MXPA06013525A - Metodo para excitar una iluminacion fluorescente y un circuito estabilizador de balastra para llevarlo a cabo - Google Patents

Abstract

Se describe un método para excitar una luz fluorescente que divide las fases de la energía de CA de entrada, dependiendo de la magnitud del voltaje, y utiliza las porciones de bajo voltaje de los voltajes divididos, como energía de calentamiento para calentar los filamentos, y las porciones de alto voltaje de los voltajes divididos, como voltaje de descarga del tubo fluorescente, en una luz fluorescente del tipo de descarga;alargando de esa manera la vidaútil de la luz fluorescente, mejorando la iluminación de un tubo fluorescente y mejorando la eficiencia del uso de energía debido a la eliminación de la necesidad de transformar la energía;y un circuito estabilizador de balastra para efectuar el método. La presente invención recibe y rectifica en onda completa la energía de CA comercial;divide las fases de la energía de CA rectificada en onda completa, dependiendo de la magnitud del voltaje, y lleva a cabo el control de conmutación, de tal manera que las porciones de bajo voltaje de los voltajes divididos que tienen bajas fases, se usen como energía de calentamiento para calentar los filamentos de un tubo fluorescente;y las porciones de alto voltaje de los voltajes divididos, que tienen fases elevadas, son usadas como voltaje de descarga del tubo fluorescente. Como resultado, la presente invención suministra directamente la energía requerida usando la diferencia de voltaje provocada por las fases de la energía de CA con sólo una simple operación de conmutación, y sin transformación de voltaje.

Description

M ÉTODO PARA EXCITAR U NA ILU M I NACIÓN FLUORESCENTE Y UN CI RCU ITO ESTABILIZADOR DE BALASTRA PARA LLEVARLO A CABO Campo técnico La presente invención se refiere a un método para excitar u na luz fluorescente y a un circuito estabilizador de balastra para ponerlo en práctica ; y, más en particular, a u n método para excitar una luz fluorescente que divide las fases de la energ ía de CA de entrada, dependiendo de la magnitud del voltaje, y utiliza las porciones de bajo voltaje de los voltajes divididos como energ ía de calentamiento para calentar los filamentos, y las porciones de alto voltaje de los voltajes divididos, como voltaje de descarga del tubo fluorescente en una luz fluorescente del tipo de calor y descarga , alargando de esa manera la vida útil de la luz fluorescente, mejorando la capacidad de iluminación de un tubo fluorescente, y mejorando la eficiencia en el uso de la energ ía, debido a la eliminación de la necesidad de una transformación de energ ía; y a un circuito estabilizador de balastra para llevar a cabo d icho método. La técnica de antecedentes Por lo general una luz fluorescente es el equipo de iluminación más comúnmente usado en el hogar o en la oficina , debido a que tiene bajo consumo de energ ía y muy alto brillo, en comparación con una lámpara incandescente de uso general . La luz fluorescente es un tipo de lámpara de descarga . Cuando se generan descargas eléctricas aplicando alto voltaje a los electrodos (filamentos) del tubo fluorescente de una luz fluorescente, se emite un número grande de electrones y son absorbidos por el material fluorescente aplicado a la superficie interior del tubo fluorescente, de modo que el material fluorescente emita luz, exhibiendo de esa manera el brillo inherente de la luz fluorescente. Una luz fluorescente del tipo de precalentamiento general, como la ilustrada en la figura 1 , incluye un transformador reductor 10, una lámpara cebadora de descarga (en lo sucesivo llamada lámpara de arranque) 20 y un tubo fluorescente 30. Los filamentos 32, es decir, los electrodos del tubo fluorescente 30, están revestidos con material de emisión de electrones y se los debe calentar hasta que se active el material emisor de electrones. Cuando se enciende o conecta un interruptor de energía, la lámpara de arranque 20 precalienta los filamentos hasta que el tubo emite luz debida a las descargas eléctricas, de modo que se encienda la luz fluorescente. El transformador reductor 10 es un dispositivo para generar el alto voltaje necesario para las descargas eléctricas. En un método general para encender una luz fluorescente, cuando un usuario conecta un interruptor de luz, una de las líneas de alimentación de energía está conectada a la lámpara de arranque 20 a través del transformador reductor 10, y la otra de las líneas de alimentación de energía está conectada a la lámpara de arranque 20, a través de los filamentos 32 formados a ambos lados del tubo fluorescente 30, de modo que se aplique