一種分級調光的螢光燈鎮流器的製作方法
2023-05-05 18:55:06 1
專利名稱：一種分級調光的螢光燈鎮流器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種可分級調光的螢光燈鎮流器，更具體地說是有關一種既可以通過調動可控矽調光器也可以通過電源瞬間開關進行分級調光的螢光燈鎮流器。
背景技術：
人們很早就希望螢光燈能實現調光，比如象白熾燈一樣應用普及的可控矽調相調光器進行調光，但由於螢光燈是一個非線性的並且具有負阻特性的負載，使用普通的可控矽調相調光器很難實現。現有的家用和專業的調光器都是應用雙向可控矽調相調光器，可控矽的特性是其被觸發後並有持續電流才能保持導通，可控矽的特性對於阻性負載(白熾燈)的工作狀況非常好，但當螢光燈應用可控矽調光器進行調光時，由於螢光燈屬容性負載，造成了調光過程中調光不連續，而且很難在整個調光過程中都保持良好的工作狀態，這樣會影響螢光燈的壽命。
人們在現實中的很多場合都有調光的需求，有一些已經安裝了可控矽調光器而有一些沒有安裝。因此，對於已經安裝了可控矽調光器的場合，需要有一種能適應可控矽調光器的可調光螢光燈；對於沒有安裝可控矽調光器的場合，如果用開關也能進行調光將是最佳的選擇。
發明概述本發明的目的是為適應以上的現狀而提供一種既可以通過調動可控矽調光器也可以通過電源瞬間的開關進行分級調光的螢光燈鎮流器，其結構新穎，預設兩個以上可靠的工作狀態。
本發明的目的是這樣實現的一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於包括濾波及整流電路；可控制頻率、產生開關驅動訊號並輸出可控高頻電壓至燈管的頻率控制及開關電路；將可控矽導通角的變化或電源瞬間開關的狀態變化轉化成電壓信號並輸出至電壓信號處理電路的電壓信號採樣電路；接收上述電壓信號並識別為有效變動時，按預定程序輸出調光控制電壓至頻率控制及開關電路、控制其在預設的工作狀態循環變動以實現分級調光的電壓信號處理電路。
上述的電壓信號處理電路中設有一門檻電壓，電壓信號採樣電路提供的信號電壓每越過該設定電壓一次，就被電壓信號處理電路識別為一個有效的電壓變動信號。
電壓信號採樣電路將隨調光器導通相角改變而變化的電壓或電源開關時產生的電壓變化採樣並提供給電壓信號處理電路，電壓信號處理電路識別到有效的電壓變動信號後將調光控制電壓提供給調光晶片以實現所需要的調光狀態。每識別到一個有效的電壓變動信號，電壓信號處理電路就按預定的程序在預設的多個工作狀態循環變動。
本發明預設兩個以上的可靠的工作狀態，通過識別可控矽調光器調光相角的重複改變或識別電源連續的開關動作來控制各自循環變動的工作狀態，實現兩種不同調光方式的調光。
圖1是應用可控矽調相調光器對螢光燈進行調光時的電路連接線路示意圖，包括濾波及整流電路1、直流高壓穩定電路2、頻率控制及開關電路3、燈管負載4、燈電流反饋電路5、電壓信號處理電路6、電壓信號採樣電路7。
具體實施例方式
如圖1所示，為實現可以通過調動可控矽調光器或通過開關對螢光燈進行穩定和可靠的分級調光，本發明「一種分級調光的螢光燈鎮流器」由如下部分組成。
一濾波及整流電路1，由一個π型濾波、一個LC濾波電路和RC濾波電路構成，與市交流電源連接以濾去高頻幹擾電波及把輸入的交流電壓轉換為直流脈動電壓。
一直流高壓穩定電路2，它的輸入端連接濾波及整流電路1的輸出端，輸出端與頻率控制及開關電路3連接，為其提供穩定的直流高壓，反饋端與頻率控制及開關電路3輸出端連接，把輸出端的高頻電能反饋到直流高壓穩定電路2的儲能電容器。直流高壓穩定電路2由串聯的二極體D7、D8和其中一端連接在二極體D7、D8中間的電容C10組成，與頻率控制及開關電路3連接以從燈管與C20的連接點取出高頻能量並通過C10，再經D8整流後能量進入儲能電容C22。
一頻率控制及開關電路3，該電路包含有一個可控制頻率及產生高頻的開關驅動訊號的調光晶片IC1及其附屬的外圍電路，兩隻開關電晶體Q1、Q2及相應的電阻、電容元件，其輸入端連接到直流高壓穩定電路2的輸出端以產生可控制的高頻電壓；經過振蕩電路後使燈管負載4可以穩定地工作。
一燈電流信號反饋電路5，燈電流信號反饋電路由電阻R18、R19、R15電容C25、C26、二極體D9、D10組成。
一電壓信號採樣電路7，將調動調光器的導通角或轉化為電壓信號，提供給電壓信號處理電路6。所述電壓信號採樣電路7由電阻R3、R6、R9、R10、R11、電容C4、C6、C30、二極體D5、D6組成。它的輸入端連接在濾波及整流電路1的輸出端，它的輸出端連接在電壓信號處理電路6中可編程IC2上。電阻R3、R6分壓後給電容C4充電、通過D5、D6、R9、R10、R11、C6處理後在C30採樣到一個所需要的調光相角信號，輸出給電壓信號處理電路模塊6。
