專利名稱：熒光燈電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于電子鎮(zhèn)流器技術領域，尤其涉及一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器的燈絲預熱電路以及具有該燈絲預熱電路的電子鎮(zhèn)流器。
背景技術：
陰極預熱型熒光燈理想的工作程序是在燈管啟動前對燈絲進行預熱，達到燈絲熱電子發(fā)射溫度后，點亮燈管，同時不讓多余的電流通過燈絲。達到這種理想狀態(tài)，一是可以延長熒光燈的使用壽命，顯著提升熒光燈能承受的開關次數(shù)；二是可以提高熒光燈的電能轉換效率；三是成倍降低熒光燈啟動時的電壓和電流沖擊，提高電子鎮(zhèn)流器的可靠性和使用壽命。為了實現(xiàn)上述理想的工作程序，在電子鎮(zhèn)流器燈絲預熱電路中，需要提供有較大電流輸出、同時靜態(tài)功耗較低的電源，驅動需要較大能量的功率開關，保證電子鎮(zhèn)流器預熱電路能夠正常工作。通常采用下列兩種辦法來解決預熱電路中的電源問題一是從工頻電源中采用變壓器來獲得所需電源。其缺點是變壓器體積大，重量重， 功耗大，成本高，安裝不方便，實用價值不高。二是從燈絲回路中直接取電，雖靜態(tài)功耗小，但電流輸出也小，驅動能力有限，難以滿足后續(xù)電路的需要。由于缺乏性價比合適的技術解決方案以及相應的器件，常見的電子鎮(zhèn)流器絕大部分都沒有能夠按照上述程序來工作。圖7、圖8為常見的電子鎮(zhèn)流器諧振電路和半橋逆變電子鎮(zhèn)流器電路，熒光燈啟動通過LC諧振在電容C兩端產(chǎn)生高壓，使低壓汞蒸氣放電而點亮燈管。但是，在燈管點亮后，燈絲不需要進一步加熱，因此也就不再需要有加熱電流經(jīng)過。而該電路的缺陷在于在啟動階段，諧振電容兩端電壓上升，但是無法形成燈絲電流回路對燈絲進行有效預熱，燈管進入非預熱啟動(硬啟動)，這樣不僅影響燈管的使用壽命，而且需要很高的點燃電壓會威脅到整燈電路的可靠性；而在穩(wěn)態(tài)工作階段，燈絲電路通過電容C 始終給予燈絲一個持續(xù)加熱的燈絲電流，導致燈絲電極溫度持續(xù)升高，不僅損害燈絲壽命， 而且增加能耗。

發(fā)明內容
為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的是提供一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，具有燈絲預熱電路，該電路在燈管啟動前對燈絲進行預熱，達到燈絲熱電子發(fā)射溫度，點亮燈管后， 不讓多余的電流通過燈絲，實現(xiàn)熒光燈從預熱、啟動到消除燈絲多余電流近乎理想的工作狀態(tài)。本發(fā)明采用了以下技術方案一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，包括依次連接的逆變器、諧振電路和燈管，以及一電子開關，該電子開關與燈管燈絲串聯(lián)構成燈絲預熱電流回路，電子開關的控制端連接控制單元，電源模塊輸出直流電壓至控制單元；所述的電源模塊，從諧振電路獲得能量，即諧振電路的電感具有多組線圈，初級線圈接入諧振電路中，次級線圈連接電源模塊的輸入端。該技術方案中，電子鎮(zhèn)流器的工作分為預熱啟動階段和穩(wěn)態(tài)工作階段在預熱啟動階段，逆變器輸出高頻交流電，電源模塊啟動，控制單元驅動電子開關導通，燈絲因通過電流而被加熱，在設定的預熱時間內，燈絲達到熱電子發(fā)射所需的溫度，控制單元斷開電子開關，通過燈絲上的多余電流被消除；諧振電容兩端的電壓升高，點亮燈管，此后諧振電容兩端電壓回落，燈管進入穩(wěn)態(tài)工作。本方案采用相對獨立的電源模塊給控制單元提供穩(wěn)定的直流電壓，保證了控制單元工作的可靠性、穩(wěn)定性和抗干擾性，避免了控制單元由市電通過變壓器降壓供電或者直接從燈絲電流回路等處取樣供電而導致的電路復雜、可靠性差、不穩(wěn)定、易受干擾、能耗高的問題；并且上述電源模塊從諧振電感處取電，不僅可以充分利用諧振電感，減小鎮(zhèn)流器的體積，降低能耗，而且諧振電感處的耦合輸出中包含了燈絲預熱電流信號，這樣就為檢測燈絲預熱電流、實時調節(jié)燈絲預熱電流和時間提供了可能性和操作方便性。