相连；所述第一功率开关的第一端与所述第二二极管的负极端相连，所述第一功率开关的第一端还通过所述第四电阻与所述第一线圈的第一端相连；

所述第二功率开关的第一端通过所述第五电阻与所述第二线圈的第一端相连，所述第二功率开关的第一端还与所述第三二极管的负极端相连，所述第三二极管的正极端与所述滤波电路的第二端相连；

所述第二功率开关的第二端通过第六电阻与所述滤波电路的第二端相连。

进一步地，以上所述的电子镇流器，所述第一功率开关为三极管或MOS管；

所述第二功率开关为三极管或MOS管。

进一步地，以上所述的电子镇流器，所述负载电路包括第一负载接口、第二负载接口、第三负载接口、第四负载接口、第四电容、第五电容、第六电容、第四二级管和第五二极管；

所述第四二级管的正极端作为所述负载电路的第一端与所述限流电感相连，所述第四二级管的正极端还与所述第二负载接口相连；

所述第四二级管的负极端分别与所述第四电容的第一端和所述第一负载接口相连，所述第四电容的第二端分别与所述第三负载接口、所述第五二极管的负极端相连，所述第五二极管的正极端与所述第四负载接口相连；

所述第四负载接口还分别与所述第五电容的第一端和所述第六电容的第一端相连，所述第五电容的第二端作为所述负载电路的第二端与所述滤波电路的第一端相连，所述第六电容的第二端作为所述负载电路的第三端与所述滤波电路的第二端相连。

进一步地，以上所述的电子镇流器，所述电子镇流器还包括EMC电路，浪涌电路，保护电路和预热电路。

进一步地，以上所述的电子镇流器，所述非闭合磁路磁芯为EE型磁芯。

本发明还提供了一种紫外线灯，包括紫外灯管和以上任一项所述的电子镇流器；

所述电子镇流器与所述紫外灯管相连。

本发明还提供了一种荧光灯，包括荧光灯管和以上任一项所述的电子镇流器；

所述电子镇流器与所述荧光灯管相连。

本发明的电子镇流器、紫外线灯和荧光灯，包括整流电路、滤波电路、半桥开关电路、驱动变压电路和用于与灯管连接的负载电路。其中整流电路和滤波电路用于将交流电变为直流电，并将纹波滤除。驱动变压电路中的非闭合磁路磁芯和三组线圈驱动半桥开关电路，以产生高频交流电压。本发明的技术方案采用的非闭合磁路磁芯，可以采用变压器自动绕线机制造，生产效率非常高，且可以很好的控制好其电感量，从而可以很好的控制电路自激震荡的频率，提高产品一致性，使得电子镇流器的生产效率大大提高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明电子镇流器一种实施例提供的电路图；

图2是本发明电子镇流器另一种实施例提供的电路图；

图3是本发明紫外线灯一种实施例提供的电路图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1是本发明电子镇流器一种实施例提供的电路图。请参阅图1，本实施例的电子镇流器包括：整流电路1、滤波电路2、半桥开关电路3、驱动变压电路4和负载电路5，其中，负载电路用于连接紫外线灯管或者荧光灯管的灯芯。

驱动变压电路4包括非闭合磁路磁芯和绕在该非闭合磁路磁芯上的三组线圈，分别为第一线圈A1、第二线圈A2和第三线圈A3；其中，第一线圈A1和第三线圈A3相位相同，第一线圈A1和第二线圈A2的相位相反，非闭合磁路磁芯优选为EE型磁芯，例如EE10型。需要注意的是，此处只是进行举例说明，并未限定非闭合磁路磁芯仅为EE10型，其他型号的非闭合磁路磁芯也在本实施例的保护范围内。驱动变压电路4采用4+4PIN的方式，三个线圈分别绕制，采用闭合无气息设计方式。第一线圈A1、第二线圈A2和第三线圈A3的匝数比可以根据实际情况进行设置，例如设置成5∶5∶5等，本实施例不做限定。

半桥开关电路3包括第一功率开关Q1和第二功率开关Q2。第一功率开关Q1和第二功率开关Q2均可以使用三极管或者MOS管作为开关器件。

整流电路1的输入端输入220V的交流市电电源，整流电路1的输出端与滤波电路2的两端相连。整流电路1用于将市电电源提供的220V交流电源转换为直流电源，滤波电路2用于将纹波滤除。