voltaje a ambos lados de la lámpara de arranque 20 en el momento de aplicación del voltaje. Cuando se aplica el voltaje a la lámpara de arranque 20, la lámpara de arranque 20 se enciende. En ese momento, un conductor bimetálico 22, que está formado dentro de la lámpara de arranque 20, es deformado físicamente debido al calor generado por el encendido de la lámpara de arranque 20, de modo que ambos lados de la lámpara de arranque 20 quedan en cortocircuito. Cuando ambos lados de la lámpara de arranque 20 están en cortocircuito, se aplica voltaje de los filamentos de ambos lados del tubo fluorescente 30 a través del transformador reductor 10. Cuando se aplica el voltaje a ambos lados del tubo fluorescente 30, los filamentos formados en ambos lados del tubo fluorescente 30 se calientan. Por lo tanto, a medida que disminuye la energía suministrada a la lámpara de arranque 20, la lámpara de arranque 20 deja de generar descargas y se apaga. Debido al apagado de la lámpara de arranque 20 se detiene el calentamiento de los filamentos y, por lo tanto, el conductor bimetálico 22 formado dentro de la lámpara de arranque 20 se deforma, de modo que ambos lados de la lámpara de arranque 20 se desconectan uno del otro desde un punto de vista de circuito. Cuando ambos lados de la lámpara de arranque 20 están desconectados entre sí, desde un punto de vista de circuito, se detiene la alimentación de corriente a la lámpara de arranque 20 a través de los filamentos 32; de modo que se induce un voltaje alto entre los dos filamentos 32. El tubo fluorescente 30 comienza a generar descargas debido al voltaje inducido entre dos filamentos 32 del tubo fluorescente 30, y se emite entonces un número grande de electrones. Cuando se absorben los electrones por el material fluorescente aplicado a la superficie interior del tubo fluorescente, el tubo fluorescente 30 emite luz. Cuando el tubo fluorescente 30 emite luz, la energía que se suministra a la lámpara de arranque 20 disminuye, y entonces la lámpara de arranque 20 no genera descargas, manteniendo de esa manera su estado inicial. El método de encender una luz fluorescente usando la lámpara 20 de arranque del tipo de descarga tiene desventajas, ya que la operación de la lámpara de arranque varía, dependiendo de la variación en la temperatura y del voltaje de entrada; la vida útil del tubo fluorescente 30 se acorta debido al suministro inestable de energía que se provoca por la operación inestable atribuible a la diferencia entre las calidades del producto de una lámpara de arranque y el periodo de uso de la lámpara de arranque, y la eficiencia en el uso de la energía disminuye debido al uso del método para convertir el voltaje usando el transformador reductor 10.

A fin de resolver los problemas descritos más arriba, se inventó un estabilizador electrónico de balastra, compuesto de un circuito eléctrico. Como se ilustra en la figura 2, el estabilizador electrónico de balastra convierte la energ ía de CA recibida de una unidad rectificadora 50, a energía de CD, oscila la energía de CD convertida a 30 KHz - 100 KHz, a través de una unidad de oscilación 60, y conmuta la energía de CD oscilada a la bobina primaria de un transformador 80 para transformar el voltaje usando una unidad conmutadora 70. La bobina secundaria del transformador 80 genera descargas al aplicar alto voltaje y corriente limitada a ambos lados de un tubo fluorescente 90, mientras se calientan los filamentos del tubo fluorescente 90, usando el voltaje inducido desde la bobina primaria, encendiendo de esa manera el tubo fluorescente 90. El estabilizador electrónico de balastra descrito en lo que antecede utiliza la transformación de energía y la conmutación . El estabilizador electrónico de balastra tiene eficiencia de energía superior, en comparación con el método que utiliza una lámpara de arranque del tipo de descarga. Sin embargo, hay desventajas en esa eficiencia de energía que disminuye todavía debido a la transformación de la energ ía, a que los componentes de una unidad de conmutación son costosos, y los componentes emiten una cantidad grande de calor, y la miniaturización de los componentes es difícil, de modo que no es fácil la miniaturización de un circuito estabilizador de balastra, lo que incrementa el costo de fabricación y, por lo tanto, provoca baja eficiencia económica. Descripción de la invención El problema técnico Consecuentemente, la presente invención ha tenido en cuenta los problemas anteriores que ocurren en la técnica anterior, y es un primer objetivo de la presente invención proveer un método para excitar una luz fluorescente, que divide las fases de la energía de CA de entrada, dependiendo