專利名稱：基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，特別是涉及一種基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)熒光燈驅(qū)動電路絕大部分都采用磁環(huán)自激技術(shù)。如果不經(jīng)預(yù)熱冷啟動，燈絲會發(fā)生嚴重的濺射損耗，導致燈管很快發(fā)黑報廢；為了滿足使用壽命的要求，常在熒光燈被點亮前先對燈絲進行預(yù)熱。傳統(tǒng)的預(yù)熱方式是使用PTC電阻，即在燈管兩端并聯(lián)PTC電阻，當高頻震蕩回路剛接通時，由于PTC電阻處于冷態(tài)(即低阻狀態(tài))，則與PTC電阻連接的LC諧振網(wǎng)絡(luò)的Q值很低，燈管電壓小于啟動所需的電壓，故熒光燈不亮；而電路電流通過諧振電容和PTC電阻形成回路預(yù)熱燈絲。與此同時，PTC電阻也被加熱，當PTC電阻發(fā)熱溫度超過開關(guān)溫度后躍入高阻狀態(tài)，使得LC諧振網(wǎng)絡(luò)的Q值升高，進而LC諧振網(wǎng)絡(luò)發(fā)生諧振從而產(chǎn)生高壓點亮燈管。例如，如圖1所示，其為現(xiàn)有包含單脈沖觸發(fā)電路的熒光燈驅(qū)動電路的示意圖。上電后，交流電壓經(jīng)過DfDl I構(gòu)成的橋堆在輸入電容C9上形成直流高電壓，該直流高電壓通過啟動電阻R19向啟動電容CO充電，啟動電容CO上的電壓達到觸發(fā)二極管DO的觸發(fā)閾值后，觸發(fā)二極管DO導通，進而三極管QO獲得啟動電流開始導通；在三極管QO導通后，啟動電容CO經(jīng)過二極管DO、Dl三極管QO快速放電，防止在正常狀態(tài)下再次觸發(fā)三極管QO導通。隨后,包含三極管Q0、Q1的半橋高頻振蕩電路開始高頻振蕩,連接有熱敏電阻RT的LC諧振電路預(yù)熱燈絲，再基于諧振而點亮燈管U0?，F(xiàn)有采用PTC電阻來預(yù)熱燈絲的方式簡單實用，但卻會增加系統(tǒng)功耗；而且PTC本身壽命較短；再者，由于PTC電阻本身的不一致性和不可靠性，會造成熒光燈啟動時間和預(yù)熱程度離散性也比較大；此外，在上述包含單脈沖觸發(fā)電路的驅(qū)動電路中，由于二極管DO兩端的電壓變化等于母線電壓，頻率為系統(tǒng)工作頻率(約40KHz)，導致二極管DO功耗較大，而且也對二極管DO的耐壓性提出了較為嚴苛的要求。因而，迫切需要對現(xiàn)有熒光燈的驅(qū)動電路進行改進。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，以實現(xiàn)燈絲的預(yù)熱及點亮。為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，其包括連接電源的整流電路、連接所述整流電路的高頻振蕩電路、連接所述高頻振蕩電路與熒光燈的LC諧振電路、及連接高頻振蕩電路的振蕩回路中所包含的開關(guān)管的飽和深度控制電路；其中，所述飽和深度控制電路用于在所述熒光燈未進入正常工作狀態(tài)前控制開關(guān)管的飽和深度。優(yōu)選地，所述飽和深度控制電路包括連接在開關(guān)管基極和/或發(fā)射極的受控可調(diào)電阻及控制所述受控可調(diào) 電阻阻值的阻值調(diào)節(jié)單元；更為優(yōu)選地，所述阻值調(diào)節(jié)單元包括:用于計量時間的計時器、及調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器基于計時器的計時在所述熒光燈燈絲的預(yù)熱時間段內(nèi)調(diào)節(jié)所述受控可調(diào)電阻的阻值或者在熒光燈燈絲的預(yù)熱時間段內(nèi)和所述熒光燈剛被點亮至進入正常工作狀態(tài)的時間段內(nèi)均調(diào)節(jié)所述受控可調(diào)電阻的阻值；此外，該調(diào)節(jié)器還可用于在所述熒光燈正常工作狀態(tài)后調(diào)節(jié)所述受控可調(diào)電阻的阻值。如上所述，本發(fā)明的基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，具有以下有益效果:能在無需熱敏電阻的情形下實現(xiàn)燈絲的預(yù)熱；還能使剛被點亮的熒光燈在超功率狀態(tài)下實現(xiàn)光通量快速爬升并進入正常工作狀態(tài)；還能對進入正常工作狀態(tài)的熒光燈進行調(diào)節(jié)等。


圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的熒光燈驅(qū)動電路示意圖。圖2a顯示為本發(fā)明的一種優(yōu)選基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路示意圖。圖2b顯示為本發(fā)明的另一種優(yōu)選基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路示意圖。圖2c顯示為本發(fā)明的一種優(yōu)選基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路示意圖。元件標號說明1、I’、I”驅(qū)動電路11整流電路12聞頻振湯電路13LC諧振電路14飽和深度控制電路15 15’啟動電路
具體實施例方式以下由特定的具體實施例說明本發(fā)明的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點及功效。請參閱圖2a至圖2c。須知，本說明書所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內(nèi)容，以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀，并非用以限定本發(fā)明可實施的限定條件，故不具技術(shù)上的實質(zhì)意義，任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整，在不影響本發(fā)明所能產(chǎn)生的功效及所能達成的目的下，均應(yīng)仍落在本發(fā)明所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時，本說明書中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”及“一”等的用語，亦僅為便于敘述的明了，而非用以限定本發(fā)明可實施的范圍，其相對關(guān)系的改變或調(diào)整，在無實質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下，當亦視為本發(fā)明可實施的范疇。如圖所示，本發(fā)明提供一種基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路。所述驅(qū)動電路I至少包括:整流電路11、高頻振蕩電路12、LC諧振電路13及飽和深度控制電路14。其中，所述整流電路11連接電源，用于將接入的交流電源轉(zhuǎn)換為直流高電壓；所述高頻振蕩電路12用于將所述整形電路11輸出的直流信號轉(zhuǎn)換為高頻信號后提供給所述LC諧振電路13 ;所述LC諧振電路13連接熒光燈U0，其基于所述高頻振蕩電路12提供的高頻信號來產(chǎn)生諧振以使所述熒光燈UO發(fā)光；所述飽和深度控制電路14連接所述高頻振蕩電路12的振蕩回路中的開關(guān)管，用于在所述熒光燈UO未進入正常工作狀態(tài)前控制開關(guān)管的飽和深度，以便調(diào)節(jié)所述高頻振蕩電路12的振蕩頻率。優(yōu)選地，所述飽和深度控制電路14包括連接在開關(guān)管基極和/或發(fā)射極的受控可調(diào)電阻及控制所述受控可調(diào)電阻阻值的阻值調(diào)節(jié)單元。其中，所述受控可調(diào)電阻可包括數(shù)位電阻、或具有阻值的受控開關(guān)，例如場效應(yīng)管、二極管等；所述阻值調(diào)節(jié)單元可包括:用于計量時間的計時器；以及連接所述計時器的調(diào)節(jié)器。該調(diào)節(jié)器基于計時器的計時在所述熒光燈燈絲的預(yù)熱時間段內(nèi)調(diào)節(jié)所述受控可調(diào)電阻的阻值；更為優(yōu)選地，該調(diào)節(jié)器基于計時器的計時在所述熒光燈燈絲的預(yù)熱時間段內(nèi)和所述熒光燈剛被點亮至進入正常工作狀態(tài)的時間段內(nèi)均調(diào)節(jié)所述受控可調(diào)電阻的阻值；更進一步優(yōu)選地，該調(diào)節(jié)器還基于計時器的計時在所述熒光燈進入正常工作狀態(tài)后調(diào)節(jié)所述受控可調(diào)電阻的阻值。其中，所述預(yù)熱時間的長度及熒光燈剛被點亮至進入正常工作狀態(tài)的時間長度均為預(yù)先設(shè)定。