兼容长亮、跳变、渐变和调光的荧光灯电子镇流控制器转让专利
申请号 : CN200510112001.6
文献号 : CN100596252C
文献日 : 2010-03-24
发明人 : 杨根元 , 杨文松 , 杨文斌
申请人 : 复旦大学
摘要 :
本发明涉及电光源领域，是一种能兼容长亮、跳变、渐变和调光的荧光灯电子镇流控制器，由电子镇流器、控制接口电路、控制讯号发生器和荧光灯灯丝电压发生器组成。该控制器既能以长亮方式用作一般照明，又可以使荧光灯在跳(渐)变状态下长期工作而不发黑，具有高效节能、轻巧可靠、性价比高等显著特点。该电子镇流控制器燃点由红、绿、蓝三支(组)灯管组成的广告灯箱、投光灯具和景观照明，可以跳(渐)变出七种彩色，使画面栩栩如生，效果极佳。本发明也可单独作为调光式电子镇流器使用，电路简单可靠，成本低，性能好，是最新一代的荧光灯电子镇流控制器。
权利要求 :
1、一种兼容长亮、跳变、渐变和调光的荧光灯电子镇流控制器，该荧光灯电子镇流控制器由电子镇流器(1)、控制接口电路(2)、控制讯号发生器(3)和荧光灯灯丝电压发生器(4)组成，电子镇流器(1)依次联接控制接口电路(2)和控制讯号发生器(3)，同时电子镇流器(1)还与荧光灯管(5)和荧光灯灯丝电压发生器(4)联接，并且灯丝电压发生器(4)还与荧光灯管(5)的两组灯丝相联接，其特征是电子镇流器(1)中高频讯号发生器磁环振荡线圈在三个绕组的基础上增加一个控制绕组L2-C，控制绕组L2-C开路时，高频发生器振荡，荧光灯(5)最亮，L2-C短路时，高频发生器停振，荧光灯(5)熄灭，控制绕组L2-C的开路或短路是由控制接口电路(2)实现；控制接口电路(2)是一个悬浮式电子开关，该电子开关由二极管D9至D12联接成全桥电路，两个二极管负极联接端和另两个二极管正极联接端分别与开关晶体管Q3的集电极C与发射极e相联接，全桥的两个输入端a与d与L2-c相联接，电阻R8的一头与Q3基极b相联接，电容C8联接在R8的另一头与Q3的发射极e之间，并且C8两端作为控制接口电路(2)的驱动讯号输入端与控制讯号发生器(3)的输出端相联接；控制讯号发生器(3)产生跳变脉冲驱动控制接口电路(2)时，荧光灯(5)在亮、暗之间跳变，控制讯号发生器(3)产生周期性的脉宽可调的脉冲时，荧光灯(5)的亮度渐变，电子镇流器(1)接通市电后灯丝电压发生器(4)始终工作，并供给荧光灯管灯丝恒定的加热电流，因而保证了荧光灯管(5)在长期作跳变或渐变工作时不发黑。
2、 如权利要求1所述的电子镇流控制器，其特征是荧光灯管(5)为一支荧光灯管或多 支串联或并联的荧光灯管构成，然后接到电子镇流器(l)的输出端。
说明书 :
兼容长亮、跳变、渐变和调光的荧光灯电子镇流控制器
技术领域
本发明属电光源技术领域，具体涉及一种能兼容长亮、跳变、渐变和调光的新颖荧光 灯电子镇流控制器(以下简称电子镇流控制器)。 背景技术
随着城市泛光照明和广告业的发展，目前彩色霓虹灯、彩色LED和彩色金卤灯得到了 广泛应用，这些产品的应用，给城市的景观照明增添了新的色彩，同时也促进了广告等行 业的发展。但是，它们的不足也日益突现：霓虹灯需很高电压方能启动燃点，且耗能较大; 彩色LED价格较高，且光通量不够；金卤灯的光污染较大，且不能跳变等。这些都是不符 合建设节约型、环保型社会环境要求的。
