專利名稱：一種熒光燈啟動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熒光燈啟動(dòng)器，尤其是這樣一種啟動(dòng)器，它利用半導(dǎo)體電子開(kāi)關(guān)元件啟動(dòng)帶有電極的熒光燈。
一般來(lái)講，主要把輝光燈啟動(dòng)器用作為熒光燈啟動(dòng)器。但是，輝光燈啟動(dòng)器具有這樣的問(wèn)題，即需要長(zhǎng)時(shí)間來(lái)啟動(dòng)熒光燈并且輝光燈啟動(dòng)器自身的壽命短，以及其它問(wèn)題。
最近，為克服上述問(wèn)題已開(kāi)始使用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的啟動(dòng)器，但是，這樣的一種啟動(dòng)器要求較高的生產(chǎn)投資，這使其實(shí)際使用難于擴(kuò)展。所以，迫切需要使用開(kāi)關(guān)元件的經(jīng)濟(jì)的啟動(dòng)器。
日本專利公開(kāi)說(shuō)明書NO.3-252096揭示了一種如圖5所示的使用半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)元件的熒光燈啟動(dòng)器。這種普通的熒光啟動(dòng)器包括一個(gè)交流電源101，一個(gè)鎮(zhèn)流器102，一個(gè)具有一對(duì)電極104和105的熒光燈，一只晶閘管112，一只齊納二極管112，4個(gè)電阻108、109、114和115，以及二只電容器110和119。
電極104的一個(gè)端頭經(jīng)鎮(zhèn)流器102連接到交流電源101上。電極105的一個(gè)端頭也連接到交流電源101上。熒光燈103在交流電源101的相對(duì)端被連接到一串聯(lián)電路上，該串聯(lián)電路具有二極管106、電阻109，三極管107的集電極和發(fā)射極。三極管107的基極經(jīng)電阻114連接二極管106。用于控制晶閘管112的一個(gè)控制電壓供給電路連接在二極管106和三極管107的發(fā)射極之間，上述電路具有電阻108和電容器110。晶閘管112被連接在三極管107的基極和發(fā)射極之間。電阻115和齊納二極管113被連接在晶閘管112的柵極和電阻108一側(cè)上的電容器110的一端之間。
下面說(shuō)明上述傳統(tǒng)的啟動(dòng)器的工作原理。
交流電源101接通后，在電源電壓的周期為正時(shí)經(jīng)電阻114電流被加在三極管107的基極和發(fā)射極之間，由此使三極管集電極和發(fā)射極之間電導(dǎo)通。結(jié)果，預(yù)熱電流從交流電源101加到鎮(zhèn)流器102、電極104、二極管106、電阻109、三極管107和電極105。每當(dāng)對(duì)應(yīng)電源電壓的正半波施加預(yù)熱電流時(shí)，熒光燈103的電極105和104被預(yù)熱，控制電壓供給裝置的電容器110經(jīng)電阻108充電。當(dāng)橫跨在電容器110兩端上的電壓超過(guò)齊納二極管113的齊納電壓時(shí)，電流經(jīng)電阻115施加給晶閘管112的柵極，使晶閘管112進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)。這時(shí)，提供給鎮(zhèn)流器102的電流中斷，使得在具有電感的鎮(zhèn)流器上產(chǎn)生脈沖電壓，借此來(lái)啟動(dòng)熒光燈103。
但是，這種慣用的啟動(dòng)器具有如下所述的缺點(diǎn)。為了導(dǎo)通晶閘管112，電容器110兩端的電壓要超過(guò)齊納二極管113的齊納電壓和晶閘管112的柵極和陰極之間的電壓之和。按照該慣用啟動(dòng)器，困難的是維持這樣的一個(gè)固定時(shí)間段，即從電源接通的時(shí)間到晶閘管接通的時(shí)間。原因是齊納二極管113的齊納電壓和電容器110的電容量很可能偏離設(shè)計(jì)值，并且該值根據(jù)環(huán)境條件發(fā)生變動(dòng)。所以，從鎮(zhèn)流器102上以一恒定時(shí)間來(lái)產(chǎn)生脈沖電壓是非常困難的。此外，在熒光燈103兩端的電壓不充分大時(shí)，晶體管107轉(zhuǎn)換到截止?fàn)顟B(tài)。結(jié)果，在鎮(zhèn)流器102上末充分地產(chǎn)生脈沖電壓，使得熒光燈103維持在未點(diǎn)燃的狀態(tài)。
本發(fā)明的熒光燈啟動(dòng)器包括
一個(gè)與用來(lái)提供交流電壓的電源相連的串聯(lián)電路，該電路包括一個(gè)鎮(zhèn)流器和一個(gè)帶有電極的熒光燈;
一個(gè)具有集電極和發(fā)射極的三極管，上述集電極和發(fā)射極經(jīng)一個(gè)二極管連接在不與電源相連的熒光燈相對(duì)端的電極之間;
一個(gè)具有一個(gè)電阻和一個(gè)電容器的控制電壓供給電路，它們由三極管集電極和發(fā)射極之間的電壓來(lái)控制;以及一個(gè)由控制電壓供給裝置的電容上產(chǎn)生的電壓的一部分和其電容器上產(chǎn)生的電壓的總電壓控制的開(kāi)斷三極管的三極管基極控制電路。
根據(jù)熒光燈啟動(dòng)器的另一結(jié)構(gòu)方案它包括一個(gè)與用來(lái)提供交流電壓的電源相連的串聯(lián)電路，該電路包括一個(gè)鎮(zhèn)流器和一個(gè)帶有電極的熒光燈;
