CN102740534A - 用于驱动荧光灯和发光二极管的电路 - Google Patents

用于驱动荧光灯和发光二极管的电路 Download PDF

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CN102740534A CN2011100901451A CN201110090145A CN102740534A CN 102740534 A CN102740534 A CN 102740534A CN 2011100901451 A CN2011100901451 A CN 2011100901451A CN 201110090145 A CN201110090145 A CN 201110090145A CN 102740534 A CN102740534 A CN 102740534A
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叶一龙
钟国基
陈为
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Abstract

提供了一种用于驱动荧光灯和发光二极管的电路，包括：逆变器；用于驱动荧光灯(FL)的荧光灯驱动支路；用于驱动发光二极管(D6)的发光二极管驱动支路；启动支路；以及交替控制支路。本发明通过采用简单的电路构造实现了一种可以方便地交替驱动荧光灯和发光二极管的电路。

Description

用于驱动荧光灯和发光二极管的电路
技术领域
本发明涉及用于驱动荧光灯和发光二极管(LED)的电路。
背景技术
为了省电等原因，经常需要在采用荧光灯实现的主照明和采用LED实现的弱照明之间切换。然而，为了在主照明和弱照明之间切换，通常采用独立的荧光灯驱动和LED驱动来分别驱动实现主照明的荧光灯和实现弱照明的LED。
已经研发了用于驱动荧光灯和LED的电路和方法。
例如，在申请号为EP2163139B2、题为“CIRCUITARRANGEMENT AND METHOD FOR OPERATING AT LEAST ONELED AND AT LEAST ONE FLUORESCENT LAMP”中公开了一种驱动至少一个荧光灯和至少一个LED的电路和方法。
图1示意地示出了根据上述专利的电路的结构。输入端子E1、E2通过开关S与供电交流电压UN耦合。输入端子E1和E2与主整流器12耦合，输入端子E1还通过电容器CS1与辅助整流器14的第一输入端子耦合，第二输入端子E2通过第二电容器CS2与辅助整流器14的第二输入端子耦合。在辅助整流器的两个输入端还直接耦合有X电容CX1。逆变器的输出端与荧光灯LA耦合，其中电容器C5被设计为触发电容器。此外，主整流器12的输入端子E1、E2与定时器20的输入端耦合，定时器20的第一输出端与LED开关Q3的控制电极耦合，并且其第二输出端子与LED开关Q3的参考电极耦合。如虚线所示，还可以设计定时器20与LED开关Q3的工作电极耦合。在辅助整流器14的输出端A13和A14之间耦合有起动电容器C1，在该起动电容器中存储有电压UC1。与起动电容器C1并联地耦合有多个LED的串联电路(被示出LED LD5和LD6)，以及耦合有LED开关Q3的工作电极-参考电极区段。此外，电压UC1被耦合到DIAC器件D14的一个端子，DIAC器件D14的另一个端子与逆变器16的开关的控制电极耦合。包括至少两个未示出的开关的逆变器16的中点通过下拉电路22与电压UC1耦合。
在图1所示的电路中，通过采用了两个整流器(即主整流器12和辅助整流器14)，并且在计时器20的控制下，来实现荧光灯和发光二极管的交替驱动，从而导致电路复杂。
因此，需要一种更为简单、操作方便的驱动荧光灯和发光二极管的电路和方法。
