CN2609317Y

CN2609317Y - 一种超极荧光灯的控制电路

Info

Publication number: CN2609317Y
Application number: CN 03229107
Authority: CN
Inventors: 关文才
Original assignee: Shanghai Hongyuan Lighting & Electric Equipment Co Ltd
Current assignee: Shanghai Hongyuan Lighting & Electric Equipment Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-03-31
Anticipated expiration: 2013-02-28

Abstract

一种超极荧光灯的控制电路，包括依次连接的滤波、整流电路，功率因数校正电路，光效调节电路，逆变器驱动电路，调光、驱动工作电源电路，逆变器振荡电路，调光驱动电路，其中：功率因数校正电路，采用HY4401芯片，用于AC输入后对电路无功功率调整等功能；逆变器振荡电路用于灯启辉振荡；调光驱动电路，采用HY4402芯片，用于8W－200W各种功率的调光及其功率调整和灯电流闭环调节控制电路。本实用新型性能稳定、工作可靠，且该电子线路具有体积小、重量轻、其电流谐波含量低、功率因数高、无频闪、光效高、低压启辉以及高节能、以及使灯管使用寿命成几十倍的增长。

Description

一种超极荧光灯的控制电路

技术领域

本实用新型涉及一种超极荧光灯控制电路。

背景技术

传统的各类异型、各种功率的电子节能灯不但节能效率低，而且使用寿命相当短，有的甚至只有几十个小时的使用寿命。另外，除了极少数的新款台灯有调光功能外，而在家庭、公共场所及道路的照明灯具中均缺少调光功能，尤其是那些大功率的耗能高、光效低的白炽灯、金卤灯、高压钠灯更是无法做到。而这些传统的大功率灯具电路中，由于线圈与铁芯有铜、铁的损耗，功率因数低，使电能无功功率大大增加，造成电能转化率较低，而且噪声大、发光易闪烁、低压启辉困难。

由于上述传统电子节能灯电路及其金卤灯、高压钠灯电子线路设计的缺陷，很容易造成灯内电极钨丝的熔断现象，因此废弃灯管、灯泡随处可见。而这些废弃物也给环境造成的二次污染是不可忽视的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种性能稳定、工作可靠、高节能的超极荧光灯的控制电路，且使灯管使用寿命成几倍增长。

本实用新型所提供的一种超极荧光灯的控制电路，包括依次连接的滤波、整流电路，功率因数校正电路，光效调节电路，逆变器驱动电路，调光、驱动工作电源电路，逆变器振荡电路，调光驱动电路，其特征在于：所述功率因数校正电路是由集成电路IC1、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11，电容C3、C4、C5、C6、C7、C8，二极管D1、D2、D3，电感L21、L22，场效应管M1所组成，用于降低AC输入后电路中的无功功率的校正和降低电流谐波含量，同时还将起到给逆变器输入提供稳定的工作电源作用；所述光效调节电路是由电阻R12、R13、R14、R15、电容C9、可变电阻RS所组成，用于光效调节；所述逆变器驱动电路是由电阻R16、R17，电容C10，场效应管M2、M3，电感L31、L32所组成，用于启辉所述的逆变振荡电路和调光驱动电路的集成电路IC2工作指令，配合振荡电路，使负载超极荧光灯管点亮；所述调光、驱动工作电源电路是由电阻R18、R19、电容C13、C14，二极管D4、D5所组成，用作所述的调光驱动电路中的集成电路IC2的工作电源；所述逆变器振荡电路是由电阻R20、R21、R25、R26、R27，电容C11、C12、C20，电感L41、L42、L51、L52、L53所组成，用于控制负载端输出工作频率以及微调输出功率；所述调光、驱动电路是由集成电路IC2、电阻R22、R23、R24、R28、R29、R30、R31、R32、R33，电容C15、C16、C17、C18、C19，二极管D6所组成，用于灯电流闭环调节控制、全程调光无频闪、半桥式逆变电路的容性与近容性模式保护、过压保护、整流态效应保护。

由于采用了上述的技术解决方案，使灯管采用单极放电原理，一是不存在灯管内灯丝熔断现象，二是解决了灯管两端发黑问题，使灯管使用寿命成几十倍的增长。本实用新型在于性能稳定、工作可靠，且该电子线路具有体积小、重量轻、其电流谐波含量低、功率因数高、无频闪、光效高、低压启辉、高节能以及长寿命等优点。