一個(gè)具有集電極和發(fā)射極的三極管，上述集電極和發(fā)射極經(jīng)一二極管連接在不與電源相連的熒光燈相對(duì)端的電極之間。
一個(gè)具有串聯(lián)電路的控制電壓供給電路，該電路包括第一電阻、第二電阻和一個(gè)電容器，該串接的阻容元件連接在三極管的集電極和發(fā)射極之間;
一個(gè)由控制電壓供給裝置的第二電阻上產(chǎn)生的電壓和其中電容器上產(chǎn)生的電壓的總電壓控制的，用來(lái)開(kāi)關(guān)三極管的三極管基極控制電路，其中三極管基極控制電路包括一個(gè)包括一個(gè)電阻和一個(gè)晶閘管的串聯(lián)電路，它連接在三極管的集電極和發(fā)射極之間;一個(gè)齊納二極管連接在第一電阻和由第二電阻及電容器構(gòu)成的串聯(lián)電路的節(jié)點(diǎn)與晶閘管柵極之間，晶閘管的陽(yáng)極和陰極分別連接到三極管的基極和發(fā)射極。
根據(jù)熒光燈啟動(dòng)器的另外一結(jié)構(gòu)方案，它包括一個(gè)與用來(lái)提供交流電壓的電源相連的串聯(lián)電路，該電路包括一只鎮(zhèn)流器和裝有電極的一只熒光燈;
一個(gè)具有集電極和發(fā)射極的三極管，集電極和發(fā)射極經(jīng)一個(gè)二極管和一個(gè)電流撿測(cè)元件連接在不與電源相連的熒光燈相對(duì)端的電極之間;
具有一個(gè)電阻和一電容器的一個(gè)控制電壓供給電路，它由三極管集電極和發(fā)射極間的電壓來(lái)控制;以及一個(gè)由控制電壓供給電路的電容器上所產(chǎn)生的電壓和電流撿測(cè)元件上產(chǎn)生的電壓的總電壓控制的、用來(lái)開(kāi)斷三極管的三極管基極控制電路按照熒光燈啟動(dòng)器的另外一結(jié)構(gòu)方案，它包括一個(gè)與用來(lái)提供交流電壓的電源相連的串聯(lián)電路，該電路包括一個(gè)鎮(zhèn)流器和一個(gè)裝有電極的熒光燈;
一個(gè)具有集電極和發(fā)射極的三極管，集電極和發(fā)射極經(jīng)一個(gè)二極管和一電流檢測(cè)元件連接在不與電源相連的熒光燈相對(duì)端的電極之間;
一個(gè)連接在三極管的集電極和發(fā)射極之間帶有第一電阻和一電容器的控制電壓供給電路;
由在控制電壓供給電路的電容器上產(chǎn)生的電壓和在電流檢測(cè)元件上產(chǎn)生的電壓的總電壓控制的用來(lái)開(kāi)斷三極管的三極管基極控制電路;
其中，三極管基極控制電路包括一個(gè)由電阻和一個(gè)晶閘管構(gòu)成的串聯(lián)電路，連接在所述三極管的集電極和發(fā)射極之間;和一個(gè)齊納二極管，它連接在一節(jié)點(diǎn)和晶閘管的柵極之間，該節(jié)點(diǎn)在第一電阻和電容器之間，以及晶閘管的陽(yáng)極和陰極分別連接到三極管的基極和發(fā)射極。
按照熒光燈啟動(dòng)器的另外一結(jié)構(gòu)方案，它包括，一只具有一對(duì)電極的熒光燈;
一個(gè)與電極對(duì)之一相連的鎮(zhèn)流器;
與電極對(duì)之一相連的第一節(jié)點(diǎn);
與電極對(duì)的另一個(gè)電極相連的第二節(jié)點(diǎn);
連接在電極對(duì)的一個(gè)電極和第一節(jié)點(diǎn)之間，或者連接在電極對(duì)的另一個(gè)電極和第二節(jié)點(diǎn)之間的二極管;
包括與第一節(jié)點(diǎn)相連的集電極、與第二節(jié)點(diǎn)相連的發(fā)射極和基極的三極管;
串聯(lián)連接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間的包括第一電阻和一電容的控制電壓供給電路;
包括一晶閘管和一齊納二極管的一個(gè)三極管基極控制電路，該晶閘管具有經(jīng)第二電阻連接到第一節(jié)點(diǎn)并連接到三極管基極的陽(yáng)極與第二節(jié)點(diǎn)相連的陰極和一柵極，齊納二極管連接在第一電阻和電容器的中間點(diǎn)與晶閘管的柵極之間，該齊納二極管使晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間電導(dǎo)通，以便阻止基極電流加給三極管，當(dāng)在中間接點(diǎn)和晶閘管之間的電壓超過(guò)一規(guī)定值時(shí)，將電流饋給晶閘管的柵極。
其中，控制電壓供給裝置進(jìn)一步包括連接在第一電阻和電容器的接合點(diǎn)與電容器之間的第三電阻。
按照熒光燈啟動(dòng)器的另一結(jié)構(gòu)方案，它包括具有一對(duì)電極的熒光燈;
與該對(duì)電極之一相連的一個(gè)鎮(zhèn)流器;
與該對(duì)電極的一個(gè)電極相連的第一節(jié)點(diǎn);
與該對(duì)電極的另一個(gè)電極相連的第二節(jié)點(diǎn);
連接在該對(duì)電極的一個(gè)電極和第一節(jié)點(diǎn)之間，或在該對(duì)電極的另一個(gè)電極和第二節(jié)點(diǎn)之間的一只二極管;
包括與第一節(jié)點(diǎn)相連的集電極、與第2節(jié)點(diǎn)相連的發(fā)射極，和基極的三極管;
連接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間包括第一電阻和一電容器的控制電壓供給電路;
