CN101827487A - 一种荧光灯及其电子镇流器 - Google Patents

Abstract

本发明适用于荧光灯电路设计技术领域，提供了一种荧光灯及其电子镇流器。其中的电子镇流器包括整流滤波单元、逆变单元、以及启动逆变单元进行逆变的启动单元，逆变单元包括第一容性蓄能单元、第二容性蓄能单元、以及半桥逆变单元；半桥逆变单元用于在一半波逆变期间，将整流滤波单元输出的直流电逆变成交流电，并向第一容性蓄能单元和第二容性蓄能单元充电；半桥逆变单元还用于在另一半波逆变期间，将第一容性蓄能单元和第二容性蓄能单元释放的直流电逆变成交流电。由于加入第二容性蓄能单元，提高了蓄能能力，避免了荧光灯启动时的闪烁，提高了荧光灯管的使用寿命。

Description

一种荧光灯及其电子镇流器

技术领域

本发明属于荧光灯电路设计技术领域，尤其涉及一种荧光灯及其电子镇流器。

背景技术

随着科技的进步，荧光灯具有了光效高、启动快、效率高以及亮度均匀的特点，具有宽广的应用前景。目前的荧光灯普遍采用电子镇流器，相较于电感镇流器而言，电子镇流器具有体积小、重量轻、无噪声、无频闪、功率因数高等优点。

现有技术提供的电子镇流器中的逆变单元是采用半桥逆变电路设计，在该半桥逆变电路的一半波逆变期间，待逆变的直流电向一电容充电，并在另一半波逆变期间，利用该充电后的电容中的电能作为待逆变的直流电，即是说，此时该充电后的电容放电。由于向该电容的充电过程较缓慢，该电容通过一次充电后的电量难以维持一次放电，造成采用现有技术提供的电子镇流器的荧光灯在启动后，往往闪烁数次才达到持续稳定的发光状态，降低了荧光灯管的使用寿命，可应用性差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种荧光灯的电子镇流器，旨在解决现有技术提供的荧光灯的电子镇流器由于其逆变单元中电容的充电过程缓慢，使得荧光灯在启动后，往往闪烁数次才达到持续稳定的发光状态，降低了荧光灯管的使用寿命，可应用性差的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种荧光灯的电子镇流器，包括整流滤波单元、逆变单元、以及启动所述逆变单元开始进行逆变的启动单元，所述逆变单元包括第一容性蓄能单元、第二容性蓄能单元、以及半桥逆变单元；

所述半桥逆变单元用于在一半波逆变期间，将所述整流滤波单元输出的直流电逆变成交流电，并向所述第一容性蓄能单元和第二容性蓄能单元充电；所述半桥逆变单元还用于在另一半波逆变期间，将所述第一容性蓄能单元和第二容性蓄能单元释放的直流电逆变成交流电。

本发明实施例的另一目的在于提供一种荧光灯，包括一电子镇流器，所述电子镇流器采用如上所述的荧光灯的电子镇流器。

本发明实施例提供的荧光灯的电子镇流器通过加入第二容性蓄能单元，该第二容性蓄能单元与第一容性蓄能单元共同完成逆变过程中电能的存储，可以储存更多的电能，以提供逆变过程中足够的放电电能，降低了荧光灯在启动后一段时间内的闪烁次数，甚至可以做到无闪烁，提高了荧光灯管的使用寿命，可应用性强。

附图说明

图1是本发明实施例提供的荧光灯的电子镇流器的结构原理图；

图2是图1的具体电路图。

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的电子镇流器通过加入第二容性蓄能单元，该第二容性蓄能单元与第一容性蓄能单元共同完成逆变过程中电能的存储，可以储存更多的电能，以提供逆变过程中足够的放电电能。

图1示出了本发明实施例提供的荧光灯的电子镇流器的结构原理，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