附图说明

图1是本实用新型的电路功能框图；

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1～2所示，本实用新型涉及到一种超极荧光灯的控制电路，包括依次连接的滤波、整流电路1，功率因数校正电路2，光效调节电路3，逆变器驱动电路4，调光驱动工作电源电路5，逆变器振荡电路6和调光驱动电路7。

功率因数校正电路2是由集成电路IC1，电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11，电容C3、C4、C5、C6、C7、C8，二极管D1、D2、D3，电感L21、L22，场效应管M1所组成，集成电路IC1采用型号为HY4401芯片，用于降低AC输入后电路中的无功功率的校正和降低电流谐波含量，同时还将起到给逆变器输入提供稳定的工作电源作用；

光效调节电路3是由电阻R12、R13、R14、R15，电容C9，可变电阻RS所组成，用于光效调节；

逆变器驱动电路4是由电阻R16、R17，电容器C10，场效应管M2、M3，电感L31、L32所组成，用于启辉所述的逆变振荡电路和集成电路IC2工作指令，配合振荡电路，使负载超极荧光灯管点亮；

调光、驱动工作电源电路5是由电阻R18、R19，电容C13、C14，二极管D4、D5所组成，用作所述的调光驱动电路中的集成电路IC2的工作电源；

逆变器振荡电路6是由电阻R20、R21、R25、R26、R27，电容C11、C12、C20，电感L41、L42、L51、L52、L53所组成，用于控制负载端输出工作频率以及微调输出功率；

调光、驱动电路7是由集成电路IC2、电阻R22、R23、R24、R28、R29、R30、R31、R32、R33，电容C15、C16、C17、C18、C19，二极管D6所组成，集成电路IC2采用型号为HY4402芯片，用于灯电流闭环调节控制、全程调光无频闪、半桥式逆变电路的容性与近容性模式保护、过压保护、整流态效应保护。

上述的超极荧光灯的工作原理如下：

一、控制电路的工作原理

AC输入后经过滤波再经全波整流输出正弦半波直流脉冲电压，经电阻器R1、R2分压至3.8V，由C7电容滤除高频噪声后，输入到IC1乘法器(3脚)，升压变换器L21、L22、D3、C3及R6，在滤波电容C8两端的输出直流高压通过电阻R4、R5分压输入到IC1的误差放大器反相端IC1的一脚，并与其IC1内误差放大器同相端的基准电压2.5V比较，产生一个DC误差电压，作为乘法器的另一端输入IC1的二脚，乘法器的输出是由IC1的1、2两路输入相乘的结果，当AC输入电压从零依正弦规律变化到其峰值时，乘法器的输出控制IC1电流传感比较器的门限，迫使通过M1的峰值电流跟踪AC输入电压的变化轨迹，由于M1的电流在其源极电阻R11上转换的电压信号，经过内部R/C低通滤波器，输入到IC1中的电流传感比较器反相输入端，电感电流IL的波形呈高频锯齿三角波，IL从零增长到峰值过程中，M1的VT是导通的，乘法器的输出则是电感峰值电流的参考电压，只要在M1源极电阻R11上的传感电压超过电流传感器比较门限电压，IC1中电流检测逻辑电路的闩锁则复位，关断M1。升压电感L21的副绕组L22的作用，一是将感生电压经整流和滤波作为IC1启动后的辅助电源，二是用作L21的高灵敏度的电流传感器，副绕组L22将流过L21的电流检测后，经限流电阻R9输入到IC1的零电流检测器(5脚)，只要电感电流一降至零电平，零电流检测器则通过置位Rs闩锁驱动M1导通，在M1导通时升压二极管D3截止，输出电容中储能，通过负载释放，当电感电流达到峰值时，电感电流沿斜坡下降，直到电感电流下降到零之前M1一直关断，在M1关断时，升压二极管D3则导通，一路是给逆变器驱动电路提供电源后再连接到LC振荡电路，另一路则是经过电阻R12、R13分压得到4V的电压供给可调电阻Rs，由电阻Rs根据光照度进行有效调节，此外电容器C9经过R15限压后又供给IC2的三脚，来驱动闭环调光控制信号。调光控制信号IC2的三脚与反馈信号IC2的一脚作比较，内嵌的误差放大器根据此误差电压产生相应的误差电流，送到压控振荡器L4，由此产生振荡频率。在驱动端IC2的九脚和十一脚产生不交叠的方波信号，分别驱动半桥逆变电路的高端和低端功率MOS管M2、M3的栅极，从而使逆变器工作在某个振荡频率，在此频率下，逆变器主回路中的电感对应了某个阻抗，此阻抗就决定了灯电流。调光信号端IC2的三脚是高阻抗电压输入端，其有效的电压信号范围为0-4VDC，在IC2的内部此电压被箝位在0.25V-4VDC，这意味着灯平均功率的调节范围为2％--100％。在电路中通过引入适当的补偿可达到更宽的调节范围，如1％--100％，同时，低端0.25VDC箝位可以保证系统在最低亮度能正常启动。

