專利名稱：分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種照明用氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器，特別涉及一種分段調(diào)光雙燈 管電子鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
采用電子鎮(zhèn)流器的熒光燈以及金屬鹵化物燈等低壓或高壓氣體放電燈已經(jīng)日益 廣泛地得到推廣和應(yīng)用。利用扼流圈與燈電容的串聯(lián)諧振產(chǎn)生的高壓將燈管激活導(dǎo)通，之后由扼流圈限定 工作電流的半橋逆變式電子鎮(zhèn)流器，具有結(jié)構(gòu)簡單，效率高，對元器件要求相對較低等一系 列優(yōu)點(diǎn)，是使用非常普遍的一種電子鎮(zhèn)流器。為了節(jié)能和舒適照明，進(jìn)一步提出了根據(jù)需要對亮度進(jìn)行調(diào)整的要求。亮度能連 續(xù)改變的稱為連續(xù)調(diào)光；亮度分級改變的稱為分段調(diào)光。對于熒光燈類氣體放電燈進(jìn)行調(diào)光，不像白熾燈類電阻性電器只要簡單地改變施 加的交流電源電壓值就能改變發(fā)光亮度，特別是在調(diào)光的同時(shí)還要能兼顧鎮(zhèn)流器的其他性 能符合各種要求。目前，熒光燈類氣體放電燈電子鎮(zhèn)流器所采用的調(diào)光方法有調(diào)節(jié)逆變激勵(lì)信號的 頻率、脈沖寬度、脈沖相位等方法。此類方法的特點(diǎn)是調(diào)光范圍較寬，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較 高。低成本的調(diào)光方法主要是用可控硅改變逆變器的供電電壓進(jìn)行調(diào)光，但此類方法調(diào)光 范圍窄，對電網(wǎng)影響較大。通過改變半橋逆變器串聯(lián)諧振槽路諧振電感的電感量，能直接改變燈管電流，從 而改變燈管的發(fā)光亮度。這種方法可以較方便地控制燈管的發(fā)光亮度，并保持逆變器始終 在允許范圍內(nèi)正常工作。但是，由于諧振電感是一個(gè)工作在高頻、大電流條件下的器件，以 電子的方法改變其電感量需要克服許多技術(shù)難點(diǎn)，通常僅用在能以手動(dòng)開關(guān)進(jìn)行控制的如 臺(tái)燈和落地?zé)舻葓龊稀?br>
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種控制雙向可控硅的導(dǎo)通與截止來 改變串聯(lián)諧振扼流圈的電感量，實(shí)現(xiàn)燈管亮度的兩段控制的分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器。 在燈管處于低亮度狀態(tài)時(shí)為燈絲補(bǔ)充加熱功率；在燈管處于不同亮度電平狀態(tài)下都能有效 地進(jìn)行燈管異常狀態(tài)保護(hù)；并在調(diào)光控制開關(guān)和開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路之后，設(shè)置了專用的分 段調(diào)光適配電路，對應(yīng)在調(diào)光控制開關(guān)從“閉合”到“斷開”或從“斷開”到“閉合”的狀態(tài)切 換瞬時(shí)，產(chǎn)生兩路控制脈沖信號，使雙向可控硅在導(dǎo)通與截止兩種狀態(tài)間按要求進(jìn)行轉(zhuǎn)換。為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器， 包括交、直流變換電路，半橋逆變器開關(guān)電路及其激勵(lì)電路，半橋逆變器開關(guān)電路串接LC 串聯(lián)諧振槽路，二個(gè)燈管串聯(lián)，串聯(lián)諧振槽路中電感L的量值受調(diào)光控制電路控制而減少 或增大，實(shí)現(xiàn)燈管亮度調(diào)控。