整流滤波单元11用于取交流电，并对取到的交流电进行整流滤波处理后，输出直流电；逆变单元13用于将整流滤波单元11输出的直流电逆变成荧光灯单元14发光所需频率的交流电；启动单元12用于启动逆变单元13开始进行逆变。其中，逆变单元13还包括半桥逆变单元131、第一容性蓄能单元132，以及第二容性蓄能单元133，半桥逆变单元131用于在一半波逆变期间，将整流滤波单元11输出的直流电逆变成交流电，并向第一容性蓄能单元132和第二容性蓄能单元133充电；半桥逆变单元131还用于在另一半波逆变期间，将第一容性蓄能单元132和第二容性蓄能单元133释放的直流电逆变成交流电。

由于该荧光灯的电子镇流器中的逆变单元同时包括了第一容性蓄能单元132和第二容性蓄能单元133，在其充电过程中，可以储存更多的电能，以提供足够的放电电能，降低了荧光灯在启动后一段时间内的闪烁次数，甚至可以做到无闪烁，提高了荧光灯管的使用寿命，可应用性强。

图2示出了图1的具体电路。

其中，整流滤波单元11包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电容C7、由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4构成的整流桥、电感L1、电感L2、保险丝F1。保险丝F1一端连接火线，另一端通过电感L1连接整流桥的一个输入端，电感L2的一端连接零线，另一端连接整流桥的另一个输入端，电容C1连接于整流桥的两个输入端之间，电容C2和电容C3串联后连接于整流桥的两个输入端之间，电容C4连接于保险丝F1的另一端和零线之间，电容C5和电容C6串联后连接于保险丝F1的另一端和零线之间，电容C2连接电容C3的一端同时连接电容C5连接电容C6的一端，并连接至地线，整流桥的正输出端连接启动单元12以及逆变单元13，整流桥的负输出端接地，电容C7连接于整流桥的正输出端与地之间，起到滤波的作用。

当然，在具体实现时，由于电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电感L1、电感L2的加入起到了对取到的交流电的滤波作用，电容C7起到对整流桥输出直流电的滤波作用，保险丝F1是为了防止该电子镇流器的短路故障，因此，在非必须的情况下，这些器件中的一个或多个均可以省略，此时，整流滤波单元11包括由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4构成的整流桥，该整流桥的一个输入端是直接连接火线，该整流桥的另一个输入端是直接连接零线，该整流桥的输出端的连接方式不变。

其中，启动单元12包括电阻R1、电容C8、以及二端开关管DB1。电阻R1的一端连接整流滤波单元11，具体是连接整流桥的正输出端，电阻R1的另一端通过电容C8接地，电阻R1的另一端同时连接二端开关管DB1的一端，电阻R1的另一端同时连接逆变单元13，二端开关管DB1的另一端连接逆变单元13。

其中，第一容性蓄能单元132包括电容C10，电容C10的一端连接半桥逆变单元131，电容C10的另一端连接荧光灯单元14；第二容性蓄能单元133包括电容C11，电容C11的一端连接半桥逆变单元131，电容C11的另一端连接荧光灯单元14。

其中，半桥逆变单元131包括电容C9、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D5、二极管D6、二极管D7、三极管Q1、三极管Q2、以及变压器T1，其中的变压器T1进一步包括绕组N1、绕组N2以及绕组N3，图中黑色实心点示出了绕组N1、绕组N2和绕组N3的同名端。二极管D5的阳极连接电阻R1的另一端，二极管D5的阴极通过电阻R3连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极连接整流滤波单元11，三极管Q1的基极通过电阻R4连接绕组N1的一端，二极管D5的阴极同时连接绕组N1的另一端，三极管Q1的集电极同时连接第一容性蓄能单元132，具体是连接电容C10，绕组N1的另一端连接绕组N2的一端，绕组N2的另一端连接荧光灯单元14；三极管Q2的集电极连接二极管D5的阴极，三极管Q2的发射极通过电阻R5接地，三极管Q2的基极通过电阻R6连接绕组N3的一端，绕组N3的另一端接地，三极管Q2的基极同时连接二端开关管DB1的另一端。其中绕组N1的与绕组N2连接的一端、绕组N2的与绕组N1连接的一端、以及绕组N3的与电阻R6连接的一端互为同名端。电阻R2、电容C9分别连接于整流桥正输出端和二极管D5的阴极之间，二极管D6的阳极连接二极管D5的阴极，二极管D6的阴极连接三极管Q1的集电极，二极管D7的阳极接地，二极管D7的阴极连接二极管D5的阴极。

