CN102523669A - 一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路 - Google Patents

Abstract

一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路，包括双端采样分压电路、半波整流电路、放电电路、开关电路。双端采样分压电路连接半波整流电路，半波整流电路连接放电电路，放电电路连接开关电路。本发明一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路，具备可靠保护、应用范围广、电路简单、性价比高等特点。

Description

一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路

技术领域

本发明涉及一种保护电路，具体指一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路。

背景技术

照明用冷阴极灯管光电性能远高于传统的荧光灯，具有光效高、寿命长、节能环保等优势。但由于工业化批量制造、安装以及长期使用过程中，冷阴极灯管不可避免会出现漏气、电极失效、灯管断裂、去激活等异常问题。目前，冷阴极荧光灯用电子镇流器通常不带保护功能，或采用开关IC自带的ZVS、波峰比、过热保护等机理，但这些保护功能过于灵敏，容易受灯管预热或启动瞬间高压的影响，触发保护机制，产生误保护，导致启动失败，不适应照明冷阴极灯管的复杂使用环境，可靠性差，量产性不好。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路，具备可靠保护、应用范围广、电路简单、性价比高等特点。

本发明的上述目的是通过这样的技术方案来实现的：一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路，包括双端采样分压电路、半波整流电路、放电电路、开关电路。

双端采样分压电路连接半波整流电路，半波整流电路连接放电电路，放电电路连接开关电路；

所述双端采样分压电路由：第一高压瓷片电容C1、第二高压瓷片电容C2、第三高压瓷片电容C3、第四高压瓷片电容C4组成，第一高压瓷片电容C1连接第二高压瓷片电容C2，第二高压瓷片电容C2接GND端，第三高压瓷片电容C3连接第四高压瓷片电容C4，第四高压瓷片电容C4接GND端，所述第一高压瓷片电容C1一端、第二高压瓷片电容C2一端分别接灯管两端，所述双端采样分压电路对灯管两端的电压进行采样降压；所述半波整流电路由：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4连接组成，半波整流电路对第二高压瓷片电容C2、第四高压瓷片电容C4电压进行AC/DC转换；

所述放电电路由：二次分压电路和第三电阻R3、第一双向二极管DB、第一可控硅Q3串联组成，对半桥IC的VCC端过压卸载；

所述开关电路设有半桥IC，半桥IC的VCC引脚具有欠压锁定功能。

所述二次分压电路由：第一电阻R1、第二电阻R2组成，第一电阻R1、第二电阻R2串联，第二电阻R2一端接GND端。

一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护方法，通过第一高压瓷片电容C1、第二高压瓷片电容C2以及第三高压瓷片电容C3、第四高压瓷片电容C4的大小，控制灯管异常状态持续时间的长短。

本发明一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路，双端采样分压电路对灯管异常时的电压信号进行采样，然后在第二电容C2、第四电容C4上电压形成低压的AC信号，半波整流电路对低压AC信号进行AC/DC转换，通过第一电阻R1、第二电阻R2进行二次分压，第二电阻R2上的电压达到第一双向二极管DB的导通电压时，第一双向二极管DB导通，可控硅Q3打开，VCC与GND连接，VCC电压迅速下降到锁定允许电压以下，VCC处于欠压状态，开关IC自动欠压锁定。重开电源，灯管可以正常启动时，灯管两端的工作电压较低，可控硅Q3断开，IC正常工作，灯管自动点亮。

本发明一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路有益效果如下：

1)、对冷阴极灯管可能出现漏气、电极失效、灯管断裂、去激活等异常工作状态实现有效保护，避免电路损坏或引发安全问题；

2)、电路参数调节方便，电路结构简单，能有效避免触发失败和环境变化的影响，适用于各种环境下的照明冷阴极产品，大大提升灯具产品的可靠性。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1为本发明异常保护电路图。

具体实施方式

如图1所示，一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路，包括双端采样分压电路、半波整流电路、放电电路、开关电路。双端采样分压电路连接半波整流电路，半波整流电路连接放电电路，放电电路连接开关电路。所述双端采样分压电路由：第一高压瓷片电容C1、第二高压瓷片电容C2、第三高压瓷片电容C3、第四高压瓷片电容C4组成，第一高压瓷片电容C1连接第二高压瓷片电容C2，第二高压瓷片电容C2接GND端，第三高压瓷片电容C3连接第四高压瓷片电容C4，第四高压瓷片电容C4接GND端，所述第一高压瓷片电容C1一端、第二高压瓷片电容C2一端分别接灯管两端，所述双端采样分压电路对灯管两端的电压进行采样降压；所述半波整流电路由：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4连接组成，半波整流电路对第二高压瓷片电容C2、第四高压瓷片电容C4电压进行AC/DC转换；

