一種節(jié)能燈具的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種節(jié)能燈具，其包括電源濾波電路、整流濾波電路、無源PFC電路、半橋逆變電路、以及燈絲電路，所述電源濾波電路電連接市電輸出端，抑制因輻射和傳導(dǎo)所引起的電磁干擾；所述整流濾波電路電連接電源濾波電路，對(duì)市電進(jìn)行整流及濾波；所述無源PFC電路電連接整流濾波電路，用于提高功率因數(shù)；所述半橋逆變電路電連接無源PFC電路，該半橋逆變電路包括兩只功率開關(guān)管，每個(gè)功率開關(guān)管的發(fā)射極串聯(lián)一電阻，每個(gè)功率開關(guān)管的基極與發(fā)射極之間并聯(lián)一電容；所述燈絲電路電連接半橋逆變電路，該燈絲電路包括熒光燈、電感、電容、以及與電容并聯(lián)的熱敏電阻。該節(jié)能燈具使用壽命長(zhǎng)，功率因數(shù)高。
【專利說明】
一種節(jié)能燈具
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及照明設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種節(jié)能燈具。
【背景技術(shù)】
[0002] 節(jié)能燈，又稱為省電燈泡、電子燈泡、緊湊型熒光燈及一體式熒光燈，是指將熒光 燈與鎮(zhèn)流器組合成一個(gè)整體的照明設(shè)備。鎮(zhèn)流器分電子鎮(zhèn)流器和電感鎮(zhèn)流器，目前市場(chǎng)上 的節(jié)能燈更多的是使用電子鎮(zhèn)流器，電子鎮(zhèn)流器輕便小巧，可以與燈管等集成在一起，同 時(shí)，還兼具啟輝器功能，還可以通過提高電流頻率或者電流波形（如變成方波)改善或消除 節(jié)能燈的閃爍現(xiàn)象，還可以通過電源逆變過程使得節(jié)能燈可以使用直流電源，因此傳統(tǒng)電 感式整流器正在被日益發(fā)展成熟的電子鎮(zhèn)流器所取代。但是，也正由于電子鎮(zhèn)流器的生產(chǎn) 簡(jiǎn)單，線路簡(jiǎn)單，元件少，成本低，所以就造成了其使用壽命不長(zhǎng)等缺點(diǎn)。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，提供一種節(jié)能燈具，該節(jié)能 燈具使用壽命增長(zhǎng)，功率因數(shù)提高。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案:一種節(jié)能燈具，其包 括電源濾波電路、整流濾波電路、無源PFC電路、半橋逆變電路、以及燈絲電路，所述電源濾 波電路電連接市電輸出端，抑制因輻射和傳導(dǎo)所引起的電磁干擾;所述整流濾波電路電連 接電源濾波電路，對(duì)市電進(jìn)行整流及濾波;所述無源PFC電路電連接整流濾波電路，用于提 高功率因數(shù);所述半橋逆變電路電連接無源PFC電路，該半橋逆變電路包括兩只功率開關(guān) 管，每個(gè)功率開關(guān)管的發(fā)射極串聯(lián)一電阻，每個(gè)功率開關(guān)管的基極與發(fā)射極之間并聯(lián)一電 容;所述燈絲電路電連接半橋逆變電路，該燈絲電路主要由熒光燈、電感L2、電容C5、以及與 電容C5并聯(lián)的熱敏電阻組成。
[0005] 此外，本實(shí)用新型還提供如下附屬技術(shù)方案：
[0006] 所述電源濾波電路為L(zhǎng)C-Ji型濾波電路。
[0007] 所述整流濾波電路為橋式整流濾波電路。
[0008] 所述無源PFC電路主要由二極管D01、二極管D02、二極管D03、電容C03以及電容C04 組成，其中，二極管D01、二極管D02和二極管D03相互串聯(lián)；電容C03與二極管D01和二極管 D02相互并聯(lián);電容C04與二極管D02和二極管D03相互并聯(lián)。