当然，在具体实现时，由于电容C9、二极管D6和二极管D7的加入起到了对变压器T1的续流作用，因此，在非必须的情况下，可以省略电容C9和二极管D6，或者省略二极管D7，或者同时省略电容C9、二极管D6和二极管D7。

其中，荧光灯单元14包括作为负载的荧光灯管FL、启动电容C 12和谐振电感L3。荧光灯管FL的一端设置有内部连接的第一电极和第二电极，荧光灯管FL的另一端设置有内部连接的第三电极和第四电极，第一电极连接第一容性蓄能单元132，具体是连接电容C10的另一端，第一电极同时连接第二容性蓄能单元133，具体是连接电容C11的另一端；第二电极通过启动电容C12连接第三电极，第四电极通过谐振电感L3连接半桥逆变单元131，具体是连接绕组N2的另一端。

下面将详细说明图2所示电路的工作原理：

整流滤波单元11取交流电，如从市电取220V交流电后，经由电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电感L1、电感L2构成的EMC滤波电路，以滤除交流电中的高频污染信号，而允许低频交流信号通过，并同时隔离外网工频电源与高频开关电源之间的干扰。经EMC滤波后的低频交流信号由整流桥整流成直流电，该直流电经电容C7滤波后输出。

整流滤波单元11输出的直流电经电阻R1给电容C8充电，当电容C8与二端开关管DB1连接的一端的电压达到并超过二端开关管DB1的转折电压(如：30-40V)后，二端开关管DB 1击穿导通，三极管Q2导通。

当没有电容C11的情况下，在启动时，整流滤波单元11输出的直流电瞬时给电容C10充电，之后三极管Q2由于二端开关管DB1的导通而导通，此时，电容C10、荧光灯管的第一电极、荧光灯管的灯丝、启动电容C12、谐振电感L3、绕组N2、三极管Q2的集电极、三极管Q2的发射极、电阻R5、地顺次构成一电流通路，电容C10作为电源给荧光灯管供电。三极管Q2集电极电压的升高，使得在绕组N2上产生感应电动势，同时在绕组N3上产生感应电动势，进而使得三极管Q2的基极电压迅速升高，从而基极电流增加，集电极电流增加，又进一步使得基极电压升高，即是说，三极管Q2的基极电压、三极管Q2的基极电流、三极管Q2的集电极电流构成一正反馈，从而使得三极管Q2迅速饱和。

当三极管Q2进入饱和导通状态时，在某一时刻，三极管Q2的基极电压达到一峰值，基极电流也相应的达到峰值。之后由于磁导率的下降，三极管Q1的基极电流和绕组N3在同名端的电压将随着三极管Q2集电极电流的上升而下降，由于基极区存在大量的少数载流子没有通过集电极被拉走，三极管Q2处于饱和状态。随着三极管Q2集电极电流的增加和磁导率的进一步下降，会出现绕组N3在同名端的电压低于三极管Q2的基极电压的情况，使得基极电流反向，从而使得基极剩余的电子消失，三极管Q2从饱和导通状态进入放大区工作，三极管Q2的集电极电流的下降通过绕组N2和绕组N3的正反馈使得基极电流和集电极电流减少，从而使得三极管Q2迅速截止，与此同时，绕组N1、绕组N2和绕组N3的感应电极方向发生翻转。

