CN1021277C

CN1021277C - 高可靠性可连续调光的荧光灯电路

Info

Publication number: CN1021277C
Application number: CN92107335A
Authority: CN
Inventors: 叶国柱
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1992-03-26
Filing date: 1992-03-26
Publication date: 1993-06-16
Anticipated expiration: 2007-03-26
Also published as: CN1065174A

Abstract

本发明涉及一种荧光灯的调光电路，它是在电子镇流器的基础上完成的。其特点是在高频振荡电路的输出和荧光灯的启动和工作电路的输入之间接入高频输出变压器，使它们相互隔离，并在控制电路中的积分电路上接入电位器，控制电路和高频振荡电路的电源端均直接与桥式整流电路的输出连接，使提它们的直流供电电源不经过电解电容滤波而直接从整流电路得到，调节电位器的大小即可调节高频输出变压器的输出电压，从而调节荧光灯的亮度。本发明电路可靠性高，线路简单，节电效果显著，便于普及推广应用。

Description

本发明属于电光源技术领域，特别是涉及到一种荧光灯的调光电路。

早期使用的荧光灯电路普遍采用电感式铁芯镇流器和氖泡起辉器。由于电子技术的迅猛发展，近年来逐渐推广应用电子镇流器。电子镇流器的典型电路如图1，其中较易损坏的是电解电容C₁和三极管BG₁和BG₂，电解电容的耐压一般都为350V，当交流输入大于250V时，整流后的直流电压就会超过350V，时间一长，电解电容C₁就会“发胖”，甚至爆炸而损坏，所配的三极管BG₁、BG₂的耐压虽要求大于350V即可，但往往一些高反压管（如BU406、MJE13005等），其耐压在400V以上，在使用中也会莫名其妙地损坏。究期原因，正如图1所示，传统的电子镇流器的镇流电路一般由电感L₁、电容C₄、C₅及荧光灯管H组成的启动和工作电路直接并联在三极管BG₁的两端，同时和三极管BG₂组成串联电路并接在经整流滤波后的直流电源的两端，开机的瞬间，虽然由L₁、C₄、C₅及灯管H组成的串联谐振回路产生的脉冲高压能使灯管H电离点燃，但同时此脉冲高压也叠加在三极管BG₁、BG₂的C-E结上，很容易使三极管击穿，造成电子镇流器损坏。虽然也有少数电子镇流器采用变压器输出，如图2，它把荧光灯管直接并接在高频振荡器的输出变压器的次级两端。但由于该输出端仅接荧光灯管，而没有接由电感。电容串联组成的启动和工作电路，因此为了能启动点燃灯管，变压器的输出电压必须满足灯管所要求的着火峰压值，即变压器的次级电压必须足够高，次级匝数必须绕得较多，这样就很难做到高频振荡电路与荧光灯管的匹配，使高频振荡电路中的三极管温升较高，效率偏低，设计时选择功率管必须要留有余地。因而图2所示的这类电子镇流器只能运用于小功率荧光灯管如应急灯或使用直流电源的地方，并且上述图1、图2的电子镇流器均不能调节荧光灯的亮度。也曾有人以其它方式或在电子镇流器的基础上实现对荧光灯的调光，但他们都是利用改变电感量来调节流过灯管的电流从而来调节灯管的亮度，如中国专利88200137，X，88216869.2，90108950.8等，它们的共同问题是线路复杂，可靠性低，实用性差，很难普及推广。目前还没有经济实用的高可靠性可调光的荧光灯电路，这是世界各国在九十年代竞相要解决的难题。

本发明的目的就是为了解决这个世界性难题，提出一种高可靠性可连续调光的荧光灯电路。

本发明的技术解决方案是在现有的电子镇流器电路的基础上完成的，它包括有抑制干扰电路、桥式整流电路、控制电路、高频振荡电路、启动和工作电路，其中抑制干扰电路由电容C₆、C₇和电感L₂、L₃组成，桥式整流电路由二极管D₇-D₁₀ 组成，控制电路由电阻R₇、电容C₈构成的积分电路和双向二极管D₁₁和二极管D₁₂组成，高频振荡电路为由三极管BG₃、BG₄，反馈变压器T₂，电阻R₈、R₉、R₁₀、R₁₁，电容C₉、C₁₀组成的零偏压、他激式电容半桥式高频变换器电路，启动和工作电路为由电感L₄和电容C₁₁、C₁₂及荧光灯管H组成的串联谐振回路，其特征在于：

