鎮流器裝置以及照明裝置的製作方法

2023-10-06 02:19:49 1

專利名稱：鎮流器裝置以及照明裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及照明裝置的驅動，具體而言涉及一種鎮流器裝置。此外，本實用新 型還涉及一種具有這種鎮流器裝置的照明裝置。
背景技術：
在螢光燈起動時，由於這類螢光燈的起動過程不受控制通常會在鎮流器內的線路 中出現過高的電流，這極易造成鎮流器中的各器件損毀。此外，通常在螢光燈的起動過程中 未對螢光燈的燈絲進行預熱，這造成螢光燈的燈絲過早地老化，而螢光燈的壽命主要取決 於其燈絲的壽命，從而會造成了螢光燈使用壽命的縮短。

實用新型內容鑑於現有技術中的上述缺陷，本實用新型提供了一種鎮流器裝置，包括帶有兩個 開關器件的逆變器半橋和峰值電流控制裝置，該逆變器半橋的兩個開關器件分別包括控制 端，輸入端和輸出端，該峰值電流控制裝置包括第一檢測端、第二檢測端和控制端，其中該 峰值電流控制裝置的控制端與該逆變器半橋的其中一個開關器件的控制端耦合；該峰值電 流控制裝置通過其第一檢測端和第二檢測端檢測流經逆變器半橋的與所述其中一個開關 器件相關聯的橋臂的第一峰值電流，並且根據第一峰值電流通過控制端來控制該橋臂的開 關器件的接通和關斷，從而將逆變器半橋的輸出電流控制在預定範圍中。根據本實用新型 的實施例的鎮流器裝置實現了對照明負載的啟動過程的電流進行控制，防止過高的電流對 鎮流器裝置造成損傷。根據本實用新型的實施例，該峰值電流控制裝置包括開關網絡以及參考電路。該 開關網絡包括第一端、第二端和控制端。該參考電路包括第一參考電勢輸入端、第二參考電 勢輸入端和參考電勢輸出端。該開關網絡的第一端形成該峰值電流控制裝置的控制端，該 開關網絡的第二端與參考電路的第二參考電勢輸入端耦合在一起並形成該峰值電流控制 裝置的第二檢測端，並且參考電路的第一參考電勢輸入端形成該峰值電流控制裝置的第一 檢測端。在參考電路經第一參考電勢輸入端和第二參考電勢輸入端檢測到流經逆變器半橋 的與所述其中一個開關器件相關聯的橋臂的第一峰值電流時，開關網絡的第一端與第二端 耦合在一起，從而開關網絡的第一端上的電勢被切換到參考電路的第二參考電勢輸入端上 的電勢以使得所述其中一個開關器件接通和關斷，以便控制逆變器半橋的輸出電流在預定 範圍中。根據本實用新型的實施例，該峰值電流控制裝置還包括延時和阻抗變換電路。該 延時和阻抗變換電路包括第一延時控制端、第二延時控制端和阻抗變換輸出端，並且通過 阻抗變換輸出端輸出第一阻抗狀態和第二阻抗狀態。該延時和阻抗變換電路的第二延時控 制端與開關網絡的第二端以及參考電路的第二參考電勢輸入端耦合，且該延時和阻抗變換 電路的第一延時控制端與開關網絡的第一端耦合，並且該延時和阻抗變換電路被配置成經 過預定的延時後通過其阻抗變換輸出端從第一阻抗狀態切換至第二阻抗狀態並且使該峰值電流控制裝置對不同於第一峰值電流的第二峰值電流進行監控。根據本實用新型的實施例，開關網絡包括第一三端開關器件，該第一三端開關器 件的輸入端、輸出端以及控制端分別形成該開關網絡的第一端、第二端以及控制端。根據本實用新型的實施例，第一三端開關器件是電晶體或場效應管。根據本實用新型的實施例，開關網絡包括PNP型的第一電晶體和NPN型的第二晶 體管，其中第一電晶體的基極與其發射極以及第二電晶體的集電極耦合在一起並且形成開 關網絡的第一端，第一電晶體的集電極與第二電晶體的基極耦合在一起並且形成開關網絡 的控制端，第二電晶體的發射極形成開關網絡的第二端。根據本實用新型的實施例，延時和阻抗變換電路包括第二三端開關器件，該第 二三端開關器件的輸入端和輸出端分別形成延時和阻抗變換電路的阻抗變換輸出端和第 二延時控制端；該第二三端開關器件的第一延時控制端與整流器的一端相連並且整流器的 另一端形成延時和阻抗變換電路的第一延時控制端；在該第二三端開關器件的控制端和輸 出端之間並聯連接有電荷累積元件和電阻器。根據本實用新型的實施例，電荷累積元件是電容器。根據本實用新型的實施例，第二三端開關器件是電晶體或場效應管。根據本實用新型的實施例，整流器包括二極體。根據本實用新型的實施例，開關網絡還包括僅允許電流從開關網絡的第一端流入 開關網絡的單向導通元件。根據本實用新型的實施例，單向導通元件是二極體。根據本實用新型的實施例，逆變器半橋的兩個開關器件是場效應管。根據本實用新型的實施例，參考電路包括滑動變阻器或多個電阻構成的分壓器。