[0009] 相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)在于:本實(shí)用新型的節(jié)能燈具包括電源濾波 電路、整流濾波電路、無源PFC電路、半橋逆變電路、以及燈絲電路，其中無源PFC電路使節(jié)能 燈具的功率因數(shù)提高到0.86~0.98，半橋逆變電路的功率開關(guān)管電連接電阻和電容，延緩 電路的再生反饋過程，不讓功率開關(guān)管處于臨界激勵(lì)狀態(tài)，同時(shí)燈絲電路的熱敏電阻有燈 絲預(yù)熱功能，防止熒光燈燈管兩端早期發(fā)黑，半橋逆變電路和燈絲電路的綜合作用延長(zhǎng)了 熒光燈燈管使用壽命。
【附圖說明】
[0010] 圖1是本實(shí)用新型的節(jié)能燈具的結(jié)構(gòu)框圖。
[0011] 圖2是本實(shí)用新型的節(jié)能燈具的電路圖。
[0012] 圖3是圖2中電源濾波電路的放大電路圖。
[0013]圖4是圖2中整流濾波電路的放大電路圖。
[0014]圖5是圖2中無源PFC電路的放大電路圖。
[0015] 圖6是圖2中半橋逆變電路的放大電路圖。
[0016] 圖7是圖2中燈絲電路的放大電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 以下結(jié)合較佳實(shí)施例及其附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步非限制性的詳細(xì) 說明。
[0018] 參照?qǐng)D1，其為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖，節(jié)能燈具包括電源濾波電路1、整流濾波電 路2、無源PFC電路3、半橋逆變電路4以及燈絲電路5,電源濾波電路1用于抑制因輻射和傳導(dǎo) 所引起的電磁干擾，整流濾波電路2用于將交流電轉(zhuǎn)換為平滑的直流電，無源PFC電路3用于 提高功率因數(shù)，半橋逆變電路4用于將直流電轉(zhuǎn)化為交變電流，燈絲電路5用于受熱發(fā)光。 [0019]參照?qǐng)D2,電源濾波電路1與市電輸出端相互電性連接。進(jìn)一步參照?qǐng)D3,電源濾波 電路1為L(zhǎng)C-JI型濾波電路，主要由兩個(gè)電容和一個(gè)電感組成，用于抑制因輻射和傳導(dǎo)所引起 的電磁干擾，要求由外界來的電器干擾(如無線電設(shè)備、家用電器、機(jī)動(dòng)車輛、閃電、宇宙噪 聲、太陽黑子等等），不影響后續(xù)電路的工作，同時(shí)來自后續(xù)電路內(nèi)部的高頻干擾信號(hào)也不 要通過傳導(dǎo)方式和輻射方式對(duì)同一環(huán)境中其它無線電設(shè)備造成干擾，以便達(dá)到電磁兼容。 [0020]參照?qǐng)D2,整流濾波電路2與電源濾波電路1相互電性連接。進(jìn)一步參照?qǐng)D4,整流濾 波電路2為橋式整流濾波電路，主要由二極管D1、二極管D2、二極管D3、二極管D4和電解電容 C1組成，四個(gè)二極管組成橋式整流電路，把交流電轉(zhuǎn)換為直流電，電解電容C1再對(duì)直流電進(jìn) 行濾波，使其變?yōu)槠交闹绷麟姟?br>[0021] 參照?qǐng)D2,無源PFC電路3與整流濾波電路2相互電性連接。進(jìn)一步參照?qǐng)D5,無源PFC 電路3主要由二極管D01、二極管D02、二極管D03、電容C03以及電容C04組成。其中，二極管 D01、二極管D02和二極管D03相互串聯(lián)；電容C03與二極管D01和二極管D02相互并聯(lián)；電容 C04與二極管D02和二極管D03相互并聯(lián);二極管D01的負(fù)極及電容C03的正極電連接在整流 濾波電路2中的電解電容C1的正極;二極管D03的正極及電容C04的負(fù)極電連接在整流濾波 電路2中的電解電容C1的負(fù)極。
