專利名稱：新型的用于熒光燈異常狀態(tài)的保護(hù)取樣電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種照明電器中電子鎮(zhèn)流器熒光燈異常狀態(tài)的保護(hù)取樣電路，特別涉及一種新型的用于熒光燈異常狀態(tài)的保護(hù)取樣電路。
背景技術(shù)：
熒光燈因發(fā)光效率高、節(jié)能和色溫可控制，已成為當(dāng)前主要的照明光源。特別是細(xì) 管徑熒光燈管具有顯色性更好，光效更高等優(yōu)點(diǎn)，管徑為16mm的T5和管徑為12mm的T4等 細(xì)管徑熒光燈管已開始在公共場合和家庭照明中被廣泛采用。熒光燈電子鎮(zhèn)流器因具有高 效節(jié)能、舒適、安全、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)而逐漸替代傳統(tǒng)的電感式鎮(zhèn)流器。對于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點(diǎn)亮的半橋逆變式 電子鎮(zhèn)流器，當(dāng)連接在正常開啟的電子鎮(zhèn)流器中的熒光燈管出現(xiàn)如管腳接觸不良，燈管未 接入，燈管未激活，非激活燈管(漏氣燈管)等異常狀態(tài)時(shí)，會引起燈管電壓的異常升高，從 而導(dǎo)致?lián)p壞電子鎮(zhèn)流器的不良后果。在熒光燈老化時(shí)，不但燈管的發(fā)光效率會逐漸衰減；還因一個(gè)電極損壞或電子發(fā) 射不足，引起電弧電流在連續(xù)半周期中經(jīng)常不一致的效應(yīng)，即所謂整流效應(yīng)。處于工作狀態(tài) 的燈管的一個(gè)電極損壞或電子發(fā)射不足，將引起燈管一端的電極溫度迅速上升，額外的功 率損耗集中在陰極前面一個(gè)很小的范圍內(nèi)。對于管徑為16毫米的T5及更細(xì)管徑的燈管，由 于散熱條件比粗管徑燈管差，燈管一端的過熱可能造成燈頭處的燈具接插件燒毀以及電極 端的玻璃管壁熔化，從而引發(fā)安全事故。此外，工作在整流效應(yīng)狀態(tài)下的燈管電壓會升高， 如果鎮(zhèn)流器繼續(xù)維持熒光燈管的放電電流，則燈管的功率將隨著燈管電壓的上升而相應(yīng)上 升，加劇了燈管過熱。近些年來，在電子鎮(zhèn)流器的安全標(biāo)準(zhǔn)中，已經(jīng)明確規(guī)定了對于T5或更 細(xì)管徑的熒光燈鎮(zhèn)流器，必須具有熒光燈管壽命終止保護(hù)特性，即在熒光燈管壽命終止現(xiàn) 象出現(xiàn)時(shí)，鎮(zhèn)流器應(yīng)能將燈管的附加功率控制在限定的范圍之內(nèi)，因此燈管壽終保護(hù)已成 為必須考慮的燈管異常狀態(tài)。另外，按照國內(nèi)電子鎮(zhèn)流器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，所有電子鎮(zhèn)流器都需要 通過整流效應(yīng)的測試，而針對這一異常狀態(tài)也應(yīng)有相應(yīng)的檢測和保護(hù)電路。燈管異常狀態(tài)保護(hù)電路是電子鎮(zhèn)流器的不可或缺的組成部分。在半橋逆變式電子鎮(zhèn)流器中，按照取樣方法，有附圖1所示的扼流圈取樣，附圖2 所示的燈電壓分壓取樣，附圖3所示的振蕩管源極取樣，以及附圖4所示的燈電壓積分取樣 等多種保護(hù)取樣電路的形式。圖1所示的扼流圈取樣和圖2所示的燈電壓分壓取樣方法都是直接利用燈管異常 狀態(tài)時(shí)諧振電壓升高，通過一只二極管提取燈管高頻電壓的半個(gè)周波的信號。對于非激活 燈管，因?yàn)槌霈F(xiàn)升高的燈管電壓是對稱的，保護(hù)取樣電路能提供足夠的保護(hù)動作電壓。在燈 管壽終時(shí)，燈電壓呈現(xiàn)不對稱的整流效應(yīng)，則有可能取不到信號；或即使取到，靈敏度也較 低。所以它們不適于作燈管的壽終保護(hù)。圖3所示振蕩管源極取樣保護(hù)電路，當(dāng)燈管異常狀態(tài)時(shí)，引發(fā)的正、反向諧振電流 都增大，只有在通過振蕩管的電流增加較大時(shí)，取樣電路才有足夠輸出。