CN2278329Y

CN2278329Y - 一种有预热延时电路的荧光灯电子镇流器

Info

Publication number: CN2278329Y
Application number: CN 97203808
Authority: CN
Inventors: 陈庆松
Original assignee: ZHENZHONG ELECTRO-OPTICAL SOURCE Co Ltd ZHANGZHOU
Current assignee: ZHENZHONG ELECTRO-OPTICAL SOURCE Co Ltd ZHANGZHOU
Priority date: 1997-01-01
Filing date: 1997-01-01
Publication date: 1998-04-08
Anticipated expiration: 2007-01-01

Abstract

一种有预热延时电路的荧光灯电子镇流器,涉及一种用于放电灯点火或控制的电路装置。包括整流滤波电路、启动回路、振荡电路、镇流电路和预热延时电路,后者包括串联谐振电容和串联钳位二极管电路,串联谐振电容的连接点接串联钳位二极管的连接点,谐振电容的两端外接灯丝两端,钳位二极管的两端接直流电源。达到预热延时启辉目的,预热时间可调整,可靠性高。

Description

一种有预热延时电路的荧光灯电子镇流器

本实用新型涉及一种用于放电灯点火或控制的电路装置。

已有的荧光灯电子镇流器由整流滤波电路、启动回路、振荡电路、镇流电路等组成。由于供电电压偏低且波动大，造成荧光灯难以启辉，或者虽能启辉，但因电压太低，光通量太小而不能正常使用，荧光灯寿命短等问题，为此出现了各式各样的荧光灯电子镇流器。

预热延时启动是电子镇流器为延长荧光灯使用寿命所要求采取的技术措施，对此国标GB/T15144-94中已有明确的规定。在现有技术中，为达到预热延时启动的目的，一般采取以下几种方法：

1.加PTC或NTC类热敏元件。其缺点是稳定工作后该元件温度太高，约80～110℃，影响本身和邻近元件的寿命；该元件耗能大，一只热敏元件约耗能0.8～1.5W；元件可靠性差；对国标所要求的技术指标较难达到。

2.在直流供电线路中，用大功率MOSFET来控制后级直流电压，使后级直流电压缓慢上升到稳定值。其缺点是电路较复杂，须增加7～10只元件，成本较高，约需人民币5～7元；耗能较大，约0.5～1.2W。

3.采用专用芯片，如南韩三星公司的KA7521芯片。其缺点是电路很复杂，成本高，约需人民币15～30元。

4.采用继电器及辅助电路。其缺点是电路较复杂，成本较高，约需人民币8～15元；体积较大。

CN2192125Y号专利公开了一种预热起动式电子镇流器，它以控制灯管两端电压的急速升高来实现预热启动点亮灯管，即在感应线圈端的电压向上窜升时，由双向抑制的电压控制电路中的内部充电回路先行充电，并藉助稳压二极管的导通，控制三极管导通，再让副三极管适当提前导通而使主三极管及时截止，以便能有效地控制对灯丝负载提供的能量，抑制灯管启动时两端急速上升的高电压，从而预热灯管。

CN2199659Y号专利公开了一种预热式荧光灯电子启动镇流器，它由直流电源与延时开关电路组成的启辉装置和电感式镇流器两部分组成，并分别在弱电和强电两个电路中工作。它能定时预热，延时启辉，一次性启动荧光灯照明。

本实用新型的目的旨在提供一种带有结构简单，成本低，可靠性高的预热延时电路的荧光灯电子镇流器。

本实用新型包括已有电子镇流器的整流滤波电路、启动回路、振荡电路、镇流电路。供电电源由整流滤波电路输入端输入，整流滤波电路的滤波输出端接启动回路输入端，启动回路的触发信号输出端接振荡电路的控制端，振荡电路输出端接镇流电路和灯管。另设预热延时电路，预热延时电路包括两只串联的谐振电容和两只串联的钳位二极管，两只串联的谐振电容的连接点接两只钳位二极管的连接点，两只串联的谐振电容的两端分别外接灯管的两端灯丝；两只串联的钳位二极管的两端分别接直流电源端和公共地端。

为了使得灯丝的预热电压便于控制，预热效果更理想，可在上述两只串联的谐振电容的两端分别与上臂隔直电容，镇流线圈(即谐振电感)输出端之间设与原镇流线圈隔离且相互绝缘的预热线圈。还可在钳位二极管回路串接延时电子开关控制电路，延时电子开关控制电路由RC充放电路和三极管开关控制电路组成。