de la magnitud de voltaje, y utiliza las porciones de bajo voltaje de los voltajes divididos, como energía de calentamiento, para calentar los filamentos; y las porciones de alto voltaje de los voltajes divididos, como voltaje de descarga del tubo fluorescente; alargando de esa manera la vida útil de la luz fluorescente, lo que mejora la iluminación de un tubo fluorescente y mejor la eficiencia del uso de energía, debido a la eliminación de la necesidad de transformar la energía. Es un segundo objetivo de la presente invención proveer un circuito estabilizador de balastra para llevar a la práctica el método. La solución técnica A fin de satisfacer el primer objetivo, la presente invención incluye los pasos de recibir y rectificar en onda completa la energía de CA comercial; dividir las fases de la energía de CA rectificada en onda completa, dependiendo de la magnitud del voltaje, y efectuar el control de conmutación, de tal manera que las porciones de bajo voltaje de los voltajes divididos, que tienen bajas fases, sean usadas directamente como energía calefactora, para calentar los filamentos de un tubo fluorescente, sin transformación de voltaje; y las porciones de alto voltaje de los voltajes divididos que tienen altas fases, son usadas directamente como voltaje de descarga del tubo fluorescente, sin transformación de voltaje; encender por conmutación las porciones de bajo voltaje que tienen fases bajas como energía calefactora para calentar los filamentos del tubo fluorescente; y encender por conmutación las porciones de voltaje alto que tienen fases altas, como energía de iluminación del tubo fluorescente. Adicionalmente, a fin de obtener el primer objetivo, la presente invención incluye una unidad de rectificación, configurada para incluir diodos D1 a D4, y rectificar de onda completa la energía de CA comercial de entrada; una unidad de control de la conmutación de voltaje, configurada para recibir la energía de CA rectificada de onda completa por la unidad de rectificación; dividir las magnitudes de la energía de CA, dependiendo de las fases del voltaje, y llevar a cabo el control de conmutación de tal manera que la porción de bajo voltaje de los voltajes divididos, que tienen fases bajas, sean usadas como energía calefactora para calentar los filamentos de un tubo fluorescente, y las porciones de alto voltaje de los voltajes divididos, que tienen fases altas, sean usadas como voltaje de descarga del tubo fluorescente; una unidad conmutadora de bajo voltaje, conectada a la salida de la unidad de control de la conmutación de voltaje, y configurada para conmutar entre encendido y apagado de la energ ía calefactora, para calentar los filamentos del tubo fluorescente, en respuesta a una señal de salida de la unidad controladora de conmutación del voltaje, y una unidad conmutadora de voltaje alto, conectada a una salida de la unidad de control de conmutación del voltaje, y configurada para formar un circuito de modulación en anchura de pulso (PWM) para modular en anchura de pulso las porciones de alto voltaje, y luego aplicar la energía de iluminación del tubo fluorescente, conmutando de esa manera a encendido la energía para la descarga del tubo fluorescente, en respuesta a la señal de salida de la unidad de control de conmutación del voltaje. La presente invención está compuesta únicamente de transistores y resistores para baja energía, de modo que es posible la integración del circuito. Breve descripción de los dibujos La figura 1 es un diagrama de construcción que ilustra un método para encender una luz fluorescente general. La figura 2 es un diagrama que ilustra la operación de un estabilizador de balastra general. La figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra un método para excitar una luz fluorescente de acuerdo con la presente invención. La figura 4 es un diagrama de circuito que ilustra la construcción y la operación del circuito estabilizador de balastra de la luz fluorescente, de acuerdo con una modalidad de la presente invención ; y La figura 5 es un diagrama en forma de onda, que ilustra la forma de onda de operación del circuito estabilizador de balastra de la luz fluorescente, de acuerdo con la presente invención. Mejor manera de poner en práctica la invención Se describen en lo que sigue las modalidades preferidas de la presente invención , con referencia a los dibujos anexos. La figura 3 es un diagrama que ilustra un método para excitar una luz fluorescente de acuerdo con la presente invención . La figura 4 es un diagrama de circuito que ilustra la construcción y la operación del circuito estabilizador de balastra de una luz fluorescente, de acuerdo