发明内容
为了解决现有技术中的上述缺点和问题而提出本发明。
本发明可以解决至少上述缺点，其通过采用更为简单的电路构造实现了一种可以方便地交替驱动荧光灯和发光二极管的电路。
根据本发明的第一个方面，提供了一种用于驱动荧光灯和发光二极管的电路，包括：
逆变器；
用于驱动荧光灯(FL)的荧光灯驱动支路，其连接到所述逆变器的输出端，并且包括串联连接的第一电感(L1)、第一电容(C9)、第二电容(C8)以及MOSFET晶体管(Q4)；
用于驱动发光二极管(D6)的发光二极管驱动支路，其连接到所述逆变器的所述输出端；
启动支路，其包括第一电阻(R6)、第三电容(C9)、第一二极管(D8)和DIAC器件(D3)，其中所述第一电阻(R6)的一端连接到电源(Vbus)，另一端与所述第三电容(C9)的一端相连，所述第三电容(C9)的另一端接地；所述第一二极管(D8)连接在所述第一电阻(R6)和所述第三电容(C9)之间的节点与所述逆变器的上开关(Q2)和下开关(Q3)的中点之间；以及所述DIAC器件(D3)连接在所述第一电阻(R6)和所述第三电容(C9)之间的节点与所述下开关(Q3)的控制电极之间；以及
交替控制支路，其包括第二至第六电阻(R1-R5)、第四电容(C2)、第一和第二箝压二极管(D1、D2)、晶闸管(Q1)以及所述MOSFET晶体管(Q4)，其中所述第二电阻R1和第三电阻(R2)串联连接在所述电源Vbus和地之间；所述第四电容(C2)与所述第三电阻(R2)并联连接，所述第四电容(C2)的非接地端经由所述第一箝压二极管(D1)和所述第四电阻(R3)连接到所述晶闸管(Q1)的阳极；所述晶闸管(Q1)的栅极连接到与所述第三电容(C9)并联连接的所述第五电阻(R4)和所述第六电阻(R5)之间的节点，其阴极连接到地；以及所述第四电阻(R3)与所述晶闸管(Q1)相连接的一端还连接到所述MOSFET晶体管(Q4)的控制电极、以及经由所述第二箝压二极管(D2)连接到地。
在一个方面中，所述第一电阻(R6)和所述第三电容(C9)的时间常数小于所述第二电阻(R1)、所述第三电阻(R2)和所述第四电容(C2)的时间常数。
在一个方面中，所述发光二极管驱动支路包括第二电感(T2)、第二二极管(D4)、第三二极管(D5)以及第五电容(C7)，其中所述第二电感(T2)的主绕组的一端连接到所述逆变器的所述输出端，另一端经由第六电容(C6)接地；所述第二电感(T2)的两个并联连接的辅绕组分别连接有所述第二二极管(D4)、所述第三二极管(D5)，并且均与第五电容(C7)并联。
在一个方面中，所述交替控制支路可以进一步包括并联连接在所述第六电阻(R5)两端的第七电容(C3)。
在一个方面中，所述荧光灯驱动支路可以进一步包括并联连接在所述MOSFET晶体管(Q4)的工作电极和参考电极之间的第四二级管(Q7)。
根据本发明的第二个方面，可以提供一种用于驱动荧光灯和发光二极管的电路，所述电路与根据本发明的第一个方面的电路不同之处仅在于所述发光二极管驱动支路连接到所述第一电感(L1)和所述荧光灯(FL)之间
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的一些示范性实施例的上述和其他方面、特征和优点对于本领域技术人员来说将变得显而易见，其中：
图1是根据现有技术的电路的结构；
图2是根据本发明的一个实施例的用于驱动荧光灯和发光二极管的电路的结构；以及
图3是根据本发明的另一个实施例的用于驱动荧光灯和发光LED的电路的结构。
具体实施方式
通过以下借助附图的详细描述，将会更容易地理解本发明，通篇中相同的标号指定相同结构的单元。提供参考附图的下面描述以帮助全面理解本发明的示范性实施例。其包括各种细节以助于理解，而应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，省略了对公知功能和结构的描述。