a、在高频振荡电路的输出与启动和工作电路的输入之间接入高频输出变压器B，使它们相互隔离，高频振荡电路通过高频输出变压器B输出一个高频电压作为启动和工作电路的工作电压，荧光灯管H的着火峰值电压由电感L₄和电容C₁₁、C₁₂及荧光灯管H组成的串联谐振回路提供;

b、在控制电路中的电阻R₇和电容C₈构成的积分电路中接入电位器W，且该积分电路的输入和高频振荡电路的电源端均直接并接到桥式整流电路的输出端，使得控制电路和高频振荡电路的直流供电电源直接取自桥式整流电路的输出端;调节电位器W的大小可调节高频输出变压器B的输出电压的大小，从而调节荧光灯管H的亮度。

下面结合附图进一步描述。

图1是目前常规的电子镇流器电原理图;

图2是现有的变压器输出式电子镇流器电原理图;

图3是本发明荧光灯调光电路电原理图。

如图3，本发明的电路将高频振荡电路的输出即三极管BG₄ 的集电极通过反馈变压器T₂的初级线圈直接与高频输出变压器B的初级线圈一端连接，B的次级直接与启动和工作电路C₁₁、C₁₂、L₄有输入并接，在控制电路中的R₇、C₈构成的积分电路的电阻支路上串接进电位器W，且该积分电路的输入和高频振荡电路的电源端，亦即BG₃的集电极和BG₄的射极，直接与桥式整流电路D₇-D₁₀的输出并接，使得控制电路和高频振荡电路的直流供电电源不经过电解电容滤波而直接从桥式整流电路的输出得到，控制电路中积分电路的输出即电位器W的一端和电容C₈的连接点接二极管D₁₂的正极，D₁₂的负极接高频振荡电路的输出即BG₄的集电极，同时BG₄的集电极通过反馈变压器T₂的初级与高频输出变压器B的初级一端连接，B的初级另一端通过电容C₉和C₁₀分别与高频振荡电路的电源两端即BG₃的集电极和BG₄的射极连接。在高频振荡电路中，晶体管BG₃、BG₄可以根据荧光灯管H的功率来选择合适规格的高频高反压功率晶体管，一般20瓦特的荧光灯，选用MJE13003型晶体管，20瓦特以上的荧光灯选用MJE13005或MJE13007型晶体管，当然也可使用MOS或VDMOS功率型场效应管。高频输出变压器B由初、次级线圈和E型铁淦氧磁芯组成，在市电情况下，B的初、次级线圈匝数比通常为1∶1，当然也可根据荧光灯管H的启动电压和电流，工作电压和电流选择合适的初、次级匝数比，即选择合适的输出电压作为荧光灯的启动和工作电路的供电电源。

本发明电路的工作原理是，市电工频电源经过抑制干扰电路C₆、C₇、L₂、L₃后送到桥式整流电路D₇-D₁₀的输入端，桥式整流电路D₇-D₁₀将市电整流成直流提供给控制电路和高频振荡电路，它们将直流电压变换成高频电压经高频输出变压器B输出，从而在高频输出变压器B的次级输出端获得荧光灯启动和工作电路C₁₁、C₁₂、L₄所需的供电电源，该电源提供时，荧光灯管H的灯丝首先通过电容C₁₂流过电流预热，（C₁₂应取较大值，对灯丝预热有作用），同时由L₄、C₁₁、C₁₂及灯管H组成的谐振回路产生谐振，谐振后在灯管H两端获得着火峰值电压，随即灯管H点燃。灯管H点燃后，其中流过较大电流，该电流流过荧光灯的启动和工作电路，因而在电感L₄的两端产生较大的电压降，从而维持了荧光灯管H两端正常的工作电压和工作电流。本发明电路将市电转换成高频电源，经高频输出变压器输出，作为荧光灯启动和工作电路的独立供电电源，改变了传统电子镇流器中荧光灯的启动和工作电路是高频振荡电路的一部分，从而提高了电路的可靠性。此外，本发明电路的控制电路中接入电位器W，调节W的大小就可调节高频输出变压器B的次级输出电压，从而能很方便地连续调节荧光灯的亮度。