[0022] 用于15W以下的燈管時(shí)，電容C03和電容C04均取4.7yF/250V;用于28W~15W的燈管 時(shí)，電容C03和電容C04均取10yF/250V;用于30W以上的燈管時(shí)，電容C03和電容C04均取22y F/250V;而無論何種規(guī)格燈管，二極管D01、二極管D02和二極管D03均取1N4007。若在電容 C03兩端并聯(lián)一只無極電容(33n/630V)對(duì)提高功率因數(shù)大有裨益。
[0023]無源PFC電路3用于提高功率因數(shù)，經(jīng)實(shí)踐，功率因數(shù)可提高到0.86~0.98,總諧波 含量可控制在0.35%~38%以內(nèi)。
[0024]參照?qǐng)D2,半橋逆變電路4與無源PFC電路3相互電性連接。進(jìn)一步參照?qǐng)D6,圖中功 率開關(guān)管Q1和功率開關(guān)管Q2組成有源半橋支路，電容C4和電容C6組成無源半橋支路，半橋 的中點(diǎn)電壓為直流電壓的一半，即為E/2。本實(shí)施例中，功率開關(guān)管Q1和功率開關(guān)管Q2均選 用MJE13003型，電容C4和電容C6均選用47nF/250V。
[0025]功率開關(guān)管Q1和功率開關(guān)管Q2是電路中的重要組件，起著功率開關(guān)的作用，選擇 時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮其開關(guān)參數(shù)。其工作原理是：加上電源后，由直流電壓提供的電流經(jīng)電阻R1 對(duì)積分電容C2充電，一旦此電壓達(dá)到并超過觸發(fā)二極管D8的轉(zhuǎn)折電壓(約30~40V)后，該二 極管D8擊穿導(dǎo)通，并有電流流入功率開關(guān)管Q2的基極，使Q2導(dǎo)通，此時(shí)，電流流經(jīng)路徑為電 源-電容C4-燈絲電路5-磁環(huán)變壓器的初級(jí)繞組Lie-功率開關(guān)管Q2的集電極-地。具體 地，
[0026]功率開關(guān)管Q2的集電極電流的增長(zhǎng)趨勢(shì)在磁環(huán)變壓器的初級(jí)繞組Lie上產(chǎn)生感應(yīng) 電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)在其次級(jí)繞組Lla、Llb也產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其極性是使各繞組上用?表示的同 名端為正，從而使功率開關(guān)管Q2的基極電位升尚，基極電流、集電流進(jìn)一步加大，即在電路 中產(chǎn)生如下的連鎖反應(yīng)：
[0028]這種連鎖式的正反饋?zhàn)饔檬构β书_關(guān)管Q2導(dǎo)通并飽和。順便指出，在功率開關(guān)管 Q2導(dǎo)通后，電容C2的電荷通過二極管D6和功率開關(guān)管Q2放電，其電壓下降，不再使觸發(fā)管導(dǎo) 通，該支路也不再對(duì)功率開關(guān)管Q2基極產(chǎn)生影響。所以，由電阻R1、電容C2及二極管D8提供 的觸發(fā)信號(hào)只在電源接通后對(duì)功率開關(guān)管Q2起觸發(fā)作用。在功率開關(guān)管Q1、Q2輪流工作后， 其工作頻率較高，功率開關(guān)管Q2截止時(shí)間很短，在這樣短的時(shí)間內(nèi)電容C2來不及得到充分 的充電。而功率開關(guān)管Q2導(dǎo)通后，電容C2又放電。這樣，它上面的電壓是一些幅度很小的鋸 齒波，達(dá)不到足以使二極管D8導(dǎo)通的電壓。因此，一旦電路轉(zhuǎn)換，功率開關(guān)管Q1和功率開關(guān) 管Q2輪流導(dǎo)通與截止后，二極管D8將不再能導(dǎo)通，對(duì)功率開關(guān)管Q2也不起任何作用。