例如，如圖2a所示，在該驅(qū)動電路I中，整流電路11包括由二極管D8、D9、D10、D11、及電容C9構(gòu)成的全橋式整流電路，該電路通過電容C9輸出直流電壓；半橋式高頻振蕩電路12包括由開關(guān)管Q0、電阻R1、R2、磁環(huán)線圈及二極管D3構(gòu)成的下橋臂及由開關(guān)管Q1、電阻R0、R3、磁環(huán)線圈及二極管D2構(gòu)成的上橋臂；LC諧振電路13包括:電阻R4、電容Cl、C2、電感LO及磁環(huán)線圈；飽和深度控制電路14包括:連接在下橋臂的振蕩回路中的開關(guān)管QO發(fā)射極的可調(diào)電阻Ral、Rbl、連接可調(diào)電阻Ral、Rbl的調(diào)節(jié)器及連接調(diào)節(jié)器的計時器。其中，磁環(huán)的各線圈的同名端及各元件的連接方式如圖所示，在此不再詳述。又例如，如圖 2b所示，該驅(qū)動電路I’與圖2a所示的驅(qū)動電路I的不同在于飽和深度控制電路14包含的可調(diào)電阻Ra2、Rb2連接在下橋臂的振蕩回路中的開關(guān)管QO的基極。上述飽和深度控制電路14控制開關(guān)管QO飽和深度的過程如下:若預(yù)先設(shè)定燈絲的預(yù)熱時間為800ms，設(shè)定熒光燈剛被點亮至進入正常工作狀態(tài)的時間為5s，則在上電后，計時器開始計時，在計時器的計時未超過800ms的時間內(nèi)，調(diào)節(jié)器可一次或多次或連續(xù)性調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，使得圖2a中的開關(guān)管QO的發(fā)射極或圖2b中開關(guān)管QO的基極的等效阻抗增大，從而減小開關(guān)管QO的電荷存儲時間，由此，開關(guān)管QO退出飽和進入截止所需時間減小，則開關(guān)管QO所在的振蕩回路的振蕩頻率比正常工作頻率增高，則LC諧振電路失諧，故熒光燈在該800ms內(nèi)處于燈絲被加熱的狀態(tài)；在上電后的800ms后，調(diào)節(jié)器再可調(diào)電阻的阻值使包含開關(guān)管QO的振蕩回路的頻率恢復(fù)至正常工作頻率，則LC諧振電路13發(fā)生諧振而點亮熒光燈UO ;隨后，在計時器所計時間在800ms至5800ms之間時，若調(diào)節(jié)器再調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，使得圖2a中的開關(guān)管QO的發(fā)射極或圖2b中開關(guān)管QO的基極的等效阻抗減小，從而增加開關(guān)管QO的電荷存儲時間，使得開關(guān)管QO所在的振蕩回路的振蕩頻率比正常工作頻率降低，則熒光燈的光通量基于電流的增加而快速增力口，則剛被點亮的熒光燈在超額定功率的情形下快速進入正常工作狀態(tài)；若在計時器所計時間為800ms后調(diào)節(jié)器不再調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，則剛被點亮熒光燈UO在額定功率的情形下逐步進入正常工作狀態(tài)。此后，若調(diào)節(jié)器不再調(diào)節(jié)可調(diào)電阻Ra或Rb，則熒光燈一直處于正常工作狀態(tài)；若調(diào)節(jié)器再次調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，則處于正常工作狀態(tài)的熒光燈的工作頻率基于高頻振蕩電路的振蕩頻率的降低或升高而發(fā)生相應(yīng)改變。需要說明的是，調(diào)節(jié)器在熒光燈進入正常工作狀態(tài)后可一次、多次或周期性調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值；此外，若未預(yù)先設(shè)定熒光燈剛被點亮至進入正常工作狀態(tài)的時間段的長度，則調(diào)節(jié)器可基于預(yù)先設(shè)定的調(diào)節(jié)起始時間，例如，上電后的8s等，來開始調(diào)節(jié)可調(diào)電阻的阻值，以實現(xiàn)對處于正常工作狀態(tài)的熒光燈的調(diào)節(jié)。