本发明电路由于采用高频输出变压器B隔离，这样就有效地防止了串联谐振式启动和工作电路产生的着火峰值电压叠加到高频振电路中三极管BG₃、BG₄的C-E结上，故使三极管避免了被烧坏。为了使控制电路能起到调节输出电压的作用，在桥式整流电路D₇-D₁₀的输出端没有也不能并接电解电容，这样，通过改变控制电路中电位器W的阻值，即可改变高频振荡电路中三极管BG₃、BG₄的导通时间和电容C₉、C₁₀的充电幅值，因而可以方便地调节高频输出变压器B的次级输出电压，亦即荧光灯启动和工作电路的供电电压，荧光灯的功耗和输出光通基本保持1∶1，这个特点是荧光灯所特有的，根据公式P_灯＝V_灯×I_灯×cosφ可知，调节荧光灯启动和工作电路的供电电压，就能很方便地实现荧光灯的连续调光。此外，由于不加电解电容滤波，则高频振荡电路使用的直流电源肯定低于市电220V，因此在图3中的高频振荡电路的三极管BG₃、BG₄比图1中的高频振荡电路的三极管BG₁、BG₂在相同的额定电压范围内有更大的安全系数，而且也根本不存在电解电容长期工作会失效和“发胖”爆炸等故障，使电路的可靠性大大提高。

本发明电路既是高可靠性电子镇流器，又兼有连续调光的功能，最低亮度可调至最大光通值的30%左右，而且荧光灯灯丝在不同调光状态下均有适宜的加热，在任何调光状态下均能启动。本发明电路不仅具有点燃后无频闪、无噪音、效率高、低电压也能启动等优点，还具有可靠性高、兼有连续调光的功能和优良的工作性能等优点，在需要的光水平下触发，在低光水平时光输出稳定，无闪烁，镇流时还可以降低噪音。此外，本发明电路线路简单，成本低，节电效果更为显著，便于普及推广使用。

Claims

1、一种高可靠性连续调光的荧光灯电路，它包括有抑制干扰电路(C₆、C₇、L₂、L₃)，桥式整流电路(D₇-D₁₀)，控制电路(R₇、C₈、D₁₁、D₁₂)，高频振荡电路(BG₃、BG₄、T₂、R₈-R₁₁、C₉、C₁₀)，启动和工作电路(L₄、C₁₁、C₁₂、H)，其特征在于：

a、在高频振荡电路的输出与启动和工作电路的输入之间接入高频输出变压器B，使他们相互隔离，高频振荡电路通过高频输出变压器B输出一个高频电压作为启动和工作电路的工作电压，荧光灯管H的着火峰值电压由电感L₄和电容C₁₁、C₁₂及荧光灯管H组成的串联谐振回路提供；

b、在控制电路中的电阻R₇和电容C₈构成的积分电路中接入电位器W，且该积分电路的输入和高频振荡电路的电源端均直接并接到桥式整流电路的输出端，使得控制电路和高频振荡电路的直流供电电源直接取自桥式整流电路的输出端，调节电位器W的大小可调节高频输出变压器B的输出电压的大小，从而调节荧光灯管H的亮度。

2、按权利要求1所述的高可靠性可连续调光的荧光灯电路，其特征在于调频振荡电路的输出即三极管BG₄的集电极通过反馈变压器T₂的初级线圈直接与高频输出变压器B的初级线圈一端连接，B的次级直接与启动和工作电路C₁₁、C₁₂、L₄的输入并接;在控制电路中的R₇、C₈构成的积分电路的电阻支路上串接进电位器W，且该积分电路的输入和高频振荡电路的电源端，亦即BG₃的集电极和BG₄的射极，直接与桥式整流电路D₇-D₁₀的输出连接，使得控制电路和高频振荡电路的直流供电电源不经过电解电容滤波而直接从桥式整流电路的输出得到，控制电路中积分电路的输出即电位器W的一端和电容C₈的连接点接二极管D₁₂的正极D₁₂的负极接高频振荡电路的输出即BG₄的集电极，同时BG₄的集电极通过反馈变压器T₂的初级与高频输出变压器B的初级一端连接，B的初级另一端通过电容C₉和C₁₀分别与高频振荡电路的电源两端即BG₃的集电极和BG₄的射极连接。

3、按权利要求1所述的高可靠性可边续调光的荧光灯电路，其特征在于高频输出变压器B的初、次级线圈匝数比通常为1∶1。

4、按权利要求1所述的高可靠性可连续调光的荧光灯电路，其特征在于高频输出变压器B的初、次级线圈匝数比还可根据荧光灯管H的启动电压和电流，工作电压和电流来选择。

5、按权利要求1所述的高可靠性可连续调光的荧光灯电路，其特征在于启动和工作电路中的电容C₁₂应取较大值。