[0029] 在功率開關(guān)管Q2導(dǎo)通后，開始ic2、ib2、vb2均增加，在某一時(shí)刻vb2達(dá)到一個(gè)峰值， ib2也有一個(gè)峰值，以后由于磁環(huán)導(dǎo)磁率下降，vb2、vLlb隨ic2的上升而下降，ib2也下降，由 于基區(qū)存在大量的少數(shù)載流子沒有通過集電結(jié)被拉走，管子處于飽和狀態(tài)。
[0030] 隨著ic2的增加和磁環(huán)導(dǎo)磁率的下降，會(huì)出現(xiàn)磁環(huán)繞阻上的電壓vLlb低于vb2的情 況，使基極電流反向，ib2變?yōu)樨?fù)值，依靠此一反向電流，使基區(qū)多余的電子消失，功率開關(guān) 管Q2從飽和狀態(tài)退出，進(jìn)入放大狀態(tài)，一旦進(jìn)入放大狀態(tài)，電流ic2的下降通過磁環(huán)的正反 饋使ib2減少，ic2進(jìn)一步減少，功率開關(guān)管Q2很快地跳變?yōu)榻刂梗c此同時(shí)，磁環(huán)繞阻Lla上 的電壓改變極性，上正下負(fù)，延遲一段時(shí)間后，功率開關(guān)管Q1有電流產(chǎn)生，磁環(huán)變壓器中將 產(chǎn)生與ic2增加時(shí)相反的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，并形成以下連鎖反應(yīng)：
[0032]結(jié)果功率開關(guān)管Q1迅速由截止變?yōu)閷?dǎo)通。
[0033]上述過程周而復(fù)始地重復(fù)下去，功率開關(guān)管Q1、Q2輪流導(dǎo)通與截止，在兩個(gè)半橋中 點(diǎn)之間形成交變的方波電壓，其幅度為E/2(有源半橋中點(diǎn)的電壓由E下降到0,以后又由0跳 變?yōu)镋，而無源半橋中點(diǎn)的電壓為E/2)。
[0034] 由于功率開關(guān)管本身的損耗，會(huì)使其溫度上升，導(dǎo)致其參數(shù)變化，加劇了電路工作 的不可靠性，為了減少開關(guān)損耗，在電路設(shè)計(jì)上，必須保證功率開關(guān)管確實(shí)工作于開關(guān)狀 態(tài)。因此，在功率開關(guān)管Q1的發(fā)射極串聯(lián)一電阻RE1，同時(shí)其基極與發(fā)射極之間并聯(lián)一電容 C06;功率開關(guān)管Q2的發(fā)射極串聯(lián)電阻RE2,基極與發(fā)射極之間并聯(lián)一電容C07;延緩電路的 再生反饋過程，不讓管子處于臨界激勵(lì)狀態(tài)。
[0035] 在該半橋逆變電路4中還包括電容C3,該電容C3起到續(xù)流作用。具體是，功率開關(guān) 管Q1、Q2每個(gè)三極管的導(dǎo)通時(shí)間均應(yīng)小于半個(gè)周期，即兩個(gè)三極管之間存在一段死區(qū)時(shí)間， 以免兩個(gè)三極管同時(shí)導(dǎo)通而燒毀。但是，流過燈絲電路5的電流又必須是連續(xù)的交變電流， 那么電容C3就起著續(xù)流作用，在兩個(gè)功率開關(guān)管Q1、Q2都不導(dǎo)通時(shí)，它能保證有電流流過燈 絲電路5,使電流連續(xù)的。
[0036] 由于工作時(shí)有高頻脈沖電流流過電容C3,它將因高頻損耗而發(fā)熱，所以，此電容采 用損耗小的聚丙烯電容較好，而且安裝時(shí)遠(yuǎn)離發(fā)熱組件。由于電容C3的續(xù)流作用，流過電容 C3的電流和流過兩個(gè)功率開關(guān)管Q1、Q2電流相疊加，構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的接近正弦波電波，流過 燈絲電路5,保證燈管連續(xù)正常發(fā)光。