上述電源模塊為穩(wěn)壓直流電源，包括依次連接的整流濾波電路和穩(wěn)壓電路，其穩(wěn)壓電路可以由多個元器件構成，也可以是市面上常見的三端穩(wěn)壓器件、二端穩(wěn)壓器件。作為優(yōu)選，所述電源模塊的輸出端負極與電子開關的一個被控制端連接，采用高頻自舉電路使高頻高壓疊加在電源模塊輸出的直流電壓上，用自舉的方法，得到驅動電子開關工作的、 更高的浮動的高頻電壓，保證了控制單元對電子開關的可靠控制和燈絲預熱電路的穩(wěn)定工作，提高了抗干擾性能。上述諧振電路為LC串聯(lián)諧振電路。作為優(yōu)選，所述諧振電路中的諧振電容跨接在燈管的交流輸入側兩端(近交流電源側)從而該諧振電容與燈管并聯(lián)。這樣，相對于現(xiàn)有技術中“諧振電容位于燈管的交流輸入對側(遠交流電源側)”的電路結構，上述電路結構可以消除燈管點亮后通過燈絲的多余電流，進一步提高熒光燈的使用壽命和效率。無論是在預熱啟動階段還是穩(wěn)態(tài)工作階段，施加在諧振電容兩端即燈管兩端的始終是交流電，本方案中的電子開關固然可以是單向開關，但是為了提高效率、降低能耗和保證可靠性，優(yōu)選采用可以雙向導通的電子開關。該電子開關可以是一個元件，也可以是多個元件構成的開關電路。優(yōu)選之一，所述電子開關包括整流全橋和功率開關，整流全橋的兩輸入端分別連接燈管的兩端，整流全橋的輸出端正負極分別與功率開關的兩個被控制端連接，整流全橋的輸出端負極與電源模塊的輸出端負極連接，功率開關的控制端與控制單元的輸出端連接，所述功率開關為雙極型晶體管、可控硅或者場效應管；優(yōu)選之二，所述電子開關包括雙向可控硅，雙向可控硅的兩個主電極分別連接燈管的兩端，電源模塊的輸出端負極與雙向可控硅的第一主電極連接，雙向可控硅的門極與控制單元的輸出端連接。這樣電路簡單、控制可靠、成本低。為了適應不同的燈管、逆變器和諧振電路的需求，調整燈絲預熱電流，電子開關可以匹配各種元件或者電路結構構成不同的負載特性，作為優(yōu)選，所述電子開關與一個匹配網(wǎng)絡串聯(lián)后接入在燈絲預熱電路中，該匹配網(wǎng)絡可以是電容、電感、電阻中的一種或者多種組合構成。上述控制單元可以采用現(xiàn)有技術中常見的采用直流供電的、用于控制電子開關的控制芯片或者由分立元件構成的控制電路，其包括用于設定燈絲預熱時間的定時模塊、用于產(chǎn)生控制信號的邏輯控制模塊和用于驅動電子開關的功率驅動模塊，定時模塊、邏輯控
4制模塊和功率驅動模塊依次連接。這樣控制單元依靠根據(jù)燈管特性預先設定的預熱時間來控制電子開關的導通時間。進一步優(yōu)選，所述控制單元還包括用于檢測燈絲預熱電流的電流檢測模塊，電流檢測模塊的輸入端連接至所述電源模塊中整流濾波電路的輸出端，電流檢測模塊的輸出端連接至所述邏輯控制模塊。這樣可以根據(jù)燈絲預熱電流的大小控制預熱時間。此外，考慮到部分燈管僅依靠放電電流和離子轟擊燈絲電極無法保證燈絲熱電子發(fā)射溫度以維持放電狀態(tài)，因此優(yōu)選，所述電子開關與一電容并聯(lián)，這樣在電子鎮(zhèn)流器穩(wěn)態(tài)工作階段時，通過燈管燈絲和該電容形成適當?shù)臒艚z加熱電流可以維持燈絲熱電子發(fā)射溫度以維持放電狀態(tài)。本發(fā)明由于采用了以上的技術方案，采用相對獨立的穩(wěn)壓直流電源模塊和高頻耦合電路給控制單元供電，不僅保證了控制單元的可靠工作，而且內阻小，靜態(tài)功耗低，鎮(zhèn)流器體積??；采用控制單元控制電子開關通斷，實現(xiàn)了熒光燈從預熱、啟動到消除燈絲多余電流近乎理想的工作狀態(tài)，有效延長了燈絲壽命，降低了電子粉損耗，減少了燈絲上不必要的能量損耗，提高了鎮(zhèn)流器的能效，提高了熒光燈的使用壽命和效率，并且具有電路簡單、體積小、成本低、可靠性好、適于實用等優(yōu)點。


圖1是實施例1的電路原理框圖。
圖2是實施例1的電路原理圖。
圖3是實施例2的電路原理框圖。
圖4是實施例2的電路原理圖。
圖5是實施例3的電路原理圖。
圖6是實施例4的電路原理圖。
圖7是現(xiàn)有技術中常見的電子鎮(zhèn)流器諧振電路圖。