一電壓信號處理電路6，由可編程IC2及它的外圍電路R21、R22、R23、C27、C28、Z3組成。其中R5、C29、Z3為IC2提供電源，電壓信號處理電路6的輸入端連接在電壓信號採樣電路7的輸出端，其輸出端連接在頻率控制及開關電路3中調光晶片IC1的控制端。在可編程IC2寫入合適的程序，使IC2把電壓信號採樣電路7採樣到的因調動調光器的導通相角或進行瞬間開關而產生的信號經分析處理後產生調光控制電壓供給調光晶片IC1的控制端，實現可靠的分級調光。
電壓信號採樣電路7和電壓信號處理電路6是本發明的創新電路。電壓信號採樣電路7的採樣點為直流脈動電壓，利用此電壓的有效值與可控矽調光器的導通相角成正相關的關係，經過電壓信號採樣電路7的處理，使可控矽調光器在一定的範圍來回調動時輸出有效跨越由電壓信號處理電路6設定的門檻電壓。當通過瞬間開關進行調光時，關閉時電壓信號採樣電路7的輸出電壓從最高值掉到最低，瞬間重新上電時採樣電路7的輸出電壓從最低上升到最高值，從而形成對電壓信號處理電路6設定的門檻電壓的有效跨越。
電壓信號處理電路6中設定一個門檻電壓，門檻電壓的電壓值選在1V到4.5V之間。電壓信號採樣電路7提供的電壓信號，無論是信號脈衝的上升沿或下降沿都可利用來對設定的門檻電壓作有效的跨越觸發，。
電壓信號採樣電路7提供的電壓信號對電壓信號處理電路6中設定的電壓門檻每跨越一次，就被電壓信號處理電路6識別為一個有效的電壓變動信號，電壓信號處理電路6就按預定的的程序控制調光晶片IC1按預設的多個工作狀態變動一次。根據實際需要，工作狀態可預設有2～10個，而循環變動的工作狀態可以是由最亮，然後逐級變暗到最暗，最後直接跳回最亮；也可以是由最暗，然後逐級變亮到最亮，最後直接跳回最暗。
應用本發明的螢光燈在每一次關閉較長時間後重新開啟時，都將自動恢復到最亮的工作狀態，然後根據亮度需要再進行調整。此外，所設計的直流高壓穩定電路2，其作用是把輸出高頻電能反饋到儲能電容器C22上，使直流高壓在一定的調頻範圍內不會急劇下降，從而使燈燃點更可靠。燈電流反饋電路5的作用是將燈的電流信息反饋給調光晶片IC1，使燈在調光時更穩定、可靠地燃點。
以上電壓信號採樣電路7、電壓信號處理電路6都是為實現螢光燈可靠的分級調光而專門設計的專用電路，是一個綜合的整體系統，它們又互相配合。選定合適的參數、給可編程IC2輸入適當的程序，就能實現兩種不同調光方式的可靠的分級調光。第一種調光方式通過反覆調動可控矽調光器控制各個工作狀態的循環變動。可控矽調光器從導通角最大調到一個合適的角度，再調回到最大為一個周期，每經過調光器往復的一個調動周期，螢光燈就按預定的程序變動一個工作狀態。從導通角最大處調動一個合適的角度再回到原位作為一次有效的調動(即有效跨越門檻電壓一次)。連續地反覆來回調動調光器，螢光燈就按預定的程序在預設的多個工作狀態循環變動。每次調動時都應將調光器調到導通相角最大的位置以利於螢光燈的穩定燃點。在任何一個工作狀態，關斷較長時間後重新上電，燈都將自動恢復到最亮的工作狀態。
第二種調光方式通過識別開關動作的情況(即從關斷到重開的時間)來控制各個工作狀態的循環變動。每次電源關斷後瞬間重新開啟，螢光燈就按預定的程序變動一個工作狀態。在關閉短時間內重新開啟作為一次有效的調動(即有效跨越門檻電壓一次)。連續地進行瞬間開關，螢光燈就按預定的程序在預設的多個工作狀態循環變動。在任何一個工作狀態，關斷較長時間後重新上電燃點，燈都將自動恢復到最亮的工作狀態。
以上兩種調光方式所描述的「關斷較長時間後重新上電」中的關斷時間主要是由電壓信號處理電路6中的電容C29決定的。電容C29容量的選擇決定了區分「瞬間重新開啟」和「較長時間重新上電」時間的臨界點。這個時間臨界點取值0～10秒，一般選擇在5秒以內，最佳為1～3秒，電容C29選擇容量範圍為22uF～220uF，可根據時間臨界點適當選擇電容C29的容量及其外圍電路的元件參數。所描述的「瞬間」和「較長時間」應當與時間臨界點有顯著區別，以避免誤操作。比如臨界時間點選為1.5秒，那麼「較長時間重新上電」應規定為大於2秒，而「瞬間重新開啟」應規定為小於1秒。
本發明由電壓信號處理電路6的可編程IC2實現對可控矽調光器導通相角信號的識別和調光控制信號的產生，因此螢光燈電子鎮流器的專用電路結構簡單，而且調光性能穩定，特別適合應用於一體化的緊湊型螢光燈。
以上內容是本發明的一個實施例，但不作為對本發明的限定。對於不同的調光晶片IC1和可編程IC2，電路形式會有所不同。
權利要求