众所周知，用普通的电子镇流器燃点荧光灯管，开关几千行次灯丝就会烧断，用PTC 预热启动的电子镇流器燃点荧光灯管，也只能开关几万次，用调光芯片组成的调光型电子 镇流器燃点荧光灯管，开关次数可以较多，但由于价格很高，影响了它的推广使用。现有 的跳(渐)变电子镇流器，跳变不久灯管容易发黑，寿命短，并且电子镇流器发热量大，可 靠性差。 发明内容
本发明的目的是获得一种高效节能、性能可靠、荧光灯在长期跳(渐)变状态下工作不 发黑、性价比高的兼容长亮、跳变、渐变和调光的新颖荧光灯电子镇流控制器。
本发明提出的一种兼容长亮、跳变、渐变和调光的荧光灯电子镇流控制器，由电子镇 流器、控制接口电路、控制讯号发生器和荧光灯灯丝电压发生器如图l连接组成。
本发明中，在电子镇流器l中高频讯号发生器磁环振荡线圈三个绕组的基础上增加一 个控制绕组L2-c，如图2至图4。控制绕组L2-c开路时，高频发生器振荡，荧光灯5最亮， 反之高频发生器停振，荧光灯5熄灭，控制绕组L2-c的开路或短路是由控制接口电路2实 现，控制讯号发生器3产生跳变脉冲，荧光灯5在亮、暗之间跳变，控制信号发生器3产 生周期性的脉宽可调的脉冲时，荧光灯5的亮度渐变，电子镇流器l接通市电后灯丝电压 发生器4始终供给荧光灯灯丝一个恒定的加热电流。
本发明中，电子镇流器1是整流滤波电路供电的普通性能电子镇流器。
本发明中，电子镇流器1是APFC即有源功率因数校正电路供电的高性能电子镇流器。
图1中控制讯号发生器3产生跳变（或渐变）讯号，驱动控制接口电路2中的电子开关，f ，于镇流器l中高频发生器磁环振荡线圈中的控制绕组L2-c开路或短路，荧光灯管 5魷^T以实现亮或暗（或慢慢亮、慢慢暗）的跳（渐）变功能。灯丝电压发生器4不管灯 管亮或暗，它始终能供给荧光灯5—个恒定的灯丝加热电流，保证灯管在长期跳（渐）变 情况下工作而不发黑，不损坏。
本发明中，控制接口电路2是一个悬浮式电子开关(如图4所示)，该电子开关是由二 极管D9至Di2联接成全桥电路，两个二极管负极联接端和另两个二极管正极联接端分别与 开关晶体管Q3的集电极C与发射极e相联接，全桥的两个输入端与L2—e相联接，电阻Rs 的一头与Q3基极b相联接，电容C8联接在Rs的另一头与Q3的发射极e之间，并且Q两 端作为控制接口电路2的驱动讯号输入端与控制讯号发生器3的输出端相联接。 本发明中，控制接口电路2的电子开关是具有上述相同功能的IC模块构成。 本发明中，灯丝电压发生器4是由独立供电的电子变压器或高频振荡器构成。 本发明中，高频振荡器如图5所示由三极管Q4、电阻R9至Rn、电容C9至Cu)和高频
变压器L^至L4-4构成。
本发明中，电子镇流控制器所燃点的荧光灯管5，可以用串联或并联多支荧光灯管代替。
本发明当控制绕组开路时，电子镇流器中的高频发生器振荡工作，供给荧光灯管高频 电能，使荧光灯管正常发光(光通为100%)。当控制绕组短路时，电子镇流器中高频发生器 马上停止振荡，荧光灯管马上熄灭(光通为0%)。只要使控制绕组不断地开路或短路作周期 性变化，就可以实现荧光灯亮或暗跳变功能。
上述控制绕组的周期性开路或短路是由控制接口电路来实现的。该控制接口电路的特 征是由一个悬浮式电子开关所组成，它是一个独立的悬浮单元，与电子镇流器在电气上是 隔离的，如图4所示。图4中，D9-Di2为二极管，Q3为晶体管，Rs为限流电阻，Q为抗 干扰电容。当控制讯号Vc为低电平(〈0.5V)时，Q3截止，控制绕组L2-c的a、 d两端开路。 当控制讯号为高电平(1.5-12VDc)时，Q3饱和导通，此时如a-d端为讯号正半周的话，则a —D9—c—e—D„—d形成通路；如a-d端为讯号负半周的话，贝U d—D1()—c—e—D12—a形 成通路，使a-d两端短路。