3[0010]電源相線L與電源中線N經(jīng)電源開關(guān)S向電子鎮(zhèn)流器供電。在交流/直流變換電 路中，經(jīng)電磁兼容濾波電路、交流整流濾波電路、功率因素校正電路及直流濾波電路后，向 半橋逆變器開關(guān)管Ql和Q2提供直流高電壓。開關(guān)管激勵(lì)電路為半橋逆變器開關(guān)管Ql和 Q2提供高頻激勵(lì)電壓。所述串聯(lián)諧振槽路中電感L由電感L1、L2組成，在燈管起輝前與諧振電容Cl組成 串聯(lián)諧振槽路，諧振時(shí)諧振電容Cl兩端的高電壓使燈管激活點(diǎn)亮，燈管被激活點(diǎn)亮后，諧 振電容Cl兩端的電位由燈管工作時(shí)的燈電壓決定，此時(shí)，由諧振電感線圈的感抗維持燈管 電流恒定在規(guī)定值上；只要改變諧振電感的電感量，就能改變燈管電流的大小。電感L2兩 端并接一雙向可控硅，雙向可控硅與調(diào)光控制電路連接。所述的調(diào)光控制電路，包括調(diào)光控制開關(guān)，開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路和調(diào)光適配電路；其 中，調(diào)光控制開關(guān)是任何機(jī)械式開關(guān)或光電控制的電子開關(guān)；開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路是將閉合 /斷開兩種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為直流低電平“0”/ “1”的數(shù)字信號。所述調(diào)光適配電路，包括驅(qū)動(dòng)器、電壓比較器、波形整形電路以及輸出驅(qū)動(dòng)器；驅(qū) 動(dòng)器將輸入的低電平“0” / “ 1，，信號進(jìn)行阻抗和極性變換后分兩路輸出，一路以波形整形 電路后與雙向可控硅控制極連接，在輸入的開關(guān)狀態(tài)信號由“1”轉(zhuǎn)為“0”的瞬時(shí)，輸出正極 性的A信號，送到雙向可控硅BCR的控制極G，使雙向可控硅BCR導(dǎo)通，并將電感線圈L2的 初級繞組H1短路，串聯(lián)諧振槽路的總電感量減小，燈管中便流過較大的電流，鎮(zhèn)流器使燈管 工作在頻率較高的正常亮度狀態(tài)；另一路經(jīng)電壓比較器、整形電路和輸出驅(qū)動(dòng)器，與半橋逆 變器開關(guān)電路的開關(guān)管基極連接，在輸入的開關(guān)狀態(tài)信號由“0”轉(zhuǎn)為“1”的瞬時(shí)，向半橋逆 變器開關(guān)管Q2的基極輸出一個(gè)寬度為幾十毫秒的負(fù)向低電平信號B，使半橋逆變器短暫停 振，半橋逆變器停振期間，雙向可控硅BCR因沒有足夠的維持電流而從導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)， 電感線圈L2的初級繞組Ii1的電感不因雙向可控硅BCR短路而成為串聯(lián)諧振槽路總電感量 的一部分，串接諧振槽路總電感量的增加導(dǎo)致流過燈管的電流減小，鎮(zhèn)流器工作頻率降低， 燈管便工作在較低的亮度電平上。在串聯(lián)諧振槽路電感線圈L2的次級分別有繞組Ii2和Ii3，繞組Ii2串接在二個(gè)串聯(lián) 燈管的燈絲回路，該燈絲回路中還串接有限流電容C3 ；繞組Ii3與燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路連 接。在串聯(lián)諧振槽路電感Ll的次級有繞組Ii2與燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路連接。在兩根燈管串聯(lián)工作時(shí)，燈管相互連接的中間的兩個(gè)燈絲，在燈管處于電流降低 的半功率低亮度電平狀態(tài)時(shí)，通過工作中的電感線圈L2的第二個(gè)次級繞組Ii3提供補(bǔ)充加 熱功率，調(diào)整電感線圈L2的第二個(gè)次級繞組Ii3的匝數(shù)和限流電容C3的容量，使中間兩個(gè) 燈絲的電流與兩端兩個(gè)燈絲的電流保持接近一致的數(shù)值。在兩根燈管中任意一根出現(xiàn)斷開，接觸不良，不激活以及壽命即將終止等異常狀 態(tài)時(shí)，燈管異常保護(hù)取樣電路從諧振電感Ll的次級繞組Ii2或者從諧振電感L2的次級繞組 H2獲取燈管出現(xiàn)異常狀態(tài)的信息，形成控制信號，加到半橋逆變器開關(guān)管Q2的基極，使半橋 逆變器停止振蕩，從而保護(hù)鎮(zhèn)流器不受損壞或引起其他不安全現(xiàn)象的發(fā)生。燈管處于亮度高的全功率工作狀態(tài)和處于亮度較低的半功率狀態(tài)時(shí)，燈管異常狀 態(tài)信號的大小是不同的。為此，設(shè)置了從電感線圈Ll和電感線圈L2兩套獲取燈管異常狀 態(tài)信號的電路。