CN101707846B - 一种荧光灯异常保护电路、电子镇流器及荧光灯装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于荧光灯领域，提供了一种荧光灯异常保护电路、电子镇流器及荧光灯装置；荧光灯异常保护电路包括：阻容降压单元、限流电阻、整流单元、充放电回路以及单向导通电路。本发明提供的荧光灯异常保护电路采用阻 容降压单元、整流单元以及充放电回路将感应电流信号进行整流处理后输出直流电压信号；当荧光灯发生异常时，连接充放电回路输出端的单向导通电路导通，单向导通电路的输出电平发生倒置，根据此电平变换用于产生控制信号关断电子镇流器内部的振荡电路，使荧光灯停止工作，保护荧光灯不受损坏。

Description

一种荧光灯异常保护电路、电子镇流器及荧光灯装置

技术领域

本发明属于荧光灯领域，尤其涉及一种荧光灯异常保护电路、电子镇流器及荧光灯装置。

背景技术

目前在荧光灯灯管的异常保护中，存在整流效应、开路保护、灯管接入异常、灯管短路保护等形式。荧光灯的整流效应是指灯管寿终时，由于一个阴极灯丝损坏或发射电子不足，引起灯的弧光电流在连续半周期经常不一致的效应。

图1示出了现有技术提供的荧光灯异常保护电路的具体电路，电子镇流器2具有四个输出端C、D、E和F；对于瞬间启动电子镇流器2，G端和D端连接电子镇流器2的两极；可调电位器R11连接在G端与荧光灯1的第一端之间，功率表W并联连接在可调电位器R11的两端，二极管D11的阳极连接至G端，二极管D11的阴极连接至单刀双掷开关S1的位B，单刀双掷开关S1的刀连接至荧光灯1的第二端，二极管D12的阴极连接至G端，二极管D12的阳极连接至单刀双掷开关S1的位A；荧光灯1的第三端连接至D端；荧光灯1的第四端连接至F端；电阻R12和电阻R13依次串联连接至C端与E端之间，其串联连接端连接至G端。当调节可调电位器R11时，功率表W的示数发生变化；整流效应应用在荧光灯灯管时的条件是可调电位器R11上的功率增加15W以前要保护掉，荧光灯灯管阴极功率应小于7.5W；但是该电路需要通过手动调节可调电位器R11来控制功率表W的输出，比较复杂。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种荧光灯异常保护电路，旨在解决现有的荧光灯异常保护电路需要手动调节来控制功率表的输出而导致操作复杂的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种荧光灯异常保护电路，包括：阻容降压单元、限流电阻、整流单元、充放电回路以及单向导通电路；所述阻容降压单元的输入端连接荧光灯的输入端，用于接收输入的感应电流信号，所述阻容降压单元的输出端通过所述限流电阻连接至所述整流单元的输入端；所述整流单元的输出端连接至所述充放电回路的输入端，所述整流单元将所述阻容降压单元的输出进行整流处理后，由所述充放电回路输出直流电压信号；当荧光灯发生短路、断路或灯管交错接线的异常时，连接所述充放电回路输出端的单向导通电路导通，单向导通电路的输出电平由低到高发生倒置，根据此电平变换用于产生控制信号关断电子镇流器内部的振荡电路，使荧光灯停止工作。

其中，所述单向导通电路包括：稳压二极管D3以及分流电阻R4；所述稳压二极管D3的阴极连接至所述充放电回路的输出端，所述稳压二极管D3的阳极通过所述分流电阻R4接地，且所述稳压二极管D3的阳极作为所述单向导通电路的输出；当荧光灯发生短路、断路或灯管交错接线的异常时，所述稳压二极管D3导通，单向导通电路的输出从低电平被拉升为高电平。

其中，所述荧光灯异常保护电路还包括：滤波电容C3，其一端连接所述单向导通电路中稳压二极管D3的阳极；所述滤波电容C3的另一端接地。

其中，所述荧光灯异常保护电路还包括：二极管D4，其阴极连接所述单向导通电路中稳压二极管D3的阳极；所述二极管D4的阳极接地。

其中，所述阻容降压单元包括：电容C1以及电阻R1；所述电容C1的一端连接荧光灯的输入端，所述电容C1的另一端通过所述电阻R1连接至所述限流电阻的一端，所述限流电阻的另一端连接至所述整流单元的输入端。