在此使用的术语仅用于描述具体实施例的目的，且不意欲成为对本发明的限制。除非另外定义，否则在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所属本领域技术人员普遍理解的相同的意思。
下面将参考附图详细描述本发明。
图2图示了根据本发明的一个实施例的用于驱动荧光灯和发光二极管的电路的结构。
包括上开关Q2和下开关Q3的逆变器用于将直流电源Vbus转换为高频交流电，其被提供给荧光灯FL的驱动和发光二极管的电感(即变压器)T2。如图2中所示，上开关Q2和下开关Q3分别通过电感T1的辅绕组驱动。虽然在图2中将逆变器示为包括电阻R7、R8、电容C4、C5的具体结构，但是逆变器可以不限于该具体结构，本领域技术人员可以根据本发明的原理而采用具有适当构造的全桥或半桥电路。
逆变器的输出(通过电感T1的主绕组)连接到荧光灯驱动支路，其用于驱动荧光灯FL。虽然在图中仅示出了一个荧光灯，但是根据需要也可以具有多个荧光灯。如图2中所示，荧光灯驱动支路包括串联连接的电感L1、电容C9、电容C8、MOSFET晶体管Q4。优选地，荧光灯驱动支路还包括并联连接在MOSFET晶体管Q4的工作电极和参考电极之间的二级管Q7。
逆变器的输出还连接到发光二极管驱动支路，其用于驱动发光二极管。虽然在图中仅示出了一个发光二极管，但是根据需要也可以具有多个发光二极管。如图2中所示，LED驱动支路包括电感(或变压器)T2、二极管D4和D5以及电容C7，其中电感T2的主绕组的一端连接到逆变器的输出，另一端经由电容C6接地；电感T2的两个并联连接的辅绕组分别连接有二极管D4、D5，并且均与电容C7并联。如本领域人员所共知的，LED驱动电路不限于图2中所示的具体结构，而是可以采用任何其它适当的结构。
根据本发明的电路还包括启动支路，该启动支路包括电阻R6、电容C9、二极管D8和DIAC器件(两端交流开关)D3。电阻R6的一端连接到电源Vbus，另一端与电容C9相连，电容C9的另一端接地，二极管D8连接在电阻R6和电容C9之间的节点与上开关Q2和下开关Q3的中点之间，并且DIAC器件D3连接在电阻R6和电容C9之间的节点与下开关Q3的控制电极之间。
根据本发明的电路进一步包括交替控制支路，用于进行控制以便交替地实现主照明和弱照明。交替控制支路包括电阻R1-R5、电容C2、箝压二极管D1、D2、晶闸管Q1以及MOSFET晶体管Q4，其中电阻R1和R2串联连接在电源Vbus和地之间，电容C2与电阻R2并联连接，电容C2的非接地端经由箝压二极管D1和电阻R3连接到晶闸管Q1的阳极，晶闸管Q1的栅极连接到与电容C9并联连接的电阻R4和R5之间的节点，其阴极连接到地，并且电阻R3与晶闸管相连接的一端还连接到MOSFET晶体管Q4的控制电极、以及经由箝压二极管D2连接到地。此外，还可以在电阻R5两端并联连接电容C3。
应注意的是，需要适当地选择电阻R6和电容C9的时间常数T1以及电阻R1、R2和电容C2的时间常数T2，使得时间常数T1小于时间常数T2。
利用上述的电路，当第一次接通电源Vbus时，电容器C9被充电并且DIAC器件D3被触发。而在此时，由于电容C2两端的电压还没有达到接通二极管D1以向晶闸管Q1提供触发电流的电平，导致在启动后晶闸管处于截止状态。在电容C2被最终充电后，MOSFET晶体管Q4接通。因此，荧光灯FL和发光二极管D6均被接通，从而提供主照明。
当断开电源Vbus并且立即接通电源Vbus时，由于时间常数T2的值比较大，因此电容C2两端的电压仍然保持为高电压，并且在从电源Vbus进一步充电后，能够向晶闸管Q1提供触发电流。晶闸管Q1由于所提供的触发电流而导通，从而下拉MOSFET晶体管Q4的控制电极电压，导致晶体管Q4被截止。在这种情况下，荧光灯FL不发光，而只有LED接通用于弱照明。
