專利名稱：分級調光的冷陰極熒光燈的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可調光的冷陰極熒光燈，尤其是一種分級調光的冷陰極熒光燈。
背景技術：
冷陰極熒光燈具有光效很高、壽命超長、可以調光、環(huán)保節(jié)能等特點。近些年來，冷陰極熒光燈在國內有了一定的發(fā)展，但可調光的冷陰極熒光燈并不多，其調光技術多數(shù)仍然沿用可控硅連續(xù)調光裝置，且調光范圍較小。一般說來，目前可調光的電光源還是以白熾燈為主，而日光燈、節(jié)能燈等熱陰極熒光燈基本不能調光；調光的技術基本是以可控硅連續(xù)調光裝置為主。這種調光方式，除了需要添加裝置以外，這種可控硅調光方式會降低功率因數(shù)，還會產生很多諧波，對市電網(wǎng)會產生很多污染。

發(fā)明內容
本發(fā)明是不需要可控硅調光器的新型冷陰極熒光燈。這種燈包括普通電源開關、 整流電路、高頻振蕩發(fā)生電路、微處理器控制電路、高頻控制電路、高頻逆變電路、高壓控制電路、過壓保護電路、冷陰極熒光管等，它的調光控制是通過普通電源開關的通斷來實現(xiàn)的。本冷陰極熒光燈的調光過程是這樣的冷陰極熒光燈在正常情況下在高壓高頻低電流的情況下工作。在驅動器電路中，通過高頻振蕩發(fā)生電路產生一個40-60KHZ的高頻振蕩，并通過高頻逆變器升壓至約800-1000V的高壓，電流強度則只有數(shù)毫安到數(shù)十毫安，這個高壓高頻低電流接入冷陰極熒光燈的二個電極，并由此使熒光管發(fā)光，這時的高電壓和低電流的乘積就是冷陰極熒光燈所消耗的功率。微處理器控制電路中，產生一個300Hz的方波，并可以將其分為數(shù)種不同的脈寬 (譬如分為100% ,70^^50%、30%等)。當50KHZ的高頻振蕩信號到達高頻控制電路時，這個高頻信號就被這些不同脈寬的300Hz方波所控制，而形成不同寬度間歇高頻振蕩信號。 這個方波的脈寬決定高頻信號的通斷時間，脈寬越寬，高頻信號的通電時間長，電流就大； 脈寬越窄，高頻信號的通電時間短，電流就小。在微處理器控制電路中，預先設置幾個不同脈寬的方波，就可以由此控制調整通過熒光管的電流，在保持高壓基本不變的情況下，就可以控制調整冷陰極熒光燈的功率和發(fā)光強度。在普通電源開關通斷時，會產生一個電脈沖，這個電脈沖被微處理器識別后，自動循環(huán)選擇不同脈寬的方波，也就選擇了不同的電流，就達到了調整功率和亮度的目的。


圖1為分級調光的冷陰極熒光燈的控制調光結構框圖。
圖2為微處理器程序設計示意框圖。圖3為分級調光的冷陰極熒光燈的電路圖。
具體實施方案參看圖3。1、產生穩(wěn)定的電源為各種工作單元提供穩(wěn)定、充足的、不同規(guī)格的電源，是保證各種單元穩(wěn)定工作的基本保障。220V交流電通過電源開關連接到交流整流電路，通過Fl、CXU CX2、BDU R4、R8、 L2、C17元件整流濾波得到直流300V電壓，提供給輸出功率VMOS管。經(jīng)過R18、R15、Q4、D8給微處理器提供5V直流電源。通過Rl、RlA給高頻控制電路提供初始電壓；當高頻控制電路工作后，通過C8、 D2A、D2、D5、C2向高頻控制芯片電路提供一個穩(wěn)定的直流12V電壓。高頻控制電路連接到功率VMOS管Ql和Q2，R5、R6、R11、R12、C19、C4驅動VMOS功率管產生高壓高頻脈沖，驅動高壓變壓器，高壓變壓器連接到冷陰極熒光燈管，使其發(fā)光。