包括一個(gè)晶閘管和一齊納二極管的三極管基極控制電路，晶閘管具有經(jīng)第二電阻與第一節(jié)點(diǎn)并和三極管的基極相連的陽(yáng)極，和與第二節(jié)點(diǎn)相連的陰極，和一柵極，齊納二極管連接在第一電阻和電容器的接合點(diǎn)與晶閘管的柵極之間，當(dāng)該接合點(diǎn)和晶閘管之間的電壓超過(guò)一規(guī)定值時(shí)把電流饋給晶閘管的柵極，該齊納二極管使晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間電導(dǎo)通，從而阻止基極電流施加給三極管。
其中，熒光燈啟動(dòng)器進(jìn)一步包括連接在第二節(jié)點(diǎn)和電容器之間，以及在三極管的發(fā)射極和晶閘管的陰極之間的第三電阻。
因此，在此所描述的發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn);(1)提供以單個(gè)啟動(dòng)脈沖可靠啟動(dòng)熒光燈的熒光燈啟動(dòng)器，(2)提供具有簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)和低生產(chǎn)成本的熒光燈啟動(dòng)器。
本發(fā)明的這些和其他優(yōu)點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講是顯而易見(jiàn)的，特別是參考相應(yīng)的附圖閱讀和理解下列的詳細(xì)說(shuō)明后。


圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例的用于一熒光燈啟動(dòng)器的電路圖;
圖2表示按照第一和第二實(shí)施例的三極管集電極-發(fā)射極間的電壓波形;
圖3表示按照本發(fā)明第一和第二實(shí)施例的控制電壓供給裝置的輸出電壓波形;
圖4是按照本發(fā)明第二實(shí)施例的用于一熒光燈啟輝器的電路圖;
圖5是用于常規(guī)熒光燈啟動(dòng)器的電路圖。
在此之后，本發(fā)明通過(guò)參照附圖以解釋實(shí)施例的方式加以描述。
例1圖1表示本發(fā)明第一實(shí)施例的熒光燈啟輝器。該熒光燈啟動(dòng)器包括具有一對(duì)電極4和5的熒光燈3，電極4和5與交流電源1相連，與該對(duì)電極4和5其一相連的一個(gè)鎮(zhèn)流器2，經(jīng)一個(gè)二極管與該對(duì)電極其一相連的第一節(jié)點(diǎn)20，與該對(duì)電極的另一相連的第二節(jié)點(diǎn)21，三極管7，控制電壓供給電路11，和三極管基極控制電路15。
三極管7，控制電壓供給電路11和三極管基極控制電路15被連接在第一節(jié)點(diǎn)20和第二節(jié)點(diǎn)21之間。
三極管7包括與第一節(jié)點(diǎn)20相連的集電極，經(jīng)二極管16與第二節(jié)點(diǎn)21相連的發(fā)射極和一個(gè)基極。控制電壓供給電路11包括串聯(lián)連接在第一節(jié)點(diǎn)20和第二節(jié)點(diǎn)21之間的電阻8，電阻9和電容10。三極管基極控制電路15包括一晶閘管12和一齊納二極管13。晶閘管12具有一個(gè)經(jīng)電阻14與第一節(jié)點(diǎn)和與三極管7的基極相連的陽(yáng)極，一個(gè)與第二節(jié)點(diǎn)21相連的陰極和一個(gè)柵極。齊納二極管13連接在電阻8和電阻9的接合點(diǎn)與晶閘管12的柵極之間。該齊納二極管13允許晶閘管12的陽(yáng)極和陰極之間電導(dǎo)通，來(lái)防止給三極管7施加基極電流，當(dāng)接合點(diǎn)和晶閘管12的柵極之間的電壓，即橫跨電阻9的電壓和橫跨電容10的電壓的總電壓超過(guò)一規(guī)定值時(shí)，向晶閘管7的柵極提供電流。
熒光燈啟動(dòng)器進(jìn)一步包括在第一節(jié)點(diǎn)20和第二節(jié)點(diǎn)21之間串接的電阻17和電涌吸收器18，和連接在電極對(duì)4和5之間用來(lái)消除干擾的另一個(gè)電容器19。
在此之后，將描述本實(shí)例的啟動(dòng)器的工作情況。
如果為操作啟動(dòng)器把交流電源1接通，在電源電壓的周波為正時(shí)，經(jīng)電阻14從交流電源1來(lái)的基礎(chǔ)電流提供給三極管7的基極，借此使三極管7的集電極和發(fā)射極之間電導(dǎo)通。結(jié)果，預(yù)熱電流從AC電源提供給鎮(zhèn)流器2、電極4、二極管6、三極管7和電極5。這時(shí)，橫跨在控制電壓供給電路11兩端上的電壓等于三極管7的集電極和發(fā)射極間的電壓，控制電壓供給電路具有電阻8和9，以及電容器10。圖2中示出了集電極和發(fā)射極間的電壓波形。
每當(dāng)對(duì)應(yīng)電源電壓的正半周波形施加預(yù)熱電流時(shí)，熒光燈3的電極4和5被預(yù)熱，而控制電壓供給電路11的電容器10經(jīng)電阻8和9被充電。