其中，所述整流单元包括：二极管D1以及二极管D2，所述二极管D1的阳极连接所述限流电阻的另一端，所述二极管D1的阴极连接至所述充放电回路的输入端；所述二极管D2的阴极连接至所述二极管D1的阳极与所述限流电阻连接的连接端，所述二极管D2的阳极接地。

其中，所述充放电回路包括：电解电容C2以及与所述电解电容C2并联连接的电阻R3，所述电解电容C2的一端连接至所述整流单元的输出端，所述电解电容C2的一端还连接至所述单向导通电路，所述电解电容C2的另一端接地。

本发明的目的还在于提供一种荧光灯装置，其包括主控制模块以及连接在所述主控制模块的控制输入端的荧光灯异常保护电路，所述荧光灯异常保护电路为上述的荧光灯异常保护电路；当荧光灯发生短路、断路或灯管交错接线的异常时，连接在所述充放电回路的输出端与电子镇流器主控制模块的控制输入端之间的单向导通电路导通，所述主控制模块控制输入端的电平信号由低到高发生倒置，根据此电平变换，主控制模块输出控制信号关断电子镇流器内部的振荡电路，使荧光灯停止工作。

本发明的目的还在于一种电子镇流器，其包括：用于产生PWM波形的振荡电路、用于控制所述振荡电路工作的主控制模块，其还包括上述荧光灯异常保护电路；当荧光灯发生短路、断路或灯管交错接线的异常时，连接在所述充放电回路的输出端与电子镇流器主控制模块的控制输入端之间的单向导通电路导通，所述主控制模块控制输入端的电平信号由低到高发生倒置，根据此电平变换，主控制模块输出控制信号关断电子镇流器内部的振荡电路，使荧光灯停止工作。

本发明提供的荧光灯异常保护电路采用阻容降压单元、整流单元以及充放电回路将感应电流信号进行整流处理后输出直流电压信号；当荧光灯发生整流效应、短路、断路或灯管交错接线的异常时，连接所述充放电回路输出端的单向导通电路导通，单向导通电路的输出电平由低到高发生倒置，根据此电平变换用于产生控制信号关断电子镇流器内部的振荡电路，使荧光灯停止工作，保护荧光灯不受损坏，该电路结构简单，操作方便。

附图说明

图1是现有技术提供的荧光灯异常保护电路的电路图；

图2是本发明实施例提供的荧光灯装置的电路图；

图3是本发明实施例提供的荧光灯异常保护电路的电路图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的荧光灯异常保护电路采用阻容降压单元、整流单元以及充放电回路将感应电流信号进行整流处理后输出直流电压信号；当荧光灯发生异常时，连接在所述充放电回路输出端的单向导通电路导通，单向导通电路的输出电平发生倒置，根据此电平变换用于产生控制信号关断电子镇流器内部的振荡电路，使荧光灯停止工作，保护荧光灯不受损坏。

本发明实施例提供的荧光灯异常保护电路主要应用于荧光灯装置中用于对发生了异常的荧光灯进行保护，比如可以采用以下两种方式，第一种方式为：将荧光灯异常保护电路设置在电子镇流器内部，与电子镇流器的主控制模块相连；如图2示出了荧光灯装置的电路图，第二种方式为：将荧光灯异常保护电路设置在电子镇流器的外部，作为独立的附加电路设计，其输出信号用于控制电子镇流器，这样做可以方便电子产品的维护和更新，降低更新成本。