在绕组N1、绕组N2和绕组N3的感应电极方向发生翻转后，三极管Q1导通，此时，整流滤波单元11输出的直流电顺次通过三极管Q1、电阻R3、绕组N2、谐振电感L3、荧光灯的第四电极、荧光灯的第三电极、启动电容C12、荧光灯的第二电极、荧光灯的第一电极接地，整流滤波单元11输出的直流电同时给电容C10瞬时充电，三极管Q1的工作过程与如上三极管Q2的工作过程相似，在此不再赘述。

由于三极管Q2导通时的导电通路上的元器件的等效电阻较大，使得向电容C10充电的电流较小，对电容C10的充电过程很慢，当三极管Q2由导通变为截止，而转变为三极管Q1工作时，电容C10的一次充电所存储的电能不足以向三极管Q1工作时导通回路提供足够的电能，不能维持到下一次三极管Q2导通，为此，通过本发明实施例提供的电容C11，可以提供回路更大的充放电能力。此时，在启动时，整流滤波单元11输出的直流电瞬时给电容C10和电容C11充电，则在三极管Q2导通后，由电容C10和电容C11共同作为电源给荧光灯管供电；而在三极管Q1导通后，整流滤波单元11输出的直流电顺次通过三极管Q1、电阻R3、绕组N2、谐振电感L3、荧光灯的第四电极、荧光灯的第三电极、启动电容C12、荧光灯的第二电极、荧光灯的第一电极、电容C11(由于三极管Q1的导通时间极短，通过C11的电流相当于一脉冲波，使得电容C11导通)接地，整流滤波单元11输出的直流电同时给电容C10和电容C11瞬时充电，使得荧光灯一次启动即进入稳定状态，避免了多次闪烁现象，此时，电容C11与电容C10共同作为上述两个导电通路中的储能元器件，在加入电容C11后电路的工作原理即是将上述描述中的电容C10变为电容C10和电容C11，其它均相同，在此不再赘述。当然，在具体实现时，为了获得更好的储能效果，本发明实施例中，第二容性蓄能单元133还可以包括多个串联连接的电容。

本发明实施例还提供了一种包括如上所述的电子镇流器的荧光灯。

本发明实施例提供的荧光灯的电子镇流器通过加入第二容性蓄能单元，该第二容性蓄能单元与第一容性蓄能单元共同完成逆变过程中电能的存储，可以储存更多的电能，以提供逆变过程中足够的放电电能，降低了荧光灯在启动后一段时间内的闪烁次数，甚至可以做到无闪烁，提高了荧光灯管的使用寿命，可应用性强。另外，本发明实施例提供的荧光灯的电子镇流器的设计相较于现有技术的电路设计，具有结构简单、成本低、工作稳定的特点，实验证明，该电路可以使得荧光灯电流波峰比小于1.7，且使得转换效率大于85％。

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 (10)

1.一种荧光灯的电子镇流器，包括整流滤波单元、逆变单元、以及启动所述逆变单元开始进行逆变的启动单元，其特征在于，所述逆变单元包括第一容性蓄能单元、第二容性蓄能单元、以及半桥逆变单元；

所述半桥逆变单元用于在一半波逆变期间，将所述整流滤波单元输出的直流电逆变成交流电，并向所述第一容性蓄能单元和第二容性蓄能单元充电；所述半桥逆变单元还用于在另一半波逆变期间，将所述第一容性蓄能单元和第二容性蓄能单元释放的直流电逆变成交流电。

2.如权利要求1所述的荧光灯的电子镇流器，其特征在于，所述整流滤波单元包括由二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4构成的整流桥和电容C7；

所述整流桥的一个输入端连接火线，所述整流桥的另一个输入端连接零线，电容C7连接于所述整流桥的正输出端与地之间，所述整流桥的正输出端同时连接所述启动单元以及逆变单元，所述整流桥的负输出端接地。

