CN210444521U - 一种用于卤素灯的电子镇流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于卤素灯的电子镇流器，包括上开关管Q1、下开关管Q2、电容C3、电容C4、电容C7、电容C8、电感T2A、控制器；还包括电感L1和电容C2，所述的电容C2连接在直流电源的阳极与地之间，电感L1的一端直流电源的阳极相连，另一端分别与上开关管Q1的D极和电容C7的另一端相连。采用本实用新型中方案后，通过调节谐振电感实现MOS管导通在零流的条件下，降低开关损耗，实现软开关的开关模式。在增加一个隔直电容的条件下，改变串接方式，可以，选用更小电流MOS管的同时，提高其管子的可靠性。这样可以更好的实现产品的特性，满足客户的需求。

Description

一种用于卤素灯的电子镇流器

技术领域

本实用新型涉及用于卤素灯的电子镇流器领域。

背景技术

光源在不断发展利用的现代科技条件下，正被不断的运用到各行各业，其卤素灯的发光效率高，其价格优廉和可塑性，所以也是运用范围最广的一种光源，卤素灯属于气体放电灯这一邻域，其电气特性属于负阻特性，而镇流器是指为了克服气体放电型电光源的负阻特性，使之能够正常工作而加入的配套使用的电器设备。正由于光源被应用到不同领域，与之配套的镇流器也得相应的适用到不同的环境中，特别是在植物照明这一块，由于环境的恶劣，用电条件的不一，这都增加了电子镇流器的设计难度，也对电子镇流器的可靠性有着更高的要求，由于现在的植物照明一块，由于本身供电原因，还有灯源的要求，所以很多都要求高输入电压，超高频率输出。如图1所示为现有技术中的半桥电路架构的电路原理图，其工作时序为：其控制电路通过驱动DR_H和DR_L各以相同的50％占空比的PWM波形交互开通，再通过变压器T3交错驱动半桥的上下开关管(MOS管Q3、MOS管Q4也称上开关管Q3和下开关管Q4)来完成半桥回路的电压转换，及能量的输出，具体为当DR_H为高电平，DR_L为低电平时，通过变压器T1驱动上开关管Q3的导通，输入回路通过Vdc(650V)－Q3-T4A-C13-LAMP-GND(由于灯泡点亮，且C14/C15很小，所以电流主要通过灯泡),DH_R为低电平，DH_L为高电平时，上开关管Q3关闭，下开关管Q4导通，这时电容C13充当一个直流源，其电压为1/2Vdc，其电感T4A的电流开始降低，并回到最大负电流，其整个电流回路为T4A-Q4-LAMP-C13，在一个周期内，下开关管Q4导通的时间与上开关管Q3导通的时间一样，所以两个回路流过的电流一样，在电路运行过程中其通过改变开关频率，来限制灯泡上的电流，来实现输出功率的恒定，在此运行过程中，由于驱动方式的固定，其开关管基本工作在硬开关的状态，其开关损耗大，限制了对镇流器的设计。

传统的电子镇流器大多采用软开关设计，其开关损耗大，特别是在启机过程中，由于其输出电流大，镇流器的各器件都工作在最恶劣条件下，其过大的损耗，使得器件温升的急剧升高，很容易造成器件的损坏。

实用新型内容

本实用新型针对传统的电子镇流器大多采用软开关设计，其开关损耗大，特别是在启机过程中，由于其输出电流大，镇流器的各器件都工作在最恶劣条件下，其过大的损耗，使得器件温升的急剧升高，很容易造成器件的损坏的不足。提供一种用于卤素灯的电子镇流器。这种电子全方位流器在传统的电路框架上增加一个串联电感，使其在开关时与MOS之间的电容形成一个谐振，使其MOS管在开关时，起到滤除高频脉冲电流，并在正弦电流的条件下开通。实现一种电流型软开关的方式，这样可以很大程度的降低开关损耗，减少温升，提高镇流器的可靠性，实现在高压输入，高频输出的产品要求，提高产品的竞争力。

本实用新型为实现其技术目的所采用的技术方案是：一种用于卤素灯的电子镇流器，包括上开关管Q1、下开关管Q2、电容C3、电容C4、电容C7、电容C8、电感T2A、控制器；所述的控制器控制上开关管Q1、下开关管Q2轮流开关；直流电源的阳极接上开关管Q1的D极、上开关管Q1的S极接下开关管Q2的D极，下开关管Q2的S极接地；电容C3设置在上开关管Q1的D-S极之间，电容C4设置在下开关管Q2的D-S极之间；上开关管Q1的S极和下开关管Q2的D极相连的公共端接电感T2A的一端，电感T2A的另一端接卤素灯LAMP的阳极，卤素灯LAMP阴极分别接电容C7和电容C8的一端，电容C7的另一端接直流电源的阳极，电容C8的另一端接地；还包括电感L1和电容C2，所述的电容C2连接在直流电源的阳极与地之间，电感L1的一端直流电源的阳极相连，另一端分别与上开关管Q1的D极和电容C7的另一端相连。