所述放电电路由：二次分压电路和第三电阻R3、第一双向二极管DB、第一可控硅Q3串联组成，对半桥IC的VCC端过压卸载；

所述开关电路设有半桥IC，半桥IC的VCC引脚具有欠压锁定功能，如FAN7387V、或IMP3521或IR2153。

所述二次分压电路由：第一电阻R1、第二电阻R2组成，第一电阻R1、第二电阻R2串联，第二电阻R2一端接GND端。

一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护方法，通过调节第一高压瓷片电容C1、第二高压瓷片电容C2以及第三高压瓷片电容C3、第四高压瓷片电容C4的大小，控制灯管异常状态持续时间的长短。

例如，保持C1与C2、C3与C4的分压比不变，增大C1、C2、C3、C4的容值，可以延长保护时间。

工作原理：双端采样分压电路对灯管异常时的电压信号进行采样，然后在第二电容C2、第四电容C4上电压形成低压的AC信号，半波整流电路对低压AC信号进行AC/DC转换，通过第一电阻R1、第二电阻R2进行二次分压，第二电阻R2上的电压达到第一双向二极管DB的导通电压时，第一双向二极管DB导通是可控硅Q3打开，半桥IC的VCC端与GND端连接，半桥IC自动锁定，待灯管可以正常启动时，重开电源自动点亮。

例如：灯管在-30℃条件下以及灯管在高压时变压器的输出瞬时电压为3000V为例进行开路保护设计：第一双向二极管DB触发电压28V，电容分压，利用其容抗比例，在两电容的中点得到较低的高频电压，第一电容C1、第三电容C3采用耐高压6KV且容值较小(20pF)的瓷片电容，第二电容C2、第四电容C4采用1nF的电容，计算公式如下：

$U1=\frac{C2}{C1+C2}\×U=58.9V;$

在电容中点处分的电压为60V高频交流电，折算成直流：

$U2=\sqrt{2}\×U1=1.414*58.9=84V;$

通过半桥整流之后电压达到84V DC，要将84V电压分压到28V，

$U3=\frac{R2}{R1+R2}\×U2=28V;$

第一电阻R1、第三电阻R3具有限流的作用，选取比较通常的56K欧姆的电阻，按照分压比以及实际测试和试验，第二电阻R2选取27K欧姆的电阻。

由于镇流电路具有恒流输出特性，当灯管异常时，变压器输出电压直接给C1、C2以及C3、C4充电，达到保护电压U1所需时间t的计算方法为：

$U1=\frac{1}{C_2}{\∫}_0^t{i}_0\mathrm{dt}=\frac{i_0*t}{C2}$

$t=\frac{U1*U2}{i_0}$

要使灯管异常状态持续时间的略长，以避免过早保护，C2、C4可根据具体时间取较大值。

Claims (3)

1.一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路，包括双端采样分压电路、半波整流电路、放电电路、开关电路；

双端采样分压电路连接半波整流电路，半波整流电路连接放电电路，放电电路连接开关电路；

其特征在于：所述双端采样分压电路由：第一高压瓷片电容(C1)、第二高压瓷片电容(C2)、第三高压瓷片电容(C3)、第四高压瓷片电容(C4)组成，第一高压瓷片电容(C1)连接第二高压瓷片电容(C2)，第二高压瓷片电容(C2)接GND端，第三高压瓷片电容(C3)连接第四高压瓷片电容(C4)，第四高压瓷片电容(C4)接GND端，所述第一高压瓷片电容(C1)一端、第二高压瓷片电容(C2)一端分别接灯管两端，所述双端采样分压电路对灯管两端的电压进行采样降压；

所述半波整流电路由：第一二极管(D1)、第二二极管(D2)、第三二极管(D3)、第四二极管(D4)连接组成，半波整流电路对第二高压瓷片电容(C2)、第四高压瓷片电容(C4)电压进行AC/DC转换；

所述放电电路由：二次分压电路和第三电阻(R3)、第一双向二极管(DB)、第一可控硅(Q3)串联组成；

所述开关电路设有半桥IC，半桥IC的VCC引脚具有欠压锁定功能。

2.根据权利要求1所述一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护电路，其特征在于：所述二次分压电路由：第一电阻(R1)、第二电阻(R2)组成，第一电阻(R1)、第二电阻(R2)串联，第二电阻(R2)一端接GND端。

3.如权利要求1所述一种冷阴极灯电子镇流器的异常保护方法，其特征在于：通过调节第一高压瓷片电容(C1)、第二高压瓷片电容(C2)以及第三高压瓷片电容(C3)、第四高压瓷片电容(C4)的大小，控制灯管异常状态持续时间的长短。