CN101742804B - 可调光的冷阴极荧光灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种结构简单、适于亮度连续调节、稳定性较好的可调光的冷阴极荧光灯，包括调光驱动电路；该调光驱动电路包括：调光器、整流电路、高频逆变电路、升压电路和调光电路；调光器与交流电源相连，调光器的交流输出端与整流电路的交流输入端相连，整流电路的直流输出端与高频逆变电路的直流输入端相连，高频逆变电路的高频交流电输出端与升压电路的升压控制端相连，升压电路的电源输出端用于与冷阴极灯的电源输入端相连；整流电路的直流输出端与调光电路的电源输入端相连，升压电路的反馈电压输出端与调光电路的反馈电压输入端相连，调光电路的调光控制输出端与高频逆变电路的逆变频率控制端相连。

Description

可调光的冷阴极荧光灯

技术领域

本发明涉及一种可调光的冷阴极荧光灯。

背景技术

中国专利申请号200310109366.4公开了一种螺旋型冷阴极荧光灯，包括泡壳、灯管、灯管阴极、导丝、驱动器及其外壳、灯头和连线。

上述现有技术的不足之处在于：上述冷阴极灯使用时只能保持一个亮度，不能进行亮度连续调节，不能满足相应的使用要求和进一步节能的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于亮度连续调节、稳定性较好的可调光的冷阴极荧光灯。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可调光的冷阴极荧光灯，包括：调光驱动电路；该调光驱动电路包括：调光器、整流电路、高频逆变电路、升压电路和调光电路；调光器的交流输入端与交流电源相连，调光器的交流输出端与整流电路的交流输入端相连，整流电路的直流输出端与高频逆变电路的直流输入端相连，高频逆变电路的高频交流电输出端与升压电路的升压控制端相连，升压电路的电源输出端用于与冷阴极灯管的电源输入端相连；整流电路的直流输出端与调光电路的电源输入端相连，升压电路的反馈电压输出端与调光电路的反馈电压输入端相连，调光电路的调光控制输出端与高频逆变电路的逆变频率控制端相连。

工作时，高频逆变电路输出高频交流电控制升压电路的输出电压，并驱动冷阴极灯管点亮；升压电路输出反馈电压至调光电路，调光电路根据所述反馈电压控制高频逆变电路输出的高频交流电的频率，以使升压电路的输出电压保持在预设范围内，进而控制冷阴极灯管亮度稳定。

调光时，通过调节调光器改变输入整流电路的交流电压的波形,进而改变所述整流电路输出的单向脉动直流电的波形宽度大小，调光电路根据所述单向脉动直流电的波形宽度大小控制高频逆变电路输出的高频交流电的频率的高低，以控制升压电路的输出电压的大小，以最终调整冷阴极灯管的亮度强弱。

本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：（1）调光电路:通过在输入端外接一个可控硅调光器,调节调光器改变输入电压的波形,通过调光电路相应调整高频逆变电路的输出,从而改变灯管的供电电压,实现调光的目的。（2）灯管中的阴极套于玻璃管的顶端，玻璃管的下端与灯管的封接处焊接相连，从而将工作时高温状态的阴极的热能经玻璃管传导至灯光上，以控制阴极与电极导线连接处的温度，防止该处的灯管出现发黑的现象。玻璃管内设有液态汞，可确保导热效果。（3）灯管发光原理：通过给灯管的两端电极间加上所需的高频高压，将灯管内气体击穿电离，引起放电。此时，大量汞原子被激发电离，产生253.7nm紫外线，管壁上的高频荧光粉受到紫外线的辐射而发出可见光。本发明灯管中的玻璃管作为防护罩，玻璃芯柱为玻璃管和电极起支架作用，以方便放置电极；（4）本发明的电极采用纯铝管或无氧铜管或可阀管，其工作温度低于普通荧光灯，所以特别耐闪烁冲击，可频繁启动，冷热骤变影响较小，氧化较小，可保证灯管具有较长的使用寿命；且采用该电极的灯管，配合本发明的调光电路使用，在调光时双螺旋的灯管可以一圈一圈点亮而不闪烁，调光性能较好。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为实施例中的可调光的冷阴极荧光灯的外形结构示意图；

图2为实施例中可调光的冷阴极荧光灯的调光驱动电路的电路原理图；

图3为上述调光驱动电路的电路框图；

图4为实施例中的可调光的冷阴极荧光灯的局部剖面结构图。

具体实施方式

(实施例1)

见图1-4，本实施例的可调光的冷阴极荧光灯，其包括：灯头a、灯管b、以及设于灯头a和灯管b之间的连接壳体c，连接壳体c内设有调光驱动电路。本发明的冷阴极灯管的主体呈圆柱形双螺旋体，为了保护冷阴极灯管，灯管b上设有泡壳d。

