CN101707848B - 一种荧光灯自适应功率匹配电路和方法 - Google Patents

一种荧光灯自适应功率匹配电路和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种荧光灯自适应功率匹配电路，包括微控制单元MCU、驱动电路、荧光灯管，还包括与荧光灯管连接以采集荧光灯管电流或电压信号的检测电路；所述MCU包括反馈检测模块、功率匹配模块和调频控制模块，所述反馈检测模块接收检测电路输出的电流或电压信号，并将模拟信号转换为数字信号，功率匹配模块接收并进行功率匹配处理，检测出荧光灯管的启动频率，调频控制模块根据启动频率输出所安装荧光灯管相对应的脉冲宽度调制波，通过驱动电路使荧光灯管正常发光。本发明还涉及一种荧光灯自适应功率匹配方法。本发明使得一个镇流器能够适应多个不同功率的灯管，避免了因更换荧光灯管必须更换镇流器带来的浪费及高使用成本。

Description

一种荧光灯自适应功率匹配电路和方法
技术领域
本发明涉及一种应用于荧光灯的镇流器电路和方法，更具体的说，涉及一种荧光灯的自适应功率匹配电路和方法。
背景技术
目前荧光灯的镇流器电路如图1所示，包括调光芯片10、驱动电路20、荧光灯管30。调光芯片10输出固定的脉冲宽度调制波给驱动电路20，驱动电路20将直流电压逆变成荧光灯管30所需的高频交流电压输出，驱动荧光灯管30，实现点亮。因此一种镇流器只能输出固定频率的脉冲宽度调制波，点亮相对应功率的荧光灯管。如果更换不同功率的灯管，荧光灯管的启动频率将发生变化，而普通镇流器电路不能自动识别，从而不能输出与启动频率相对应的脉冲宽度调制波，荧光灯管也不能被正常点亮。因此，当更换了不同功率的灯管时，必须更换镇流器进行处理，才能正常点亮灯管，由此给镇流器带来了极大的浪费，也给更换不同功率的灯管造成非常的不便，提高了使用成本。
发明内容
本发明针对现有荧光灯电路的上述因灯管功率不同需匹配不同镇流器的缺陷，提供一种荧光灯自适应功率匹配电路和方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：提供一种荧光灯自适应功率匹配电路，包括微控制单元MCU、驱动电路和荧光灯管，还包括与荧光灯管连接以采集荧光灯管的电流或电压信号的检测电路；所述MCU基于所述检测电路输出的电流或电压信号确定出荧光灯管的启动频率，并输出与所述荧光灯管相对应的脉宽调制波给所述驱动电路以点亮所述荧光灯管。
上述荧光灯自适应功率匹配电路中，所述MCU进一步包括：接收检测电路输出的电流或电压信号并进行数模转换的反馈检测模块；接收反馈检测模块输出的数字信号并进行功率匹配以检测出荧光灯管启动频率的功率匹配模块；根据荧光灯管的启动频率输出与荧光灯管相对应的脉冲宽度调制波的调频控制模块。
上述荧光灯自适应功率匹配电路中，所述检测电路包括正极与荧光灯管阴极相连的二极管D11，所述二极管D11的负极通过电阻R59、电阻R57连接到所述反馈检测模块的模数转换接口，所述电阻R59和电阻R57之间的节点通过并联连接的电容C26与电阻R58接地。
本发明还提出一种荧光灯自适应功率匹配方法，所述方法包括：采集荧光灯管的电流或电压信号；基于所述电流或电压信号确定出荧光灯管的启动频率；根据所述频率输出与所述荧光灯管相对应的脉宽调制波以驱动所述荧光灯管。
上述荧光灯自适应功率匹配方法中，所述确定荧光灯管启动频率的步骤进一步包括：对所述电流或电压信号进行模数转换；计算数字信号的功率；通过设定的对应表，查找出与所述功率对应的启动频率。
实施本发明的荧光灯自适应功率匹配电路和方法，具有以下有益效果：当更换不同功率的荧光灯管后，此荧光灯自适应功率匹配电路能通过检测荧光灯管电流或电压信号，确定荧光灯管的启动频率，发出与荧光灯管启动频率相对应的PWM波，驱动荧光灯管正常发光。因此在更换荧光灯管时，不需要更换镇流器，灯管就能正常点亮，实现自适应功率匹配功能，使一个镇流器能够适应多个不同功率的灯管。避免了因更换荧光灯管必须更换镇流器带来的浪费及高使用成本。
附图说明
图1是现有调光控制荧光灯的结构示意图；
图2是本发明一种荧光灯自适应功率匹配电路的结构示意图；
图3是本发明一种荧光灯自适应功率匹配电路实施例的电路原理图；
图4是本发明一种荧光灯自适应功率匹配方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
图2是本发明一种荧光灯自适应功率匹配电路的结构示意图。该电路由MCU100、驱动电路200、荧光灯管300和检测电路400组成。其中检测电路400用于采集荧光灯管300的电压或电流信号，进行RC滤波后输出；MCU100包括反馈检测模块101、功率匹配模块102和调频控制模块103，其中反馈检测模块101将检测电路输出的电流或电压模拟信号转换为数字信号并输出，功率匹配模块102将反馈检测模块101输出的数字信号进行功率匹配处理，以检测出荧光灯管300的启动频率，调频控制模块103根据启动频率输出所安装荧光灯管相对应的脉冲宽度调制波。驱动电路200是将脉冲宽度调制波通过高频开关管使直流电压逆变成高频交流电压，通过谐振电路恒流使荧光灯管300点亮。
图3是本发明荧光灯自适应功率匹配电路的实施例的电路原理图。图3中检测电路400，与图2中检测电路400相对应，当更换不同功率的荧光灯管后，与荧光灯管300阴极连接的检测电路400采集荧光灯管300的电流或电压信号，通过正向二极管D11、电阻R59与并联接地的电容C26与电阻R58相连，对电流和电压信号进行RC滤波，再通过电阻R57连接到MCU100的模数转换ADC接口，供MCU进行检测。
图3中MCU100，与图2中微控制单元MCU100相对应，通过软件进行控制；其中反馈检测模块101通过模数转换ADC接口接收检测电路300输出的电流或电压信号，进行模数转换；功率匹配模块102接收反馈检测模块101输出的数字信号并计算其功率，根据预先设定的对应表，查找与之对应的启动频率；调频控制模块103根据启动频率，通过MCU100的PWMH和PWML端口输出与荧光灯管300启动频率一致的带死区互补的两路PWM波。
图3中驱动电路200对应图2中驱动电路200，其中MOS管Q3和Q2的栅极分别通过电阻R49和电阻R50与MCU的PWMH和PWML接口相连，接收MCU输出的PWM波；所述MOS管Q3的漏极接电源DC400，MOS管Q2的源极接地，PWM波通过MOS管Q2和Q3组成的高频开关管将400V直流电压逆变成高频交流电压。MOS管Q3的源极与MOS管Q2的漏极相连接，其节点连接到变压器T3的4端，变压器T3的2端接地，变压器T3的8端连接到电感线圈L4的4端，电感线圈L4的5端和8端分别通过电容C19和电容C13连接到荧光灯管300阳极；电流通过此谐振电路恒流使灯管点亮。当改变PWM波的频率，将导致谐振电路的阻抗改变，灯管的电流也发生变化，实现调光。本实施例中连接了两根荧光灯管，可根据需要增减灯管数量。荧光灯管300的阴极采用并联电阻R37、R38、R39、R52进行分流从而保证每个电阻功率不会过大，并联电阻另一端通过并联的电阻R36和正向的二极管D8接地。同时荧光灯管300的阴极通过反相的二极管接地，荧光灯管300阳极与阴极间分别并联电容BC28和电容BC29，在荧光灯管300启动时充放电以达到荧光灯管启动电压，驱动荧光灯管发光。
图4是本发明一种荧光灯自适应功率匹配方法的流程图。首先步骤S401采集荧光灯管电流或电压信号，进行RC滤波处理。步骤S402、S403、S404，基于所述电流或电压信号确定出荧光灯管的启动频率。步骤S402模数转换，将采集到的荧光灯管电流或电压信号转换为数字信号。步骤S403功率匹配，接收数字信号，计算其功率，根据设定的对应表，查找其对应的启动频率。步骤S404调频输出，根据荧光灯管的启动频率输出荧光灯管相应的脉冲宽度调制波。步骤S405驱动荧光灯管发光，调频输出后的脉冲宽度调制波通过高频开关管将直流电压逆变成高频交流电压，通过谐振电路恒流驱动荧光灯管发光。