为了便于说明，此处仅根据图2示出了设置在电子镇流器内部的实施例，并只给出了部分与本发明实施例相关的部分，其余部分可参见常规电子镇流器的实现方案。详述如下。

荧光灯装置包括荧光灯1，荧光灯异常保护电路3，主控制模块4，三极管Q9、Q10、Q11、Q15，MOS管Q2、Q3，变压器T1、T3，电阻R15、R29、R34、R36、R39、R40、R41，二极管D13以及电容EC6、C13、C15、C19；其中，三极管Q9的基极与三极管Q15基极连接后再通过电阻R36连接至三极管Q10的发射极，三极管Q10的发射极还通过二极管D13连接至三极管Q11的集电极，三极管Q11的发射极接地，三极管Q11的基极通过电阻R29连接至主控制模块4的控制输出端PIC10；三极管Q11的集电极与三极管Q10的基极连接后再通过电阻R34连接至三极管Q10的集电极；电阻R15与电容EC6串联连接在电源DC1与地之间，电阻R15与电容EC6的串联连接端连接至三极管Q10的集电极，三极管Q9的集电极也连接至三极管Q10的集电极，三极管Q9的发射极连接至三极管Q15的发射极，三极管Q15的集电极接地；三极管Q9的发射极与三极管Q15的发射极连接的连接端还依次通过电阻R39以及电容C13与变压器T1的初级线圈L1的一端连接，初级线圈L1的另一端接地；MOS管Q2的栅极通过电阻R40连接至变压器T1的次级线圈L2的一端，MOS管Q2的漏极连接电源DC400，MOS管Q2的源极连接MOS管Q3的漏极，MOS管Q3的源极接地，MOS管Q3的栅极通过电阻R41连接至变压器T1的次级线圈L3的一端，次级线圈L3的另一端接地；次级线圈L2的另一端连接至MOS管Q2的源极与MOS管Q3的漏极连接的连接端；变压器T3的绕组L4的一端连接至MOS管Q2的源极与MOS管Q3的漏极连接的连接端，绕组L4的另一端通过依次串联的电容C15和电容C19接地，电容C15和电容C19的串联连接端连接荧光灯1；绕组L4的另一端还连接荧光灯异常保护电路3。图2给出的电路结构中，MOS管Q2、Q3受主控制模块的控制形成振荡电路产生PWM波形输出给荧光灯。

其中，连接在主控制模块4的控制输入端PIC12的荧光灯异常保护电路3的电路图如图3所示，详述如下：荧光灯异常保护电路3包括：阻容降压单元30、限流电阻R2、整流单元31、充放电回路32以及单向导通电路33；其中，阻容降压单元30的输入端连接感应电流信号，阻容降压单元30的输出端通过限流电阻R2连接至所述整流单元的输入端；整流单元31的输出端连接至充放电回路32的输入端，整流单元31将阻容降压单元30的输出进行整流处理后，由充放电回路32输出直流电压信号；当荧光灯1发生异常时，连接在充放电回路32的输出端与主控制模块4的控制输入端PIC12之间的单向导通电路33导通，主控制模块4的控制输入端PIC12的电压从低电平被拉升为高电平，主控制模块4根据此电平变换由主控制模块4的控制输出端PIC10输出控制信号关断PWM输出，使荧光灯停止工作，保护荧光灯不受损坏。

在本发明实施例中，单向导通电路33包括：稳压二极管D3以及分流电阻R4；其中，稳压二极管D3的阴极连接至充放电回路32的输出端，稳压二极管D3的阳极连接至主控制模块4的控制输入端PIC12，稳压二极管D3的阳极还通过分流电阻R4接地，且稳压二极管D3的阳极作为此单向导通电路33的输出。

在本发明实施例中，荧光灯异常保护电路3还包括：滤波电容C3，滤波电容C3的一端连接在单向导通电路中稳压二极管D3的阳极与主控制模块4的控制输入端PIC12连接的连接端；滤波电容C3的另一端接地。

在本发明实施例中，荧光灯异常保护电路3还包括：二极管D4，其中二极管D4的阴极连接在单向导通电路中稳压二极管D3的阳极与主控制模块4的控制输入端PIC12连接的连接端；二极管D4的阳极接地；二极管D4用于限制主控制模块4的控制输入端PIC12的电压的幅度，保护主控制模块4的控制输入端PIC12不被烧坏。这里的二极管D4可以采用稳压二极管，如图3所示。