根據本實用新型的實施例，逆變器半橋的兩個開關器件分別包括第一穩壓支路和 第二穩壓支路，其中第一穩壓支路和第二穩壓支路分別並聯在逆變器半橋的兩個開關器件 的控制端和輸出端之間。根據本實用新型的實施例，第一穩壓支路和第二穩壓支路分別包括按導通方向相 對地耦接在一起的兩個穩壓二極體。此外，根據本發明的實用新型的另一實施例的鎮流器裝置的該峰值電流控制裝置 還可以包括延時和阻抗變換電路。該延時和阻抗變換電路被配置成經過預定的延時後通過 其阻抗變換輸出端從第一阻抗狀態切換至第二阻抗狀態並且使該峰值電流控制裝置對不 同於第一峰值電流的第二峰值電流進行監控。因此，該鎮流器裝置還能夠實現對照明負載 的燈絲進行預熱，這延長了燈絲壽命，照明負載的使用壽命也得以延長。此外，本實用新型還提出了一種照明裝置。該照明裝置具有照明負載、起動電容 器、隔直電容器、起動電感器和根據本實用新型的實施例的鎮流器裝置，其中鎮流器裝置的 輸出端與照明負載的起動電感器耦合，以便驅動照明負載進行工作。根據本實用新型的實施例，照明負載是螢光燈。

本實用新型可以通過參考下文中結合附圖所給出的描述而得到更好的理解，其中 在所有附圖中使用了相同或相似的附圖標記來表示相同或者相似的部件。所述附圖連同下面的詳細說明一起包含在本說明書中並且形成本說明書的一部分，而且用來進一步舉例 說明本實用新型的優選實施例和解釋本實用新型的原理和優點。在附圖中圖1示出了根據本實用新型的實施例的帶有峰值電流控制裝置的鎮流器裝置；圖2示出了根據本實用新型的一個實施例的峰值電流控制裝置的簡化框圖；圖3示出了根據本實用新型的另一實施例的峰值電流控制裝置的簡化框圖；圖4A示出了圖2和圖3所示的峰值電流控制裝置中包括的開關網絡的一種具體 實例；圖4B示出了圖2和圖3所示的峰值電流控制裝置中包括的開關網絡的另一具體 實例；圖4C示出了圖4A中所示的開關網絡的一個變形形式；圖4D示出了圖4B中所示的開關網絡的一個變形形式；圖5示出了圖2和圖3所示的峰值電流控制裝置中包括的延時和阻抗變換電路的 一種具體實例；圖6示出了圖2和圖3所述的峰值電流控制裝置中包括的參考電路的一種具體實 例；圖7示出了圖1所示的鎮流器裝置中包括的逆變器半橋的一種變形；圖8示出了由圖4B、5、6、7所示的部件組合形成的根據本實用新型的一個實施例 的鎮流器裝置；以及圖9示出了帶有根據本實用新型的實施例的鎮流器裝置的照明裝置。
具體實施方式
在下文中將結合附圖對本實用新型的示範性實施例進行描述。為了清楚和簡明起 見，在說明書中並未描述實際實施方式的所有特徵。然而，應該了解，在開發任何這種實際 實施方式的過程中可以做出很多特定於實施方式的決定，以便實現開發人員的具體目標， 並且這些決定可能會隨著實施方式的不同而有所改變。在此，還需要說明的一點是，為了避免因不必要的細節而模糊了本實用新型，在 附圖中僅僅示出了與根據本實用新型的方案密切相關的裝置結構，而省略了與本實用新型 關係不大的其他細節。圖1示出了根據本實用新型的帶有峰值電流控制裝置的鎮流器裝置。該鎮流器裝 置包括帶有兩個開關器件Q1、Q2的逆變器半橋1和峰值電流控制裝置2。該逆變器半橋1 的兩個開關器件Ql、Q2分別包括控制端Bi、B2，輸入端Si、S2和輸出端El、E2。該峰值電 流控制裝置2包括第一檢測端201、第二檢測端202和控制端203。如圖所示，該峰值電流 控制裝置2的控制端203與該逆變器半橋1的開關器件Q2的控制端B2耦合。雖然在該實 施例中檢測端的數目為兩個，但是本技術領域的技術人員應理解的是，取決於具體電路配 置和檢測需要，檢測端的數目也可以是一個或更多個。在將根據本實用新型的該實施例的帶有峰值電流控制裝置2的鎮流器裝置用於 起動照明負載(例如螢光燈)時，峰值電流控制裝置2通過其第一檢測端201和第二檢測 端202檢測流經逆變器半橋1的與該開關器件Q2相關聯的橋臂的第一峰值電流，並且根據 第一峰值電流通過控制端203控制該橋臂的開關器件Q2的接通和關斷，從而將逆變器半橋1的輸出電流控制在預定範圍中。在本申請的上下文中，「預定範圍」取決於與根據本實用新型的實施例的鎮流器裝 置相連接的照明負載的工作特性和參數，也即照明負載在起動過程中正常工作所需要的電 流，尤其是起動過程中所需的最佳起動電流。具體就螢光燈而言，該預定範圍可以是螢光燈 的點燃階段正常工作所需要的電流。對於各種照明負載，該預定範圍可以不同。此外，該預 定範圍也可以根據本領域技術人員已知的經驗值來一般化地確定。