con una modalidad de la presente invención ; y la figura 5 es un diagrama en forma de onda, que ilustra la forma de onda de operación del circuito estabilizador de balastra de la luz fluorescente. El método para excitar la luz fluorescente de acuerdo con la presente invención emplea un método para suministrar directamente energía de corriente alterna (CA), de manera que se prevenga la pérdida de energía debida a la transformación de voltaje, al eliminar la transformación de voltaje de la energía de CA, contrariamente a un estabilizador electrónico convencional de balastra que utiliza un circuito electrónico. Es decir, como se ilustra en la figura 3, una unidad 1 10 de rectificación, que incluye los diodos D 1 a D4, rectifica de onda completa la corriente de CA comercial, aplicada desde una unidad de alimentación de energía. Una unidad 120 de control de la conmutación de voltaje, que divide las fases de la energía de CA, que es rectificada de onda completa por la unidad de rectificación 1 10, dependiendo de la magnitud del voltaje, y luego efectúa el control de conmutación, de manera que las porciones de bajo voltaje de los voltajes divididos que tienen fases bajas, se usen como energía calefactora para calentar los filamentos 102 del tubo fluorescente 100; y las porciones de voltaje alto de los voltajes divididos que tienen fases altas, sean usados como voltaje de descarga del tubo fluorescente 100, está formada en el lado de salida de la unidad de rectificación 1 10. Una unidad conmutadora 130 de voltaje bajo, que conmuta en encendido y apagado la energía calefactora para calentar los filamentos 102 del tubo fluorescente 100, en respuesta a la señal de salida de la unidad 120 de control de la conmutación de voltaje, y una unidad 140 que conmuta el voltaje alto, que conmuta en encendido y apagado de la energía para descargas en el tubo fluorescente 100, en respuesta a la señal de salida de la unidad de control 120 de la conmutación de voltaje, están formadas en el lado de salida de la unidad 120 de control de la conmutación de voltaje. En este caso, la unidad conmutadora 140 de voltaje alto incluye un circuito de modulación 142 de amplitud de pulso (PWM), que modula por amplitud de pulso las porciones de voltaje alto y luego suministra la energía apropiada para la aplicación de energía de iluminación del tubo fluorescente 100, después que se ha encendido el tubo fluorescente 100. En el método para excitar la luz fluorescente de acuerdo con la presente invención, está formado adicionalmente un circuito de retroalimentación negativa (no mostrado) que detecta la cantidad de la descarga del tubo fluorescente 100, en la unidad 140 de conmutación de voltaje alto, de modo que se ajuste el brillo a una salida constante, al detectar la cantidad de descarga del tubo fluorescente 100, y que controla la energía de salida, dependiendo de la cantidad de descarga detectada, y la magnitud de la energ ía calefactora aplicada a los filamentos 102 es controlada al controlar la unidad 130 conmutadora de voltaje bajo. En el método descrito arriba para excitar la luz fluorescente de acuerdo con la presente invención , se introduce energía de CA comercial, de 1 10V o 220V; se rectifica de onda completa la energía de CA mediante la unidad de rectificación 1 10, y se controla la conmutación de manera que la forma de onda rectificada de onda completa (forma de onda fluctuante) se divida a porciones de voltaje alto, de una forma de onda de voltaje que tiene porciones de fases altas y porciones de voltajes bajos, de la forma de onda de voltaje que tiene las fases bajas, a través de la unidad 120 de control de la conmutación de voltaje. Es decir, como se ilustra en el diagrama de forma de onda de la figura 5, la unidad 120 de control de la conmutación de voltaje opera la unidad 130 conmutadora de voltaje bajo, durante el tiempo en el que se aplican las porciones de voltaje bajo de las fases de voltaje de la energía de CA aplicada, es decir, las porciones C; cambiando a encendido de esa manera los conmutadores A y B, y luego cambiando a encendido la energía de calentamiento a fin de calentar los filamentos 102 localizados en ambos lados del tubo fluorescente 1 00. La unidad 120 de control de la conmutación de voltaje opera la unidad 140 de conmutación de voltaje alto durante el tiempo en el que se aplican las porciones de voltaje alto de las fases de voltaje de la energía de CA aplicada, en el diagrama de forma de onda de la figura 5; es decir, las porciones D; de modo que se aplique un pulso de conmutación al circuito 142 de PWM , cambiando así a encendido el tubo fluorescente 100. Es decir, el método para excitar la