專利名稱：高效高可靠應急日光燈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在發生特殊情況時提供緊急照明的裝置。
目前，國內生產的同類產品，尤其大功率(如40瓦)應急日光燈，效率低，只有50％左右；亮度低，只有交流電網供電的20-40％；應急照明時間短，只有30-40分鐘；可靠性差，經常燒壞，以至無法查找原因；充電性能差，不是充不足，就是長時間過充，使充電電池達不到正常使用壽命。
本實用新型的目的在于克服上述缺點，提供一種逆變效率高，應急亮度高，應急時間長，可靠性高的應急日光燈。
一種由逆變振蕩變壓器NB和逆變振蕩電路組成的逆變功率振蕩器、無繼電器逆變切換、徹底關斷電路、自動恒流充電、充足自動轉入涓流充電，并有充足、電池開路、短路、自動顯示電路等構成的高效高可靠應急日光燈，所述的逆變振蕩變壓器NB由E1型磁芯之兩個邊腿上繞付線圈和磁芯中心腿上繞輸入輸出偶合線圈組成，兩個付線圈圈數嚴格相等，兩線圈并聯后產生的磁通在中心腿抵消，其一端接輸入線圈的中心抽頭，另一端接逆變器直流電源，輸入線圈是由雙線并繞后首尾相接串聯而成。
本實用新型的優點可使逆變效率提高到85％、亮度初始值達電網供電的75％、平滑期達60％以上。當分別使用1.8AH、3AH、4AH充電電池供電時，逆變時間可分別達到45分鐘、75分鐘、110分鐘。其外接燈管電路不論開路與短路，應急燈都絕對安全可靠不損壞。
本實用新型的其它細節和優點，可通過閱讀下文結合附圖詳加描述的實例即可清楚明了，其中

圖1是本實用新型高效高可靠性應急日光燈的電原理圖；圖2是本實用新型高效高可靠性應急日光燈的逆變振蕩器電原理圖；圖3是本實用新型高效高可靠性應急日光燈的逆變振蕩變壓器的繞制方法示意圖；圖4是本實用新型高效高可靠性應急日光燈的電網及逆變兩種供電狀態下燈管工作原理圖；圖5是本實用新型高效高可靠性應急日光燈的自動充電和充電顯示電路；圖6是本實用新型應急日光燈的電子切換電路。
圖中NB-逆變振蕩變壓器；ZL-工頻鎮流器；L-電感線圈；R1～R25-電阻器；C1～C6-電容器；T1～T8-晶體三極管；V1～V3-VMOS大功率場效應管；LD1～LD4-發光二極管；D5、D7、D8-穩壓二極管；D1～D4、D6、D9～D11-二極管；S-啟輝器；DG-日光燈管；K-開關；F-保險絲；W-電位器。
首先參照圖3。本實用新型應急日光燈的逆變振蕩變壓器為特殊關鍵元件，逆變振蕩變壓器，在傳統產品的E1磁芯的兩條邊腿上，加繞付線圈，在E1磁芯的中心腿上繞輸入輸出偶合線圈，兩個付線圈圈數要嚴格相等，其一端接輸入線圈中心抽頭，另一端接逆變器直流電源，輸入線圈是由雙線并繞后首尾相接串聯而成。兩條邊腿付線圈工作中產生的磁場在中腿中互相抵消，可視為一個串聯在電源正極電路中的并聯電感。工作中，由于V1、V2存在開關時間，不可避免地產生共態導通電流，這個電感的存在，將共態導通電流限制在一定強度，同時這個電流以磁能的形式儲存在這個電感中。當共態導通時間過后，這個電感中由于共態導通電流的急速減小而產生感應電勢，這個感應電勢的方向與逆變器的正電源B+串聯相加，使實際的逆變電源電壓提高將近一倍，從而使逆變效率大為提高。同時，本實用新型應急日光燈的輸出開關管采用大功率VMOS管。由于以上措施，本實用新型應急日光燈在直流12V供電逆變狀態下，40瓦日光燈的亮度在達到交流220V正常供電的75％時，消耗電流只有2.4A左右，用10節1.8AH充電電池，可逆變點亮45分鐘(實際可達50分鐘)用3AH電池可達75分鐘，用4AH電池可達100分鐘。即分別可超過半小時、1小時、1.5小時逆變時間。