本实用新型将一只谐振电容改为两只谐振电容串联，从其连接点通过两只高频二极管分别接到直流电源端和地端，由此构成钳位电路，达到预热启辉效果。另外，虽然刚加电时，灯管两端电压不足以使冷态的灯管启辉，但是由于灯管启辉电压会随着灯丝温度的升高而降低，因此一旦灯管启辉电压低于灯管两端电压，则灯管被启辉，采用钳位电路后，灯管两端电压可调整，故预热时间也可在一定范围内调整。由于本实用新型的结构简单，可靠性高，成本低，可以十分方便地实现国标所要求的预热延时启动，表1列出本实用新型与其它几种预热延时启辉措施的比较。本实用新型不仅适用于串联谐振电路，也适用于并联谐振电路。

采用电路	PTC	电压控制	专用芯片	继电器	本实用新型
采用电路	PTC	电压控制	专用芯片	继电器	本实用新型	元件数(只)	1～3	7～10	10～20	4～10	3～6
成本 (元)	0.5～1	5～8	15～20	4～6	0.3～1	元件数(只)	1～3	7～10	10～20	4～10	3～6
成本 (元)	0.5～1	5～8	15～20	4～6	0.3～1	预热效果	一般	较好	好	较好	较好
消耗能量(W)	0.8～1.5	0.5～1.2	0.1	0.01	几乎没有	预热效果	一般	较好	好	较好	较好
消耗能量(W)	0.8～1.5	0.5～1.2	0.1	0.01	几乎没有	本身温度(℃)	80～110	60～90	常温	常温	常温
可靠性	差	较好	较好	较好	高	本身温度(℃)	80～110	60～90	常温	常温	常温
可靠性	差	较好	较好	较好	高	体积	小	较大	较大	大	小

图1为本实用新型的电路原理图。

图2为单灯预热延时启动实测曲线图。

图3为双灯预热延时启动实测曲线图。

图4为设置预热线圈的电路原理图。

图5为设置预热线圈和串接延时电子开关控制电路的电路原理图。

以下实施例将结合附图对本实用新型做进一步的说明。

实施例1：如图1所示，本实用新型包括已有电子镇流器的整流滤波电路(二极管D₃～D₆，C₆)、启动回路(R₃、C₅、D₇、D₈)、振荡电路(R₁、R₂、三极管Q₁、Q₂、C₁、C₂、C₃、L₁、L₂、L₃)、镇流电路(L)等，交流电经整流滤波后在C₆两端产生约300V的直流电压，通过R₃对C₅充电。启动回路的输出接振荡电路，启动电路的两输出端分别与振荡电路的上下臂开关管Q₁、Q₂的基极连接。Q₁的C极与电源V_DC相连，Q₂的e极与地相连。Q₁的e极和Q₂的C极相接后，再与电感L(镇流线圈)相连，电感L再接到荧光灯灯丝R_L1，而R_L1与谐振电容C₄连接。谐振电容C₃与C₄相连接后与钳位二极管D₁和D₂的联接点相连接。谐振电容C₃与荧光灯另一端的灯丝R_L2连接，而灯丝加一端与C₁和C₂的连接点相连。隔直电容C₁与钳位二极管D₁相连后接到直流电源。C₂与钳位二极管D₂相连接后接到整个线路的参考地。这样就由Q₁，Q₂和驱动线路构成一个半桥逆变线路。等容量的电容C₁，C₂对直流电源进行分压，取得a为第一参考点，a点对地电压V_a＝1/2V_DC。

L，C₃，C₄，R_L1和R_L2串联跨接于开关管Q₁，Q₂的连接点d和C₁，C₂中点a之间。所以，当Q₁，Q₂顺序开通，关闭进行逆变后，通过荧光灯灯丝R_L1和R_L2的连接，在由L，C₂，C₄组成的串联谐振回路上产生高频谐振。D₁跨接于C₃，C₄连接点b与直流电源之间，D₂跨接于C₃，C₄连接点b与地之间。通过D₁，D₂的连接，以a为参考点，C₃，C₄的连接点b点电压被限制在0-V_DC之间波动，由于C₃，C₄的分压作用，当b点被限压后，c点相对a点电压也被限制在一定范围内。