通過將逆變器半橋的輸出電流控制在該預定範圍中，可有效地避免在照明負載啟 動過程中出現過大電流而損毀該鎮流器裝置中相應的元器件。可替選地，該峰值電流控制裝置2可以通過控制逆變器半橋1的開關器件Ql的接 通和關斷來將逆變器半橋1的輸出電流控制在預定範圍中。工作原理和過程與上述類似， 不再逐一詳述。對於本領域技術人員而言，應理解的是本實用新型的該實施例的鎮流器裝置並 不局限於使用在此所示的逆變器半橋，而是可以採用其他逆變器半橋以及通過適當增減元 器件(例如電阻、二極體、電容器等等)對圖1所示的半橋逆變器的工作特性和參數進行調 整的所有變形方式。例如，還可以採用其他類型的電晶體或者改變在此所示的場效應晶體 管的類別(NM0S或PM0Q。出於簡潔的原因，在此未對這些變形方式逐一進行描述。在此提 及的「第一峰值電流」稍低於鎮流器裝置中元器件不受損毀而能承受的最高上限值。尤其 是將根據本實用新型的鎮流器裝置應用於照明負載時，第一峰值電流取決於正常起動所使 用的照明負載而不損毀鎮流器裝置中各元器件的最大電流。這實現了對照明負載起動過程 中出現的電流進行控制，防止起動過程中出現過大的電流對鎮流器裝置造成損毀。圖2示出了根據本實用新型的一個實施例的峰值電流控制裝置2的簡化框圖。該 峰值電流控制裝置2包括開關網絡21以及參考電路23。該開關網絡21包括第一端211、 第二端212和控制端213。該參考電路23包括第一參考電勢輸入端231、第二參考電勢輸 入端232和參考電勢輸出端233。該開關網絡21的第一端211形成該峰值電流控制裝置2的控制端203。該開關網 絡21的第二端212與參考電路23的第二參考電勢輸入端232耦合在一起並形成該峰值電 流控制裝置2的第二檢測端202。參考電路23的第一參考電勢輸入端231形成該峰值電流 控制裝置2的第一檢測端201。在該峰值電流控制裝置2與逆變器半橋1相連的情況下，在參考電路23經第一參 考電勢輸入端231和第二參考電勢輸入端232檢測到流經逆變器半橋1的與其中一個開關 器件Ql或Q2相關聯的橋臂的第一峰值電流時，開關網絡21的第一端211與第二端212耦 合在一起，從而開關網絡21的第一端211上的電勢切換到參考電路23的第二參考電勢輸 入端232上的電勢以使得上述其中一個開關器件Ql或Q2接通和關斷，以便控制逆變器半 橋1的輸出電流在預定範圍中。與圖1中所示的實施例類似，圖2所示的實施例中的「預定範圍」取決於根據本實 用新型的實施例的鎮流器裝置所連接的照明負載的工作特性、參數等。本領域技術人員可 以根據所連接的照明負載(例如螢光燈)的特性通過調節參考電路23的參數(以下還將 詳細說明)來與其匹配，即控制逆變器半橋1的輸出電流在預定範圍中，從而使照明負載的 起動受到控制，避免起動過程中出現過大電流對鎮流器裝置的組成部件造成損毀。[0047]圖3示出了根據本實用新型的另一實施例的峰值電流控制裝置2的簡化框圖。與 圖2所示的峰值電流控制裝置2不同在於，該峰值電流控制裝置2還可以包括延時和阻抗 變換電路22。該延時和阻抗變換電路22包括第一延時控制端221、第二延時控制端222 和阻抗變換輸出端223。該延時和阻抗變換電路22可以通過阻抗變換輸出端223輸出第一 阻抗狀態和第二阻抗狀態。具體而言，在經第一延時控制端221和第二延時控制端222對 該延時和阻抗變換電路22施加電勢時，該延時和阻抗變換電路22經預定的延時之後可以 在其阻抗變換輸出端223上從輸出第一阻抗狀態切換至輸出第二阻抗狀態。該延時和阻抗 變換電路22的第二延時控制端222與該開關網絡21的第二端212耦合。在該峰值電流控制裝置2與逆變器半橋1相連的情況下，該延時和阻抗變換電路 22通過其第一延時控制端221和第二延時控制端222分別從開關網絡21的第一端211和 參考電路23的第二參考電勢輸入端232獲取驅動電勢，並且經預定的延時後通過其阻抗變 換輸出端223從第一阻抗狀態切換至第二阻抗狀態並且使該峰值電流控制裝置2對第二峰 值電流進行監控。第二峰值電流不同於上述的第一峰值電流。以螢光燈為例，有利地將螢光燈的起動過程劃分為燈絲預熱階段和點燃階段。這 兩個階段分別對應於第一峰值電流監控和第二峰值電流監控。即在這兩種階段中分別以不 同的電流對螢光燈供電，從而實現最佳的起動。「延時」的時間取決於包括圖3所示的峰值 電流控制裝置2的鎮流器裝置所起動的照明負載(例如螢光燈)的工作特性，即取決於從 對螢光燈供電(即預熱)開始切換到點燃階段時的時間長度，這可以根據實際應用(照明 負載的特性)來確定，以保證照明負載最佳地起動。