如圖3所示，控制電壓供給電路11的輸出電壓，即橫跨在電阻8和9之間接合點(diǎn)上的電壓為橫跨電阻9的電壓和橫跨電容器10的電壓的總電壓。電阻9上的端電壓這樣計(jì)算得知，作用在電阻8和電阻9之間的三極管7的集電極-發(fā)射極電壓的分配與相應(yīng)的電阻值成比例。因此，橫跨在電阻9上的電壓波形與橫跨在三極管7上的集電極-發(fā)射極電壓波形是對(duì)稱的。橫跨在電容器10上的電壓以時(shí)間常數(shù)T＝C10·(R8+R9)在每個(gè)預(yù)熱周期的半波上增加，在此，C10為電容器10的電容量，R8和R9為電阻8和9的阻值?？刂齐妷汗┙o電路11的輸出電壓為橫跨在電容器10上的電壓和橫跨在電阻9上的電壓的電壓之和。橫跨在電阻9上的電壓隨每個(gè)交流電壓的周期變化。結(jié)果，電容器電壓逐漸增加接近一個(gè)規(guī)定電壓，上述電壓即齊納二極管13的齊壓電壓和晶閘管的柵極和陰極之間的翻轉(zhuǎn)電壓之電壓和，然后，橫跨在電容器10上的電壓增加到脈動(dòng)電壓的峰值，在瞬時(shí)超過(guò)預(yù)定電壓。這時(shí)，經(jīng)齊納二極管13，電流被提供給晶閘管12的柵極，借此接通晶閘管12。
在時(shí)間ts接通晶閘管后，當(dāng)橫跨在三極管7上的集電極-發(fā)射極電壓處在峰值周圍時(shí)，晶閘管7的集電極電流被置于截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)，防止該電流提供給鎮(zhèn)流器，使得脈沖電壓VL在具有電感的鎮(zhèn)流器2上產(chǎn)生，借此點(diǎn)亮熒光燈3。因此，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，脈沖電壓總是在熒光燈3兩端的電壓/電流相位在脈值附近，特別在剛好在峰值之前產(chǎn)生。原因是控制電壓供給裝置11的輸出電壓、橫跨在三極管7上的集電極-發(fā)射極電壓和橫跨在熒光燈兩端上的電壓是以相同相位變化的。
脈沖電壓VL由下列等式(1)給出VL＝I·(L/C19+CL)1/2……(1)其中，I為在三極管7轉(zhuǎn)到截止?fàn)顟B(tài)之前瞬時(shí)的電感電流，L為鎮(zhèn)流器2電感量，C19為用于消除干擾的電容器19的電容量，CL為漂移電容量(floating capacithnce)。
這時(shí)，用于保持鎮(zhèn)流器2的電感的能量WL由下列等式(2)給出。
WL＝L·I·I/2……(2)在三極管7上的集電極-發(fā)射極電壓在峰值附近時(shí)，尤其在峰值前一點(diǎn)時(shí)，總要避免施加穿過(guò)鎮(zhèn)流器2的電感電流，該電流差不多等于穿過(guò)三極管7的集電電流，使得在鎮(zhèn)流器2上所必然產(chǎn)生的脈沖能量WL在脈沖產(chǎn)生相位的值之間表現(xiàn)為一最大值。因此，即使脈沖電壓由于用于消除干擾和類似目的的電容19的影響而降低，但該脈沖電壓仍能保留充分地高，并能提供具有足夠?qū)挾鹊拿}沖電壓。所以，借助這樣的脈沖，以充足的能量提供給熒光燈3，從而在熒光燈3上產(chǎn)生電弧放電。結(jié)果，借助本發(fā)明的啟動(dòng)器上所產(chǎn)生的脈沖電壓，熒光燈3總能可靠地起輝。更進(jìn)一步講，根據(jù)本發(fā)明的啟動(dòng)器，當(dāng)電流相位的值在峰值周圍時(shí)，熒光燈3總能被擊穿，以致于電弧放電電流在剛剛擊穿之后增加，并且導(dǎo)致?lián)舸┧璧臅r(shí)間段能充分地延長(zhǎng)。并且當(dāng)在電流峰值周圍發(fā)生擊穿時(shí)，電源的電壓相位處在與電流同極性的前沿。因此，在擊穿產(chǎn)生之后的瞬時(shí)電弧放電條件可保持穩(wěn)定。所以，熒光燈3甚至能在低大氣溫度下可靠地起輝。
此外，根據(jù)本發(fā)明，能產(chǎn)生具有較寬寬度的脈沖，以致于既使由于設(shè)計(jì)值偏差和環(huán)境改變使鎮(zhèn)流器2的頻率感應(yīng)特性在30到40KHE高頻上惡化，也能提供點(diǎn)亮熒光燈的足夠的脈沖電壓。所以，本發(fā)明能將熒光燈啟動(dòng)器的常規(guī)應(yīng)用范圍擴(kuò)展。
當(dāng)熒光燈3被點(diǎn)燃時(shí)，電源相對(duì)側(cè)上的電極間的電壓減小到燃燒的電壓等級(jí)。此外，一旦熒光燈3被點(diǎn)燃，由于電阻9的存在和燃燒燈的電壓波形是方波，橫跨在電容器10上的電壓在交流電的半個(gè)周期內(nèi)略有減小，而晶閘管12保持接通。所以，三極管7總是保持導(dǎo)通，以致于在鎮(zhèn)流器2上無(wú)脈沖產(chǎn)生。結(jié)果，熒光燈3保持燃燒。
如以上所述，根據(jù)本發(fā)明的熒光燈啟動(dòng)器，借助于簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的電路把脈沖電壓的發(fā)生相位設(shè)置在預(yù)熱電流半周的峰值附近是可能的，借此平穩(wěn)地開(kāi)啟熒光燈，此外，使用這樣電路的啟動(dòng)器可由低成本的簡(jiǎn)單工藝制造，除了簡(jiǎn)單和低投資以外，本發(fā)明的啟動(dòng)器具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，既使把常用的鎮(zhèn)流器用于該電路上;該熒光燈能可靠地啟輝。而且不受環(huán)境變化的影響。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，如果采用100到240V的電源電壓做為交流電源，以及采用6到60W消耗電功率的標(biāo)準(zhǔn)熒光燈做為熒光燈3，電阻8最好有10KΩ到1mΩ的阻值或0.1到0.5W的消耗電功率，電阻9最好有100Ω到5KΩ的阻值或0.1到0.5W的消耗電功率，而電容器10最好有1到100μF的電容量。另外，如果采用100V的電源電壓做為交流電源1，以及采用20或30W的消耗電功率的標(biāo)準(zhǔn)熒光燈做為熒光燈3時(shí)，電阻8最好具有10到100KΩ的阻值或0.1到0.25W的消耗電功率，電阻9最好有100Ω到2KΩ的阻值或0.1到0.25W的消耗電功率，而電容器10最好有4.7到47μF的電容量，原因如下所述。