Claims (3)

1.一种荧光灯自适应功率匹配电路，包括微控制单元MCU、驱动电路和荧光灯管，其特征在于，该电路还包括与荧光灯管连接以采集荧光灯管电流或电压信号的检测电路；所述MCU基于所述检测电路输出的电流或电压信号确定出荧光灯管的启动频率，并输出与所述荧光灯管相对应的脉宽调制波给所述驱动电路以点亮所述荧光灯管；
所述MCU进一步包括：
将所述检测电路输出的电流或电压信号进行数模转换、并输出数字信号的反馈检测模块；
接收所述反馈检测模块输出的数字信号并计算其功率，根据预先设定的对应表，查找与之对应的荧光灯管启动频率的功率匹配模块；
根据荧光灯管的启动频率输出与荧光灯管相对应的脉宽调制波的调频控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种荧光灯自适应功率匹配电路，其特征在于，所述检测电路包括正极与荧光灯管阴极相连的二极管D11，所述二极管D11的负极通过电阻R59、电阻R57连接到所述反馈检测模块的模数转换接口，所述电阻R59和电阻R57之间的节点通过并联连接的电容C26与电阻R58接地。
3.一种荧光灯自适应功率匹配方法，其特征在于，该方法包括：
采集荧光灯管的电流或电压信号；
基于所述电流或电压信号确定出荧光灯管的启动频率；
根据所述启动频率输出与所述荧光灯管相对应的脉宽调制波以驱动所述荧光灯管；
其中，所述确定荧光灯管启动频率的步骤进一步包括：
对所述电流或电压信号进行模数转换；
计算数字信号的功率；
通过设定的对应表，查找出与所述功率对应的启动频率。
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