采用本实用新型中方案后，通过调节谐振电感实现MOS管导通在零流的条件下，降低开关损耗，实现软开关的开关模式。在增加一个隔直电容的条件下，改变串接方式，可以，选用更小电流MOS管的同时，提高其管子的可靠性。这样可以更好的实现产品的特性，满足客户的需求。

进一步的，上述的用于卤素灯的电子镇流器中：所述的控制器控制上开关管Q1、下开关管Q2轮流开关所采用的电路包括产生相互反相的PWM信号的DR_H和DR_L的PWM发生器、变压器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4；

所述的控制器输出的DR_H和DR_L信号分别加到变压器T1的原边T1A的同相端和异相端，变压器T1的第一副边T1B的同相端通过电阻R1接上开关管Q1的G极，变压器T1的第一副边T1B的异相端接上开关管Q1的S极，电阻R2设置在上开关管Q1的G-S极之间；

变压器T1的第二副边T1C的同相端通过电阻R3接下开关管Q2的G极，变压器T1的第二副边T1C的异相端接下开关管Q2的S极，电阻R4设置在下开关管Q2的G-S极之间。

进一步的，上述的用于卤素灯的电子镇流器中：其特征在于：还包括电容C5、电容C6和电阻R7；所述的电容C5、电容C6和电阻R7串连在卤素灯LAMP的阳极和阴极之间。

以下结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的说明。

附图说明

附图1为现有技术中的半桥驱动电路原理图。

附图2为本实用新型实施例1电流型软开关技术的原理图。

具体实施方式

实施例1，本实施例是一种用于卤素灯的电子镇流器，在传统的半桥型框架的电路结构下，由于其电路架构，其工作主要运转在硬开关管的模式下，特别是在上开关管MOS管开通时，由于杂散电容和电感等原因，在开通瞬间有一组很大的脉冲电流，并在导通期间同样叠加了很多成分的高频纹波电流，这样很容易对MOS管造成冲击，严重导致MOS管的电流击穿和严重发热，导致MOS管的损坏。而本实施例主要是改进电路框架，在输入端增加一个小的谐振电感，半桥隔直电流由之前的一个电容串在半桥的回路中，改为两个串联，一端接高压输入，一端接地，中点串接半桥回路。其谐振的电感的作用主要是：通过调节其谐振电感值使的在MOS管(上、下开关管)开通期间，与MOS管之间的电容形成一个谐振(谐振周期在一个死区内)，使的电流谐振在零点，这时刚好MOS管导通，实现零电流导通，另外管子导通后，其谐振电感有限流的作用，在开始可起到抑制高频脉冲电流的作用，防止高频脉冲电流对器件的损坏(由于在高压输入条件下，其选用的MOS管，都是高压MOS，所以其导通电流和雪崩电流都相对偏小，抗冲击能力弱，更容易被高频脉冲电流冲击损坏)。另外隔直电容在传统的使用中，由于上管关断，下管导通期间，隔直电容还充当了直流源的作用，所以这个电容要求就大，所以回路中的容抗小，冲击电流大，第一个交流回路建立的过程中，其脉冲电流的峰值是正常运行交流电流的2倍，这样就要求MOS管可以通过2倍的运行电流，这样对管子的要求就更高，要么采用更大电流规格的MOS管，要么管子就承受极限电流而造成损坏。而改用新的电路中的两个隔直电容串联，这样就可以减少回路中电容的容值，提高容抗，减少脉冲电流，特别是在第一个开关周期中，交流回路直接建立，最大脉冲电流等于工作中的交流电流，这样就可以选用电流小一点的MOS管，同时提高MOS管的可靠性。

本实施例的用于卤素灯的电子镇流器的电路如图2所示，包括上开关管Q1、下开关管Q2、电容C3、电容C4、电容C7、电容C8、电感T2A、控制器。控制器(未在图中显示)控制上开关管Q1、下开关管Q2轮流开关；采用的电路包括产生相互反相的PWM信号的DR_H和DR_L的PWM发生器、变压器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4；控制器输出的DR_H和DR_L信号分别加到变压器T1的原边T1A的同相端和异相端，变压器T1的第一副边T1B的同相端通过电阻R1接上开关管Q1的G极，变压器T1的第一副边T1B的异相端接上开关管Q1的S极，电阻R2设置在上开关管Q1的G-S极之间；变压器T1的第二副边T1C的同相端通过电阻R3接下开关管Q2的G极，变压器T1的第二副边T1C的异相端接下开关管Q2的S极，电阻R4设置在下开关管Q2的G-S极之间。