直流电源对驱动线路供电后，驱动线路1，2脚分别输出相位相反，互相隔离的驱动输出信号，分别控制Q₁，Q₂的导通关闭，使得Q₁，Q₂顺序开关，d点电位也随之在0-V_DC之间变化。由于等容量电容C₁，C₂的分压作用，a点电位近似稳定在1/2V_DC数值上。故d点对a参考点而言是一高频振荡波形。L，C₃，C₄通过灯丝串联后串接在d点和a点之间，构成一串联谐振回路。所以当Q₁，Q₂的开关频率与L，C₃，C₄串联谐振回路的谐振频率相同时，L，C串联谐振回路起振。D₁，D₂分别跨接于C₃，C₄连接点与电源和地之间。一旦b点电位高于电源电压V_DC，则D₁导通，b点电位被钳于近似电源电压V_DC，而一旦b点电位低于零电位，则D₂导通，b点电位被保持在零电位。所以当L，C振荡后，由于钳位二极管的作用，使b点电压保持在0-V_DC之间。以a点为参考点，则因为a点电位为1/2V_DC，故b-a之间电压峰值为1/2V_DC。因为灯丝R_L1和R_L2上的压降与整个回路相比很小，可忽略不计，所以根据电容的分压作用，故c-b之间电压维持在

V_c-b＝2πfC4/2πfC3V_b-a。而V_c-a＝V_c-b+V_b-a所以有

V_c-a＝(2πfC4/2πfC3)V_b-a+V_b-a

＝(2πfC4/2πfC3+1)V_b-a

＝1/2V_DC(2πfC4/2πfC3+1)

由此可以得出：可以设计选取一定的C₃，C₄数值，使V_c-a通过D₁，D₂的限压作用保持在荧光灯冷态启辉电压下，荧光灯不启辉。同时，谐振回路维持振荡，有电流流过灯丝R_L1和R_L2，灯丝温度上升。随着灯丝温度上升，荧光灯所需启辉电压下降。一旦下降至所设计的启辉电压V启，灯启辉点燃，灯两端电压下降到正常灯电压，由于正常灯电压低于启辉电压，故正常工作后，V_b-a＜1/2V_DC钳位二极管失去作用，不影响灯的正常工作。

以下给出两例实测曲线。

1)在220V_AC供电电源情况下，配合YZ40RR32荧光灯灯管单管。取C₃，C₄分别为0.022/400V，0.022/400V。取得预热时间为0.68S。参见图2。

2)在220V_AC供电电源情况下，配合YZ40RR32荧光灯灯管双管，取C₃，C₄分别为0.022/400V和0.015/630V，取得预热时间为0.75S。参见图3。

实施例2：图4是本实用新型的一种变形，在谐振电感L上绕制两组与原绕圈隔离且相互绝缘的预热绕圈La、Lb，并分别接到荧光灯的两个灯丝R_L1和R_L2上，这样可以使得灯丝的预热电压便于控制，预热效果更理想。

实施例3：图5为一个更加的线路，R₄、C₇为充放电路，Q₃、Q₄、R₂组成的三极管开关控制电路串接于钳位二极管回路中，R₄、C₇并接于V_DC与地之间。在电源接通瞬间，C₇上电压为0，故Q₃截止，Q₄导通，D₁，D₂产生钳位作用。使V_c-a通过D₁，D₂的限压作用保持在荧光灯冷态启辉电压下，荧光灯不启辉。由R₄对C₇充电，当C₇上电压足以导通Q₃时，Q₃导通，Q₄截止。L、C₃、C₄组成的串联谐振回路恢复自由振荡。在此转变过程中，荧光灯两端电压上升，迅速达到预热后的启辉电压，把荧光灯点亮。由于预热时间是由R₄，C₇的时间常数决定的，故预热时间可人为设定，预热效果更佳。同样原理，本发明也适用于并联谐振电路。

Claims

1.一种有预热延时电路的荧光灯电子镇流器，包括整流滤波电路、启动回路、振荡电路、镇流回路，其特征在于设有预热延时电路，预热延时电路包括2只串联的谐振电容和2只串联的钳位二极管，2只串联的谐振电容的连接点接2只钳位二极管的连接点，2只串联的谐振电容的两端分别外接灯管的两端灯丝，2只串联的钳位二极管的两端分别接直流电源端和公共地端。

2.如权利要求1所述的一种有预热延时电路的荧光灯电子镇流器，其特征在于在所说的2只串联的谐振电容的两端分别与上臂隔直电容，镇流线圈输出端之间设与原镇流线圈隔离且相互绝缘的预热线圈。

3.如权利要求1所述的一种有预热延时电路的荧光灯电子镇流器，其特征在于钳位二极管回路串接延时电子开关控制电路，延时电子开关控制电路由RC充放电路和三极管开关控制电路组成，RC充放电路并接在直流供电电源两端。

4.如权利要求1所述的一种有预热延时电路的荧光灯电子镇流器，其特征在于谐振电路为LC串联谐振电路或LC并联谐振电路。