luz fluorescente de acuerdo con la presente invención divide las fases de la energía de CA comercial de entrada a porciones de voltaje de fase alta (voltaje alto) y porciones de voltaje de fase baja (voltaje bajo); usa las porciones de voltaje bajo, es decir, las porciones C, para calentar los filamentos 102 del tubo fluorescente 100, y usa las porciones de voltaje alto, es decir, las porciones D, como energía de iluminación para cambiar a encendido el tubo fluorescente 100; de modo que se suministre directamente la energía de CA a través de la operación de conmutación directa, sin transformación de la energía de CA, eliminando de esa manera la causa de pérdida de energía y mejorando la eficiencia en el uso de la energ ía. El método para excitar la luz fluorescente de acuerdo con la presente invención puede ser implementado usando el circuito estabilizador de balastra de la figura 4. Se describe la construcción y el funcionamiento de la figura 4. Cuando se aplica energía de CA comercial, la unidad de rectificación 1 10, que incluye los diodos D1 a D4, rectifica en onda completa la energía de corriente alterna comercial aplicada, y alimenta la forma de onda rectificada de onda completa (forma de onda fluctuante) a un circuito. La unidad 120 de control de la conmutación de voltaje está formada dentro de la unidad 1 10 de rectificación , que incluye cuatro diodos D1 a D4. En la unidad 120 de control de la conmutación de voltaje dentro de la unidad 1 1 0 de rectificación q ue incluye cuatro diodos D 1 a D4, los resistores R 1 y R2, que dividen la energ ía rectificada de onda completa, con base en la proporción de resistencia, se conectan en serie entre sí, y una línea se ramifica entre los resistores R1 y R2 y conecta con la terminal de base de un primer transistor Q 1 . La terminal de colector del primer transistor Q 1 está conectada a la unidad de rectificación 1 1 0 por medio de u n resistor R3, y la terminal de emisor del primer transistor Q 1 también está conectada a la unidad de rectificación 1 1 0. La terminal de colector del primer transistor Q 1 está conectada a la terminal de base de un seg u ndo transistor Q2 por medio del resistor R4. La terminal de colector del segundo transistor Q2 está conectada a la termi nal de base de u n tercer transistor Q3, y la terminal de emisor del segu ndo transistor Q2 está conectada a la unidad de rectificación 1 1 0. La unidad 1 30 de conmutación de voltaje bajo y la unidad 140 de conmutación de voltaje alto están conectadas a la terminal de colector del tercer transistor Q3 de la unidad 1 20 de control de la conmutación de voltaje. La unidad 1 30 de conmutación de voltaje bajo está formada usando un quinto transistor Q5 y un sexto transistor Q6, q ue están conectados en sus terminales de base a la terminal de colector del tercer transistor Q3 , a través de los diodos D6 y D7 y de los resistores R7 y R8; y conmutan entre encendido y apagado la energ ía calefactora para calentar los filamentos 1 02 del tubo fluorescente 1 00. Adicionalmente, la unidad 140 conmutadora de voltaje alto incluye un cuarto transistor Q4, conectado en su terminal de base a la terminal de colector del tercer transistor Q3 de la unidad 120 de control de la conmutación de voltaje, a través de un resistor R6; y el circuito PWM 142, conectado a la terminal de colector del cuarto transistor Q4, y configurado para modular en amplitud de pulso la energía de entrada, en respuesta a la operación del cuarto transistor Q4, y aplicar la energía de iluminación del tubo fluorescente 100. El circuito PWM 142 tiene una construcción típica, de modo que se omiten su ilustración y su descripción. En el funcionamiento del circuito estabilizador de balastra descrito en lo que antecede, para llevar a cabo el método para excitar la luz fluorescente de acuerdo con la presente invención, se rectifica de onda completa la energía de CA comercial de entrada mediante los cuatro diodos D1 a D4, que constituyen la unidad de rectificación 110. Se divide el voltaje de la energía rectificada en onda completa, con base en la proporción de resistencia de los resistores R1 y R2 de la unidad 120 de control de la conmutación de voltaje, que están conectados en serie entre sí y con las fases del voltaje de energía. Como se ilustra en la figura 5, las fases del voltaje de energía rectificado en onda completa por la unidad 110 de rectificación, varía continuamente a lo largo de un eje temporal. Los resistores R1 y R2 de la unidad 120 de control de la conmutación de voltaje dividen las fases de la energía comercial de CA en porciones de voltaje de fase alta (voltaje alto) y porciones de voltaje de fase baja (voltaje