灯管b内邻近灯管封接处b1设有：阴极d、电极导线f、玻璃管e和玻璃芯柱g；阴极d与电极导线f的顶端电连接，且阴极d和电极导线f设于玻璃管e中，玻璃芯柱g设于玻璃管e的下端，玻璃芯柱g与所述灯管封接处b1封接，电极导线f下端延伸出该灯管封接处b1。

玻璃管（e）内设有液态汞，汞原子在电子冲撞下被激发，产生253.7nm紫外线，紫外线激发荧光粉发出可见光。

所述调光驱动电路包括：调光器1、整流电路2、高频逆变电路3、升压电路4和调光电路6；调光器1的交流输入端与交流电源AC相连，调光器1的交流输出端与整流电路2的交流输入端相连，整流电路2的直流输出端与高频逆变电路3的直流输入端（即第五二极管D5的阳极）相连，高频逆变电路3的高频交流电输出端（即第五电感L5与初级线圈N1的接点）与升压电路4的升压控制端（即初级线圈N1）相连，升压电路4的电源输出端（即次级线圈N3）与冷阴极灯管5的电源输入端相连；整流电路2的直流输出端与调光电路6的电源输入端（即第三NPN三极管Q3的集电极）相连，升压电路4的反馈电压输出端（即电压反馈线圈N2与第十二极管D10的接点）与调光电路6的反馈电压输入端（即第三NPN三极管Q3的发射极）相连，调光电路6的调光控制输出端（即第二NPN三极管Q2的集电极）与高频逆变电路3的逆变频率控制端（即PNP三极管Q4的集电极）相连；所述调光器1为可控硅调光器。

工作时，高频逆变电路3输出高频交流电控制升压电路4的输出电压，并驱动冷阴极灯管5点亮；升压电路4输出反馈电压至调光电路6，调光电路6根据所述反馈电压控制高频逆变电路3输出的高频交流电的频率，以使升压电路4的输出电压保持在预设范围内，进而控制冷阴极灯管5亮度稳定。

调光时，通过调节调光器1改变输入整流电路2的交流电压的波形,进而改变所述整流电路2输出的单向脉动直流电的波形宽度大小，调光电路6根据所述单向脉动直流电的波形宽度大小控制高频逆变电路3输出的高频交流电的频率的高低，以控制升压电路4的输出电压的大小，以最终调整冷阴极灯管5的亮度强弱。

所述调光电路6包括：电解电容C9、第二NPN三极管Q2和第三NPN三极管Q3；第三NPN三极管Q3的基极和发射极之间设有稳压管D11，第二NPN三极管Q2的基极和第三NPN三极管Q3的基极之间设有第六电阻R6和第六二极管D6。

第三NPN三极管Q3的基极和集电极分别经第一电阻R1和第三电阻R3与整流电路2的直流输出端相连，第三NPN三极管Q3的发射极接电解电容C9的正极；电解电容C9的正极串接第七电阻R7后接第二NPN三极管Q2的基极，第二NPN三极管Q2的发射极和电解电容C9的负极接整流电路2的直流输入端，第二NPN三极管Q2的集电极与所述高频逆变电路3的逆变频率控制端相连；升压电路4的反馈电压输出端经第十二极管D10接电解电容C9的正极。

工作时，当升压电路4输出的反馈电压相对预设值偏高或偏低时，第三NPN三极管Q3的发射极输出电流变小或变大，使第二NPN三极管Q2的基极电流相应变小或变大，从而控制所述高频逆变电路3的逆变频率控制端的输出电流相应变小或变大，进而控制高频逆变电路3输出的高频交流电的频率的相应变低或变高，并使所述反馈电压稳定于所述预设值，使冷阴极灯管5保持亮度稳定。

调光时，通过减小或增大所述单向脉动直流电的波形宽度而控制第三NPN三极管Q3的基极电流变小或变大，进而控制第二NPN三极管Q2的基极电流变小或变大，从而减小或增大所述高频逆变电路3的逆变频率控制端的输出电流，进而降低或提高所述高频逆变电路3输出的高频交流电的频率，以控制冷阴极灯管5亮度的变弱或变强。

所述升压电路4包括升压变压器TR和串并联谐振电路；升压变压器TR包括：初级线圈N1、电压反馈线圈N2和与冷阴极灯管5并联的次级线圈N3。

串并联谐振电路包括：依次串联的第三电感L3、第一电感L1、第五电感L5、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7以及与第三电感L3和第一电感L1构成的串联电路并联的第四电容C4；第一电感L1和第五电感L5共磁芯；第五电容C5与所述初级线圈N1并联。