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，上述所示整流電路、高頻振蕩電路、及LC諧振電路僅僅只是列示，而非對本發(fā)明的限制，事實上，任何能將交流電源轉(zhuǎn)換為直流電壓的整流電路、能將直流信號轉(zhuǎn)換為高頻信號的高頻振蕩電路，例如,全橋式振蕩電路等、能基于高頻振蕩電路的輸入信號發(fā)生諧振以驅(qū)動熒光燈的LC諧振電路，均包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)；此外，若高頻振蕩電路采用橋式(例如半橋式、全橋式等)振蕩電路，則可在任一個或多個橋臂所包含的開關(guān)管的基極和/或發(fā)射極均連接可調(diào)電阻，以便調(diào)節(jié)相應(yīng)開關(guān)管的飽和深度。作為一種優(yōu)選方式,所述驅(qū)動電路I還包括啟動電路15,所述啟動電路15用于啟動所述聞頻振蕩電路12。優(yōu)選地,所述啟動電路15包括:包含電容的充電電路、連接所述充電電路及高頻振蕩電路12的驅(qū)動開關(guān)。其中，所述驅(qū)動開關(guān)包括但不限于:二極管、MOS管等；當所述驅(qū)動開關(guān)包括MOS管時，則所述啟動電路15還包括檢測單元。當檢測所述充電電容所充電壓達到預(yù)定電壓時，該檢測單元閉合所述驅(qū)·動開關(guān)；當檢測所述高頻振蕩電路進入振蕩工作狀態(tài)時，該檢測單元斷開所述驅(qū)動開關(guān)。具體地，所述檢測單元通過檢測開關(guān)管的基極或發(fā)射極的電壓或電流來判斷所述高頻振蕩電路是否進入振蕩工作狀態(tài)。優(yōu)選地，所述檢測單元包括比較電路等。例如,如圖2a或2b所示,在該啟動電路15中，充電電路包括:串聯(lián)的電阻R19、電容CO及連接聞頻振蕩電路12下橋臂的_■極管Dl,驅(qū)動開關(guān)包括連接聞頻振蕩電路12上橋臂的二極管D0。例如，如圖2c所示，在驅(qū)動電路I”的啟動電路15’中，充電電路包括:串聯(lián)的電阻R19與電容CO，驅(qū)動開關(guān)包括連接高頻振蕩電路12下橋臂的MOS管MO、連接充電電容CO、MOS管MO的柵極、開關(guān)管QO的基極的檢測單元。其中，所述檢測單元通過將電容CO的電壓與第一預(yù)定電壓進行比較來確定是否使MOS管MO導通，并通過將開關(guān)管QO的基極的電壓與第二預(yù)定電壓進行比較，來確定是否使MOS管MO截止。需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，在圖2c中，檢測單元也可通過將開關(guān)管QO的發(fā)射極的電壓與第三預(yù)定電壓進行比較，來確定是否使MOS管MO截止。上述啟動電路的啟動過程如下:上電后，整流電路11的電容C9輸出直流電壓對充電電路的電容CO充電，當電容CO所充電壓達到預(yù)定電壓時，驅(qū)動開關(guān)(即圖2a或2b中的二極管DO、圖2c中的MOS管MO)導通，則聞頻振蕩電路12中的開關(guān)管QO獲得電流從而導通，隨后開關(guān)管Q0、Q1與各自相應(yīng)的磁環(huán)線圈、電阻所構(gòu)成的振蕩回路開始高頻振蕩；同時，在開關(guān)管QO導通后，圖2a或2b中的啟動電容CO經(jīng)過二極管DO、Dl及開關(guān)管Q0、Ql快速放電，使得二極管DO (即驅(qū)動開關(guān))、Dl截止，圖2c中的MOS管MO則在檢測單元的控制下截止，由此來防止在高頻振蕩電路的振蕩過程中再次觸發(fā)開關(guān)管的導通。需要說明的是,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,上述所示啟動電路僅僅只是列示,而非對本發(fā)明的限制，事實上，任何能啟動高頻振蕩電路進入振蕩狀態(tài)的電路，均包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。綜上所述，本發(fā)明的基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路通過控制高頻振蕩回路中的開關(guān)管的飽和深度，來間接控制聞頻振蕩電路的振蕩頻率，使得燈絲能在預(yù)定時間內(nèi)被預(yù)熱，還能實現(xiàn)剛被點亮的熒光燈的光通量的快速攀升；此外，若采用包含MOS管的啟動電路，可有效降低電路的功耗。所以，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術(shù)的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術(shù)思想下所完成的一切等效修飾或 改變，仍應(yīng)由本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
權(quán)利要求