[0037]參照?qǐng)D2,燈絲電路5與半橋逆變電路4相互電性連接。進(jìn)一步參照?qǐng)D7,燈絲電路5 主要由熒光燈、電感L2、電容C5、以及與電容C5并聯(lián)的熱敏電阻T組成。熒光燈作為負(fù)載與電 感L2相串聯(lián)，跨接在半橋逆變電路4的兩個(gè)半橋中點(diǎn)之間，電流流經(jīng)路徑為電源-電容C4- 熒光燈燈絲-電容C5-熒光燈燈絲-電感L2-磁環(huán)變壓器的初級(jí)繞組Lie-功率開關(guān)管Q 2 的集電極-地。因此，由半橋逆變電路4送來的交變電壓，經(jīng)過啟動(dòng)電容C5，電感L2的串聯(lián)諧 振作用，其電流變?yōu)榻咏也?，并在電容C5兩端產(chǎn)生了一個(gè)很高的電壓加到熒光燈上，從 而將燈管啟輝點(diǎn)亮。熱敏電阻T為正溫度系數(shù)的熱敏電阻，具有熒光燈燈絲預(yù)熱功能，防止 熒光燈燈管兩端早期發(fā)黑，提高燈具使用壽命。
[0038]綜上所述，本實(shí)用新型的節(jié)能燈具的使用壽命提尚，燈具功率因素提尚，抑制因福 射和傳導(dǎo)引起的電磁干擾。
[0039]需要指出的是，上述較佳實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的 在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本實(shí)用新型精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實(shí) 用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種節(jié)能燈具，其特征在于:其包括電源濾波電路、整流濾波電路、無源PFC電路、半 橋逆變電路、以及燈絲電路， 所述電源濾波電路電連接市電輸出端，抑制因輻射和傳導(dǎo)所引起的電磁干擾； 所述整流濾波電路電連接電源濾波電路，對(duì)市電進(jìn)行整流及濾波； 所述無源PFC電路電連接整流濾波電路，用于提高功率因數(shù)； 所述半橋逆變電路電連接無源PFC電路，該半橋逆變電路包括功率開關(guān)管Q1和功率開 關(guān)管Q2，功率開關(guān)管Q1的發(fā)射極串聯(lián)一電阻Rei，基極與發(fā)射極之間并聯(lián)一電容C〇6,功率開 關(guān)管Q2的發(fā)射極串聯(lián)一電阻RE2，基極與發(fā)射極之間并聯(lián)一電容C〇7 ; 所述燈絲電路電連接半橋逆變電路，該燈絲電路主要由熒光燈、電感L2、電容C5、以及 與電容C5并聯(lián)的熱敏電阻組成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能燈具，其特征在于:所述電源濾波電路為L(zhǎng)C-JI型濾波 電路。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能燈具，其特征在于:所述整流濾波電路為橋式整流濾 波電路。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種節(jié)能燈具，其特征在于:所述無源PFC電路主要由二極管 Doi、二極管D〇2、二極管D〇3、電容0)3以及電容0)4組成，其中， 二極管Doi、二極管D〇2和二極管D〇3相互串聯(lián)； 電容C〇3與二極管D〇l和二極管D〇2相互并聯(lián)； 電容C〇4與二極管D〇2和二極管D〇3相互并聯(lián)。
【文檔編號(hào)】H05B41/295GK205454203SQ201620154627
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月1日
【發(fā)明人】農(nóng)藩耭
【申請(qǐng)人】廣西理工職業(yè)技術(shù)學(xué)院