因此，通过上述的电路，能够容易地实现在主照明和弱照明之间的切换，从而达到省电的目的并且能够实现适当的照明要求。
图3示出了根据本发明的另一个实施例的用于驱动荧光灯和发光二极管的电路的结构。图3中的大部分元件及其连接关系与图2中的相同，因此将省略对它们的详细描述。图3中所示的电路与图2中所示的电路不同之处仅仅在于发光二极管驱动支路的电感(变压器)T2连接到荧光灯驱动支路的电感L1和荧光灯之间。
利用图3所示的根据本发明的电路，当第一次接通电源Vbus时，电容器C9被充电并且两端交流开关D3被触发，从而接通发光二极管D6。而在此时，由于电容C2两端的电压还没有达到接通二极管D1以向晶闸管Q1提供触发电流的电平，导致在启动后晶闸管处于截止状态。在电容C2被最终充电后，MOSFET晶体管Q4接通，导致荧光灯FL接通。荧光灯一接通，发光二极管D6立即关闭，从而仅荧光灯接通来提供主照明。
当断开电源Vbus并且立即接通电源Vbus时，由于时间常数T2的值比较大，因此电容C2两端的电压仍然保持为高电压，并且在从电源Vbus进一步充电后，能够向晶闸管Q1提供触发电流。晶闸管Q由于所提供的触发电流而导通，从而下拉MOSFET晶体管Q4的控制电极电压，导致晶体管Q4被截止。在这种情况下，荧光灯FL不发光，而只有LED接通用于弱照明。
因此，通过上述的电路，能够容易地实现在主照明和弱照明之间的切换，从而达到省电的目的并且能够实现适当的照明要求。
虽然本说明书包含许多特定实施方式细节，但是不应当将这些细节解释为对任何发明或可以主张的内容的范围的限制，而应当解释为对可以特定于特定发明的特定实施例的特征的描述。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于驱动荧光灯和发光二极管的电路，包括：
逆变器；
用于驱动荧光灯(FL)的荧光灯驱动支路，其连接到所述逆变器的输出端，并且包括串联连接的第一电感(L1)、第一电容(C9)、第二电容(C8)以及MOSFET晶体管(Q4)；
用于驱动发光二极管(D6)的发光二极管驱动支路，其连接到所述逆变器的所述输出端；
启动支路，其包括第一电阻(R6)、第三电容(C9)、第一二极管(D8)和DIAC器件(D3)，其中所述第一电阻(R6)的一端连接到电源(Vbus)，另一端与所述第三电容(C9)的一端相连，所述第三电容(C9)的另一端接地；所述第一二极管(D8)连接在所述第一电阻(R6)和所述第三电容(C9)之间的节点与所述逆变器的上开关(Q2)和下开关(Q3)的中点之间；以及所述DIAC器件(D3)连接在所述第一电阻(R6)和所述第三电容(C9)之间的节点与所述下开关(Q3)的控制电极之间；以及
交替控制支路，其包括第二至第六电阻(R1-R5)、第四电容(C2)、第一和第二箝压二极管(D1、D2)、晶闸管(Q1)以及所述MOSFET晶体管(Q4)，其中所述第二电阻R1和第三电阻(R2)串联连接在所述电源(Vbus)和地之间；所述第四电容(C2)与所述第三电阻(R2)并联连接，所述第四电容(C2)的非接地端经由所述第一箝压二极管(D1)和所述第四电阻(R3)连接到所述晶闸管(Q1)的阳极；所述晶闸管(Q1)的栅极连接到与所述第三电容(C9)并联连接的所述第五电阻(R4)和所述第六电阻(R5)之间的节点，其阴极连接到地；以及所述第四电阻(R3)与所述晶闸管(Q1)相连接的一端还连接到所述MOSFET晶体管(Q4)的控制电极、以及经由所述第二箝压二极管(D2)连接到地。