全功率亮度時(shí)，由電感線圈Ll的次級繞組n2獲取燈管異常狀態(tài)信號，此時(shí)電感線圈L2被雙向可控硅BCR短路，其次級繞組Ii2沒有輸出信號，燈管異常狀態(tài)取樣電路 從電感線圈Ll的次級繞組Ii2獲取的燈管異常狀態(tài)信號；半功率亮度時(shí)，由于電感線圈L2的 電感量遠(yuǎn)大于電感線圈Ll的電感量，從電感線圈L2的次級繞組Ii2獲取的燈管異常狀態(tài)信 號也比從電感線圈Ll的次級繞組n2獲取的燈管異常狀態(tài)信號要大，燈管在半功率亮度電 平時(shí)的異常狀態(tài)保護(hù)取決于從電感線圈L2的次級繞組n2獲得的異常狀態(tài)信號。本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于1)雙向可控硅切換諧振電感的電感量的控制方法，能在大、小不同功率輸出的電 子鎮(zhèn)流器上使用；2)鎮(zhèn)流器在對燈管作高、低亮度即輸出功率調(diào)整時(shí)，燈管都能在合理的狀態(tài)下工 作，延長了燈管壽命；3)鎮(zhèn)流器的功率因數(shù)和電流諧波失真不受燈管亮度即輸出功率的影響，能夠符合 各種標(biāo)準(zhǔn)對鎮(zhèn)流器功率因數(shù)和電流諧波失真的要求，具有結(jié)構(gòu)簡單，性價(jià)比高的顯著優(yōu)點(diǎn)。

[0023]圖1為本實(shí)用新型的電路圖；[0024]圖2為本實(shí)用新型的分段調(diào)光適配電路輸入輸出波形圖；[0025]圖中標(biāo)號說明[0026]L-電源相線；Lpl-氣體放電燈1 ；[0027]N-電源中線；Lp2-氣體放電燈2 ；[0028]S-鎮(zhèn)流器電源開關(guān)；Ll-諧振電感線圈1 ；[0029]1-交流/直流變換電路；L2-諧振電感線圈2;[0030]2_開關(guān)管驅(qū)動(dòng)電路；H1-諧振電感線圈初級繞組；[0031]3-調(diào)光控制開關(guān)；n2-諧振電感線圈次級繞組；[0032]4_開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路；n3-電感線圈L2第二次級繞組[0033]5_分段調(diào)光適配電路；Cl-諧振電容；[0034]6-燈管異常狀態(tài)保護(hù)取樣；C2-隔直流電容；[0035]7-驅(qū)動(dòng)器；C3-限流電容；[0036]8-電壓比較器；Rl-啟動(dòng)電阻；[0037]9-波形整形；A-調(diào)光適配電路輸出信號；[0038]10-輸出驅(qū)動(dòng)；B-調(diào)光適配電路輸出信號；[0039]11-波形整形；C-半橋逆變器開關(guān)管中點(diǎn)；[0040]QLQ2-半橋逆變器開關(guān)管；D-燈管異常狀態(tài)信號；[0041]BCR-雙向可控硅；I-調(diào)光適配電路輸入信號。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器，包括交、直流變 換電路1，半橋逆變器開關(guān)電路及其激勵(lì)電路，半橋逆變器開關(guān)電路串接LC串聯(lián)諧振槽路， 二個(gè)燈管串聯(lián)，串聯(lián)諧振槽路中電感L的量值受調(diào)光控制電路控制而減少或增大，實(shí)現(xiàn)燈管亮度調(diào)控。電源相線L與電源中線N經(jīng)電源開關(guān)S向電子鎮(zhèn)流器供電。在交流/直流變換電 路1中，經(jīng)電磁兼容濾波電路、交流整流濾波電路、功率因素校正電路及直流濾波電路后， 輸出的直流高電壓接到半橋逆變器開關(guān)管Ql的集電極，開關(guān)管Ql的發(fā)射極與開關(guān)管Q2的 集電極連接，開關(guān)管Q2的發(fā)射極接地，構(gòu)成半橋逆變器電路。接在半橋逆變器開關(guān)管Ql基 極和開關(guān)管Q2基極的開關(guān)管激勵(lì)電路2為半橋逆變器提供高頻激勵(lì)電壓。在半橋逆變器 開關(guān)管的中點(diǎn)C上，連接半橋逆變器的串聯(lián)諧振槽路，該串聯(lián)諧振槽路由依次連接的諧振 電感線圈Ll的初級繞組Ii1，與串聯(lián)連接的第一燈管Lpl和第二燈管Lp2相并聯(lián)的諧振電容 Cl，隔直流電容C2，與雙向可控硅BCR并聯(lián)連接的諧振電感線圈L2的初級繞組Ii1組成。所述串聯(lián)諧振槽路中電感L由電感L1、L2組成，在燈管起輝前與諧振電容Cl組成 串聯(lián)諧振槽路，諧振時(shí)諧振電容Cl兩端的高電壓使燈管激活點(diǎn)亮，燈管被激活點(diǎn)亮后，諧 振電容Cl兩端的電位由燈管工作時(shí)的燈電壓決定，此時(shí)，由諧振電感線圈的感抗維持燈管 電流恒定在規(guī)定值上；只要改變諧振電感的電感量，就能改變燈管電流的大小。電感L2兩 端并接一雙向可控硅，雙向可控硅與調(diào)光控制電路連接。