[发明专利]单级电路结构的电子镇流器

说明书

技术领域

本发明涉及单级电路结构的电子镇流器，也涉及照明领域，包括农业渔业用照明、工业照明、商业照明和道路照明等。

背景技术

目前照明领域中电子镇流器，包括高压气体放电灯HID电子镇流器应用越来越多，但几乎都是二级甚至三级电路结构的电子镇流器。

图1是二级电子镇流器原理以及连接图。

其第一级是整流桥后的功率因数控制电路，目前基本都采用功率因素芯片PFC实现有源功率因数补偿APFC功能，大多采用Boost升压型，也可用Buck_Boost升降压型或反激型，经过功率因数控制电路，把整流桥后的单向半正弦波变为平滑、稳定的直流电。

其第二级是将第一级输出的直流电通过半桥或者全桥逆变成几十KHz到几百KHz的高频或者几十Hz到几百Hz的低频的交流电，输出到气体放电灯Lamp，其电压有效值一般都较输入电压有效值低。

图2是三级电子镇流器原理以及连接图。

其第一级也是整流桥后的功率因数控制电路，目前基本都采用功率因素芯片PFC实现有源功率因数补偿APFC功能，大多采用Boost升压型,也可用Buck_Boost升降压型或反激型，经过功率因数控制电路，整流桥后的单向半正弦波被变为平滑稳定的直流电。

其第二级是DC~DC开关电源转换电路，其将功率因数控制电路输出的直流电转换成另一个电压值的直流电,大多数采用Buck降压型送到第三级。

其第三级采用半桥或全桥将第二级电路送来的直流电逆变成交流电输出到气体放电灯Lamp。

现有的二级特别是三级的电子镇流器，其级数多、结构复杂、元器件多，从而使得其成本相对高、可靠性相对低。

发明内容

本发明的目的是提供单级电路结构的电子镇流器。

本发明所述的单级电路结构的电子镇流器，由交流输入电压检测相位检测U3、电流检测U2、由4个二极管构成的整流桥D1、由4个半导体开关S1/S2/S3/S4构成的半导体全桥电路FB、片上系统SoC集成电路U1以及电感L1组成，半导体全桥电路FB直接连接到其前面的整流桥D1，该半导体全桥电路FB将整流桥D1输出的单向正弦波直流电直接转换成和交流输入电源同频、同相的、降压的准正弦交流电输出到气体放电灯Lamp，并点亮该灯。

所述的单级电路结构的电子镇流器，从整流桥D1输出到气体放电灯Lamp，中间只有一级电路。

所述的一级电路，是由半导体开关S1、半导体开关S2、半导体开关S3、半导体开关S4等4个半导体开关组成的半导体全桥电路FB，4个半导体开关的控制时序由片上系统SoC集成电路U1来控制。

所述的半导体全桥电路FB，当片上系统SoC集成电路U1的端口7判断输入交流电为正半周时，则固定左侧桥臂或右侧桥臂其中一侧桥臂的半导体开关状态不动，与此同时高速通、断另一侧桥臂；当片上系统SoC集成电路U1的端口7判断输入交流电为负半周时，则调整开关规则按相反次序。

所述的左侧桥臂和右侧桥臂上的半导体开关，左侧桥臂和右侧桥臂中上下两个半导体开关的状态一定是相反的，左侧桥臂上面的半导体开关S1或右侧桥臂上面的半导体开关S2开通时，左侧桥臂下面的半导体开关S3或右侧桥臂下面的半导体开关S4一定是关断状态，反之则反。

所述的单级电路结构的电子镇流器，具备有源功率因数补偿APFC功能。

所述的单级电路结构的电子镇流器，与现有二级、三级镇流电路相比，本发明的整流桥后不需要大容量滤波电容C1，整流桥D1输出的是单向、有正弦波浪的直流电，不需将其滤波成平坦直流电，而是将这个单向、以正弦波浪起伏的直流电直接转化成与输入交流电同频、同相、降压的准正弦的交流电，并直接输出到气体放电灯Lamp。

所述的单级电路结构的电子镇流器，有交流电输入电压检测、相位检测和灯电流检测等功能，通过特别设计的片上系统SoC集成电路U1来计算处理、控制半导体开关的占空比，并结合电感特性调节灯电流来实现灯的恒电流或者灯的恒功率等功能。

所述的单级电路结构的电子镇流器，通过特别设计的内置半导体片上系统SoC集成电路U1可以检测灯的电流和交流输入电压，通过计算和逻辑判断来实现过压、过流的保护功能。

本发明相对二级和三级电子镇流器，结构简化成一级电源转换，同时具备有源功率因数补偿APFC功能，具有结构简单、效率高、可靠性高、成本低等优点。

附图说明：

图1是二级电子镇流器原理以及连接图。

图2是三级电子镇流器原理以及连接图。