3.如权利要求2所述的荧光灯的电子镇流器，其特征在于，所述整流滤波单元还包括电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电感L1、电感L2、保险丝F1；

所述整流桥的一个输入端是顺次通过电感L1和保险丝F1连接火线的，所述整流桥的另一个输入端是通过电感L2连接零线的，电容C1连接于所述整流桥的两个输入端之间，电容C2和电容C3串联后连接于所述整流桥的两个输入端之间，电容C4连接于保险丝F1与电感L1连接的一端的和零线之间，电容C5和电容C6串联后连接于保险丝F1与电感L1连接的一端和零线之间，电容C2连接电容C3的一端同时连接电容C5连接电容C6的一端，并连接至地线。

4.如权利要求2所述的荧光灯的电子镇流器，其特征在于，所述启动单元包括电阻R1、电容C8、以及二端开关管DB1；

电阻R1的一端连接所述整流滤波单元，电阻R1的另一端通过电容C8接地，电阻R1的另一端同时连接二端开关管DB1的一端，电阻R1的另一端同时连接所述逆变单元，二端开关管DB1的另一端连接所述逆变单元。

5.如权利要求4所述的荧光灯的电子镇流器，其特征在于，所述第一容性蓄能单元包括电容C10，电容C10的一端连接所述半桥逆变单元，电容C10的另一端连接所述荧光灯单元；所述第二容性蓄能单元包括至少一个串联连接的电容。

6.如权利要求5所述的荧光灯的电子镇流器，其特征在于，所述第二容性蓄能单元包括电容C11，电容C11的一端连接所述半桥逆变单元，电容C11的另一端连接所述荧光灯单元。

7.如权利要求6所述的荧光灯的电子镇流器，其特征在于，所述半桥逆变单元包括电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、二极管D5、三极管Q1、三极管Q2、以及变压器T1，变压器T1进一步包括绕组N1、绕组N2以及绕组N3；

二极管D5的阳极连接电阻R1的另一端，二极管D5的阴极通过电阻R3连接三极管Q1的发射极，三极管Q1的集电极连接所述整流滤波单元，三极管Q1的基极通过电阻R4连接绕组N1的一端，二极管D5的阴极同时连接绕组N1的另一端，三极管Q1的集电极同时连接电容C10，绕组N1的另一端连接绕组N2的一端，绕组N2的另一端连接所述荧光灯单元；三极管Q2的集电极连接二极管D5的阴极，三极管Q2的发射极通过电阻R5接地，三极管Q2的基极通过电阻R6连接绕组N3的一端，绕组N3的另一端接地，三极管Q2的基极同时连接二端开关管DB1的另一端；绕组N1的与绕组N2连接的一端、绕组N2的与绕组N1连接的一端、以及绕组N3的与电阻R6连接的一端互为同名端。

8.如权利要求7所述的荧光灯的电子镇流器，其特征在于，所述半桥逆变单元还包括电阻R2、电容C9、二极管D6和二极管D7；

电阻R2、电容C9分别连接于所述整流桥正输出端和二极管D5的阴极之间，二极管D6的阳极连接二极管D5的阴极，二极管D6的阴极连接三极管Q1的集电极，二极管D7的阳极接地，二极管D7的阴极连接二极管D5的阴极。

9.如权利要求8所述的荧光灯的电子镇流器，其特征在于，所述荧光灯单元包括作为负载的荧光灯管、启动电容C12和谐振电感L3；

所述荧光灯管的一端设置有内部连接的第一电极和第二电极，所述荧光灯管的另一端设置有内部连接的第三电极和第四电极，所述第一电极连接电容C10的另一端，所述第一电极同时连接电容C11的另一端；所述第二电极通过启动电容C12连接第三电极，所述第四电极通过谐振电感L3连接绕组N2的另一端。

10.一种荧光灯，包括一电子镇流器，其特征在于，所述电子镇流器采用如权利要求1至9任一项所述的荧光灯的电子镇流器。

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