為了使熒光燈啟動(dòng)器做得盡可能小，各個(gè)電阻最好為0.1到0.5W的小電阻。更進(jìn)一步講，一般花費(fèi)0.5到2秒的預(yù)熱時(shí)間來(lái)起動(dòng)熒光燈，使得控制電壓供給電路11的時(shí)間常數(shù)應(yīng)根據(jù)該預(yù)熱時(shí)間設(shè)定。此外，對(duì)于三極管基極控制裝置15的觸發(fā)信號(hào)電流被設(shè)定在比干擾等級(jí)足夠大的水平，即1到100μA，上述觸發(fā)信號(hào)電流被加到齊納二極管13上。更詳細(xì)講，經(jīng)電阻8將電流加到電阻9上，使電容10能以10到150V的電壓充電，該電壓加在三極管7上使其導(dǎo)通。這時(shí)，電阻9上產(chǎn)生的電壓處于干擾級(jí)(nmv)或多一點(diǎn)。為了使電容器10的充電電壓相位明顯，晶閘管12的柵極漏電流和電容器10的漏電流之和從電阻8上加到電容10，更進(jìn)一步講，即使在其壽命的最后階段熒光燈3失去了點(diǎn)燃能力，啟動(dòng)器的各個(gè)元件仍能直接承受電源電壓，要求對(duì)于有關(guān)的元件不會(huì)產(chǎn)生不利影響。
由于本發(fā)明的實(shí)例使用具有上述特性的元件，有可能提供無(wú)誤動(dòng)作的小尺寸的熒光燈啟輝器。
例如，在使用這樣的參數(shù)電路時(shí)，即采用36KΩ的電阻8，100Ω的電阻9，47μF的電容器10和5.1V齊納二極管13時(shí)，熒光燈3的啟動(dòng)被確保以交流電源接通后的第一脈沖電壓完成。
按照本實(shí)施例，三極管基極控制電路15在控制電壓供給電路的輸出電壓達(dá)到一預(yù)定值時(shí)使晶閘管12接通，借此關(guān)斷已處于導(dǎo)通狀態(tài)的三極管7。但是，三極管基極控制電路15的構(gòu)形不局限于上述的式樣，還可使用許多其他的構(gòu)形。此外，二極管16不是不可能少的也可省去。
例2下面，將參照?qǐng)D4說(shuō)明本發(fā)明第二實(shí)施例的熒光燈啟輝器。
圖4表示本發(fā)明第二個(gè)實(shí)施例的一個(gè)熒光燈啟動(dòng)器。該熒光燈啟動(dòng)器包括一個(gè)熒光燈33，它具有與一個(gè)交流電源31相連的一對(duì)電極34和35，一個(gè)與該對(duì)電極之一相連的鎮(zhèn)流器32，經(jīng)二極管36與該對(duì)電極的一個(gè)電極相連的第一節(jié)點(diǎn)51，與該對(duì)電極的另一個(gè)電極相連的第二節(jié)點(diǎn)52，一個(gè)三極管37，一個(gè)控制電壓供給裝置41和一三極管基極控制電路45。三極管37、控制電壓供給裝置41和三極管基極控制電路45連接在第一節(jié)點(diǎn)51和第二節(jié)點(diǎn)52之間。
三極管37包括與第一節(jié)點(diǎn)51相連的集電極，經(jīng)二極管46和電阻39與第二節(jié)點(diǎn)52相連的發(fā)射極，該電阻做為電流檢測(cè)元件，以及一個(gè)基極?？刂齐妷汗┙o電路41包括電阻38，和一電容器40，它們經(jīng)電阻39串接在第一節(jié)點(diǎn)51和第二節(jié)點(diǎn)52之間。三極管基極控制電路45包括一個(gè)晶閘管42，電阻50和一個(gè)齊納二極管43。晶閘管42具有一個(gè)經(jīng)電阻44連接到第一節(jié)點(diǎn)并且與三極管37的基極相連的陽(yáng)極，與第二節(jié)點(diǎn)連接的陰極和一柵極。電阻50和齊納二極管43連接在電阻38和電容器40的接合點(diǎn)與晶閘管42的柵極之間。該齊納二極管允許晶閘管陽(yáng)極和陰極之間電導(dǎo)通，以便阻止給三極管37提供基極電流，在橫跨齊納二極極管43兩端的電壓超過(guò)一規(guī)定值時(shí)，給晶閘管42的柵極提供電流。
該熒光燈啟動(dòng)器進(jìn)一步包括串聯(lián)連接在第一節(jié)點(diǎn)51和第二節(jié)點(diǎn)52之間的電阻47和浪涌吸收器48。以及連接在電極對(duì)34和35之間的用于消除噪聲的另一個(gè)電容49。
接下來(lái)將描述本發(fā)明第二實(shí)施例的啟動(dòng)器的工作。
為使啟動(dòng)器工作交流電源31接通，在電源電壓的周期為正時(shí)，基極電流經(jīng)二極管36和電阻44從交流電源31提供給三極管37的基極，借此使三極管37的集電極和發(fā)射極之間電導(dǎo)通。結(jié)果，預(yù)熱電流從交流電源31加給鎮(zhèn)流器32，電極34，二極管36，三極管37，二極管46，電阻39和電極35。這時(shí)，具有電阻38和電容器40的控制電壓供給電路41二端的電壓等于三極管37的集電極和發(fā)射極之間的電壓。集電極和發(fā)射極之間的電壓波形(集電極-發(fā)射極電壓)參見(jiàn)圖2。
施加預(yù)熱電流總是相應(yīng)于電源電壓周期的正半波，預(yù)熱熒光燈33的電極34和35，經(jīng)電阻38和39使控制電壓供給電路41的電容40充電。
如圖3中所見(jiàn)，控制電壓供給電路41的輸出電壓，即電阻38和電容器40之間接合點(diǎn)上的電壓是電容器40兩端上的電壓和橫跨在電阻39上的電壓之和。這時(shí)橫跨在電阻39上的電壓的波形與三極管37的集電極電流的波形相對(duì)稱。