所述的調(diào)光控制電路，包括調(diào)光控制開關(guān)3，開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路4和調(diào)光適配電路 5 ；其中，調(diào)光控制開關(guān)3是任何機(jī)械式開關(guān)或光電控制的電子開關(guān)；開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路4 是將閉合/斷開兩種狀態(tài)，轉(zhuǎn)換為直流低電平“0” / “ 1，，的數(shù)字信號。所述調(diào)光適配電路5，包括驅(qū)動(dòng)器7、電壓比較器8、波形整形電路9以及輸出驅(qū)動(dòng) 器10以及波形整形電路11 ；驅(qū)動(dòng)器7將輸入的低電平“0”/ “1”信號進(jìn)行阻抗和極性變換 后分兩路輸出，一路以波形整形電路11后與雙向可控硅BCR控制極G連接，在輸入的開關(guān) 狀態(tài)信號I由“1”轉(zhuǎn)為“0”的瞬時(shí)，輸出正極性的A信號，送到雙向可控硅BCR的控制極G， 使雙向可控硅BCR導(dǎo)通，并將電感線圈L2的初級繞組Ii1短路，串聯(lián)諧振槽路的總電感量減 小，燈管中便流過較大的電流，鎮(zhèn)流器使燈管工作在頻率較高的正常亮度狀態(tài)。為了消除輸入信號上的雜波干擾，得到穩(wěn)定方波輸出，所述分段調(diào)光適配電路5 中所述驅(qū)動(dòng)器7的另一路信號經(jīng)電壓比較器8、整形電路9和輸出驅(qū)動(dòng)器10，與半橋逆變器 開關(guān)電路的開關(guān)管Q2基極連接，在輸入的開關(guān)狀態(tài)信號I由“0”轉(zhuǎn)為“1”的瞬時(shí)，向半橋逆 變器開關(guān)管Q2的基極輸出一個(gè)寬度為幾十毫秒的負(fù)向低電平信號B，使半橋逆變器短暫停 振，半橋逆變器停振期間，雙向可控硅BCR因沒有足夠的維持電流而從導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截止?fàn)顟B(tài)， 電感線圈L2的初級繞組Ii1的電感不因雙向可控硅BCR短路而成為串聯(lián)諧振槽路總電感量 的一部分，串接諧振槽路總電感量的增加導(dǎo)致流過燈管的電流減小，鎮(zhèn)流器工作頻率降低， 燈管便工作在較低的亮度電平上。以上所述分段調(diào)光適配電路5的調(diào)光控制開關(guān)狀態(tài)輸入 信號I，輸出控制信號A和B的波形示意圖如附圖2所示。在串聯(lián)諧振槽路電感線圈L2的次級分別有繞組Ii2和Ii3，繞組Ii2串接在二個(gè)串聯(lián) 燈管的燈絲回路，該燈絲回路中還串接有限流電容C3 ；繞組Ii3與燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路連 接。在串聯(lián)諧振槽路電感Ll的次級有繞組Ii2與燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路連接。接在所述交流/直流變換電路1輸出端即所述開關(guān)管Ql集電極直流高壓上的啟 動(dòng)電阻Rl在半橋逆變器開始工作時(shí)提供初始起振電流。所述第一燈管Lpl和第二燈管LP2串聯(lián)連接，中間的兩個(gè)燈絲引腳中的一個(gè)互相連接在一起，另一個(gè)引腳通過限流電容C3分別與所述諧振電感線圈L2的另一個(gè)次級繞組 n3的引腳5和6連接。在燈管工作在較低亮度電平狀態(tài)時(shí)，燈電流的減小可能引起兩根串 聯(lián)燈管中間的兩個(gè)燈絲加熱不足。利用在低亮度下正好處于工作狀態(tài)的所述諧振電感線圈 L2的該次級繞組Ii3向燈管提供附加的燈絲加熱功率。調(diào)整電感線圈L2的引腳5和6的次 級繞組n3的匝數(shù)和燈絲電容C3的容量，使中間兩個(gè)燈絲的電流與兩端兩個(gè)燈絲的電流保 持接近一致的數(shù)值。 從所述諧振電感線圈Ll和L2的次級繞組Ii2的引腳3和4取得燈管異常狀態(tài)保護(hù) 的取樣信號，它們都被接到所述燈管異常狀態(tài)保護(hù)取樣電路6。在燈管處于全功率亮度時(shí)， 從所述電感線圈Ll的引腳3和4的次級繞組Ii2獲取燈管異常狀態(tài)信號；半功率亮度時(shí)，由 于所述電感線圈L2的電感量遠(yuǎn)大于所述電感線圈Ll的電感量，燈管異常狀態(tài)信號從電感 線圈L2的引腳3和4的次級繞組n2獲得。所述燈管異常狀態(tài)保護(hù)取樣電路6在燈管出現(xiàn) 燈管異常狀態(tài)時(shí)輸出保護(hù)信號D。燈管異常狀態(tài)保護(hù)信號D也接到所述半橋逆變器開關(guān)管 Q2的基極，無論鎮(zhèn)流器使燈管處于何種亮度電平，在兩根燈管中的任意一根出現(xiàn)斷開，接觸 不良，不激活以及壽命即將終止等異常狀態(tài)時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生使半橋逆變器停振的燈管異常保 護(hù)信號D。