bajo), con base en su proporción de resistencia. Es deci r, (sic) . Los resistores R1 y R2 de la unidad 120 de control de la conmutación de voltaje cambian a conectado el primer transistor Q 1 únicamente durante el tiempo en el que la magnitud de las fases de la energía, que es rectificada de onda completa con base en la proporción de resistencia , sobrepasa u n valor de voltaje predeterminado. Por tanto, como se ilustra en la fig ura 5, las porciones C, es decir, las porciones de voltaje bajo en las que las fases de la energ ía rectificada de onda completa son menores que el valor de voltaje predeterminado, el primer transistor Q 1 de la u nidad 1 20 de control de la conmutación de voltaje cambia a apagado, de modo q ue se aplique la energ ía a la terminal de base del segu ndo transistor Q2 , a través de los resistores R3 y R4, cambiando de esa manera a encendido el segundo transistor Q2. Ad icionalmente, se aplica energía a la terminal de base del tercer transistor Q3 por medio del resistor R4, cambiando de esa manera a encendido el tercer transistor Q3. Como resultado, se aplica la energ ía a las terminales de base de los transistores q uinto y sexto Q5 y Q6, por intermedio de los diodos D6 y D7; cambiando de esa manera a encendido los transistores Q5 y Q6 quinto y sexto, de modo que el voltaje de fase baja de la energ ía rectificada de onda completa, se aplique a los filamentos 1 02 en ambos lados del tubo fluorescente 1 00, para calentar los filamentos 1 02 del tubo fluorescente 1 00. En este momento se aplica también la energ ía a la terminal de base del cuarto transistor Q4, que constituye la unidad 140 de conmutación de voltaje alto, cambiando de esa manera a encendido el cuarto transistor Q4. Por lo tanto no se aplica un pulso de conmutación al circuito PWM 142, que aplica la energía de iluminación del tubo fluorescente 100, de modo que únicamente las porciones de voltaje bajo que tienen fases bajas son aplicadas al tubo fluorescente 100, como energía de calentamiento de los filamentos 102. Después de un tiempo predeterminado, como se ilustra en la figura 5, durante las porciones D, es decir, las porciones de voltaje alto, en las que las fases de la energía rectificada de onda completa son mayores que el valor de voltaje predeterminado, el primer transistor Q 1 de la unidad 120 de control de la conmutación de voltaje cambia a encendido, de modo que el segundo transistor Q2 y el tercer transistor Q3 son apagados. Por lo tanto, los transistores quinto y sexto Q5 y Q6, que constituyen la unidad 130 de conmutación de voltaje bajo, cambian a apagado, de modo que la unidad de conmutación de bajo voltaje 130 no funcione. Adicionalmente, el cuarto transistor Q4, que constituye la unidad 140 de conmutación de voltaje alto se cambia a apagado, de modo que se aplica el pulso de conmutación al circuito PWM 142, que aplica la energía de iluminación del tubo fluorescente 100. Posteriormente se aplica la señal, que está modulada en amplitud de pulso por el circuito PWM 142, a la terminal de base del sexto transistor Q6, por medio del resistor R6, de modo que se aplique el voltaje alto modulado en amplitud de pulso a ambos lados del tubo fluorescente 1 00, y se utilice como energ ía de iluminación del tubo fluorescente 1 00. En el circuito estabilizador de balastra de acuerdo con la presente invención se prefiere construir u n circuito de retroalimentación negativa d ividiendo el sexto transistor Q6 en dos transistores (no mostrados), uno de los cuales conmuta en conexión y desconexión la energía para calentar los filamentos del tubo fluorescente 1 00, y el otro transistor conmuta en encendido y apagado del voltaje alto para encender el tubo fluorescente 1 00, y al incluir un resistor (no mostrado) en la terminal de emisor del otro transistor que conmuta en encendido y apagado el voltaje alto para encender el tubo 1 00, detecta de esa manera la corriente que fluye a través del resistor y luego disminuye la energ ía aplicada al transistor que conmuta en encendido y apagado la energ ía para ca lentar los filamentos 1 02 , cuando el otro transistor, que con muta en encendido y apagado el voltaje alto para encender el tubo fluorescente 1 00 está funcionando; y se efectúa entonces el encendido por medio del voltaje alto. El método para excitar la luz fluorescente de acuerdo con la presente invención efectúa el control de tal manera que se calientan los filamentos 1 02 del tubo fluorescente 1 00 cuando se requ iera, aplicando las porciones de voltaje bajo en el momento de su descarga inicial y, después que se inicia la descarga , se calientan mínimamente para ayudar a la emisión de los electrones de calor.