因此通常也只能用在對非激活燈管的保護(hù)，不能用作燈管壽終保護(hù)。此外，為了減小額外損耗，場效應(yīng)開關(guān)管 的源極取樣電阻不能用得很大，從它上面獲取的保護(hù)動作電壓的幅度也不可能很大，這樣 也就增加了整機(jī)調(diào)整的難度。因此，它通常只能在用集成電路作驅(qū)動的電子鎮(zhèn)流器中使用。 圖4所示的燈電壓積分取樣電路，提取的是燈電壓正半周和負(fù)半周差值的積分 值。燈管正常工作時(shí)，燈管兩端燈絲的電子發(fā)射能力相同，燈管電壓正半周和負(fù)半周的電壓 相同，差值為零，在電容器上的積分值為零。當(dāng)燈絲某一端的電子發(fā)射能力減弱時(shí)，引起燈 電流的不對稱，從而使燈電壓正半周和負(fù)半周的電壓不對稱，在電容器上積分出這個(gè)連續(xù) 正、負(fù)半周期不對稱的差值。這個(gè)差值可能是正，也可能是負(fù)。經(jīng)過一個(gè)絕對值放大器，轉(zhuǎn) 換成合適的保護(hù)動作電壓輸出。但是，當(dāng)燈的兩端燈絲的發(fā)射能力都下降時(shí)，雖然燈電流下 降，燈電壓升高，因連續(xù)的正、負(fù)半周期的不對稱程度并未加劇，電容器上有可能積分不到 足夠的差值電壓，不能及時(shí)起到保護(hù)作用。同樣道理，這種方法對燈管電壓呈現(xiàn)升高的、正 半周和負(fù)半周波形對稱的非激活燈管狀態(tài)也是不能保護(hù)的?，F(xiàn)有的半橋逆變式電子鎮(zhèn)流器燈管異常保護(hù)取樣電路，特別在提出燈管壽終保護(hù) 的要求之后，如何用比較簡單的一種異常狀態(tài)取樣電路兼顧實(shí)現(xiàn)對各種異常狀態(tài)的有效保 護(hù)，成為此領(lǐng)域業(yè)內(nèi)爭相研討的課題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)中對半橋逆變式熒 光燈電子鎮(zhèn)流器難以用一種電路兼顧對各種燈管異常狀態(tài)的有效保護(hù)，提出一種扼流圈全 波取樣的能應(yīng)對各種燈管異常狀態(tài)的保護(hù)取樣電路。這種電路不但能在燈管管腳接觸不 良，燈管未接入，燈管未激活或連接非激活燈管(漏氣燈管)等異常狀態(tài)時(shí)，燈管電壓比燈 管正常狀態(tài)時(shí)要高，且正、負(fù)半周波形是對稱的情況下，保護(hù)取樣電路都能輸出足夠的保護(hù) 動作電壓；而且在燈管壽終，燈管電壓呈現(xiàn)隨機(jī)正、負(fù)半周不對稱的整流效應(yīng)時(shí)，同樣能夠 獲取并輸出足夠的保護(hù)動作電壓。為了解決以上的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種新型的用于熒光燈異常狀態(tài)的 保護(hù)取樣電路，在鎮(zhèn)流器串聯(lián)諧振電路中串接一個(gè)取樣扼流線圈L0，取樣扼流線圈LO包括 兩個(gè)次級繞組n21和π22，取樣扼流線圈LO的次級繞組n21和η22與整流二極管D1、D2連 接構(gòu)成全波整流，整流后電壓經(jīng)濾波電容C、濾波電阻R構(gòu)成RC濾波電路，全波整流輸出的 電壓經(jīng)雙向觸發(fā)二極管D輸出燈管異常保護(hù)動作電壓。所述取樣扼流線圈LO的初級繞組nl是鎮(zhèn)流器串聯(lián)諧振電路中的諧振電感的組成 部分。所述取樣扼流線圈LO的次級繞組π21和π22是在一定諧振條件下對取樣扼流線 圈LO進(jìn)行取樣。當(dāng)燈管正常工作時(shí)，燈管作為負(fù)載是并聯(lián)鏈接在諧振電路CO兩端中；當(dāng)燈 管處于異常狀態(tài)時(shí)，并聯(lián)在電容CO上的負(fù)載電阻變大，諧振回路上的Q值增加，取樣扼流線 圈LO和CO上的電壓就會發(fā)生大幅度的變化，次級繞組π21和η22也就反應(yīng)了燈管異常的 狀態(tài)。在上述的兩個(gè)二極管Dl和D2的負(fù)極以及電阻R和電容器C的公共節(jié)點(diǎn)@上得到的 直流電壓Ua為所需的取樣電壓。