高可靠性可連續調光的螢光燈電路的製作方法

2023-06-10 08:03:36

專利名稱：高可靠性可連續調光的螢光燈電路的製作方法
技術領域：
本發明屬於電光源技術領域，特別是涉及到一種螢光燈的調光電路。
早期使用的螢光燈電路普遍採用電感式鐵芯鎮流器和氖泡起輝器。由於電子技術的迅猛發展，近年來逐漸推廣應用電子鎮流器。電子鎮流器的典型電路如

圖1，其中較易損壞的是電解電容C1和三極體BG1和BG2，電解電容的耐壓一般都為350V，當交流輸入大於250V時，整流後的直流電壓就會超過350V，時間一長，電解電容C1就會「發胖」，甚至爆炸而損壞，所配的三極體BG1、BG2的耐壓雖要求大於350V即可，但往往一些高反壓管(如BU406、MJE13005等)，其耐壓在400V以上，在使用中也會莫名其妙地損壞。究期原因，正如圖1所示，傳統的電子鎮流器的鎮流電路一般由電感L1、電容C4、C5及螢光燈管H組成的啟動和工作電路直接並聯在三極體BG1的兩端，同時和三極體BG2組成串聯電路並接在經整流濾波後的直流電源的兩端，開機的瞬間，雖然由L1、C4、C5及燈管H組成的串聯諧振迴路產生的脈衝高壓能使燈管H電離點燃，但同時此脈衝高壓也疊加在三極體BG1、BG2的C-E結上，很容易使三極體擊穿，造成電子鎮流器損壞。雖然也有少數電子鎮流器採用變壓器輸出，如圖2，它把螢光燈管直接並接在高頻振蕩器的輸出變壓器的次級兩端。但由於該輸出端僅接螢光燈管，而沒有接由電感、電容串聯組成的啟動和工作電路，因此為了能啟動點燃燈管，變壓器的輸出電壓必須滿足燈管所要求的著火峰壓值，即變壓器的次級電壓必須足夠高，次級匝數必須繞得較多，這樣就很難做到高頻振蕩電路與螢光燈管的匹配，使高頻振蕩電路中的三極體溫升較高，效率偏低，設計時選擇功率管必須要留有餘地。因而圖2所示的這類電子鎮流器只能運用於小功率螢光燈管如應急燈或使用直流電源的地方，並且上述圖1、圖2的電子鎮流器均不能調節螢光燈的亮度。也曾有人以其它方式或在電子鎮流器的基礎上實現對螢光燈的調光，但他們都是利用改變電感量來調節流過燈管的電流從而來調節燈管的亮度，如中國專利88200137.X，88216869.2，90108950.8等，它們的共同問題是線路複雜，可靠性低，實用性差，很難普及推廣。目前還沒有經濟實用的高可靠性可調光的螢光燈電路，這是世界各國在九十年代競相要解決的難題。
本發明的目的就是為了解決這個世界性難題，提出一種高可靠性可連續調光的螢光燈電路。
本發明的技術解決方案是在現有的電子鎮流器電路的基礎上完成的，它包括有抑制幹擾電路、橋式整流電路、控制電路、高頻振蕩電路、啟動和工作電路，其中抑制幹擾電路由電容C6、C7和電感L2、L3組成，橋式整流電路由二極體D7-D10組成，控制電路由電阻R7、電容C8構成的積分電路和雙向二極體D11和二極體D12組成，高頻振蕩電路為由三極體BG3、BG4，反饋變壓器T2，電阻R8、R9、R10、R11，電容C9、C10組成的零偏壓、他激式電容半橋式高頻變換器電路，啟動和工作電路為由電感L4和電容C11、C12及螢光燈管H組成的串聯諧振迴路，其特徵在於a、在高頻振蕩電路的輸出與啟動和工作電路的輸入之間接入高頻輸出變壓器B，使它們相互隔離，高頻振蕩電路通過高頻輸出變壓器B輸出一個高頻電壓作為啟動和工作電路的工作電壓，螢光燈管H的著火峰值電壓由電感L4和電容C11、C12及螢光燈管H組成的串聯諧振迴路提供;
b、在控制電路中的電阻R7和電容C8構成的積分電路中接入電位器W，且該積分電路的輸入和高頻振蕩電路的電源端均直接並接到橋式整流電路的輸出端，使得控制電路和高頻振蕩電路的直流供電電源直接取自橋式整流電路的輸出端;調節電位器W的大小可調節高頻輸出變壓器B的輸出電壓的大小，從而調節螢光燈管H的亮度。
下面結合附圖進一步描述。