控制讯号Vc是由控制讯号发生器提供的，当Vc为周期Tc,幅度为E重复跳变的脉 冲时，则荧光灯在亮或暗之间跳变，Tc越短，灯的跳变越快，反之跳变越慢。当Vc是一 个周期为T脉冲宽度可调的脉冲时，脉宽从0.1T慢慢变宽到0.9T时，荧光灯从亮慢慢变 到暗。反过来脉宽从0.9T慢慢变到0.1T时，荧光灯从暗慢慢变到亮，这就是荧光灯的渐 变功能和调光功能。为了保证荧光灯在跳变或渐变时的寿命，荧光灯灯丝电压发生器不管灯亮或暗，它始 终能供给荧光灯管灯丝一个恰当的恒定电流(恒流)，使阴极始终保持在热电子发射状态。 这样荧光灯就可以长期在跳变或渐变状态下工作而不发黑，不影响其寿命。供给灯丝的电 流也可以不是恒流，但必须保证在电源电压低端(V—176V)时，保证供给灯丝有效加热电流 Ik〉最低阴极热电子发射电流i"当处于电源电压高端(Vi-264V)时，保证供给灯丝有效加 热电流Ik〈阴极允许最大热电子发射电流ik,.
满足上述功能的荧光灯电子镇流控制器，可以带多支荧光灯管工作。可以由一个电子 镇流控制器带2支(或多支)荧光灯管工作，2支(或多支)荧光灯管既可以并联形式代替荧 光灯管5，也可以串联形式代替荧光灯管5。
本发明可以单独作为调光电子镇流器使用，电路简单可靠，性价比也很高。
本发明所述的电子镇流控制器作为长亮、跳变、渐变和调光的荧光灯电子镇流控制器 的应用，长期跳(渐)变状态下工作不发黑。
本发明的电子镇流控制器，也可以长亮，作为普通照明使用。
本发明的电子镇流控制器经得起长期在跳变(或渐变)状态下工作不发黑，具有电路结 构简单、轻巧可靠、高效节能和性价比高等显著优点。若用由红、绿、蓝三支(组)大功率 荧光灯管做成的广告灯箱、投光灯具或景观照明，则可以跳变以(或渐变)出七种彩色，使 广告、投光建筑或绿化树木等变化莫测，栩'栩如生，效果极佳。 附图说明
图1是本发明实施例电子镇流控制器结构方框图。
图2是本发明实施例零偏压它激式电子镇流器磁环控制绕组L2.c连接结构图。 图3是本发明自偏压自激式电子镇流器磁环控制绕组L2.c连接结构图。 图4是本发明实施例控制接口电路----悬浮式电子开关结构图。 图5是本发明实施例电子镇流控制器电路结构图。 具体实施方式
如图3方式连接电子镇流器磁环控制绕组L2.c，如图4方式连接控制接口电路中的悬 浮式电子开关，如图5方式连接获得本发明电子镇流控制器。其中Fs为电源电流过流保 险丝。DNR10D471为过压保护压敏电阻。Lid为滤波器， 一方面，可以减少电磁传导干扰， 一方面又可以防止外界电磁干扰和多个电子镇流器同时启动时的浪湧电流。D!-D4和&为 桥式全波整流滤波电路。R广R7、 C3-C7、 D5-D8、 L24-L2—3、 L3、 Q广Q2构成电子镇流器。L2-C 为绕在高频发生器磁环中的控制绕组。D9-D12、 Q3、 R8、 C8为控制接口电路中的悬浮式电 子开关。L4.rU4、 C9、 C1()、 R9-Ru、 Q4为灯丝电压发生器。控制讯号发生器产生跳变(或 渐变)脉冲Vc驱动悬浮电子开关。
随着城市泛光照明和广告业的发展，目前彩色霓虹灯、彩色LED和彩色金卤灯得到了 广泛应用，这些产品的应用，给城市的景观照明增添了新的色彩，同时也促进了广告等行 业的发展。但是，它们的不足也日益突现：霓虹灯需很高电压方能启动燃点，且耗能较大; 彩色LED价格较高，且光通量不够；金卤灯的光污染较大，且不能跳变等。这些都是不符 合建设节约型、环保型社会环境要求的。