作为本发明的一个实施例，阻容降压单元30包括：电容C1以及电阻R1；其中，电容C1的一端连接荧光灯的输入端，用于感应电流信号，电容C1的另一端通过电阻R1连接限流电阻R2的一端，限流电阻R2的另一端连接至整流单元31的输入端。

作为本发明的一个实施例，整流单元31包括：二极管D1以及二极管D2，其中，二极管D1的阳极连接限流电阻R2的另一端，二极管D1的阴极连接至充放电回路32的输入端；二极管D2的阴极连接至二极管D1的阳极与限流电阻R2连接的连接端，二极管D2的阳极接地。

在本发明实施例中，充放电回路32包括：电解电容C2以及与电解电容C2并联连接的电阻R3，电解电容C2的一端连接至整流单元31的输出端，电解电容C2的一端还连接至单向导通电路33，电解电容C2的另一端接地。

为了更进一步说明本发明实施例提供的荧光灯异常保护电路3，现结合图3详述荧光灯异常保护电路3的工作原理如下：

当荧光灯1正常工作时，感应电流信号依次通过电容C1、电阻R1以及限流电阻R2，此时二极管D4两端的电压没有达到反向电压值，主控制模块4的控制输入端PIC12输出低电平；当荧光灯发生故障时(包括短路、断路、一端老化即上述提到的整流效应)，感应电流信号迅速增大，二极管D4两端的电压超出反向电压，主控制模块4的控制输入端PIC12输出高电平，此时主控制模块4根据内部数字电路的逻辑原理关断PIC10的PWM输出，振荡电路停止工作，保护荧光灯1不受损坏。

在本发明实施例中，为了实现荧光灯1的异常保护，荧光灯1平台开发了以Microchip公司的单片机芯片PIC16C505为主控制模块4控制PWM开关来实现灯管的异常保护。在电路设计上，防爆镇流器采用PIC16C505芯片来控制MOS管Q2、Q3构成的振荡电路的PWM输出的开通和关断。PIC16C505芯片的程序是核心，外围电路是支撑。当灯管发生以下三种异常时，应用本发明保护电路的镇流器或者在电子镇流器外侧设置本发明提供的保护电路，都能实现保护荧光灯的功能：(1)对开路保护，当一路灯管开路，另一路灯管正常连接时，通电后只有一支灯管亮；(2)对短路保护，将一路灯管短接时，另一路灯管正常连接时，通电后只有一支灯管亮；(3)对交错接线的灯管异常保护，当镇流器中一支灯管的输出和另一支灯管输出接入同一灯管时，通电后镇流器实现保护功能。两个灯管都不亮。正确接线后，镇流器正常输出，两个灯管正常点亮。

在本发明实施例中，可以通过PIC16C505芯片软件程序控制PWM输出的开通和关断；该PWM控制电路能有效避免灯管短路和不小心接错灯管输出线时烧毁镇流器的危险，及时提醒灯具安装人员更改错误接线。目前已经通过小批量生产测试，电磁干扰、高、低温性能、绝缘电阻和耐压测试等可靠性试验完全符合标准。

本发明实施例提供的荧光灯异常保护电路采用阻容降压单元、整流单元以及充放电回路将感应电流信号进行整流处理后输出直流电压信号；当荧光灯发生异常时，连接在充放电回路的输出端与主控制模块的控制输入端之间的单向导通电路导通，主控制模块的控制输入端PIC12的电压被拉升为高电平，主控制模块根据此变化由控制输出端PIC10输出控制信号关断PWM输出，使主控制模块内部的振荡电路停止工作，保护荧光灯不受损坏，该电路结构简单，操作方便。本发明实施例提供的荧光灯异常保护电路不仅可以设置在电子镇流器的内部起到保护荧光灯的作用，还可以设置在电子镇流器的外部，并与电子镇流器保持连接，从而控制电子镇流器的工作状态，起到保护荧光灯的作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种荧光灯异常保护电路，其特征在于，所述荧光灯异常保护电路包括：