2、產生高頻振蕩在高頻振蕩電路中，由R17、C6與逆變器芯片內的振蕩電路產生一個50KHz的12V 驅動VMOS管的驅動電壓，這是供給冷陰極熒光燈的基本頻率。3、產生分級脈寬方波利用微處理器U2內部的低頻方波發(fā)生電路，可以在微處理器第8腳產生300Hz的方波。調整低頻方波發(fā)生電路中的比例，就可以產生不同脈寬的方波。當微處理器的第1腳上出現(xiàn)低電平時，其內部的低頻方波發(fā)生電路就自動發(fā)生跳轉，產生300Hz數(shù)個不同脈寬(100%、70%、50%、30%等)的方波。4、調整方波的脈沖的
電源開關的一次通斷(時間控制在0. 3-1秒)，通過R2、R23、R7、C13、Q2、C12在 Q2(NPN管)的集電極產生一個高低電平的變化，微處理器識別到這一個變化，即在第8腳產生預先設置的300Hz的一個100%脈寬的方波。電源開關再次通斷，微處理器再次識別到這一個變化，即在第8腳產生預先設置的300Hz的一個70%脈寬的方波。電源開關再次通斷，微處理器再次識別到這一個變化，即在第8腳產生預先設置的300Hz的一個50%脈寬的方波。電源開關再次通斷，微處理器再次識別到這一個變化，即在第8腳產生預先設置的300Hz的一個30%脈寬的方波。電源開關多次通斷，在Q2的集電極多次產生一個高低電平的變化，都會產生 300Hz另一個脈寬的方波，周而復始。5、保證短暫斷電時的電量為了使電源開關短暫關斷時，使微處理器能夠保持5V電壓并正常工作，當斷電時微處理器第7腳產生一個高電平，使Q6(VM0S管)導通，瞬間使振蕩電容C6停止振蕩。從而保住C17的電量，也就短暫保住了微處理器的5V電壓并正常工作。
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如果斷電時間較長(超過1秒)，則C17的電量也將用盡，微處理器將停止工作。 這時再次開啟電源，微處理器不會保留上一次300Hz脈寬的信息，將重新回到起點，啟用 100%脈寬。6、分級脈寬對高頻信號的控制微處理器控制電路的300Hz低頻方波與高頻振蕩電路的50KHz高頻疊加，以300Hz 低頻方波控制50KHz高頻振蕩正弦波。當電源開關按照要求的時間范圍內(0. 3-1秒)進行多次通斷時，微處理器會在第 1腳識別這種發(fā)生在集電極上的高低電平的變化，自動順序選擇在第8腳產生不同比例脈寬(100^^70^50^^30%等)的方波。這些不同脈寬的方波控制的高頻信號的震蕩與否， 使其形成間歇振蕩狀態(tài)，亦即控制了電流的大小，也就控制了整個燈的功率和亮度。7、產生高壓和功放被分級脈寬控制的高頻信號經(jīng)過高頻逆變電路、高壓電路升壓，VMOS管將其變?yōu)檫m合冷陰極熒光燈管使用的高壓高頻(1000V、50KHz)電流，使燈發(fā)光。由于分級調光使得脈寬不同，所以每次的高壓高頻電流強度也不同，冷陰極熒光燈發(fā)出的亮度和消耗的功率也不同。8、過壓保護在高壓變壓器副邊繞組取一交流電壓，通過D10、D10A、D10B、D10C、R10A、R14A、 C18A、R10、RM、I^6、R13、C18得到一個直流電壓，與穩(wěn)壓管D7、R22的穩(wěn)壓值進行對照檢測。