2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述第一电阻(R6)和所述第三电容(C9)的时间常数小于所述第二电阻(R1)、所述第三电阻(R2)和所述第四电容(C2)的时间常数。
3.根据权利要求1所述的电路，其中所述发光二极管驱动支路包括第二电感(T2)、第二二极管(D4)、第三二极管(D5)以及第五电容(C7)，其中所述第二电感(T2)的主绕组的一端连接到所述逆变器的所述输出端，另一端经由第六电容(C6)接地；所述第二电感(T2)的两个并联连接的辅绕组分别连接有所述第二二极管(D4)、所述第三二极管(D5)，并且均与第五电容(C7)并联。
4.根据权利要求1所述的电路，其中，所述交替控制支路进一步包括并联连接在所述第六电阻(R5)两端的第七电容(C3)。
5.根据权利要求1所述的电路，其中，所述荧光灯驱动支路进一步包括并联连接在所述MOSFET晶体管(Q4)的工作电极和参考电极之间的第四二级管(Q7)。
6.一种用于驱动荧光灯和发光二极管的电路，包括：
逆变器；
用于驱动荧光灯(FL)的荧光灯驱动支路，其连接到所述逆变器的输出端，并且包括串联连接的第一电感(L1)、第一电容(C9)、第二电容(C8)以及MOSFET晶体管(Q4)；
用于驱动发光二极管(D6)的发光二极管驱动支路，其连接到所述第一电感(L1)和所述荧光灯(FL)之间；
启动支路，其包括第一电阻(R6)、第三电容(C9)、第一二极管(D8)和DIAC器件(D3)，其中所述第一电阻(R6)的一端连接到电源(Vbus)，另一端与所述第三电容(C9)的一端相连，所述第三电容(C9)的另一端接地；所述第一二极管(D8)连接在所述第一电阻(R6)和所述第三电容(C9)之间的节点与所述逆变器的上开关(Q2)和下开关(Q3)的中点之间；以及所述DIAC器件(D3)连接在所述第一电阻(R6)和所述第三电容(C9)之间的节点与所述下开关(Q3)的控制电极之间；以及
交替控制支路，其包括第二至第六电阻(R1-R5)、第四电容(C2)、第一和第二箝压二极管(D1、D2)、晶闸管(Q1)以及所述MOSFET晶体管(Q4)，其中所述第二电阻(R1)和第三电阻(R2)串联连接在所述电源(Vbus)和地之间；所述第四电容(C2)与所述第三电阻(R2)并联连接，所述第四电容(C2)的非接地端经由所述第一箝压二极管(D1)和所述第四电阻(R3)连接到所述晶闸管(Q1)的阳极；所述晶闸管(Q1)的栅极连接到与所述第三电容(C9)并联连接的所述第五电阻(R4)和所述第六电阻(R5)之间的节点，其阴极连接到地；以及所述第四电阻(R3)与所述晶闸管(Q1)相连接的一端还连接到所述MOSFET晶体管(Q4)的控制电极、以及经由所述第二箝压二极管(D2)连接到地。
7.根据权利要求6所述的电路，其中，所述第一电阻(R6)和所述第三电容(C9)的时间常数小于所述第二电阻(R1)、所述第三电阻(R2)和所述第四电容(C2)的时间常数。
8.根据权利要求6所述的电路，其中所述发光二极管驱动支路包括第二电感(T2)、第二二极管(D4)、第三二极管(D5)以及第五电容(C7)，其中所述第二电感(T2)的主绕组的一端连接到所述第一电感(L1)和所述荧光灯(FL)之间，另一端经由第六电容(C6)接地；所述第二电感(T2)的两个并联连接的辅绕组分别连接有所述第二二极管(D4)、所述第三二极管(D5)，并且均与第五电容(C7)并联。
9.根据权利要求6所述的电路，其中，所述交替控制支路进一步包括并联连接在所述第六电阻(R5)两端的第七电容(C3)。
10.根据权利要求6所述的电路，其中，所述荧光灯驱动支路进一步包括并联连接在所述MOSFET晶体管(Q4)的工作电极和参考电极之间的第四二级管(Q7)。
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