阻容降压单元、限流电阻、整流单元、充放电回路以及单向导通电路；

所述阻容降压单元的输入端连接荧光灯的输入端，用于接收输入的感应电流信号，所述阻容降压单元的输出端通过所述限流电阻连接至所述整流单元的输入端；

所述整流单元的输出端连接至所述充放电回路的输入端，所述整流单元将所述阻容降压单元的输出进行整流处理后，由所述充放电回路输出直流电压信号；

当荧光灯发生短路、断路或灯管交错接线的异常时，连接在所述充放电回路输出端的单向导通电路导通，单向导通电路的输出电平由低到高发生倒置，根据此电平变换用于产生控制信号关断电子镇流器内部的振荡电路，使荧光灯停止工作。

2.如权利要求1所述的荧光灯异常保护电路，其特征在于，所述单向导通电路包括：

稳压二极管D3以及分流电阻R4；

所述稳压二极管D3的阴极连接至所述充放电回路的输出端，所述稳压二极管D3的阳极通过所述分流电阻R4接地，且所述稳压二极管D3的阳极作为所述单向导通电路的输出；当荧光灯发生短路、断路或灯管交错接线的异常时，所述稳压二极管D3导通，单向导通电路的输出从低电平被拉升为高电平。

3.如权利要求2所述的荧光灯异常保护电路，其特征在于，所述荧光灯异常保护电路还包括：

滤波电容C3，其一端连接所述单向导通电路中稳压二极管D3的阳极；所述滤波电容C3的另一端接地。

4.如权利要求2所述的荧光灯异常保护电路，其特征在于，所述荧光灯异常保护电路还包括：

二极管D4，其阴极连接所述单向导通电路中稳压二极管D3的阳极；所述二极管D4的阳极接地。

5.如权利要求1所述的荧光灯异常保护电路，其特征在于，所述阻容降压单元包括：电容C1以及电阻R1；

所述电容C1的一端连接荧光灯的输入端，所述电容C1的另一端通过所述电阻R1连接至所述限流电阻的一端，所述限流电阻的另一端连接至所述整流单元的输入端。

6.如权利要求1所述的荧光灯异常保护电路，其特征在于，所述整流单元包括：

二极管D1以及二极管D2，所述二极管D1的阳极连接所述限流电阻的另一端，所述二极管D1的阴极连接至所述充放电回路的输入端；所述二极管D2的阴极连接至所述二极管D1的阳极与所述限流电阻连接的连接端，所述二极管D2的阳极接地。

7.如权利要求1所述的荧光灯异常保护电路，其特征在于，所述充放电回路包括：

电解电容C2以及与所述电解电容C2并联连接的电阻R3，所述电解电容C2的一端连接至所述整流单元的输出端，所述电解电容C2的一端还连接至所述单向导通电路，所述电解电容C2的另一端接地。

8.一种荧光灯装置，其包括电子镇流器、荧光灯；其特征在于，还包括：连接至电子镇流器主控制模块控制输入端的荧光灯异常保护电路，所述荧光灯异常保护电路为权利要求1-7任一项所述的荧光灯异常保护电路，当荧光灯发生短路、断路或灯管交错接线的异常时，连接在所述充放电回路的输出端与所述电子镇流器主控制模块的控制输入端之间的单向导通电路导通，所述主控制模块控制输入端的电平信号由低到高发生倒置，根据此电平变换，所述主控制模块输出控制信号关断所述电子镇流器内部的振荡电路，使荧光灯停止工作。

9.一种电子镇流器，包括：用于产生PWM波形的振荡电路、用于控制所述振荡电路工作的主控制模块，其特征在于，还包括权利要求1-7任一项所述的荧光灯异常保护电路，当荧光灯发生短路、断路或灯管交错接线的异常时，连接在所述充放电回路的输出端与电子镇流器主控制模块的控制输入端之间的单向导通电路导通，所述主控制模块控制输入端的电平信号由低到高发生倒置，根据此电平变换，所述主控制模块输出控制信号关断所述电子镇流器内部的振荡电路，使荧光灯停止工作。

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