1.一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於包括-濾波及整流電路(1)；-可控制頻率，產生開關驅動訊號並輸出可控高頻電壓至燈管的頻率控制及開關電路(3)；-將調動調光器的導通角變化或電源瞬間開關的狀態變化轉化成電壓信號並輸出至電壓信號處理電路(6)的電壓信號採樣電路(7)；-接收上述電壓信號並識別為有效變動時，按預定程序輸出調光控制電壓至頻率控制及開關電路(3)，控制其在預設的工作狀態循環變動實現分級調光的電壓信號處理電路(6)。
2.如權利要求1所述的一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於所述的電壓信號處理電路(6)設有一門檻電壓，電壓信號採樣電路(7)提供的信號電壓每越過該設定電壓一次，就被電壓信號處理電路(6)識別為一個有效的電壓變動信號。
3.如權利要求1所述的一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於還包括有一個將頻率控制及開關電路(3)輸出的高頻電能反饋到儲能電容器的直流高壓穩定電路(2)，以及一燈電流信號反饋電路(5)。
4.如權利要求1所述的一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於所述電壓信號採樣電路(7)由電阻R3、R6、R9、R10、R11二極體D5、D6和電容C4、C6、C30組成，由C30輸出一個電壓給電壓信號處理電路(6)。
5.如權利要求2所述的一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於所述的電壓信號處理電路(6)中設定的門檻電壓的電壓值在1V到4.5V之間。
6.如權利要求2所述的一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於所述的電壓信號採樣電路(7)提供的電壓信號越過電壓信號處理電路(6)中設定的門檻電壓時，是將上升沿作為有效跨越。
7.如權利要求2所述的一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於所述的電壓信號採樣電路(7)提供的電壓信號越過電壓信號處理電路(6)中設定的門檻電壓時，是將下降沿作為有效跨越。
8.如權利要求1所述的一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於所述的工作狀態預設有2～10個。
9.如權利要求1所述的一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於所述的工作狀態變動循環是最亮-逐級變暗-最暗-最亮。
10.如權利要求1所述的一種分級調光的螢光燈鎮流器，其特徵在於所述的工作狀態變動循環是最暗-逐級變亮-最亮-最暗。
11.如權利要求1所述的一種分級調光的螢光燈裝置，其特徵在於所述的分級調光是通過調動可控矽調光器的導通相角進行或通過開關進行的。
12.如權利要求11所述的一種分級調光的螢光燈裝置，其特徵在於通過可控矽調光器調光時，從導通角最大處調動一個合適的角度再回到原位作為一次有效的調動。
13.如權利要求11所述的一種分級調光的螢光燈裝置，其特徵在於通過開關調光時，在關閉短時間內重新開啟作為一次有效的調動。
14.如權利要求11所述的一種分級調光的螢光燈裝置，其特徵在於在任何的工作狀態，關閉較長時間後再開啟，螢光燈自動恢復到最亮的工作狀態。
15.如權利要求11所述的一種分級調光的螢光燈裝置，其特徵在於所述的電壓信號處理電路(6)中設有決定時間臨界點以區分關閉短時間和關閉較長時間兩種不同動作的電容C29。
16.如權利要求15所述的一種分級調光的螢光燈裝置，其特徵在於所述的時間臨界點取值0～10秒。
17.如權利要求15所述的一種分級調光的螢光燈裝置，其特徵在於所述電壓信號處理電路(6)中的電容C29的取值範圍為22uF～220uF。
全文摘要
一種分級調光的螢光燈鎮流器，包括濾波及整流電路、頻率控制及開關電路、燈電流反饋電路、電壓信號採樣電路、電壓信號處理電路以及直流高壓穩定電路等。本發明預設兩個以上的可靠的工作狀態，通過識別可控矽調光器調光相角的重複改變或識別電源連續的開關動作來控制各自循環變動的工作狀態，實現兩種不同調光方式的調光，而且鎮流器的專用電路結構簡單，而且調光性能穩定，特別適合應用於一體化的緊湊型螢光燈。
文檔編號H05B41/40GK1694597SQ20051007247
公開日2005年11月9日 申請日期2005年5月20日 優先權日2005年5月20日
發明者胡安華 申請人:馬士科技有限公司