在本實用新型應急日光燈中，逆變振蕩變壓器的次級，在正常點亮40瓦日光燈管時，可提供560V有效值20KC左右近似正弦波的高頻電壓(相對50周而言)，它足以使40瓦的日光燈管直接點亮。本實用新型的高頻鎮流器采用3300P、2KV的具有一定負溫度系數的高壓磁介電容器C5、C6并聯。電池放電接近終了時，電容中的工作電流下降，工作溫度也下降，其容量增加，燈管中的高頻電流下降的幅度減少，從而日光燈的整個平滑期發光亮度能保持在交流220V供電的60％～70％之間。
參照圖4。本實用新型應急日光燈采用無繼電器設計，工頻鎮流器ZL與C5、C6串聯后接通逆變變壓器，高頻扼流圈L與啟輝器串聯后接入燈管燈絲電路。工頻電流經ZL供給燈管，由于頻率低而不能通過C5、C6至逆變振蕩器。逆變時，高頻電流經C5、C6供給燈管。由于頻率高，ZL可視為開路。為了消除啟輝器中電容器對高頻電流的短路，由附圖4中可看出，在工頻啟輝器中串入了高頻電感L。雖然沒有繼電器，工頻點燈和逆變點燈互不影響。
本實用新型逆變振蕩電路見圖2。NB為逆變振蕩變壓器，V1、V2為振蕩管，V1、V2采用大功率VMOS場效應管。V1、V2與NB組成逆變功率振蕩器，R25聯接V1的柵與V2的漏，R24聯接V1的漏與V2的柵，V1、V2的源聯接在一起接V3的漏。R24、R25巧妙地利用NB的反相作用，為V1、V2提供正反饋從而產生自激振蕩，V3是作為開關而引入的，當V3的G接B+時，開關接通，而G接地時開關徹底關斷。這一自激逆變振蕩器，不論燈管電路是開路(沒接燈管)還是短路，振蕩器都是安全的絕不損壞。
本實用新型電子切換電路和放電關斷電路見附圖6。圖6中，A點是交流供電時的全波橋式整流輸出，當交流220供電時，A點為全波脈動直流電壓，經C1濾波，脈動成分雖然很大，但不能到直流0伏，這就使T2在整個交流的周期內都飽和導通。B點電位近似為零，由于C2容量大，C點正常濾波充至脈動電壓的峰值。這個電壓經R8向電池B+提供一少部份充電電流，而R13與R14聯接點即T6的基極設計的分壓電壓高于B+而使T2載止，從而T7、T8都載止，T8的C極由于R23的存在電壓為零，V3也關斷，逆變器關斷。D10的引入是保證在交流電網降低至150V時也能保證逆變器的徹底關斷。當交流停電時，A點電位為零，T2載止，C點電位變為B+。由于C2上的電壓在R13與R14上的分壓，使T6基極電壓下降而導通。同時，T6的IC通過R17、R18為T7提供基流使T7導通，T7的導通又通過R20、W2、D11為T6提供基流，維持T6、T7的導通狀態，可見交流供電的停止通過C2觸發了T6與T7的導通。而T8和V3也都導通，使逆變器振蕩而逆變點亮燈管。電池在放電過程中，B+電壓下降，T7的導通電流也下降。當通過R20、W2的導通電流下降至不能維持T6繼續導通時，T6就關斷，而T7也沒有基流而關斷。這個關斷電壓是可以通過W2調整的，所以W2就是關斷電壓調整電位器，由于T6、T7的關斷，從而使T8、V3都關斷，所有電路的電流都降為零，實現了電子徹底關斷，即使電池電壓回升，也不能再導通。而T6、T7的再導通只能通過交流重新供電再停電產生第二次觸發實現，這正是我們所需要的。