在燈管異常狀態(tài)時(shí)，取樣電壓Ua經(jīng)雙向觸發(fā)二極管D輸 出保護(hù)動作電壓，控制鎮(zhèn)流器的相關(guān)電路，使鎮(zhèn)流器停止工作。將所述的雙向觸發(fā)二極管D的轉(zhuǎn)換電壓設(shè)定為閥值電壓Ut，當(dāng)取樣扼流線圈LO次級繞組全波整流電路輸出的電壓值Ua高于閥值電壓Ut，雙向觸發(fā)二極管D導(dǎo)通并輸出燈管 異常保護(hù)動作電壓。在燈管正常工作狀態(tài)時(shí)，取樣電壓Ua波形如圖6a所示，可得出，燈管電壓保持正 常值，且波形接近正弦波，全波整流輸出電壓Ua(η)低于與所述雙向觸發(fā)二極管D的閾值電 壓Ut，設(shè)定全波整流輸出電壓Ua(η)為閾值電壓Ut的三分之二。此時(shí)雙向觸發(fā)二極管截 止，無保護(hù)動作電壓輸出。在燈管未激活或連接非激活燈管、或漏氣燈管時(shí)，鎮(zhèn)流器諧振電容器CO兩端的諧 振電壓幅度在瞬間會增加兩至三倍甚至更大。從所述取樣扼流線圈LO的兩個(gè)次級繞組π21 和η22獲得的取樣信號經(jīng)所述二極管Dl和D2全波整流后的電壓Ua(a)將超過設(shè)定的閾值 電壓Ut，即所述雙向觸發(fā)二極管D的轉(zhuǎn)換電壓，所述的雙向觸發(fā)二極管D導(dǎo)通，輸出保護(hù)動 作電壓。此時(shí)保護(hù)電路上取樣電壓波形如圖6b所示。在出現(xiàn)整流效應(yīng)的燈管壽終的異常狀態(tài)時(shí)，半個(gè)周期的諧振電壓幅度隨一端燈絲 的發(fā)射能力的降低而增加，另半個(gè)周期的諧振電壓沒有變化，這兩個(gè)半個(gè)周期的諧振電壓 共同組成了③點(diǎn)電位。因而無論是一個(gè)燈絲的發(fā)射能力降低，還是兩端的兩個(gè)燈絲的發(fā)射 能力都降低，在所述全波整流器電路中，異常狀態(tài)整流電壓Ua(a)都將比燈管正常狀態(tài)時(shí) 的整流電壓Ua(η)有較大幅度的升高。只要整流電壓Ua超過設(shè)定的閾值電壓Ut，所述雙向 觸發(fā)二極管D導(dǎo)通，就會有保護(hù)動作電壓輸出。本實(shí)用新型的優(yōu)越功效在于本實(shí)用新型的取樣電路不但能在管腳接觸不良，燈 管未接入，燈管未激活，非激活燈管、或漏氣燈管等異常狀態(tài)時(shí)，依靠取樣對稱的燈電壓升 高而獲取保護(hù)動作信號；還能在燈管壽終時(shí)，無論燈管的哪一端發(fā)射能力降低或兩端燈絲 發(fā)射能力同時(shí)降低，都能從升高的不對稱電壓波形中可靠提取到保護(hù)動作電壓，是一種在 半橋逆變式電子鎮(zhèn)流器中實(shí)現(xiàn)燈管異常狀態(tài)全保護(hù)的理想電路。

圖中標(biāo)號說明附圖1為扼流線圈取樣電路圖；附圖2為燈電壓分壓取樣電路圖；附圖3為振蕩管源極取樣電路圖；附圖4為燈電壓積分取樣電路圖；附圖5為本實(shí)用新型扼流線圈全波取樣電路圖；附圖6 (包括圖6a和圖6b)為本實(shí)用新型扼流圈全波取樣電壓波形圖；圖中標(biāo)號說明1-半橋逆變驅(qū)動電路；Dl、D2-整流二極管；2-異常保護(hù)取樣電路；D-觸發(fā)二極管；Lamp-熒光燈管；Cl、C2-串聯(lián)諧振回路電容L-諧振電感； CO-諧振電容；LO-取樣扼流圈；C-濾波電容；nl-取樣扼流線圈初級繞組； Ca-隔直流電容n2Un22-取樣扼流線圈次級繞組；[0035]Rl, R2-開關(guān)管射極/源極電阻；Ql，Q2-半橋逆變器開關(guān)管；Ra，Rb-分壓電阻；R-濾波電阻。
具體實(shí)施方式