电容C2连接在650V的直流电源的阳极与地之间，电感L1的一端直流电源的阳极相连，另一端分别与上开关管Q1的D极和电容C7的另一端相连，上开关管Q1的S极接下开关管Q2的D极，下开关管Q2的S极接地；电容C3设置在上开关管Q1的D-S极之间，电容C4设置在下开关管Q2的D-S极之间；上开关管Q1的S极和下开关管Q2的D极相连的公共端接电感T2A的一端，电感T2A的另一端接卤素灯LAMP的阳极，卤素灯LAMP阴极分别接电容C7和电容C8的一端，电容C7的另一端接直流电源的阳极，电容C8的另一端接地；电容C5、电容C6和电阻R7串连在卤素灯LAMP的阳极和阴极之间。

如图2所示，本实施例的工作时序为：当DR_H为高电平，由于变压器T1的耦合作用，上开关管Q1的G极会有一个高平，由于G极的输入节电容，会有一个驱动电压的延时，再加上上开关管Q1的导通延时，在此时间内，通过调节电感L1的感值，通过电感L1与电容C3/电容C4个小的谐振，当谐振电流为零时Q1刚好导通，实现零电流导通的软开关模式，电路通过Q1-T2-LAMP-C8-GND这条回路给卤素灯LAMP供电，在导通中，由于电感L1的作用，可以滤除高频脉冲电流，起到保护MOS管的作用，同理当上开关管Q1关断，下开关管Q2导通时电流回路为C7-LAMP-T2-Q2-GND，在此过程中，电容C3充电，电容C4放电，由于电感L1与电容C3/电容C4个小的谐振,下管的电压谐振到零时刚好完全导通，实现零电压导通，此时的电流开始急剧上升，而电感在此刻又可起到一个滤除高频脉冲电流的作用。如此上开关管Q1和下开关管Q2交互导通，电流在两个回路中交替运转，持续为灯泡提供能量。而在此过程中由于电感L1参与的谐振及滤除高频脉冲电流的作用，使其开关模式工作在软开关的模式下，即可减少开关损耗，又可防止高频脉冲电流对机器的作用。而此架构下由于电容C7/电容C8中点的恒压作用，即可增大回路中的容抗，减少在交流电流的最大脉冲电流(此电流只有传统模式架构的电流的一半)，这样可以对MOS管(包括上开关管Q1和下开关管Q2)有很好的保护作用。特别是在高压输入高频输出的条件下，其MOS管的选择有了很大的选择空间。

Claims (3)

1.一种用于卤素灯的电子镇流器，包括上开关管Q1、下开关管Q2、电容C3、电容C4、电容C7、电容C8、电感T2A、控制器；

所述的控制器控制上开关管Q1、下开关管Q2轮流开关；

直流电源的阳极接上开关管Q1的D极、上开关管Q1的S极接下开关管Q2的D极，下开关管Q2的S极接地；电容C3设置在上开关管Q1的D-S极之间，电容C4设置在下开关管Q2的D-S极之间；

上开关管Q1的S极和下开关管Q2的D极相连的公共端接电感T2A的一端，电感T2A的另一端接卤素灯LAMP的阳极，卤素灯LAMP阴极分别接电容C7和电容C8的一端，电容C7的另一端接直流电源的阳极，电容C8的另一端接地；

其特征在于：还包括电感L1和电容C2，所述的电容C2连接在直流电源的阳极与地之间，电感L1的一端直流电源的阳极相连，另一端分别与上开关管Q1的D极和电容C7的另一端相连。

2.根据权利要求1所述的用于卤素灯的电子镇流器，其特征在于：所述的控制器控制上开关管Q1、下开关管Q2轮流开关所采用的电路包括产生相互反相的PWM信号的DR_H和DR_L的PWM发生器、变压器T1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4；

所述的控制器输出的DR_H和DR_L信号分别加到变压器T1的原边T1A的同相端和异相端，变压器T1的第一副边T1B的同相端通过电阻R1接上开关管Q1的G极，变压器T1的第一副边T1B的异相端接上开关管Q1的S极，电阻R2设置在上开关管Q1的G-S极之间；

变压器T1的第二副边T1C的同相端通过电阻R3接下开关管Q2的G极，变压器T1的第二副边T1C的异相端接下开关管Q2的S极，电阻R4设置在下开关管Q2的G-S极之间。

3.根据权利要求1或2所述的用于卤素灯的电子镇流器，其特征在于：还包括电容C5、电容C6和电阻R7；所述的电容C5、电容C6和电阻R7串连在卤素灯LAMP的阳极和阴极之间。

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