電容器40兩端的電壓隨時(shí)間常數(shù)T＝C40·R38在每個(gè)預(yù)熱電壓周期的半波上增加，其中C40代表電容器40的電容量，R38代表電阻38的阻值?？刂齐妷汗┙o裝置41的輸出電壓為電容器40兩端的電壓和電阻39兩端的電壓之和。電阻39兩端的電壓在交流電壓每個(gè)周期上是變化的。結(jié)果，電容器電壓逐漸增加接近一規(guī)定電壓值，然后電容器40兩端累加所達(dá)到的脈沖電壓峰值在TS時(shí)刻超過(guò)該規(guī)定值。這時(shí)，電流經(jīng)齊納二極管43饋給晶閘管42的柵極，借此導(dǎo)通該晶閘管42。
晶閘管42在TS時(shí)刻導(dǎo)通之后，當(dāng)橫跨三極管37的集電極-發(fā)射極電壓在峰值附近時(shí)，三極管37的集電極電流被轉(zhuǎn)向截止?fàn)顟B(tài)。這時(shí)，該電流被阻止提供給鎮(zhèn)流器32，以致于在有電感的鎮(zhèn)流器32上產(chǎn)生一脈沖電壓VL，借此起輝該熒光燈33。所以，根據(jù)本實(shí)施例，總是在熒光燈33兩端的電壓/電流相位在峰值附近，尤其剛好在峰值之前產(chǎn)生所述脈沖電壓VL。原因是控制電壓供給電路41的輸出電壓、電阻39的電壓、熒光燈33兩端間的電壓以相同的相位變化。
脈沖電壓VL由下列等式(3)給出VL＝I·(L/C49+CL))1/2……(3)其中，I代表三極管37轉(zhuǎn)向截止?fàn)顟B(tài)之前一刻的電感電流，L代表鎮(zhèn)流器32的電感量，C49代表用于消除干擾的電容器49的電容量，而CL代表漂移電容值。
這時(shí)，用于維持鎮(zhèn)流器32的電感的能量WL由下面的等式(4)給出WL＝L·I·I/2……(4)鎮(zhèn)流器32的電感電流總是等于三極管37的集電極電流，該電感電流在三極管37的集電極-發(fā)射極電壓在峰值附近，即三極管37的集電極電流在峰值附近，尤其在峰值之前一點(diǎn)的時(shí)候停止饋給，使得在鎮(zhèn)流器32上產(chǎn)生的脈沖的能量必然表現(xiàn)出脈沖發(fā)生相位之間的一個(gè)最大值。所以，既使由于用于消除噪聲或類似干擾的電容器49使脈沖電壓下降，該脈沖電壓仍能保持充分地高，并能提供具有充分寬度的脈沖。因此，借助該脈沖，能以充足的能量提供給熒光燈93，從而在熒光燈33上產(chǎn)生電弧放電。結(jié)果，借助于本發(fā)明的啟動(dòng)器上產(chǎn)生的脈沖電壓，熒光燈33總能可靠地啟動(dòng)。進(jìn)一步講，在電流相位的值在峰值附近，尤其在剛好在峰值之前，熒光燈33總能被擊穿，使得在擊穿之后放電電流增加，導(dǎo)致?lián)舸┑乃钑r(shí)間能被充分地延長(zhǎng)。在電流峰值擊穿發(fā)生時(shí)，電源的電壓相位處于與電流同極性的前沿。所以有可能電壓在擊穿之后給熒光燈提供大量電流。所以，在擊穿發(fā)生剛過(guò)電弧放電條件能穩(wěn)定保持。結(jié)果，熒光燈33既使在低大氣溫度下也能可靠地啟動(dòng)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，能產(chǎn)生具有較寬寬度的脈沖，使得既使由于設(shè)計(jì)值的失誤和外界條件變化，引起鎮(zhèn)流器33在30到40KHz高頻時(shí)的頻率-電感特性變壞，也能提供用來(lái)啟動(dòng)該熒光燈33的足夠的脈沖電壓。所以，本發(fā)明擴(kuò)大了熒光燈啟動(dòng)器的一般應(yīng)用。
當(dāng)熒光燈33被點(diǎn)燃時(shí)，在電源31相對(duì)端的熒光燈電極34和35之間的電壓被降低到一點(diǎn)燈電壓水平，此外，一旦熒光燈33被點(diǎn)燃，由于電阻39的存在和方形的點(diǎn)燈電壓的波形，電容器兩端的電壓在交流電的半周內(nèi)略有減小，而晶閘管42總保持導(dǎo)通。所以，三極管37總保持導(dǎo)通，使得在鎮(zhèn)流器32上無(wú)脈沖產(chǎn)生;結(jié)果，熒光燈33保持穩(wěn)定地發(fā)光。
如以上所述，本發(fā)明的熒光燈啟動(dòng)器，借助簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的電路可以脈沖電壓發(fā)生相位設(shè)置在預(yù)熱電流半周的峰值附近。因此，該啟動(dòng)器能夠可靠和平穩(wěn)地點(diǎn)亮熒光燈33。
根據(jù)本實(shí)施例，采用100到240V電源電壓做為交流電源31，以及采用6到60W的消耗功率的標(biāo)準(zhǔn)熒光燈做為熒光燈33時(shí)，電阻39最好有10mΩ到10Ω的阻值或者0.25W或更小的消耗電功率，原因如下所述。
因?yàn)樾枰獛譵V的或更多一點(diǎn)的電壓，做為晶閘管42的觸發(fā)電壓，所述要求電阻39在0.3到5A的電流下產(chǎn)生幾mV或更多的電壓，該電流在啟動(dòng)熒光燈33的預(yù)熱時(shí)間期間加給電阻39。進(jìn)一步要求電阻39有0.25W或更小的消耗電功率，使得在電阻39上幾乎沒(méi)有損耗，并且制成的啟動(dòng)器的尺寸較小。
按照本實(shí)施例通過(guò)使用具有上述特性的元件，可以提供較小尺寸的熒光燈啟輝器，該啟輝器幾乎不產(chǎn)生誤動(dòng)作。