所述高频逆变电路3包括：第一NPN三极管Q1和PNP三极管Q4。

所述整流电路2的直流输出端连接有第五二极管D5，第五二极管D5的阴极串接第二电感L2后接第一NPN三极管Q1的集电极，第一NPN三极管Q1的集电极和基极之间设有第二电阻R2，第一NPN三极管Q1的发射极与第四电容C4和第一电感L1的接点相连，第一NPN三极管Q1的发射极还与PNP三极管Q4的发射极相连；PNP三极管Q4的集电极与所述第二NPN三极管Q2的集电极相连。

第五二极管D5用于隔断所述串并联谐振电路的谐振电压，以确保整流电路2输出的单向脉动直流电的稳定性。

第七电容C7的一端串接第八电容C8后接所述第五二极管D5的阴极，第七电容C7的另一端串接第六电容C6后接所述第一NPN三极管Q1的集电极。

PNP三极管Q4的基极和集电极之间设有串接第八电阻R8，PNP三极管Q4的集电极和发射极之间设有:第八二极管D8和由第三电容C3与第五电阻R5构成的RC滤波电路。

第三NPN三极管Q3的发射极和第五二极管D5的阴极之间设有第七二极管D7；第二NPN三极管Q2的集电极还与第七电容C7和第八电容C8的接点相连；第一NPN三极管Q1的发射极与集电极分别连接第九二极管D9的阳极和阴极；第一NPN三极管Q1和PNP三极管Q4的基极分别串接第一电容C1和第二电容C2后接第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端接第四电容C4与第三电感L3的接点;第二NPN三极管Q2的集电极和发射极之间设有第九电阻R9。

显然，本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种可调光的冷阴极荧光灯，其特征在于包括：调光驱动电路；该调光驱动电路包括：调光器（1）、整流电路（2）、高频逆变电路（3）、升压电路（4）和调光电路（6）；调光器（1）的交流输入端与交流电源（AC）相连，调光器（1）的交流输出端与整流电路（2）的交流输入端相连，整流电路（2）的直流输出端与高频逆变电路（3）的直流输入端相连，高频逆变电路（3）的高频交流电输出端与升压电路（4）的升压控制端相连，升压电路（4）的电源输出端用于与冷阴极灯管（5）的电源输入端相连；整流电路（2）的直流输出端与调光电路（6）的电源输入端相连，升压电路（4）的反馈电压输出端与调光电路（6）的反馈电压输入端相连，调光电路（6）的调光控制输出端与高频逆变电路（3）的逆变频率控制端相连；工作时，高频逆变电路（3）输出高频交流电控制升压电路（4）的输出电压，并驱动冷阴极灯管（5）点亮；升压电路（4）输出反馈电压至调光电路（6），调光电路（6）根据所述反馈电压控制高频逆变电路（3）输出的高频交流电的频率，以使升压电路（4）的输出电压保持在预设范围内，进而控制冷阴极灯管（5）亮度稳定；调光时，通过调节调光器（1）改变输入整流电路（2）的交流电压的波形,进而改变所述整流电路（2）输出的单向脉动直流电的波形宽度大小，调光电路（6）根据所述单向脉动直流电的波形宽度大小控制高频逆变电路（3）输出的高频交流电的频率的高低，以控制升压电路（4）的输出电压的大小，以最终调整冷阴极灯管（5）的亮度强弱。

2.根据权利要求1所述的可调光的冷阴极荧光灯，其特征在于：所述调光电路（6） 包括：电解电容（C9）、第二NPN三极管（Q2）和第三NPN三极管（Q3）；第三NPN三极管（Q3）的基极和发射极之间设有稳压管（D11），第二NPN三极管（Q2）的基极和第三NPN三极管（Q3）的基极之间设有第六电阻（R6）和第六二极管（D6）；第三NPN三极管（Q3）的基极和集电极分别经第一电阻（R1）和第三电阻（R3）与整流电路（2）的直流输出端相连，第三NPN三极管（Q3）的发射极接电解电容（C9）的正极；电解电容（C9）的正极串接第七电阻（R7）后接第二NPN三极管（Q2）的基极，第二NPN三极管（Q2）的发射极和电解电容（C9）的负极接整流电路（2）的直流输入端，第二NPN三极管（Q2）的集电极与所述高频逆变电路（3）的逆变频率控制端相连；升压电路（4）的反馈电压输出端经第十二极管（D10）接电解电容（C9）的正极；工作时，当升压电路（4）输出的反馈电压相对预设值偏高或偏低时，第三NPN三极管（Q3）的发射极输出电流变小或变大，使第二NPN三极管（Q2）的基极电流相应变小或变大，从而控制所述高频逆变电路（3）的逆变频率控制端的输出电流相应变小或变大，进而控制高频逆变电路（3）输出的高频交流电的频率的相应变低或变高，并使所述反馈电压稳定于所述预设值，使冷阴极灯管（5）保持亮度稳定。