众所周知，用普通的电子镇流器燃点荧光灯管，开关几千行次灯丝就会烧断，用PTC 预热启动的电子镇流器燃点荧光灯管，也只能开关几万次，用调光芯片组成的调光型电子 镇流器燃点荧光灯管，开关次数可以较多，但由于价格很高，影响了它的推广使用。现有 的跳(渐)变电子镇流器，跳变不久灯管容易发黑，寿命短，并且电子镇流器发热量大，可 靠性差。 发明内容
本发明的目的是获得一种高效节能、性能可靠、荧光灯在长期跳(渐)变状态下工作不 发黑、性价比高的兼容长亮、跳变、渐变和调光的新颖荧光灯电子镇流控制器。
本发明提出的一种兼容长亮、跳变、渐变和调光的荧光灯电子镇流控制器，由电子镇 流器、控制接口电路、控制讯号发生器和荧光灯灯丝电压发生器如图l连接组成。
本发明中，在电子镇流器l中高频讯号发生器磁环振荡线圈三个绕组的基础上增加一 个控制绕组L2-c，如图2至图4。控制绕组L2-c开路时，高频发生器振荡，荧光灯5最亮， 反之高频发生器停振，荧光灯5熄灭，控制绕组L2-c的开路或短路是由控制接口电路2实 现，控制讯号发生器3产生跳变脉冲，荧光灯5在亮、暗之间跳变，控制信号发生器3产 生周期性的脉宽可调的脉冲时，荧光灯5的亮度渐变，电子镇流器l接通市电后灯丝电压 发生器4始终供给荧光灯灯丝一个恒定的加热电流。
本发明中，电子镇流器1是整流滤波电路供电的普通性能电子镇流器。
本发明中，电子镇流器1是APFC即有源功率因数校正电路供电的高性能电子镇流器。
图1中控制讯号发生器3产生跳变（或渐变）讯号，驱动控制接口电路2中的电子开关，f ，于镇流器l中高频发生器磁环振荡线圈中的控制绕组L2-c开路或短路，荧光灯管 5魷^T以实现亮或暗（或慢慢亮、慢慢暗）的跳（渐）变功能。灯丝电压发生器4不管灯 管亮或暗，它始终能供给荧光灯5—个恒定的灯丝加热电流，保证灯管在长期跳（渐）变 情况下工作而不发黑，不损坏。
本发明中，控制接口电路2是一个悬浮式电子开关(如图4所示)，该电子开关是由二 极管D9至Di2联接成全桥电路，两个二极管负极联接端和另两个二极管正极联接端分别与 开关晶体管Q3的集电极C与发射极e相联接，全桥的两个输入端与L2—e相联接，电阻Rs 的一头与Q3基极b相联接，电容C8联接在Rs的另一头与Q3的发射极e之间，并且Q两 端作为控制接口电路2的驱动讯号输入端与控制讯号发生器3的输出端相联接。 本发明中，控制接口电路2的电子开关是具有上述相同功能的IC模块构成。 本发明中，灯丝电压发生器4是由独立供电的电子变压器或高频振荡器构成。 本发明中，高频振荡器如图5所示由三极管Q4、电阻R9至Rn、电容C9至Cu)和高频
变压器L^至L4-4构成。
本发明中，电子镇流控制器所燃点的荧光灯管5，可以用串联或并联多支荧光灯管代替。
本发明当控制绕组开路时，电子镇流器中的高频发生器振荡工作，供给荧光灯管高频 电能，使荧光灯管正常发光(光通为100%)。当控制绕组短路时，电子镇流器中高频发生器 马上停止振荡，荧光灯管马上熄灭(光通为0%)。只要使控制绕组不断地开路或短路作周期 性变化，就可以实现荧光灯亮或暗跳变功能。