此外，即使電阻39僅有約10mΩ的阻值，也能獲得令人滿意的效果。所以，對(duì)于電阻39可以使用印刷板的襯底和跳線的形式。這時(shí)，能進(jìn)一步簡(jiǎn)化本實(shí)例的啟動(dòng)器。
根據(jù)本實(shí)施例的啟輝器，借助使用電阻39做為電流檢測(cè)元件，預(yù)熱電流波形能正確地轉(zhuǎn)變成電壓波形，以便更加準(zhǔn)確地檢測(cè)預(yù)熱電流的峰值，尤其是在剛到峰值之前，借此進(jìn)一步地確保點(diǎn)亮熒光燈33。
因此，使用這樣電路的啟輝器以低投資的簡(jiǎn)單工藝加以生產(chǎn)。除了簡(jiǎn)單和低投資之外，本實(shí)例的啟輝器有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即使將慣用的鎮(zhèn)流器用在該電路之中，熒光燈也能由第一脈沖電壓可靠地啟輝，并且這一操作不受環(huán)境條件的影響。
按照本實(shí)施例，在電壓控制供給電路41的輸出電壓達(dá)到一規(guī)定值時(shí)，三極管基極控制電路45使晶閘管42導(dǎo)通，借此截止已處于導(dǎo)通狀態(tài)的三極管37。然而，用于三極管基極控制電路45的構(gòu)形不局限于上述內(nèi)容，也可使用許多其它的構(gòu)形。此外，。二極管46不是必不少的，也可省略。
對(duì)于電阻、電容和電壓的基本取值情況在上面已加以描述。顯然也可以使用能使本發(fā)明的啟動(dòng)器工作的其他數(shù)值。
各種其他修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的，并能被他們?nèi)菀椎赝瓿啥幻撾x本發(fā)明的范圍和發(fā)明思想。所以，不能意味著所附的權(quán)利要求的范圍局限于前述的描述，相反該權(quán)利要求可被廣泛地加以解釋。
權(quán)利要求
1.一種熒光燈啟動(dòng)器包括一個(gè)與用來(lái)提供交流電壓的電源相連的串聯(lián)電路，包括一臺(tái)鎮(zhèn)流器和裝有電極的一只熒光燈；一只具有集電極和發(fā)射極的三極管，該集電極和發(fā)射極經(jīng)由一只二極管連接在不與所述電源相連的所述熒光燈的相對(duì)端上的所述電極之間；一個(gè)具有一只電阻和一只電容的控制電壓供給電路，它們由所述三極管的所述集電極和所述發(fā)射極之間的電壓來(lái)控制；以及用來(lái)開(kāi)斷所述三極管的一個(gè)三極管基極控制電路，它由所述控制電壓供給裝置的所述電阻上產(chǎn)生的部分電壓和在所述電容上產(chǎn)生的電壓之和來(lái)控制。
2.一種熒光燈啟動(dòng)器包括一個(gè)與用來(lái)提供交流電壓的電源相連的串聯(lián)電路，包括一臺(tái)鎮(zhèn)流器和裝有電極的一只熒光燈;一只具有集電極和發(fā)射極的三極管，該集電極和發(fā)射極經(jīng)由二極管連接在不與所述電源相連的熒光燈相對(duì)端上的所述電極之間;一個(gè)具有一串聯(lián)電路的控制電壓供給電路，該電路包括第一電阻，第二電阻和一只連接在所述三極管的所述集電極和所述發(fā)射極之間的電容器，以及一個(gè)用來(lái)開(kāi)斷所述三極管的三極管基極控制電路，由在所述控制電壓供給電路的第二電阻上產(chǎn)生的電壓和在所述電容器上產(chǎn)生的電壓之和來(lái)控制;其中所述的三極管基極控制電路包括一個(gè)包括一個(gè)電阻和一晶閘管的串聯(lián)電路，連接在所述三極管的所述集電極和所述發(fā)射極之間;和一個(gè)齊納二極管，它連接在所述第一電阻和包括所述第二電阻和所述電容的串聯(lián)電路之間的接合點(diǎn)與所述晶閘管的柵極之間，所述晶閘管的陽(yáng)極和陰極分別連接到所述三極管的基極和發(fā)射極。
3.一種熒光燈啟動(dòng)器包括一個(gè)與用來(lái)提供交流電壓的電源相連的串聯(lián)電路，包括一只鎮(zhèn)流器和一個(gè)裝有電極的熒光燈;一只具有集電極和發(fā)射極的三極管，該集電極和發(fā)射極經(jīng)由一只二極管和一個(gè)電流檢測(cè)元件連接在不與所述電源相連的所述熒光燈的相對(duì)端上的所述電極之間;一個(gè)具有一電阻和一電容器的控制電壓供給電路，它們由所述三極管的所述集電極和所述發(fā)射極之間的電壓來(lái)控制;和一個(gè)用來(lái)開(kāi)斷所述三極管的三極管基極控制電路，它由所述控制電壓供給電路的所述電容上產(chǎn)生的電壓和在所述電流檢測(cè)元件上產(chǎn)生的電壓之和來(lái)控制。
4.一種熒光燈啟動(dòng)器包括一個(gè)與用來(lái)提供交流電壓的電源相連的串聯(lián)電路，包括一只鎮(zhèn)流器和一只裝有電極的熒光燈;一個(gè)具有集電極和發(fā)射極的三極管，該集電極和發(fā)射極經(jīng)由一只二極管和一個(gè)電流檢測(cè)元件連接在不與所述電源相連的所述熒光燈的一側(cè)上的電極之間;一個(gè)具有第一電阻和一電容器的控制電壓供給電路，該裝置連接在所述三極管的所述集電極和所述發(fā)射極之間，和一個(gè)用來(lái)開(kāi)關(guān)所述三極管的三極管基極控制電路，它由在所述控制電壓供給電路的所述電容上產(chǎn)生的電壓和在所述電流檢測(cè)元件上產(chǎn)生的電壓之和來(lái)控制;其中所述的三極管基極控制電路包括一個(gè)包括一個(gè)電阻和一個(gè)電容的串聯(lián)電路，該電路連接在所述三極管的所述集電極和所述發(fā)射極之間;和一只齊納二極管，它連接在一個(gè)接合點(diǎn)和所述晶閘管的柵極之間，該接合點(diǎn)是在所述第一電阻和所述電容器之間，所述晶閘管的陽(yáng)極和陰極分別連接到所述三極管的基極和發(fā)射極。