此外，這也可以根據本領域技術人員的 經驗值來一般化地確定。增加延時和阻抗變換電路22能夠實現從對第一峰值電流的監控 經預定的延時後切換至對第二峰值電流的監控，也就是說使照明負載的起動進一步受到控 制，由此進一步保護了鎮流器裝置的部件。此外，由於在對第一峰值電流進行監控過程中實 現了對螢光燈的燈絲的預熱，從而延長了螢光燈的燈絲的使用壽命並且因此延長了螢光燈 的使用壽命。圖4A示出了圖2和圖3所示的峰值電流控制裝置中包括的開關網絡21的一種具 體實例。該開關網絡21包括第一三端開關器件Tl。在本實用新型的上下文中，該第一三端 開關器件Tl包括輸入端、輸出端以及控制端，其分別形成該開關網絡21的第一端211、第二 端212以及控制端213。當第一三端開關器件Tl的控制端上施加的電勢達到其觸發電勢 時，該第一三端開關器件Tl導通，即輸入端和輸出端耦合在一起。圖4B示出了圖2和圖3所示的峰值電流控制裝置中包括的開關網絡21的另一具 體實例。代替圖4A中所示的第一三端開關器件Tl，在此採用了 PNP型的第一電晶體Q3和 NPN型的第二電晶體Q4構成的開關網絡21。如圖所示，第一電晶體Q3的基極與其發射極以及第二電晶體Q4的集電極耦合在 一起並且形成開關網絡21的第一端211，第一電晶體Q3的集電極與第二電晶體Q4的基極 耦合在一起並且形成開關網絡21的控制端213，第二電晶體Q4的發射極形成開關網絡21 的第二端212。圖4C示出了圖4A中所示的開關網絡21的一個變形形式。開關網絡21還包括僅 允許電流從開關網絡21的第一端211流入開關網絡21的第一單向導通元件D5。類似地，圖4D示出了圖4B中所示的開關網絡21的一個變形形式。該開關網絡21還包括僅允許電流從開關網絡21的第一端211流入開關網絡21的第二單向導通元件D6。圖4C和圖4D中所示的第一和第二單向導通元件D5、D6有效地防止電流反向並且 使開關網絡21的開關功能更為可靠。需要指出的是，圖4A-4D中所示的包括第一三端開關器件Tl或者包括兩個電晶體 Q3和Q4的開關網絡21是示意性的。本領域技術人員可根據實際應用需要適當增減器件， 例如增加電阻器、電容器等等，也可以採用具有圖4A-4D所示的開關網絡21類似開關功能 的其他開關器件或者其他開關器件的組合形式。圖5示出了圖2和圖3所示的峰值電流控制裝置中包括的延時和阻抗變換電路22 的一種具體實例。該延時和阻抗變換電路22包括第二三端開關器件T2。該第二三端開關 器件T2的輸入端和輸出端分別形成延時和阻抗變換電路22的阻抗變換輸出端223和第二 延時控制端222。該第二三端開關器件T2的第一延時控制端221與整流器D7的一端相連 並且整流器D7的另一端形成延時和阻抗變換電路22的第一延時控制端221。在該第二三 端開關器件T2的控制端和輸出端之間並聯連接有電荷累積元件和電阻器R4。在此，電荷累 積元件為電容器Cl。當第二三端開關器件Tl的控制端上施加的電勢達到其觸發電勢時，該第二三端 開關器件T2導通。也即，其輸入端和輸出端耦合在一起並且在輸入端和輸出端之間存在一 定的電阻(例如結電阻)，即延時和阻抗變換電路22的阻抗變換輸出端223輸出一個阻抗 狀態(即第二阻抗狀態與照明負載的點燃階段對應)。在第二三端開關器件Tl的控制端上 施加的電勢未達到其觸發電勢時，該第二三端開關器件T2關斷，也即其輸入端和輸出端斷 開其輸入端和輸出端之間的電阻視為無窮大，即延時和阻抗變換電路22的延時和阻抗變 換電路22的阻抗變換輸出端223輸出另一阻抗狀態(即第一阻抗狀態與照明負載的預熱 階段對應)。在電流從延時和阻抗變換電路22的第一延時控制端221流入該延時和阻抗變換 電路22的情況下，延時和阻抗變換電路22的電荷累積元件Cl充電。當電荷累積元件Cl 積累的電荷不足以形成使第二三端開關器件T2導通的電勢時，第二三端開關器件T2關斷， 從而該延時和阻抗變換電路22通過其阻抗變換輸出端223輸出第一阻抗狀態。當電荷累 積元件Cl積累的電荷形成足以觸發第二三端開關器件T2導通的電勢時，第二三端開關器 件T2導通，從而該延時和阻抗變換電路22通過其阻抗變換輸出端223輸出第二阻抗狀態。 而在沒有電流從延時和阻抗變換電路22的第一延時控制端221流入該延時和阻抗變換電 路22時，延時和阻抗變換電路22的電荷累積元件Cl通過電阻器R4放電。當電荷累積元 件Cl放電到其累積的電荷不足以形成觸發第二三端開關器件T2的電勢時，第二三端開關 器件T2關斷，該延時和阻抗變換電路22又回到第一阻抗狀態。