Aplicabilidad industrial Tal como se describió en lo que antecede, la presente invención divide las fases de la energía de CA de entrada, dependiendo de la magnitud del voltaje, y utiliza las porciones de voltaje bajo de los voltajes divididos como energ ía de calentamiento para calentar los filamentos y las porciones de voltaje alto de los voltajes divididos como voltaje de descarga del tubo fluorescente; alargando de esa manera la vida útil de la luz fluorescente, mejorando la capacidad de iluminación del tubo fluorescente, y mejorando la eficiencia del uso de la energía, debido a la eliminación de la necesidad de transformar la energía. Si bien se han descrito detalladamente las modalidades preferidas de la presente invención, con referencia a los dibujos anexos, la presente invención no está limitada a estas modalidades, y son posibles sus enmiendas y sus modificaciones por quienes tengan experiencia en la materia.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1 . Un método para excitar una luz fluorescente, que comprende: el paso (S1 ) de recibir y rectificar en onda completa energía de CA comercial; el paso (S2) de dividir las fases de la energ ía de CA rectificada en onda completa en el paso (S1 ), dependiendo de la magnitud del voltaje; y efectuar el control de la conmutación, de manera que se usen las porciones de voltaje bajo de los voltajes divididos, que tienen fases bajas, como energía de calentamiento para calentar los filamentos de un tubo fluorescente; y se usen las porciones de voltaje alto de los voltajes divididos, que tienen fases altas, como voltaje de descarga del tubo fluorescente; el paso (S3) de cambiar a conectado las porciones de voltaje bajo que tienen fases bajas, como energía de calentamiento para calentar los filamentos del tubo fluorescente, en respuesta a una salida de señal en el paso (S2); y el paso (S4) de cambiar a conectado las porciones de voltaje alto que tienen fases altas, como energía de iluminación del tubo fluorescente, en respuesta a la salida de señal en el paso (S2)

2. El método de conformidad con la reivindicación 1 , que comprende adicionalmente, después del paso (S4), el paso de retroalimentación negativa de detectar una cantidad de descarga del tubo fluorescente; ajustar la magnitud de la energ ía de iluminación del paso (S4), dependiendo de la cantidad de descarga detectada, y ajustar la magnitud de la energía de calentamiento del paso (S3).

3. Un circuito estabilizador de balastra, que comprende: una unidad (1 10) de rectificación, configurada para incluir los diodos D1 a D4, y que rectifica en onda completa la energía de CA comercial de entrada; una unidad (120) controladora de la conmutación de voltaje, configurada para recibir la energía de CA rectificada en onda completa por la unidad de rectificación (1 10), dividir las magnitudes de la energía de CA dependiendo de las fases de voltaje, y efectuar el control de la conmutación de tal manera que se usen las porciones de voltaje bajo de los voltajes divididos, que tienen fases bajas, como energía de calentamiento para calentar los filamentos (102) de un tubo fluorescente (100), y se usen las porciones de voltaje alto de los voltajes divididos, que tienen fases altas, como voltaje de descarga del tubo fluorescente 100; una unidad (130) conmutadora de voltaje bajo, conectada a la salida de la unidad (120) controladora de la conmutación de voltaje, y configurada para conmutar en conexión y desconexión la energía de calentamiento para calentar los filamentos (102) del tubo fluorescente (100), en respuesta a la señal de salida de la unidad (120) controladora de la conmutación de voltaje; y una unidad (140) conmutadora de voltaje alto, conectada a la salida de la unidad (120) controladora de la conmutación de voltaje, y configurada para formar un circuito (142) de modulación de amplitud de pulso (PWM), para modular en amplitud de pulso las porciones de voltaje alto y luego aplicar la energía de iluminación del tubo fluorescente (100); conmutando de esa manera en conexión la energía para la descarga del tubo fluorescente (100), en respuesta a la señal de salida de la unidad (1209 controladora de la conmutación de voltaje.

4. El circuito estabilizador de balastra de conformidad con la reivindicación 3, que comprende adicionalmente un circuito de retroalimentación negativa (no mostrado), localizado en el lado de salida de la unidad (140) de conmutación del voltaje alto, y configurado para ajustar la brillantez a una salida constante, detectando una cantidad de descarga del tubo fluorescente (100) y controlando la energía de salida dependiendo de la cantidad de descarga detectada, y para controlar la magnitud de la energía de calentamiento aplicada a los filamentos (102) controlando Da unidad (130) conmutadora de voltaje bajo.