半桥开关电路3的第一线圈A1的第一端与第一功率开关Q1的第一端相连，第一线圈A1的第二端连接线路节点a，线路节点a分别与第三线圈A3的第一端、第一功率开关Q1的第二端和第二功率开关Q2的第三端相连；第二线圈A2的第一端与第二功率开关Q2的第一端相连；第三线圈A3的第二端与负载电路5的第一端相连；滤波电路2的第一端分别与线路节点a、第一功率开关Q1的第三端、第二功率开关Q2的第一端和负载电路5的第二端相连；滤波电路2的第二端分别与第二功率开关Q2的第二端、第二线圈A2的第二端和负载电路5的第三端相连。

具体地，本实施例以第一功率开关Q1和第二功率开关Q2均为型号为13003的NPN型三极管为例进行说明，需要注意的是，此处并未对第一功率开关Q1和第二功率开关Q2进行限定。

第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的第一端均为基极，第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的第二端均为发射极，第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的第三端均为集电极。而且，滤波电路1的第一端优选为正极端，滤波电路1的第二端优选为负极端。上述市电电源产生的电流由整流电路1整流，滤波电路2滤除纹波后，向第二功率开关Q2的基极放电，第二功率开关Q2导通，从滤波电路2第一端流出的电流经过负载电路5、第三线圈A3和第二功率开关Q2之后，回到滤波电路2第二端。

由于第一线圈A1和第三线圈A3相位相同，第一线圈A1和第二线圈A2的相位相反，电流回路进行正反馈，随着电流的增大，第二功率开关Q2马上进入深度饱和状态，经过第三线圈A3的电流逐渐减小，流过第一线圈A1的电流逐渐增大，当流过第一线圈A1的电流增大到一定程度后，第一功率开关Q1导通，电流反向，此时从滤波电路2第一端流出的电流经过第一功率开关Q1、第三线圈A3和负载电路5后，回到滤波电路2第二端。

进一步地，随着第一线圈A1中电流的进一步增大，第一功率开关Q1也马上进入深度饱和状态，同时第二功率开关Q2退出饱和状态，电流再次反向，电路即处在持续逆变状态。

本实施例采用非闭合磁路磁芯，可以采用变压器自动绕线机制造，生产效率非常高，且可以很好的控制好其电感量，从而可以很好的控制电路自激震荡的频率，提高产品一致性，使得电子镇流器的生产效率大大提高。

图2是本发明电子镇流器另一种实施例提供的电路图。请参阅图2，本实施例的电子镇流器还包括限流电感L，第三线圈A3的第二端通过限流电感L与负载电路5的第一端相连。限流电感L可以实现限流作用，进而控制通过负载电路的电流大小，避免由于电流过大损坏灯管。

进一步地，以上所述的电子镇流器，还包括软启动电路6。软启动电路6包括第一电阻R1、双相触发二极管DI和第一电容C1。本实施例中第一电阻R1优选包括两个电阻R11和R12，如图2所示。

第一电阻R1的第一端与滤波电路2的第一端相连，第一电阻R1的第二端分别与双相触发二极管DI的第一端和第一电容C1的第一端相连。第一电阻R1的第二端还与线路节点a相连，即滤波电路2的第一端通过第一电阻R1与线路节点a相连。双相触发二极管DI的第二端与第二功率开关Q2的第一端相连，第一电容C1的第二端与滤波电路2的第二端相连。

具体地，滤波后的电流通过第一电阻R1向第一电容C1充电，当第一电容C1的电压达到双相触发二极管DI的触发电压后，双相触发二极管DI导通，之后再向第二功率开关Q2的基极放电。进而，可以避免电流或者电压突然增大烧毁元器件。

进一步地，以上所述的电子镇流器，半桥电路还包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6和第二电容C2。