圖1是目前常規的電子鎮流器電原理圖;
圖2是現有的變壓器輸出式電子鎮流器電原理圖;
圖3是本發明螢光燈調光電路電原理圖。
如圖3，本發明的電路將高頻振蕩電路的輸出即三極體BG4的集電極通過反饋變壓器T2的初級線圈直接與高頻輸出變壓器B的初級線圈一端連接，B的次級直接與啟動和工作電路C11、C12、L4的輸入並接，在控制電路中的R7、C8構成的積分電路的電阻支路上串接進電位器W，且該積分電路的輸入和高頻振蕩電路的電源端，亦即BG3的集電極和BG4的射極，直接與橋式整流電路D7-D10的輸出並接，使得控制電路和高頻振蕩電路的直流供電電源不經過電解電容濾波而直接從橋式整流電路的輸出得到，控制電路中積分電路的輸出即電位器W和電容C8的中點接二極體D12的正極，D12的負極接高頻振蕩電路的輸出即BG4的集電極，同時BG4的集電極通過反饋變壓器T2的初級與高頻輸出變壓器B的初級一端連接，B的初級另一端通過電容C9和C10分別與高頻振蕩電路的電源兩端即BG3的集電極和BG4的射極連接。在高頻振蕩電路中，電晶體BG3、BG4可以根據螢光燈管H的功率來選擇合適規格的高頻高反壓功率電晶體，一般20瓦特的螢光燈，選用MJE13003型電晶體，20瓦特以上的螢光燈選用MJE13005或MJE13007型電晶體，當然也可使用MOS或VDMOS功率型場效應管。高頻輸出變壓器B由初、次級線圈和E型鐵淦氧磁芯組成，在市電情況下，B的初、次級線圈匝數比通常為1∶1，當然也可根據螢光燈管H的啟動電壓和電流，工作電壓和電流選擇合適的初、次級匝數比，即選擇合適的輸出電壓作為螢光燈的啟動和工作電路的供電電源。
本發明電路的工作原理是，市電工頻電源經過抑制幹擾電路C6、C7、L2、L3後送到橋式整流電路D7-D10的輸入端，橋式整流電路D7-D10將市電整流成直流提供給控制電路和高頻振蕩電路，它們將直流電壓變換成高頻電壓經高頻輸出變壓器B輸出，從而在高頻輸出變壓器B的次級輸出端獲得螢光燈啟動和工作電路C11、C12、L4所需的供電電源，該電源提供時，螢光燈管H的燈絲首先通過電容C12流過電流預熱，(C12應取較大值，對燈絲預熱有作用)，同時由L4、C11、C12及燈管H組成的諧振迴路產生諧振，諧振後在燈管H兩端獲得著火峰值電壓，隨即燈管H點燃。燈管H點燃後，其中流過較大電流，該電流流過螢光燈的啟動和工作電路，因而在電感L4的兩端產生較大的電壓降，從而維持了螢光燈管H兩端正常的工作電壓和工作電流。本發明電路將市電轉換成高頻電源，經高頻輸出變壓器輸出，作為螢光燈啟動和工作電路的獨立供電電源，改變了傳統電子鎮流器中螢光燈的啟動和工作電路是高頻振蕩電路的一部分，從而提高了電路的可靠性。此外，本發明電路的控制電路中接入電位器W，調節W的大小就可調節高頻輸出變壓器B的次級輸出電壓，從而能很方便地連續調節螢光燈的亮度。
本發明電路由於採用高頻輸出變壓器B隔離，這樣就有效地防止了串聯諧振式啟動和工作電路產生的著火峰值電壓疊加到高頻振電路中三極體BG3、BG4的C-E結上，故使三極體避免了被燒壞。為了使控制電路能起到調節輸出電壓的作用，在橋式整流電路D7-D10的輸出端沒有也不能並接電解電容，這樣，通過改變控制電路中電位器W的阻值，即可改變高頻振蕩電路中三極體BG3、BG4的導通時間和電容C9、C10的充電幅值，因而可以方便地調節高頻輸出變壓器B的次級輸出電壓，亦即螢光燈啟動和工作電路的供電電壓，螢光燈的功耗和輸出光通基本保持1∶1，這個特點是螢光燈所特有的，根據公式P燈＝V燈×I燈×cosφ可知，調節螢光燈啟動和工作電路的供電電壓，就能很方便地實現螢光燈的連續調光。此外，由於不加電解電容濾波，則高頻振蕩電路使用的直流電源肯定低於市電220V，因此在圖3中的高頻振蕩電路的三極體BG3、BG4比圖1中的高頻振蕩電路的三極體BG1、BG2在相同的額定電壓範圍內有更大的安全係數，而且也根本不存在電解電容長期工作會失效和「發胖」爆炸等故障，使電路的可靠性大大提高。