本實用新型的自動充電和顯示電路見附圖5。
圖5中，由D5、R2、T4、R9組成的恒流源，經D9對電池充電。當220伏正常供電時，如前所述，T2是飽合導通的，C2上的電壓充到交流峰值，高于電池電壓，經R7、D7穩壓，使E點電壓與電池端D點電壓近似相等。這樣E、D間電位差小于1V，LD1和LD2都不亮，當電池出現開路時，D點電壓上升，E點電壓不變，經R8限流，使LD2導通發光，LD2則為電池開路指示。當電池短路時，D點電位降低，E點電位不變，則LD3導通發光，LD3為電池短路指示。當電池充足時，適當調整W1，使D8擊穿，T3導通，LD4也導通發光，同時經R6使T1也導通，降低了T4的基極偏置電壓，使充電電流下降，轉為自動涓流充電，LD4作為充足指示。
關于T5的引入。
從圖1中不難看出，當停電逆變狀態時，高頻交流電壓將有一部份經ZL分壓加至BY初級，再經BY降壓、D1-D4整流使A點產生正電位，從而使T2產生微導通，其結果是經R14使T5也導通，這樣，電池電壓放電下降至正常關斷電壓時不能關斷。T5的引入，在正常逆變時，T8的導通電壓經R15也使T5飽合導通。T5的C極經R9飽合導通使A點的正電位下降到0.1V，從而使T2是徹底關斷狀態，保證了本實用新型應急日光燈的正常關斷。
權利要求1.一種由逆變振蕩變壓器NB和逆變振蕩電路組成的逆變功率振蕩器、無繼電器逆變切換、徹底關斷電路、自動恒流充電、充足自動轉入涓流充電，并有充足、電池開路、短路、自動顯示電路等構成的高效高可靠應急日光燈，其特征是所述的逆變振蕩變壓器NB由E1型磁芯之兩個邊腿上繞付線圈和磁芯中心腿上繞輸入輸出偶合線圈組成，兩個付線圈圈數嚴格相等，兩線圈并聯后產生的磁通在中心腿抵消，其一端接輸入線圈的中心抽頭，另一端接逆變器直流電源，輸入線圈是由雙線并繞后首尾相接串聯而成。
2.根據權利要求1所述的高效高可靠應急日光燈，其特征是所述的逆變功率振蕩器采用叁只功率VMOS場效應管，兩支VMOS管與NB組成逆變功率振蕩電路，R25聯接V1的柵與V2的漏、R24聯接V1的漏與V2的柵、V1、V2的源聯接在一起接V3的漏，V3做受控開關用。
3.根據權利要求2所述的高效高可靠應急日光燈，其特征是高頻鎮流器采用具有一定負溫度系數的高壓磁介電容器C5、C6并聯，工頻鎮流器ZL與C5、C6串聯后接通逆變變壓器，高頻扼流圈L與啟輝器串聯后接入燈管燈絲電路。
4.根據權利要求3所述的高效高可靠應急日光燈，其特征是T2、C2組成特殊充放電電路，C2負極接T2的C，C2正極經D6接橋式整流輸出，220伏正常供電時利用C2充至交流峰值而關斷T6，停電時利用C2的放電使T6、T7觸發導通進入逆變點燈狀態。
專利摘要一種由逆變功率振蕩器、無繼電器逆變切換、徹底關斷電路、自動恒流充電、充足自動轉入涓流充電，并有充足、電池開路、短路、自動顯示電路等構成的高效高可靠應急日光燈，其逆變變壓器由E1型磁芯之兩個邊腿上繞副線圈和磁芯中心腿上繞輸入輸出耦合線圈組成，兩個副線圈圈數相等，一端接輸入線圈中心抽頭，另一端接逆變器直流電源。其優點可使逆變效率提高到85％、亮度初始值達電網供電的75％、平滑期達60％以上。
文檔編號H02J7/00GK2268332SQ9620285
公開日1997年11月19日 申請日期1996年2月14日 優先權日1996年2月14日
發明者李世燦 申請人:李世燦