如果直流電壓低于D7穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，高頻逆變器穩(wěn)定工作。一旦直流電壓超過D7穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值將使得Q7 (VM0S管)柵極為高電平。由R20A、R20從直流高壓端獲取電壓，經(jīng)D9穩(wěn)壓管得到一個15V電壓提供給 Q3 (PNP 三極管)。由 D6、R19、C14、Q3、D9、C15、R21、Q7、R22、D7 構成一套保護電路。當 Q7 柵極為高電平時，使Q7(VM0Q管導通，使Q3 (PNP三極管)基極為低電平，D6 二極管導通， 使得高頻逆變電路供電電壓為零而使高頻逆變電路停止工作，從而形成了保護。9、冷陰極熒光燈管冷陰極熒光燈采用高壓(1000V)高頻(50KHz)低電流(16毫安)的工作方式，功率為16瓦，光效達到60Lm/W以上。當采用普通開關電源控制可調光冷陰極熒光燈時，第一次開燈，功率16W，為 100% ；第二次開燈，功率11W，為70% ；第三次開燈，功率8W，為50% ；第四次開燈，功率5W， 為30% ；第五次開燈，則又為16W，開始一個新的循環(huán)。
權利要求
1.一種分級調光的冷陰極熒光燈，其特征在于，這種燈采用高壓高頻低電流供電方式， 在微處理器的調光電路中使用低頻方波的脈寬調整技術，控制高頻信號處于不同脈寬的間歇振蕩工作狀態(tài)，從而改變電流的大??；由一個普通的電源開關的通斷產生的電脈沖去控制選擇在微處理器上預先設置的不同脈寬，就可以控制調整冷陰極熒光燈管中的電流，達到控制調節(jié)發(fā)光強度和功率的目的。
2.根據(jù)權利要求1所述的分級調光的冷陰極熒光燈，其特征在于，被調光控制的對象是冷陰極熒光燈，這種冷陰極熒光燈是處于高壓高頻低電流(約800-1000V、40-60KHz、數(shù)毫安至數(shù)十毫安)的工作狀態(tài)。
3.根據(jù)權利要求1所述的分級調光的冷陰極熒光燈，其特征在于，這種燈的調光控制裝置不使用可控硅調光器，只是一個普通的電源開關，由電源開關的通斷產生的電脈沖去控制循環(huán)選擇微處理器的預先設置的不同脈寬。
4.根據(jù)權利要求1所述的分級調光的冷陰極熒光燈，其特征在于，這種燈的微處理器中通過設計程序，預先設置了數(shù)種不同的脈寬，這些不同的脈寬控制高頻振蕩信號形成不同的間歇振蕩，從而控制了通過熒光管的不同的電流大小，冷陰極熒光燈也就使用不同的功率和發(fā)出不同的發(fā)光強度，這就形成數(shù)種等級的分級調光。
5.根據(jù)權利要求1所述的分級調光的冷陰極熒光燈，其特征在于，不論是一只燈的獨立調光，還是許多燈的集中調光，其控制源都只是這些燈的總開關，而不需要任何附加裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及可調光的冷陰極熒光燈技術領域，包括普通電源開關、整流電路、高頻振蕩發(fā)生電路、高頻逆變電路、微處理器控制電路、高壓控制電路、過壓保護電路、冷陰極熒光管等。冷陰極熒光燈是在高壓高頻低電流的情況下工作，它的調光控制是通過普通電源開關的多次通斷來實現(xiàn)的。在高頻控制電路中，微處理器控制電路產生一個低頻(譬如300Hz)的方波，并將其分為數(shù)種不同的脈寬。當50kHz的高頻振蕩信號被這些不同脈寬的方波所控制，就形成熒光管中的不同電流。在電源開關通斷時，其產生的一個電脈沖會控制微處理器自動循環(huán)選擇不同脈寬的方波，從而控制了通過熒光管的電流。多次通斷電源開關，就達到了分級調整功率和亮度的目的。
文檔編號H05B41/38GK102264186SQ20111007635
公開日2011年11月30日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權日2011年3月29日
發(fā)明者于學文, 齊志遠 申請人:于學文, 齊志遠