1.一種基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，其包括連接電源的整流電路、連接所述整流電路的高頻振蕩電路、及連接所述高頻振蕩電路與熒光燈的LC諧振電路，其中，所述高頻振蕩電路的振蕩回路中包含開關(guān)管，所述基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路的特征在于至少還包括: 連接開關(guān)管的飽和深度控制電路，用于在所述熒光燈未進入正常工作狀態(tài)前控制開關(guān)管的飽和深度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，其特征在于:所述飽和深度控制電路包括連接在開關(guān)管基極和/或發(fā)射極的受控可調(diào)電阻及控制所述受控可調(diào)電阻阻值的阻值調(diào)節(jié)單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，其特征在于:所述阻值調(diào)節(jié)單元包括: 第一計時器，用于計量時間； 連接所述第一計時器的第一調(diào)節(jié)器，用于基于所述第一計時器的計時在所述熒光燈燈絲的預(yù)熱時間段內(nèi)調(diào)節(jié)所述受控可調(diào)電阻的阻值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，其特征在于:所述阻值調(diào)節(jié)單元包括: 第二計時器，用于計量時間； 連接所述第二計時器的第二調(diào)節(jié)器，用于基于所述第二計時器的計時在所述熒光燈燈絲的預(yù)熱時間段內(nèi)和所述熒光燈剛被點亮至進入正常工作狀態(tài)的時間段內(nèi)調(diào)節(jié)所述受控可調(diào)電阻的阻值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，其特征在于，當所述飽和深度控制電路還用于所述熒光燈進入正常工作狀態(tài)后控制開關(guān)管的飽和深度，則所述阻值調(diào)節(jié)單元還包括: 第三調(diào)節(jié)器，用于基于計時器的計時在所述熒光燈進入正常工作狀態(tài)后調(diào)節(jié)所述受控可調(diào)電阻的阻值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，其特征在于，所述第三調(diào)節(jié)器在所述熒光燈進入正常工作狀態(tài)后周期性調(diào)節(jié)所述受控可調(diào)電阻的阻值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，其特征在于還包括:用于啟動所述高頻振蕩電路的啟動電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，其特征在于:所述啟動電路包括:包含電容的充電電路、連接所述充電電路及高頻振蕩電路的驅(qū)動開關(guān)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路，其特征在于:當所述驅(qū)動開關(guān)包括場效應(yīng)管時，所述啟動電路還包括:檢測單元，用于當檢測所述電容所充電壓達到預(yù)定電壓時閉合所述驅(qū)動開關(guān)、當檢測所述高頻振蕩電路進入振蕩工作狀態(tài)時斷開所述驅(qū)動開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于變頻技術(shù)來驅(qū)動熒光燈的驅(qū)動電路。該驅(qū)動電路包括連接電源的整流電路、連接所述整流電路的高頻振蕩電路、連接所述高頻振蕩電路與熒光燈的LC諧振電路、及連接所述高頻振蕩電路的振蕩回路中所包含的開關(guān)管的飽和深度控制電路；其中，所述飽和深度控制電路用于在所述熒光燈未進入正常工作狀態(tài)前控制開關(guān)管的飽和深度。本發(fā)明的優(yōu)點包括無需熱敏電阻可實現(xiàn)燈絲的預(yù)熱；還能使剛被點亮的熒光燈在超功率狀態(tài)下實現(xiàn)光通量快速爬升并進入穩(wěn)定工作狀態(tài)等。
文檔編號H05B41/36GK103249235SQ20121031402
公開日2013年8月14日 申請日期2012年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月3日
發(fā)明者戴國進, 顧欣 申請人:上海恒芯語微電子有限公司