第二三端開關器件T2導通 和關斷的時刻即為該延時和阻抗變換電路22的阻抗狀態變換的時刻。儘管在此僅以圖5所示的延時和阻抗變換電路22為例對延時和阻抗變換電路22 的構成和工作進行了說明，但是本實用新型並不局限於此，而是可以採用具有類似延時改 變阻抗功能的器件或者這類器件的組合形式。並且對本領域技術人員而言，完全可以理解 的是在圖4所示的延時和阻抗變換電路22的基礎上通過適當地增減少一些器件，例如 電阻器、電容器或二極體等等，來調整或者優化該延時和阻抗變換電路22的延時和阻抗參 數，這些變形方式並未脫離本實用新型的範圍。
9[0061]還應指出的是在該實施例中以二極體D7作為整流器為例進行了描述，但本實用 新型並不排除採取其他整流器來替換在此所示的二極體D7。圖6示出了圖2和圖3所述的峰值電流控制裝置中包括的參考電路23的一種具 體實例。在此處於簡潔的目的，該參考電路23僅包括由兩個電阻器R2和R3構成的分壓電 路。這兩個電阻器R2和R3串聯連接並且其連接點形成該參考電路23的參考電勢輸出端 233，其未連接的兩端分別形成該參考電路23的第一參考電勢輸入端231和第二參考電勢 輸入端232。儘管在此未示出，但本領域技術人員不難理解的是，在此所示的參考電路23還可 以是滑動變阻器或多個電阻器構成的分壓器。根據實際應用的需要，還可以適當增加其他 元器件，例如單向導通器件和穩壓器件等等。圖7示出了圖1所示的鎮流器裝置中包括的逆變器半橋1的一種變形。與圖1所 示的鎮流器不同，該圖所示的逆變器半橋1』的兩個開關器件Ql、Q2分別包括兩個穩壓支 路11和12 (用虛線框表示)，其分別並聯在兩個開關器件Q1、Q2的控制端B1、B2和輸出端 E1、E2之間，用於使逆變器半橋1』的兩個開關器件Q1、Q2的控制端B1、B2的電壓穩定。如分別表示穩壓支路11和12的虛線框所示，這兩個穩壓支路11和12分別包括 兩個按導通方向相對方式連接的穩壓二極體Dl、D2和D3、D4。在此，對於本領域技術人員 而言，應理解的是替代本實施例的穩壓二極體，該穩壓支路11和12還可以包括其他穩壓 器件。以下將參照通過圖4B、圖5、圖6以及圖7所示的部件組合形成的圖8所示的鎮流 器裝置示例性地描述該鎮流器裝置的工作過程。以螢光燈Lp作為照明負載，在將該鎮流器 裝置連接到螢光燈Lp並且對鎮流器裝置施加電壓，即通過電源端子VCC和GND對鎮流器裝 置供電時，首先逆變器半橋1』的輸出端0上輸出的電流對螢光燈Lp的燈絲進行預熱。逆 變器半橋1』的輸出端0上輸出的電流為交流電流。為了將對螢光燈Lp的燈絲進行預熱的 電流(對應於逆變器半橋1』的輸出電流)控制在預定範圍中，每當該峰值電流控制裝置2 通過其第一檢測端201和第二檢測端202獲取的流經與第二開關器件Q2關聯的橋臂的電 流達到第一峰值時，該峰值電流經參考電路23的電阻器R2和R3分壓後提供給開關網絡21 的控制端213，即開關網絡21的第一電晶體Q3和第二電晶體Q4均導通，這導致逆變器半 橋1』的第二開關器件Q2的控制端B2接地，從而第二開關器件Q2關斷。由此降低了逆變 器半橋1，的輸出端0輸出的電流，即控制輸出端0輸出的電流在預定範圍中。電流的減小 使經參考電路23的電阻器R2和R3分壓後提供給開關網絡21的控制端213的電勢降低， 從而開關網絡21的第一電晶體Q3和第二電晶體Q4均關斷，這導致逆變器半橋1』的第二 開關器件Q2又正常運行，即其作為逆變器半橋的開關器件正常運行，直至下一個第一峰值 電流出現，峰值電流控制裝置2又對該開關器件進行如上所述相同的控制。這樣，通過對 第二開關器件Q2的控制來使該鎮流器裝置輸出的電流受控，也即使照明負載的起動(在此 為預熱階段)受控，從而避免了啟動過程中過大的電流對鎮流器裝置的部件造成損傷。在上述過程中，由於延時和阻抗變換電路22的電荷累積元件Cl通過從逆變器半 橋1』的開關器件Q2的控制端B2流入該延時和阻抗變換電路22的電流充電而尚未形成觸 發第二三端開關器件T2導通的電勢，故延時和阻抗變換電路22尚未對開關網絡21和參考 電路23的工作產生影響，此時延時和阻抗變換電路22的阻抗變換輸出端223上輸出第一阻抗狀態，即無窮大，其阻抗狀態不影響參考電路23的電阻器R2和R3形成的分壓比。延 時和阻抗變換電路22的第一阻抗狀態對應於螢光燈Lp的燈絲預熱階段。在對螢光燈Lp 供電直到螢光燈Lp的燈絲預熱完成期間，延時和阻抗變換電路22輸出第一阻抗狀態，電荷 累積元件Cl充電的時間對應於燈絲預熱所需的時間。