權(quán)利要求一種分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器，包括交、直流變換電路，半橋逆變器開關(guān)電路及其激勵(lì)電路，其特征在于半橋逆變器開關(guān)電路串接LC串聯(lián)諧振槽路，二個(gè)燈管串聯(lián)，串聯(lián)諧振槽路中電感L的量值受調(diào)光控制電路控制而減少或增大，實(shí)現(xiàn)燈管亮度調(diào)控。
2.按權(quán)利要求1所述的分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述串聯(lián)諧振槽路中電感L由電感Li、L2組成，電感L2兩端并接一雙向可控硅，雙向 可控硅與調(diào)光控制電路連接。
3.按權(quán)利要求1或2所述的分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述的調(diào)光控制電路，包括調(diào)光控制開關(guān)，開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路和調(diào)光適配電路；其中， 調(diào)光控制開關(guān)是任何機(jī)械式開關(guān)或電子開關(guān)；開關(guān)狀態(tài)轉(zhuǎn)換電路是將閉合/斷開兩種狀 態(tài)，轉(zhuǎn)換為直流低電平“0”/ “1”的數(shù)字信號。
4.按權(quán)利要求3所述的分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述調(diào)光適配電路，包括驅(qū)動(dòng)器、電壓比較器、波形整形電路以及輸出驅(qū)動(dòng)器；驅(qū)動(dòng)器 將輸入的低電平“0”/ “1”信號進(jìn)行阻抗和極性變換后分兩路輸出，一路以波形整形電路后 與雙向可控硅控制極連接；另一路經(jīng)電壓比較器、整形電路和輸出驅(qū)動(dòng)器，與半橋逆變器開 關(guān)電路的開關(guān)管基極連接。
5.按權(quán)利要求1或2所述的分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器，其特征在于在串聯(lián)諧振槽路電感線圈L2的次級分別有繞組Ii2和Ii3，繞組Ii2串接在二個(gè)串聯(lián)燈管 的燈絲回路，該燈絲回路中還串接有限流電容C3 ；繞組Ii3與燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路連接。
6.按權(quán)利要求1所述的分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器，其特征在于在串聯(lián)諧振槽路電感Ll的次級有繞組n2與燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路連接。
專利摘要一種分段調(diào)光雙燈管電子鎮(zhèn)流器，控制一個(gè)與串聯(lián)在半橋逆變串聯(lián)諧振槽路中的附加的諧振電感線圈并聯(lián)的雙向可控硅的導(dǎo)通與截至，改變諧振頻率而實(shí)現(xiàn)分段調(diào)光。調(diào)光適配電路在燈管亮度電平從正常亮度切換到較低亮度電平時(shí)輸出的低電平信號，使半橋逆變器停振，從而雙向可控硅順利地從導(dǎo)通轉(zhuǎn)為截至。在較低亮度電平狀態(tài)，對串聯(lián)連接的兩根燈管的中間的兩個(gè)燈絲，自動(dòng)提供附加的加熱功率，以延長燈管壽命。設(shè)置了兩路燈管異常狀態(tài)保護(hù)取樣信號電路，在任何燈管亮度電平，任一燈管出現(xiàn)燈管異常狀態(tài)時(shí)，都實(shí)施可靠保護(hù)。
文檔編號H05B41/38GK201674717SQ20102018366
公開日2010年12月15日 申請日期2010年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月5日
發(fā)明者盧兆大, 武潔霞, 葛葆璋 申請人:上海阿卡得電子有限公司