請參閱附圖所示，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。如圖5所示，本實(shí)用新型提供了一種新型的用于熒光燈異常狀態(tài)的保護(hù)取樣電路，該取樣電路包括串聯(lián)連接在串聯(lián)諧振電路中的取樣扼流線圈L0，全波整流二極管Dl和 D2，濾波電容C，濾波電阻R以及雙向觸發(fā)二極管D。所述取樣扼流線圈LO的初級繞組nl 串聯(lián)連接在諧振電感L和與諧振電容CO并聯(lián)的熒光燈管Lamp之間，從所述取樣扼流線圈 LO的次級繞組n21和η22取得燈管電壓信號。所述整流二極管Dl和D2的陽極分別接所述 取樣扼流線圈LO的次級繞組π21和π22 —端，所述取樣扼流線圈LO的次級繞組n21和η22 的另一端接電路的公共低電位點(diǎn)Gnd，所述整流二極管Dl和D2的陰極與所述濾波電容C， 濾波電阻R的各一端在公共點(diǎn)③上相互接在一起。公共點(diǎn)@還與雙向觸發(fā)二極管D的一端 相連接。選定所述雙向觸發(fā)二極管D的轉(zhuǎn)換電壓為閾值電壓Ut。在公共點(diǎn)③上，由所述的 全波整流電路對獲取的鎮(zhèn)流器燈管高頻電壓信號進(jìn)行全波整流取得電壓Ua。設(shè)置燈管正常 狀態(tài)時(shí)的整流電壓Ua(n)為設(shè)定閾值電壓Ut的約三分之二，如圖6a所示。因此，在燈管正 常狀態(tài)時(shí)，Ua(η)小于Ut，所述雙向觸發(fā)二極管D截止，無異常保護(hù)動作電壓經(jīng)所述雙向觸 發(fā)二極管D輸出。在燈管異常狀態(tài)時(shí)，無論出現(xiàn)高頻燈電壓正、負(fù)半周對稱或不對稱增高， 在公共點(diǎn)③上整流得到的取樣電壓Ua(a)均會遠(yuǎn)高于設(shè)定的閾值電壓Ut，如圖6b所示，所 述雙向觸發(fā)二極管D導(dǎo)通，輸出保護(hù)動作電壓，控制鎮(zhèn)流器的相關(guān)電路，在燈管異常狀態(tài)時(shí) 使鎮(zhèn)流器停止工作。
權(quán)利要求一種新型的用于熒光燈異常狀態(tài)的保護(hù)取樣電路，其特征在于在鎮(zhèn)流器串聯(lián)諧振電路中串接一個(gè)取樣扼流線圈L0，取樣扼流線圈L0包括兩個(gè)次級繞組n21和n22，取樣扼流線圈L0的次級繞組n21和n22與整流二極管D1、D2連接構(gòu)成全波整流，整流后電壓經(jīng)濾波電容C、濾波電阻R構(gòu)成RC濾波電路，全波整流輸出的電壓經(jīng)雙向觸發(fā)二極管D輸出燈管異常保護(hù)動作電壓。
2.按權(quán)利要求1所述的新型的用于熒光燈異常狀態(tài)的保護(hù)取樣電路，其特征在于 所述取樣扼流線圈LO的初級繞組nl是鎮(zhèn)流器串聯(lián)諧振電路中的諧振電感的組成部分。
3.按權(quán)利要求1所述的新型的用于熒光燈異常狀態(tài)的保護(hù)取樣電路，其特征在于所述的雙向觸發(fā)二極管D的轉(zhuǎn)換電壓設(shè)定為閥值電壓Ut，取樣扼流線圈LO次級繞組全 波整流電路輸出的電壓值Ua高于閥值電壓Ut，雙向觸發(fā)二極管D導(dǎo)通并輸出燈管異常保護(hù) 動作電壓。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種新型的用于熒光燈異常狀態(tài)的保護(hù)取樣電路，在鎮(zhèn)流器串聯(lián)諧振電路中串接一個(gè)取樣扼流線圈L0，取樣扼流線圈L0的次級繞組n21和n22與整流二極管D1、D2連接構(gòu)成全波整流，整流后電壓經(jīng)濾波電容C、濾波電阻R構(gòu)成RC濾波電路，全波整流輸出的電壓經(jīng)雙向觸發(fā)二極管D輸出燈管異常保護(hù)動作電壓。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是能在管腳接觸不良，燈管未接入，燈管未激活，非激活燈管、或漏氣燈管等異常狀態(tài)時(shí)，依靠取樣對稱的燈電壓升高而獲取保護(hù)動作信號；還能在燈管壽終時(shí)，無論燈管的哪一端發(fā)射能力降低或兩端燈絲發(fā)射能力同時(shí)降低，都能從升高的不對稱電壓波形中提取到保護(hù)動作電壓，是一種在半橋逆變式電子鎮(zhèn)流器中實(shí)現(xiàn)燈管異常狀態(tài)全保護(hù)的理想電路。
文檔編號H05B41/298GK201601884SQ20102010826
公開日2010年10月6日 申請日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者孫海林, 武潔霞, 葛葆璋 申請人:上海阿卡得電子有限公司