該時間可根據實際使用的螢光燈Lp 的工作特性如功率來確定或者根據本領域技術人員已知的經驗值來確定。當電荷累積元件Cl積累的電荷形成觸發第二三端開關器件T2導通的電勢(即預 熱階段結束)時，第二三端開關器件T2導通，即延時和阻抗變換電路22通過其阻抗變換輸 出端223上從第一阻抗狀態切換至第二阻抗狀態，使得第二阻抗狀態與參考電路23的電阻 器R3並聯，由於第二阻抗狀態具有相應的電阻值(T2的結電阻)，這導致參考電路23的電 阻器R2和R3的分壓比改變，而在開關網絡21的接通和關斷的觸發電勢並不改變，從而需 要流經與第二開關器件Q2關聯的橋臂的電流達到第二峰值電流(大於第一峰值電流)時 才能觸發開關網絡21導通，此時第二開關器件Q2的控制端B2耦合到地，使得第二開關器 件Q2關斷。以此方式，該峰值電流控制裝置2切換到對第二峰值電流的監控。對第二峰值 電流的監控類似於上面針對第一峰值電流的監控的過程，在此不再詳述。第二峰值電流取 決於螢光燈Lp的點燃所需的電流，即稍低於避免鎮流器裝置中各器件損毀所需的電流上 限值。該峰值電流控制裝置2通過對流經與第二開關器件Q2關聯的橋臂的電流達到第二 峰值電流的監控來控制第二開關器件Q2直至螢光燈Lp進入正常工作。在螢光燈Lp正常 工作之後，由於螢光燈Lp與鎮流器裝置的諧振點的改變，從逆變器半橋1的輸出端。輸出 的電流明顯變小，這導致不再能夠觸發開關網絡21。而由於電荷累積元件Cl通過電阻器 R4放電，電荷累積元件Cl兩端的電勢也降低，使第二三端開關器件T2又關斷，這樣該峰值 電流控制裝置2又切換至對流經與第二開關器件Q2關聯的橋臂的電流達到第一峰值電流 的監控，即峰值電流控制裝置2復位。通過該峰值電流控制裝置2切換至第二峰值電流的 監控，使照明負載在點燃過程中的點燃電流受控，從而保護了鎮流器裝置的部件。此外，從 對第一峰值電流的監控切換至對第二峰值電流的監控，有利地將照明負載的起動過程分成 燈絲預熱和點燃兩個過程，從而也延長了照明負載的使用壽命。逆變器半橋1』的輸出電流為交流電流，因此在每個周期循環中由於第一峰值電流 和/或第二峰值電流的監控，每當出現峰值電流時就使逆變器半橋1』的輸出電流為零直至 進入下一個周期循環，從而降低了逆變器半橋1』的輸出電流的平均值。本實用新型還提供了針對圖8所示的實施例的電路的第一峰值電流和第二峰值 電流的計算公式在第二三端開關器件T2不導通時，第二三端開關器件T2的輸入端和輸出端之間 的電阻視為無窮大，第一峰值電流I1適用=I1 = VE1/R1 = VtriggerX ((R2+R3) / (R3XRl))，其 中VteiggCT是在電阻器R2和R3的連接點233處輸出的用於觸發開關網絡21接通或關斷的 觸發電壓，並且其對於同一開關網絡而言基本上保持不變。在第二三端開關器件T2導通時，由於第二三端開關器件T2的輸入端和輸出端之 間存在電阻Rds。n，該電阻與參考電路R3並聯，從而改變了參考電路23的分壓關係，依 據基本電路原理可以確定第二峰值電流I2為I2 = VE1/R1 = Vtrigger ((R2X R3+R2Rdson+R3X Rdso n)/(RlXR3XRds。n))。在此應注意的是可以通過設定電路參數來實現對峰值電流的有效監控。第一峰值電流和第二峰值電流可以根據電路元器件的電氣特性(例如耐受的最大電流值)或者根 據本領域技術人員已知的經驗值來一般化地確定。此外，上述的預定的延遲時間也可以根 據實際所使用的照明負載的燈絲預熱所需的時間來通過選擇不同的電阻值的電阻R4和不 同電容值的電容器Cl來確定，或者直接根據本領域技術人員已知的經驗值一般化地確定。 並且上述在此所示的鎮流器裝置還可以適當地增加各種電路元器件以及修改電路結構來 與實際應用相匹配。這可由本領域技術人員根據實際需要來進行，在此不再逐一詳述。還應指出的是儘管在以上結合附圖所描述的實施例中逆變器半橋1的兩個開關 器件Ql、Q2採用了 N型場效應管，但本申請並不排除使用其他開關器件，例如npn型的晶 體管、Pnp型的電晶體和P型場效應管等等。對於本領域技術人員應理解的是當將其他開 關器件應用於本申請的鎮流器裝置中時，需要相應地調整本申請中所公開的器件的相對關 系以及適當地增加或者減小器件，對本申請的鎮流器裝置的這些調整以及器件的增加或者 減少通過本申請所公開的內容並結合本領域普通技術知識即可實現，因此在此未詳述這些 可能的變形方案。