圖8是現(xiàn)有技術中典型的半橋逆變電子鎮(zhèn)流器電路圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做一個詳細的說明。實施例1 如圖1、圖2所示的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，包括依次連接的逆變器、諧振電路和燈管，所述燈管LP的兩端(腳2、；3)跨接電子開關23從而該電子開關23與燈管燈絲串聯(lián)構成燈絲預熱電流回路，電子開關23的控制端連接控制單元22，電源模塊21輸出穩(wěn)壓直流電至控制單元22，電源模塊21的輸出端負極與電子開關23的一個被控制端連接。本實施例中，所述諧振電路由諧振電感(阻流圈L)和諧振電容Cl串聯(lián)構成，諧振電容Cl跨接在燈管的交流輸入側兩端(腳1、4)從而該諧振電容Cl與燈管并聯(lián)。如圖2 所示，所述電子開關23包括整流全橋BRl和功率開關，該功率開關為雙極型晶體管，整流全橋BRl的兩輸入端分別連接燈管LP的兩端，整流全橋BRl的輸出端正極C、負極A分別與功率開關的兩個被控制端(集電極和發(fā)射極)連接，整流全橋BRl的輸出端負極A與電源模塊21的輸出端負極連接，功率開關的控制端(基極)與控制單元22的輸出端連接。所述控制單元22包括用于設定燈絲預熱時間的定時模塊、用于產(chǎn)生控制信號的邏輯控制模塊和用于驅動電子開關的功率驅動模塊，定時模塊、邏輯控制模塊和功率驅動模塊依次連接。 所述諧振電路中的諧振電感為阻流圈L，具有多組線圈，其初級線圈(接頭1、2)接入諧振電路中，其次級線圈(接頭3、4)作為電源模塊的輸入端。所述電子開關的兩被控制端跨接一電容C2從而該電容C2與電子開關并聯(lián)。所述電子開關的一被控制端連接一電容C3從而該電容C3與電子開關串聯(lián)后接入燈管燈絲預熱電流回路中。本實施例中，所述逆變器可以采用現(xiàn)有技術中的電路結構，例如圖8所示的典型半橋逆變電路，其原理和電路結構均為現(xiàn)有技術，恕不贅述。所述電源模塊21包括依次連接的整流濾波電路和穩(wěn)壓電路，整流濾波電路包括二極管Dl和電容C6，穩(wěn)壓電路包括集成穩(wěn)壓芯片和電容C5，集成穩(wěn)壓芯片為市售常用芯片，其原理和電路結構均為現(xiàn)有技術，恕不贅述。所述控制單元中的定時模塊、邏輯控制模塊和功率驅動模塊等電路結構和原理均為常用技術，恕不贅述，為了簡化電路結構、減小體積和降低成本，本實施例采用集成了控制單元中的各模塊和功率開關的集成電路ICl。本實施例的工作過程如下當電子鎮(zhèn)流器接通電源后，逆變器輸出高頻交流電經(jīng)諧振電路產(chǎn)生諧振，有高頻能量通過阻流圈L并耦合到次級線圈，次級線圈接二極管Dl整流，經(jīng)電容C6濾波至穩(wěn)壓芯片，穩(wěn)壓芯片的輸出端負極接在BRl節(jié)點A上，這樣當BRl兩端的交流電壓變化波動時，穩(wěn)壓芯片輸出電壓穩(wěn)定，為ICl可靠工作提供了關鍵性保障。在預熱啟動階段，控制單元22打開電子開關23，燈絲預熱電流回路導通，燈絲因電流通過而溫度升高，達到設定時間(預熱時間由C4進行調整)后控制單元22關閉電子開關23，燈絲預熱電流回路斷開，當諧振電容 Cl兩端產(chǎn)生的電壓升高至燈管點燃電壓時，燈管兩端的燈絲電極使氣體電離放電從而點亮燈管；燈管點亮后諧振電容Cl兩端電壓回落，進入穩(wěn)態(tài)工作階段，此時，依靠燈管中的放電電流、離子轟擊燈絲電極以及經(jīng)過電容C2的燈絲加熱電流來維持燈絲電極的放電溫度。實施例2 如圖3、圖4所示的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，與實施例1的不同在于所述電源模塊為完全獨立的電源，即直接從市電取電；并且取消了在穩(wěn)態(tài)工作時提供燈絲加熱電流的電容C2。其他與實施例1相同。實施例3 如圖5所示的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，與實施例1的不同在于所述控制單元還包括用于檢測燈絲預熱電流的電流檢測模塊，電流檢測模塊的輸入端連接至所述電源模塊中整流濾波電路的輸出端，電流檢測模塊的輸出端連接至所述邏輯控制模塊。電流檢測模塊檢測燈絲預熱電流的產(chǎn)生與否，并輸出信號至邏輯控制模塊，供邏輯控制模塊根據(jù)實際情況控制預熱時間。其他與實施例1相同。實施例4 如圖6所示的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，與實施例1的不同在于所述電子開關為雙向可控硅SCR，雙向可控硅的兩個主電極分別連接燈管的兩端，電源模塊的輸出端負極與雙向可控硅的第一主電極連接，雙向可控硅的門極與控制單元的輸出端連接；采用雙向可控硅，包含控制單元各模塊的集成電路IC2就不需要有功率開關。其他與實施例1相同。