本發明電路既是高可靠性電子鎮流器，又兼有連續調光的功能，最低亮度可調至最大光通值的30%左右，而且螢光燈燈絲在不同調光狀態下均有適宜的加熱，在任何調光狀態下均能啟動。本發明電路不僅具有點燃後無頻閃、無噪音、效率高、低電壓也能啟動等優點，還具有可靠性高、兼有連續調光的功能和優良的工作性能等優點，在需要的光水平下觸發，在低光水平時光輸出穩定，無閃爍，鎮流時還可以降低噪音。此外，本發明電路線路簡單，成本低，節電效果更為顯著，便於普及推廣使用。
權利要求
1.一種高可靠性連續調光的螢光燈電路，它包括有抑制幹擾電路(C6、C7、L2、L3)，橋式整流電路(D7-D10)，控制電路(R7、C8、D11、D12)，高頻振蕩電路(BG3、BG4、T2、R8-R11、C9、C10)，啟動和工作電路(L4、C11、C12、H)，其特徵在於a、在高頻振蕩電路的輸出與啟動和工作電路的輸入之間接入高頻輸出變壓器B，使他們相互隔離，高頻振蕩電路通過高頻輸出變壓器B輸出一個高頻電壓作為啟動和工作電路的工作電壓，螢光燈管H的著火峰值電壓由電感L4和電容C11、C12及螢光燈管H組成的串聯諧振迴路提供；b、在控制電路中的電阻R7和電容R8構成的積分電路中接入電位器W，且該積分電路的輸入和高頻振蕩電路的電源端均直接並接到橋式整流電路的輸出端，使得控制電路和高頻振蕩電路的直流供電電源直接取自橋式整流電路的輸出端，調節電位器W的大小可調節高頻輸出變壓器B的輸出電壓的大小，從而調節螢光燈管H的亮度。
2.按權利要求1所述的高可靠性可連續調光的螢光燈電路，其特徵在於高頻振蕩電路的輸出即三極體BG4的集電極通過反饋變壓器T2的初級線圈直接與高頻輸出變壓器B的初級線圈一端連接，B的次級直接與啟動和工作電路C11、C12、L4的輸入並接;在控制電路中的R7、C8構成的積分電路的電阻支路上串接進電位器W，且該積分電路的輸入和高頻振蕩電路的電源端，亦即BG3的集電極和BG4的射極，直接與橋式整流電路D7-D10的輸出連接，使得控制電路和高頻振蕩電路的直流供電電源不經過電解電容濾波而直接從橋式整流電路的輸出得到，控制電路中積分電路的輸出即電位器W和電容C8的中點接二極體D12的正極，D12的負極接高頻振蕩電路的輸出即BG4的集電極，同時BG4的集電極通過反饋變壓器T2的初級與高頻輸出變壓器B的初級一端連接，B的初級另一端通過電容C9和C10分別與高頻振蕩電路的電源兩端即BG3的集電極和BG4的射極連接。
3.按權利要求1所述的高可靠性可連續調光的螢光燈電路，其特徵在於高頻輸出變壓器B的初、次級線圈匝數比通常為1∶1。
4.按權利要求1所述的高可靠性可連續調光的螢光燈電路，其特徵在於高頻輸出變壓器B的初、次級線圈匝數比還可根據螢光燈管H的啟動電壓和電流，工作電壓和電流來選擇。
5.按權利要求1所述的高可靠性可連續調光的螢光燈電路，其特徵在於啟動和工作電路中的電容C12應取較大值。
全文摘要
本發明涉及一種螢光燈的調光電路，它是在電子鎮流器的基礎上完成的。其特點是在高頻振蕩電路的輸出和螢光燈的啟動和工作電路的輸入之間接入高頻輸出變壓器，使它們相互隔離，並在控制電路中的積分電路上接入電位器，控制電路和高頻振蕩電路的電源端均直接與橋式整流電路的輸出連接，使得它們的直流供電電源不經過電解電容濾波而直接從整流電路得到，調節電位器的大小即可調節高頻輸出變壓器的輸出電壓，從而調節螢光燈的亮度。本發明電路可靠性高，線路簡單，節電效果顯著，便於普及推廣應用。
文檔編號H05B41/392GK1065174SQ9210733
公開日1992年10月7日 申請日期1992年3月26日 優先權日1992年3月26日
發明者葉國柱 申請人:葉國柱