二、异常状态保护功能的工作原理

1.过压保护。在出现漏气或阴极去激活而无法使灯管点亮时，如工作频率接近LC自然谐振频率，则由谐振而产生高压，同时逆变器主回路的电流也很大，如果此种状态长时间存在，将使逆变器过热而失效，IC2提供的过压保护功能可以避免此种状态的出现，IC2的二脚用来检测灯管电压，当过压时，则IC2的七脚上以2倍于预热充电电流对电容充电，进行0.5秒的延迟，当IC2的七脚电压达到4V时，再次检测二脚是否存在高压，如果仍然存在，系统停振进入待机状态，以免逆变器损坏，否则七脚逐渐放电，系统仍然正常工作，但是如果系统进入到了严重过压状态，则系统立即停振。

2.容性模式保护。当灯管无法点亮或灯管电压过高时，可能使逆变器进入容性工作模式，此时逆变器中M1、M2将产生极大损耗，严重时由于过热而失效，IC2及其外围的阻容电路就提供了此种模式的保护，当IC2的四脚检测到的主回路电流相位超前于电压时，则判断为容性模式，系统停振进入待机状态。

3.整流状态效应保护。寿命保护是指在灯管出现整流效应时，应及时地使系统停振，否则在灯管电极端将出现极高的热点，严重时将使灯管的玻璃融化，而由此可能引起火灾，本逆变电路除了提供EOL模式的保护外，在检测方法上表现出更强的灵活性，IC2的十四脚内置±1V的窗口比较器，当十四脚的输入电压超过范围时，EOL比较产生了有效信号，送到控制逻辑，控制逻辑同样将起到延时保护功能。在延时结束以后，将再次判断该检测信号是否有效，如仍然有效则停振，进入等待模式。

Claims

1.一种超极荧光灯的控制电路，包括依次连接的滤波、整流电路，功率因数校正电路，光效调节电路，逆变器驱动电路，调光、驱动工作电源电路，逆变器振荡电路，调光驱动电路，其特征在于：

所述功率因数校正电路是由集成电路IC1、电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11，电容C3、C4、C5、C6、C7、C8，二极管D1、D2、D3，电感L21、L22，场效应管M1所组成，用于降低AC输入后电路中的无功功率的校正和降低电流谐波含量，同时还将起到给逆变器输入提供稳定的工作电源作用；

所述光效调节电路是由电阻R12、R13、R14、R15、电容C9、可变电阻RS所组成，用于光效调节；

所述逆变器驱动电路是由电阻R16、R17，电容C10，场效应管M2、M3，电感L31、L32所组成，用于启辉所述的逆变振荡电路和调光驱动电路的集成电路IC2工作指令，配合振荡电路，使负载超极荧光灯管点亮；

所述调光、驱动工作电源电路是由电阻R18、R19、电容C13、C14，二极管D4、D5所组成，用作所述的调光驱动电路中的集成电路IC2的工作电源；

所述逆变器振荡电路是由电阻R20、R21、R25、R26、R27，电容C11、C12、C20，电感L41、L42、L51、L52、L53所组成，用于控制负载端输出工作频率以及微调输出功率；

所述调光、驱动电路是由集成电路IC2、电阻R22、R23、R24、R28、R29、R30、R31、R32、R33，电容C15、C16、C17、C18、C19，二极管D6所组成，用于灯电流闭环调节控制、全程调光无频闪、半桥式逆变电路的容性与近容性模式保护、过压保护、整流态效应保护。