5. El circuito estabilizador de balastra de conformidad con la reivindicación 3, en el que la unidad controladora (120) de la conmutación de voltaje comprende, dentro de la unidad de rectificación (1 10): resistores (R1 y R2) conectados en serie y configurados para dividir la magnitud de voltaje de acuerdo con las fases de la energía rectificada en onda completa, con base en la proporción de resistencia; un primer transistor (Q 1 ) conectado entre los resistores (R1 y R2) en su terminal de base, y conectados en una terminal de colector a la unidad de rectificación (1 10) por medio de un resistor (R3); y en un terminal de emisor de ella, también conectado a la unidad de rectificación (1 10); un segundo transistor (Q2) conectado en un terminal de base de él, a la terminal de colector del primer transistor (Q 1 ), por medio de un resistor (R4); y en su terminal de emisor, conectado a la unidad de rectificación (1 10); y un tercer transistor (Q3) conectado en su terminal de base a la terminal de colector del segundo transistor (Q2), y en su terminal de colector, a la unidad (30) de conmutación de voltaje bajo, y a la unidad (40) de conmutación de voltaje alto.

6. El circuito estabilizador de balastra de conformidad con la reivindicación 3, en el que la unidad (30) de conmutación de voltaje bajo comprende un quinto transistor (Q5) y un sexto transistor (Q6) que están conectados en sus terminales de base a la terminal de colector del tercer transistor (Q3) por medio de los diodos (D6 y D7) y los resistores (R7 y R8) y conmuta en conexión y desconexión la energ ía de calentamiento para calentar el filamento (102) del tubo fluorescente (100).

7. El circuito estabilizador de balastra de conformidad con la reivindicación 3, en el que la unidad (40) de conmutación de voltaje alto comprende un cuarto transistor (Q4) conectado en su terminal de base a la terminal de colector del tercer transistor (Q3) de la unidad (120) de control de la conmutación de voltaje por medio de un resistor (R6), y el circuito PWM (142) está conectado a la terminal de colector del cuarto transistor (Q4) y configurado para modular en amplitud de pulso la energía de entrada, en respuesta a la operación del cuarto transistor (Q4), y aplicar la energía de iluminación del tubo fluorescente (100).

8. El circuito estabilizador de balastra de conformidad con la reivindicación 4 o 7, en el que el circuito de retroalímentación negativa está construido dividiendo el sexto transistor (Q6) en dos transistores separados (no mostrados), uno de los cuales conmuta en conexión y desconexión la energía para calentar los filamentos del tubo fluorescente (100), y el transistor restante conmuta en conexión y desconexión el voltaje alto para cambiar a conexión el tubo fluorescente (100), e incluye un resistor (no mostrado) en la terminal de emisor del transistor restante, que conmuta en conexión y desconexión el voltaje alto para cambiar a conexión el tubo fluorescente (100); detectando de esa manera la corriente que fluye a través del resistor, y luego disminuyendo la energía aplicada al transistor que conmuta en conexión y desconexión la energía, para calentar los filamentos (102) cuando se enciende el tubo fluorescente (100). RESUMEN Se describe un método para excitar una luz fluorescente que divide las fases de la energía de CA de entrada, dependiendo de la magnitud del voltaje, y utiliza las porciones de bajo voltaje de los voltajes divididos, como energía de calentamiento para calentar los filamentos, y las porciones de alto voltaje de los voltajes divididos, como voltaje de descarga del tubo fluorescente, en una luz fluorescente del tipo de descarga; alargando de esa manera la vida útil de la luz fluorescente, mejorando la iluminación de un tubo fluorescente y mejorando la eficiencia del uso de energ ía debido a la eliminación de la necesidad de transformar la energía; y un circuito estabilizador de balastra para efectuar el método. La presente invención recibe y rectifica en onda completa la energía de CA comercial; divide las fases de la energía de CA rectificada en onda completa, dependiendo de la magnitud del voltaje, y lleva a cabo el control de conmutación , de tal manera que las porciones de bajo voltaje de los voltajes divididos que tienen bajas fases, se usen como energía de calentamiento para calentar los filamentos de un tubo fluorescente; y las porciones de alto voltaje de los voltajes divididos, que tienen fases elevadas, son usadas como voltaje de descarga del tubo fluorescente. Como resultado, la presente invención suministra directamente la energía requerida usando la diferencia de voltaje provocada por las fases de la energía de CA con sólo una simple operación de conmutación, y sin transformación de voltaje.