在本實用新型的各個實施例中，通過利用峰值電流(第一峰值電流或者第二峰值 電流)來控制逆變器半橋的開關器件，從而改變逆變器半橋輸出電流的在時間上的平均 值，使照明負載的起動過程受到控制避免過大的電流對鎮流器裝置的各個部件造成損傷。 此外，通過將照明負載的起動過程分成兩個階段(燈絲預熱階段和點燃階段)，本實用新型 的峰值電流控制裝置進一步使照明負載的起動過程中的各個階段受控，避免各階段中出現 過大的電流對鎮流器裝置的各個部件造成損傷。而且，對照明負載進行了預熱，避免照明負 載的燈絲過早地老化，從而延長了螢光燈的使用壽命。圖9示出了帶有根據本實用新型的實施例的鎮流器裝置的照明裝置。該照明裝置 具有照明負載Lp、起動電容器C3、隔直電容器C4、起動電感器L3和根據本實用新型的實施 例的鎮流器裝置。鎮流器裝置的輸出端0與照明負載Lp的起動電感器L3耦合，以便驅動 照明負載Lp進行工作。在此，照明負載例如可以是螢光燈。最後，還需要說明的是，術語「包括」、「包含」或者其任何其他變體意在涵蓋非排他 性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且 還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的 要素。此外，在沒有更多限制的情況下，由語句「包括一個……」限定的要素，並不排除在包 括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。以上雖然結合附圖詳細描述了本實用新型的實施例，但是應當明白，上面所描述 的實施方式只是用於說明本實用新型，而並不構成對本實用新型的限制。對於本領域的技 術人員來說，可以對上述實施方式作出各種修改和變更而沒有背離本實用新型的實質和範 圍。因此，本實用新型的範圍僅由所附的權利要求及其等效含義來限定。
1權利要求1.一種鎮流器裝置，包括帶有兩個開關器件Oil，Q2)的逆變器半橋(1)和峰值電流 控制裝置⑵，該逆變器半橋(1)的兩個開關器件Oil，Q2)分別包括控制端(Bi，B2)，輸入端(Si， S2)和輸出端(E1，E2)，該峰值電流控制裝置( 包括至少一個檢測端(201,20 和控制端 (203)，其特徵在於，該峰值電流控制裝置O)的控制端(20 與該逆變器半橋(1)的其中一 個開關器件0il，Q2)的控制端(B1，B》耦合；該峰值電流控制裝置( 被配置成通過所述 至少一個檢測端(201，202)檢測流經逆變器半橋(1)的與所述其中一個開關器件(Q1，Q2) 相關聯的橋臂的第一峰值電流，並且根據第一峰值電流通過控制端(20 來控制所述其中 一個開關器件Oil，Q2)的接通和關斷，從而將逆變器半橋(1)的輸出電流控制在預定範圍 中。
2.根據權利要求1所述的鎮流器裝置，其特徵在於，該峰值電流控制裝置(2)包括開 關網絡以及參考電路03)，該開關網絡包括第一端011)、第二端(212)和控制端013)；該參考電路03) 包括第一參考電勢輸入端031)、第二參考電勢輸入端(23 和參考電勢輸出端033)；該開關網絡的第一端011)形成該峰值電流控制裝置(2)的控制端003)，該開 關網絡的第二端(21 與參考電路的第二參考電勢輸入端(23 耦合在一起並 形成該峰值電流控制裝置O)的第二檢測端002)，並且參考電路的第一參考電勢輸 入端031)形成該峰值電流控制裝置O)的第一檢測端OOl)；其中在參考電路經第一參考電勢輸入端(231)和第二參考電勢輸入端(232)檢 測到流經逆變器半橋(1)的與所述其中一個開關器件(Q1，Q2)相關聯的橋臂的第一峰值電 流時，開關網絡的第一端011)與第二端(212)耦合在一起，從而開關網絡的第 一端011)上的電勢被切換到參考電路的第二參考電勢輸入端(23 上的電勢以使 得所述其中一個開關器件Oil，Q2)接通和關斷，以便控制逆變器半橋(1)的輸出電流在預 定範圍中。
3.根據權利要求2所述的鎮流器裝置，其特徵在於，該峰值電流控制裝置( 還包括 延時和阻抗變換電路02)，該延時和阻抗變換電路0 包括第一延時控制端021)、第二延時控制端(22 和阻 抗變換輸出端023)，並且通過阻抗變換輸出端(223)輸出第一阻抗狀態和第二阻抗狀態;該延時和阻抗變換電路0 的第二延時控制端(22 與開關網絡的第二端 (212)以及參考電路的第二參考電勢輸入端(23 耦合，且該延時和阻抗變換電路 (22)的第一延時控制端(221)與開關網絡的第一端(211)耦合，並且該延時和阻抗變 換電路0 被配置成經過預定的延時後通過其阻抗變換輸出端(22 從第一阻抗狀態切 換至第二阻抗狀態並且使該峰值電流控制裝置( 對不同於第一峰值電流的第二峰值電 流進行監控。