如图2所示，第一二极管D1的正极端与第一电阻R1的第二端相连，第一二极管D1的负极端与线路节点a相连，即第一电阻R1通过第一二极管D1与线路节点a相连；线路节点a还分别与第二电阻R2的第一端、第二电容C2的第一端和第二二极管D2的正极端相连；第二电阻R2的第二端、第二电容C2的第二端与滤波电路1的第一端相连；第一功率开关Q1的第二端通过第三电阻R3与线路节点a相连；第一功率开关Q1的第一端与第二二极管D2的负极端相连，第一功率开关Q1的第一端还通过第四电阻R4与第一线圈A1的第一端相连；第二功率开关Q2的第一端通过第五电阻R5与第二线圈A2的第一端相连，第二功率开关Q2的第一端还与第三二极管D3的负极端相连，第三二极管D3的正极端与滤波电路2的第二端相连；第二功率开关Q2的第二端通过第六电阻R6与滤波电路2的第二端相连。

进一步地，以上所述的电子镇流器，整流电路1优选为整流桥，滤波电路2优选为铝质电解电容C3，如图2所示。

进一步地，以上所述的负载电路15包括第一负载接口B1、第二负载接口B2、第三负载接口B3、第四负载接口B4、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第四二级管D4和第五二极管D5。

如图2所示，本实施例的第四二级管D4的正极端作为负载电路15的第一端与限流电感L相连，第四二级管D4的正极端还与第二负载接口B2相连，第四二级管D4的负极端分别与第四电容C4的第一端和第一负载接口B1相连，第四电容C4的第二端分别与第三负载接口B3、第五二极管D5的负极端相连，第五二极管D5的正极端与第四负载接口B4相连。第四负载接口B4还分别与第五电容C5的第一端和第六电容C6的第一端相连，第五电容C5的第二端作为负载电路5的第二端与滤波电路2的第一端相连，第六电容C6的第二端作为负载电路5的第三端与滤波电路2的第二端相连。

具体地，在接入灯管作为负载的情况下，第二功率开关Q2导通时，电流从滤波电路2的第一端流出后，经过的具体路线为：

滤波电路2的第一端→第五电容C5→第四负载接口B4→第三负载接口B3→第四电容C4→第一负载接口B1→第二负载接口B2→限流电感L→第三线圈A3→线路节点a→第二功率开关Q2→第六电阻R6→滤波电路2的第二端。

第一功率开关Q1导通时，电流从滤波电路2的第一端流出后，经过的具体路线为：

滤波电路2的第一端→第一功率开关Q1→线路节点a→第三线圈A3→限流电感L→第二负载接口B2→第一负载接口B1→第四电容C4→第三负载接口B3→第四负载接口B4→第六电容C6→→滤波电路2的第二端。

进一步地，以上所述的电子镇流器，电子镇流器还包括EMC电路，浪涌电路，保护电路和预热电路。EMC电路，浪涌电路，保护电路和预热电路是电子镇流器中的常规结构，本领域的技术人员参照现有技术即可，此处不做赘述。

图3是本发明紫外线灯一种实施例提供的电路图。本实施例的紫外线灯包括紫外灯管6和以上实施例所述的电子镇流器7，电子镇流器7与紫外灯管6相连。

本发明还提供了一种荧光灯，包括荧光灯管和以上实施例所述的电子镇流器，电子镇流器与荧光灯管相连。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电子镇流器，其特征在于，包括：整流电路(1)、滤波电路(2)、半桥开关电路(3)、驱动变压电路(4)和负载电路(5)；

所述驱动变压电路(4)包括非闭合磁路磁芯和缠绕在所述非闭合磁路磁芯上的三组线圈，分别为第一线圈(A1)、第二线圈(A2)和第三线圈(A3)；其中，所述第一线圈(A1)和所述第三线圈(A3)相位相同，所述第一线圈(A1)和所述第二线圈(A2)的相位相反；

所述半桥开关电路(3)包括第一功率开关(Q1)和第二功率开关(Q2)；

所述整流电路(1)的输入端输入市电电源，所述整流电路(1)的输出端与所述滤波电路(2)的两端相连；

所述第一线圈(A1)的第一端与所述第一功率开关(Q1)的第一端相连，所述第一线圈(A1)的第二端连接线路节点(a)，所述线路节点(a)分别与所述第三线圈(A3)的第一端、所述第一功率开关(Q1)的第二端和所述第二功率开关(Q2)的第三端相连；所述第二线圈(A2)的第一端与所述第二功率开关(Q2)的第一端相连；所述第三线圈(A3)的第二端与所述负载电路(5)的第一端相连；