3.根据权利要求2所述的可调光的冷阴极荧光灯，其特征在于：调光时，通过减小或增大所述单向脉动直流电的波形宽度而控制第三NPN三极管（Q3）的基极电流变小或变大，进而控制第二NPN三极管（Q2）的基极电流变小或变大，从而减小或增大所述高频逆变电路（3）的逆变频率控制端的输出电流，进而降低或提高所述高频逆变电路（3）输出的高频交流电的频率，以控制冷阴极灯管（5）亮度的变弱或变强。

4.根据权利要求3所述的可调光的冷阴极荧光灯，其特征在于：所述升压电路（4）包括升压变压器（TR）和串并联谐振电路；升压变压器（TR）包括：初级线圈（N1）、电压反馈线圈（N2）和与冷阴极灯管（5）并联的次级线圈（N3）；串并联谐振电路包括：依次串联的第三电感（L3）、第一电感（L1）、第五电感（L5）、第五电容（C5）、第六电容（C6）、第七电容（C7）以及与第三电感（L3）和第一电感（L1）构成的串联电路并联的第四电容（C4）；第一电感（L1）和第五电感（L5）共磁芯；第五电容（C5）与所述初级线圈（N1）并联；所述高频逆变电路（3）包括：第一NPN三极管（Q1）和PNP三极管（Q4）；所述整流电路（2）的直流输出端连接有第五二极管（D5），第五二极管（D5）的阴极串接第二电感（L2）后接第一NPN三极管（Q1）的集电极，第一NPN三极管（Q1）的集电极和基极之间设有第二电阻（R2），第一NPN三极管（Q1）的发射极与第四电容（C4）和第一电感（L1）的接点相连，第一NPN三极管（Q1）的发射极还与PNP三极管（Q4）的发射极相连； PNP三极管（Q4）的集电极与所述第二NPN三极管（Q2）的集电极相连；第七电容（C7）的一端串接第八电容（C8）后接所述第五二极管（D5）的阴极，第七电容（C7）的另一端串接第六电容（C6）后接所述第一NPN三极管（Q1）的集电极。

5.根据权利要求4所述的可调光的冷阴极荧光灯，其特征在于： PNP三极管（Q4）的基极和集电极之间设有串接第八电阻（R8），PNP三极管（Q4）的集电极和发射极之间设有:第八二极管（D8）和由第三电容（C3）与第五电阻（R5）构成的RC滤波电路；第三NPN三极管（Q3）的发射极和第五二极管（D5）的阴极之间设有第七二极管（D7）；第二NPN三极管（Q2）的集电极还与第七电容（C7）和第八电容（C8）的接点相连；第一NPN三极管（Q1）的发射极与集电极分别连接第九二极管（D9）的阳极和阴极；第一NPN三极管（Q1）和PNP三极管（Q4）的基极分别串接第一电容（C1）和第二电容（C2）后接第十电阻（R10）的一端，第十电阻（R10）的另一端接第四电容（C4）与第三电感（L3）的接点; 第二NPN三极管（Q2）的集电极和发射极之间设有第九电阻（R9）。

6.根据权利要求1-5之一所述的可调光的冷阴极荧光灯，其特征在于：所述调光器（1）为可控硅调光器。

7.根据权利要求1-5之一所述的可调光的冷阴极荧光灯，其特征在于：所述调光驱动电路设于灯头（a）和灯管（b）之间的连接壳体（c）内，灯管（b）上套有泡壳（d）；灯管（b）内邻近灯管封接处（b1）设有：阴极（d）、电极导线（f）、玻璃管（e）和玻璃芯柱（g）；阴极（d）与电极导线（f）的顶端电连接，且阴极（d）和电极导线（f）设于玻璃管（e）中，玻璃芯柱（g）设于玻璃管（e）的下端，玻璃芯柱（g）与所述灯管封接处（b1）封接，电极导线（f）下端延伸出该灯管封接处（b1）。

8.根据权利要求7所述的可调光的冷阴极荧光灯，其特征在于：所述玻璃管（e）内设有液态汞。

9.根据权利要求7所述的可调光的冷阴极荧光灯，其特征在于：所述阴极（d）为铝管、无氧铜管或可阀管。

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