上述控制绕组的周期性开路或短路是由控制接口电路来实现的。该控制接口电路的特 征是由一个悬浮式电子开关所组成，它是一个独立的悬浮单元，与电子镇流器在电气上是 隔离的，如图4所示。图4中，D9-Di2为二极管，Q3为晶体管，Rs为限流电阻，Q为抗 干扰电容。当控制讯号Vc为低电平(〈0.5V)时，Q3截止，控制绕组L2-c的a、 d两端开路。 当控制讯号为高电平(1.5-12VDc)时，Q3饱和导通，此时如a-d端为讯号正半周的话，则a —D9—c—e—D„—d形成通路；如a-d端为讯号负半周的话，贝U d—D1()—c—e—D12—a形 成通路，使a-d两端短路。
控制讯号Vc是由控制讯号发生器提供的，当Vc为周期Tc,幅度为E重复跳变的脉 冲时，则荧光灯在亮或暗之间跳变，Tc越短，灯的跳变越快，反之跳变越慢。当Vc是一 个周期为T脉冲宽度可调的脉冲时，脉宽从0.1T慢慢变宽到0.9T时，荧光灯从亮慢慢变 到暗。反过来脉宽从0.9T慢慢变到0.1T时，荧光灯从暗慢慢变到亮，这就是荧光灯的渐 变功能和调光功能。为了保证荧光灯在跳变或渐变时的寿命，荧光灯灯丝电压发生器不管灯亮或暗，它始 终能供给荧光灯管灯丝一个恰当的恒定电流(恒流)，使阴极始终保持在热电子发射状态。 这样荧光灯就可以长期在跳变或渐变状态下工作而不发黑，不影响其寿命。供给灯丝的电 流也可以不是恒流，但必须保证在电源电压低端(V—176V)时，保证供给灯丝有效加热电流 Ik〉最低阴极热电子发射电流i"当处于电源电压高端(Vi-264V)时，保证供给灯丝有效加 热电流Ik〈阴极允许最大热电子发射电流ik,.
满足上述功能的荧光灯电子镇流控制器，可以带多支荧光灯管工作。可以由一个电子 镇流控制器带2支(或多支)荧光灯管工作，2支(或多支)荧光灯管既可以并联形式代替荧 光灯管5，也可以串联形式代替荧光灯管5。
本发明可以单独作为调光电子镇流器使用，电路简单可靠，性价比也很高。
本发明所述的电子镇流控制器作为长亮、跳变、渐变和调光的荧光灯电子镇流控制器 的应用，长期跳(渐)变状态下工作不发黑。
本发明的电子镇流控制器，也可以长亮，作为普通照明使用。
本发明的电子镇流控制器经得起长期在跳变(或渐变)状态下工作不发黑，具有电路结 构简单、轻巧可靠、高效节能和性价比高等显著优点。若用由红、绿、蓝三支(组)大功率 荧光灯管做成的广告灯箱、投光灯具或景观照明，则可以跳变以(或渐变)出七种彩色，使 广告、投光建筑或绿化树木等变化莫测，栩'栩如生，效果极佳。 附图说明
图1是本发明实施例电子镇流控制器结构方框图。
图2是本发明实施例零偏压它激式电子镇流器磁环控制绕组L2.c连接结构图。 图3是本发明自偏压自激式电子镇流器磁环控制绕组L2.c连接结构图。 图4是本发明实施例控制接口电路----悬浮式电子开关结构图。 图5是本发明实施例电子镇流控制器电路结构图。 具体实施方式
如图3方式连接电子镇流器磁环控制绕组L2.c，如图4方式连接控制接口电路中的悬 浮式电子开关，如图5方式连接获得本发明电子镇流控制器。其中Fs为电源电流过流保 险丝。DNR10D471为过压保护压敏电阻。Lid为滤波器， 一方面，可以减少电磁传导干扰， 一方面又可以防止外界电磁干扰和多个电子镇流器同时启动时的浪湧电流。D!-D4和&为 桥式全波整流滤波电路。R广R7、 C3-C7、 D5-D8、 L24-L2—3、 L3、 Q广Q2构成电子镇流器。L2-C 为绕在高频发生器磁环中的控制绕组。D9-D12、 Q3、 R8、 C8为控制接口电路中的悬浮式电 子开关。L4.rU4、 C9、 C1()、 R9-Ru、 Q4为灯丝电压发生器。控制讯号发生器产生跳变(或 渐变)脉冲Vc驱动悬浮电子开关。