5.一種熒光燈啟動(dòng)器包括一個(gè)具有一對(duì)電極的熒光燈;一只連接到所述該對(duì)電極的一個(gè)電極上的鎮(zhèn)流器;一連接到所述對(duì)電極的一個(gè)電極上的第一節(jié)點(diǎn);連接到所述對(duì)電極的另一個(gè)電極上的第二節(jié)點(diǎn);連接在所述對(duì)電極的一個(gè)電極和所述第一節(jié)點(diǎn)之間，或連接在所述對(duì)電極的另一個(gè)電極和所述第二節(jié)點(diǎn)之間的一只二極管;具有與所述第一節(jié)點(diǎn)相連的集電極、與所述第二節(jié)點(diǎn)相連的發(fā)射極和一基極的一只三極管;連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間包括第一電阻和一電容器的一個(gè)控制電壓供給電路，以及包括一個(gè)晶閘管和一齊納二極管的三極管基極控制電路，所述的晶閘管具有經(jīng)第二電阻與所述第一節(jié)點(diǎn)并與所述三極管的基極相連的陽(yáng)極，與所述第二節(jié)點(diǎn)相連的陰極和一個(gè)柵極，所述齊納二極管連接在所述第一電阻和所述電容器的接合點(diǎn)與所述晶閘管的柵極之間，當(dāng)在所述接合點(diǎn)和所述晶閘管的柵極之間的電壓超過(guò)一規(guī)定值時(shí)，給晶閘管的柵極提供電流，所述齊納二極管使所述晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間電導(dǎo)通，從而阻止基極電流施加給所述三極管;其中，所述的控制電壓供給電路進(jìn)一步包括一個(gè)連接在所述第一電阻和所述電容器的接合點(diǎn)與所述電容器之間的第三電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的熒光燈啟動(dòng)器，進(jìn)一步包括一個(gè)第四電阻和一個(gè)過(guò)壓吸收器，它們串接在第一節(jié)點(diǎn)和第二節(jié)點(diǎn)之間。
7.一種熒光燈啟動(dòng)器包括具有一對(duì)電極的一只熒光燈;與所述對(duì)電極的一個(gè)電極相連的一只鎮(zhèn)流器;與所述對(duì)電極的一個(gè)電極相連的第一節(jié)點(diǎn);與所述對(duì)電極的另一個(gè)電極相連的第二節(jié)點(diǎn);連接在所述對(duì)電極的一個(gè)電極和第一節(jié)點(diǎn)之間，或連接在所述對(duì)電極的另一個(gè)電極和第二節(jié)點(diǎn)之間的一只二極管;包括連到第一節(jié)點(diǎn)的集電極、連接到第二節(jié)點(diǎn)的發(fā)射極和一個(gè)基極的三極管;包括串聯(lián)連接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間的第一電阻和一電容器的控制電壓供給電路，以及包括一晶閘管和一齊納二極管的三極管基極控制電路，所述的晶閘管具有經(jīng)第二電阻連接到所述第一節(jié)點(diǎn)，并連接到所述三極管基極的陽(yáng)極、連接到所述第二節(jié)點(diǎn)的陰極和一柵極，所述的齊納二極管連接在第一電阻和所述電容器的接合點(diǎn)與所述晶閘管的柵極之間，當(dāng)在所述接合點(diǎn)和所述晶閘管的柵極之間的電壓超過(guò)一規(guī)定值時(shí)，把電流施加給所述晶閘管的柵極，齊納二極管使所述晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間電導(dǎo)通，以致于阻止基極電流加給所述三極管;其中，所述熒光燈啟動(dòng)器進(jìn)一步包括連接在所述第二節(jié)點(diǎn)和所述電容器之間，以及在所述三極管的所述發(fā)射極和所述晶閘管的所述陰極之間的第三電阻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的熒光燈啟動(dòng)器，進(jìn)一步包括串接在所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)之間的第四電阻和一過(guò)壓吸收器。
全文摘要
一種熒光燈啟動(dòng)器，它包括一個(gè)與用來(lái)提供交流電壓的電源相連的串聯(lián)電路，該電路包括一鎮(zhèn)流器和裝有電極的熒光燈；一個(gè)具有經(jīng)二極管連接在不與電源相連的熒光燈相對(duì)端上的電極之間的集電極和發(fā)射極的三極管；一個(gè)具有一電阻和一電容器的控制電壓供給電路，它由三極管的集電極和發(fā)射極之間的電壓來(lái)控制；一個(gè)用來(lái)開(kāi)關(guān)三極管的三極管基極控制電路，它由控制電壓供給電路的電阻上所產(chǎn)生的電壓和其電容器所產(chǎn)生的電壓之和來(lái)控制。
文檔編號(hào)H05B41/04GK1091891SQ9311416
公開(kāi)日1994年9月7日 申請(qǐng)日期1993年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月29日
發(fā)明者田原哲哉, 杉田和繁, 伊藤和彥, 吉川信久 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社