權利要求
1.一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，包括依次連接的逆變器、諧振電路和燈管，其特征在于，還包括一電子開關，該電子開關與燈管燈絲串聯(lián)構成燈絲預熱電流回路，電子開關的控制端連接控制單元，電源模塊輸出直流電壓至控制單元，所述諧振電路中的諧振電感具有多組線圈，初級線圈接入諧振電路中，次級線圈連接電源模塊的輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述電源模塊的輸出端負極與電子開關的一個被控制端連接。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述諧振電路中的諧振電容跨接在燈管的交流輸入側兩端從而該諧振電容與燈管并聯(lián)。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述電子開關包括整流全橋和功率開關，整流全橋的兩輸入端分別連接燈管的兩端，整流全橋的輸出端正負極分別與功率開關的兩個被控制端連接，整流全橋的輸出端負極與電源模塊的輸出端負極連接，功率開關的控制端與控制單元的輸出端連接。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述功率開關為雙極型晶體管、單向可控硅或者場效應管。
6.根據(jù)權利要求3所述的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述電子開關包括雙向可控硅，雙向可控硅的兩個主電極分別連接燈管的兩端，電源模塊的輸出端負極與雙向可控硅的第一主電極連接，雙向可控硅的門極與控制單元的輸出端連接。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述控制單元包括用于設定燈絲預熱時間的定時模塊、用于產(chǎn)生控制信號的邏輯控制模塊和用于驅動電子開關的功率驅動模塊，定時模塊、邏輯控制模塊和功率驅動模塊依次連接。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述控制單元還包括用于檢測燈絲預熱電流的電流檢測模塊，電流檢測模塊的輸入端連接至所述電源模塊中整流濾波電路的輸出端，電流檢測模塊的輸出端連接至所述邏輯控制模塊。
9.根據(jù)權利要求3所述的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述電子開關并聯(lián)一電容。
10.根據(jù)權利要求3所述的一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，其特征在于，所述電子開關與一匹配網(wǎng)絡串聯(lián)后接入燈管燈絲預熱電流回路中，該匹配網(wǎng)絡為電容、電感、電阻中的一種或者多種組合構成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熒光燈電子鎮(zhèn)流器，包括依次連接的逆變器、諧振電路和燈管，以及一電子開關，該電子開關與燈管燈絲串聯(lián)構成燈絲預熱電流回路，電子開關的控制端連接控制單元，電源模塊輸出直流電壓至控制單元；所述的電源模塊，從諧振電路獲得能量，即諧振電路的電感具有多組線圈，初級線圈接入諧振電路中，次級線圈連接電源模塊的輸入端。本技術方案具有燈絲預熱電路，該電路在燈管啟動前對燈絲進行預熱，達到燈絲熱電子發(fā)射溫度，點亮燈管后，不讓多余的電流通過燈絲，實現(xiàn)熒光燈從預熱、啟動到消除燈絲多余電流近乎理想的工作狀態(tài)。
文檔編號H05B41/295GK102264184SQ201110238208
公開日2011年11月30日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權日2011年8月19日
發(fā)明者來獻達, 林貽蘇 申請人:青島中科天為光電有限公司