4.根據權利要求2或3所述的鎮流器裝置，其特徵在於，開關網絡包括第一三端 開關器件(Tl)，該第一三端開關器件(Tl)的輸入端、輸出端以及控制端分別形成該開關網 絡的第一端011)、第二端012)以及控制端013)。
5.根據權利要求4所述的鎮流器裝置，其特徵在於，第一三端開關器件(Tl)是電晶體或場效應管。
6.根據權利要求2或3所述的鎮流器裝置，其特徵在於，開關網絡包括PNP型的 第一電晶體和NPN型的第二電晶體(Q4)，其中第一電晶體的基極與其發射極以 及第二電晶體0H)的集電極耦合在一起並且形成開關網絡的第一端011)，第一晶體 管的集電極與第二電晶體OH)的基極耦合在一起並且形成開關網絡的控制端 013)，第二電晶體OH)的發射極形成開關網絡的第二端012)。
7.根據權利要求3所述的鎮流器裝置，其特徵在於，延時和阻抗變換電路0 包括第 二三端開關器件(T2)，該第二三端開關器件(1 的輸入端和輸出端分別形成延時和阻抗 變換電路0 的阻抗變換輸出端(22 和第二延時控制端022)；該第二三端開關器件 (T2)的第一延時控制端(221)與整流器(D7)的一端相連並且整流器(D7)的另一端形成延 時和阻抗變換電路0 的第一延時控制端021)；在該第二三端開關器件(1 的控制端 和輸出端之間並聯連接有電荷累積元件(Cl)和電阻器(R4)。
8.根據權利要求7所述的鎮流器裝置，其特徵在於，電荷累積元件(Cl)是電容器。
9.根據權利要求7或8所述的鎮流器裝置，其特徵在於，第二三端開關器件(1 是晶 體管或場效應管。
10.根據權利要求7或8所述的鎮流器裝置，其特徵在於，整流器(D7)包括二極體。
11.根據權利要求2或3所述的鎮流器裝置，其特徵在於，開關網絡還包括僅允許 電流從開關網絡的第一端011)流入開關網絡的單向導通元件(D5，D6)。
12.根據權利要求11所述的鎮流器裝置，其特徵在於，單向導通元件(D5，D6)是二極體。
13.根據權利要求1至3中任一項所述的鎮流器裝置，其特徵在於，逆變器半橋(1)的 兩個開關器件Oil，Q2)是場效應管。
14.根據權利要求2或3所述的鎮流器裝置，其特徵在於，參考電路包括滑動變阻 器或多個電阻構成的分壓器。
15.根據權利要求2或3所述的鎮流器裝置，其特徵在於，逆變器半橋(1)的兩個開關 器件Ο 1、(^)分別包括第一穩壓支路和第二穩壓支路(11，12)，其中第一穩壓支路和第二 穩壓支路(11,1 分別並聯在逆變器半橋(1)的兩個開關器件0il、Q2)的控制端(B1、B2) 和輸出端(E1、E2)之間。
16.根據權利要求15所述的鎮流器，其特徵在於，第一穩壓支路和第二穩壓支路(11， 12)分別包括按導通方向相對地耦接在一起的兩個穩壓二極體(Dl，D2 ；D3, D4)。
17.一種照明裝置，其特徵在於，該照明裝置具有照明負載(Lp)、起動電容器(C3)、隔 直電容器(C4)、起動電感器(U)和根據權利要求1至16中任一項所述的鎮流器裝置，其 中鎮流器裝置的輸出端(O)與照明負載(Lp)的起動電感器(L3)耦合，以便驅動照明負載 (Lp)進行工作。
18.根據權利要求17所述的照明裝置，其特徵在於，照明負載(Lp)是螢光燈。
專利摘要本實用新型涉及一種鎮流器裝置，包括帶有兩個開關器件(Q1，Q2)的逆變器半橋(1)和峰值電流控制裝置(2)，該逆變器半橋(1)的開關器件分別包括控制端(B1，B2)，該峰值電流控制裝置(2)包括第一和第二檢測端(201，202)和控制端(203)，其中該峰值電流控制裝置(2)的控制端(203)與該逆變器半橋(1)的其中一個開關器件的控制端耦合；並通過其第一檢測端和第二檢測端(201，202)檢測流經逆變器半橋(1)的與所述其中一個開關器件相關聯的橋臂的第一峰值電流並根據其通過控制端(203)來控制該橋臂的開關器件的接通和關斷，從而將逆變器半橋(1)的輸出電流控制在預定範圍中。本實用新型還涉及一種帶有這種鎮流器裝置的照明裝置。
文檔編號H05B41/24GK201846517SQ20102016251
公開日2011年5月25日 申請日期2010年4月12日 優先權日2010年4月12日
發明者薛燕順, 鄭錦昌, 陳為 申請人:奧斯蘭姆有限公司