所述滤波电路(2)的第一端分别与所述线路节点(a)、所述第一功率开关(Q1)的第三端、所述第二功率开关(Q2)的第一端和所述负载电路(5)的第二端相连；

所述滤波电路(2)的第二端分别与所述第二功率开关(Q2)的第二端、所述第二线圈(A2)的第二端和所述负载电路(5)的第三端相连。

2.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，还包括限流电感(L)，所述第三线圈(A3)的第二端通过所述限流电感(L)与所述负载电路(5)的第一端相连。

3.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，还包括软启动电路(6)；

所述软启动电路(6)包括第一电阻(R1)、双相触发二极管(DI)和第一电容(C1)；

所述第一电阻(R1)的第一端与所述滤波电路(2)的第一端相连，所述第一电阻(R1)的第二端分别与所述双相触发二极管(DI)的第一端和所述第一电容(C1)的第一端相连；

所述第一电阻(R1)的第二端还与所述线路节点(a)相连，即所述滤波电路(2)的第一端通过所述第一电阻(R1)与所述线路节点(a)相连；

所述双相触发二极管(DI)的第二端与所述第二功率开关(Q2)的第一端相连；

所述第一电容(C1)的第二端与所述滤波电路(2)的第二端相连。

4.根据权利要求3所述的电子镇流器，其特征在于，所述半桥电路还包括第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)和第二电容(C2)；

所述第一二极管(D1)的正极端与所述第一电阻(R1)的第二端相连，所述第一二极管(D1)的负极端与所述线路节点(a)相连，即所述第一电阻(R1)通过所述第一二极管(D1)与所述线路节点(a)相连；

所述线路节点(a)还分别与所述第二电阻(R2)的第一端、所述第二电容(C2)的第一端和所述第二二极管(D2)的正极端相连；

所述第二电阻(R2)的第二端、所述第二电容(C2)的第二端与所述滤波电路(1)的第一端相连；

所述第一功率开关(Q1)的第二端通过所述第三电阻(R3)与所述线路节点(a)相连；所述第一功率开关(Q1)的第一端与所述第二二极管(D2)的负极端相连，所述第一功率开关(Q1)的第一端还通过所述第四电阻(R4)与所述第一线圈(A1)的第一端相连；

所述第二功率开关(Q2)的第一端通过所述第五电阻(R5)与所述第二线圈(A2)的第一端相连，所述第二功率开关(Q2)的第一端还与所述第三二极管(D3)的负极端相连，所述第三二极管(D3)的正极端与所述滤波电路(2)的第二端相连；

所述第二功率开关(Q2)的第二端通过第六电阻(R6)与所述滤波电路(2)的第二端相连。

5.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，所述第一功率开关为三极管或MOS管；

所述第二功率开关为三极管或MOS管。

6.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，所述负载电路(15)包括第一负载接口(B1)、第二负载接口(B2)、第三负载接口(B3)、第四负载接口(B4)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第四二级管(D4)和第五二极管(D5)；

所述第四二级管(D4)的正极端作为所述负载电路(15)的第一端与所述限流电感(L)相连，所述第四二级管(D4)的正极端还与所述第二负载接口(B2)相连；

所述第四二级管(D4)的负极端分别与所述第四电容(C4)的第一端和所述第一负载接口(B1)相连，所述第四电容(C4)的第二端分别与所述第三负载接口(B3)、所述第五二极管(D5)的负极端相连，所述第五二极管(D5)的正极端与所述第四负载接口(B4)相连；

所述第四负载接口(B4)还分别与所述第五电容(C5)的第一端和所述第六电容(C6)的第一端相连，所述第五电容(C5)的第二端作为所述负载电路(5)的第二端与所述滤波电路(2)的第一端相连，所述第六电容(C6)的第二端作为所述负载电路(5)的第三端与所述滤波电路(2)的第二端相连。

7.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，所述电子镇流器还包括EMC电路，浪涌电路，保护电路和预热电路。

8.根据权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，所述非闭合磁路磁芯为EE型磁芯。

9.一种紫外线灯，其特征在于，包括紫外灯管和权利要求1-8任一项所述的电子镇流器；

所述电子镇流器与所述紫外灯管相连。

10.一种荧光灯，其特征在于，包括荧光灯管和权利要求1-8任一项所述的电子镇流器；

所述电子镇流器与所述荧光灯管相连。

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