專利名稱：熒光燈電子鎮(zhèn)流器整流效應保護電路的結構的制作方法
技術領域：
本實用新型是熒光燈電子鎮(zhèn)流器整流效應保護電路的結構。
熒光燈是一種大眾化的照明光源，由于其負阻特性，必須有相應的鎮(zhèn)流器與之匹配才能正常工作。電子鎮(zhèn)流器是一種新近發(fā)展出來的電子裝置，它工作頻率一般在幾十千赫茲。由于工作頻率由五十或六十赫茲的工頻提高到了幾十千赫茲，使得電子鎮(zhèn)流器與傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器相比具有更高的效率。
熒光燈是氣體放電燈的一種。在熒光燈的使用過程中，隨著熒光燈管的日益老化，燈管電壓會逐漸增加，同時燈絲陰極的熱電子發(fā)射能力也逐漸降低。由于燈管兩個燈絲的老化程度不可能完全相同，造成兩個燈絲陰極的電子發(fā)射能力不同，使得流過燈管的交流電流的正負部分不相同，這表明熒光燈管出現了整流效應，也就是說熒光燈管的壽命即將終結。當熒光燈出現整流效應時，燈絲處的陰極電壓降會明顯增加，從而使得燈絲電極的溫度急劇增加，嚴重時將使燈絲電極端的玻璃管壁熔化，或使燈頭處的燈具接插件燒毀，從而可能造成火災等嚴重后果，同時也可能使電子鎮(zhèn)流器因輸出功率過大而失效。因此在電子鎮(zhèn)流器的設計中必須考慮加入整流效應保護電路，這樣才能提高系統(tǒng)的可靠性。
已有的熒光燈整流效應保護電路是通過檢測燈工作電流的直流成分來實現的。
圖1是一般的熒光燈整流效應保護電路實施例。圖中V為方波信號源，L和C1為串聯(lián)諧振電感和電容，TX為輸出變壓器。R1、D1、R2和D2構成熒光燈管等效阻抗，在燈管無整流效應時，R1和R2的阻值相等，當燈管出現整流效應時，R1和R2的阻值不相等。采樣電容C2用于檢測燈管電流的直流成分。當燈出現整流效應時，流過燈管的交流電流中出現了部分直流成分，由此在電容C2上產生了直流壓降，當控制電路IC的EOL端，檢測到此直流壓降超過某個設定值時，控制電路IC產生相應的控制信號，使電子鎮(zhèn)流器停止工作，從而避免了因燈管出現整流效應而使燈絲電極過熱的現象。
這種整流效應保護電路雖然可以工作，但也有其相應的缺點。
第一，由于要采樣燈管電流的直流成分，必須將采樣電容C2直接與燈管串聯(lián)，這樣就不能實現電子鎮(zhèn)流器與燈管負載之間的電氣隔離，從而限制了在某些嚴格要求電氣隔離的場合中的應用。如果一定要在此場合使用，則必須增加諸如光耦等器件來實現，因而使電子鎮(zhèn)流器的成本增加。
第二，由于燈管與采樣電容串聯(lián)，使得在電路結構中必須增加一個輸出變壓器，從而增加了電子鎮(zhèn)流器的成本。
第三，由于采樣電容與燈管串聯(lián)，在正常工作時，燈電流在電容上會產生一定的交流電壓降，為了防止誤動作，必須將控制電路IC中的比較電平設得較高，由此帶來得缺點是，只有當燈管出現極其嚴重的整流效應時保護電路才能動作，而在燈管處于非嚴重整流態(tài)時保護電路無法判斷。
由于上述三個缺點，使得此種整流效應保護電路在性能上具有一定的局限性，也限制了在電子鎮(zhèn)流器上的應用。
本實用新型的目的是設計一種保護及時準確、成本低、應用廣的熒光燈電子鎮(zhèn)流器整流效應保護電路。
本實用新型由燈管電壓正峰值采樣電路，燈管電壓負峰值采樣電路，正負峰值電壓信號相加電路構成。與電子鎮(zhèn)流器連接的熒光燈管分別與燈管電壓正峰值采樣電路，燈管電壓負峰值采樣電路連接。正負峰值采樣電路與正負峰值電壓信號相加電路連接，信號相加電路與絕對值比較器連接，最后接控制停振電路。
上述電路需將熒光燈管交流電壓降分壓，分別獲得燈管電壓正相峰值和負相峰值，待正負峰值電壓信號相加后經比較判斷，控制電路決定是否停振。
本實用新型的保護電路結構可以是圖2，即V為方波信號源，L和C1為串聯(lián)諧振電感和電容。R1、R2、D1和D2構成熒光燈管等效阻抗，在燈管無整流效應時，R1和R2的阻值相等，當燈管出現整流效應時，R1和R2的阻值不相等。電阻R3、R4、R5、R6、R7、R8，電容C2、C3、C4，二極管D3、D4，這些元件組成了熒光燈整流效應檢測電路，檢測到的信號送至控制電路IC的EOL輸入端。
該電路的工作原理是通過檢測燈交流電壓降的正負幅度的不對稱性，從而判斷熒光燈是否處于整流態(tài)。燈管電壓通過電阻R3 R4分壓。二極管D4、電阻R6和電容C2構成半波整流濾波電路，在電容C2上生成的電壓比例于燈管電壓的正相峰值。二極管D3、電阻R5和電容C4構成另一個半波整流濾波電路，在電容C4上生成的電壓比例于燈管電壓的負相峰值。電容C2上的正電壓通過電阻R7對電容C3作正向充電，電容C4上的負電壓通過電阻R8對電容C3作反向充電，將電容C3上的電壓信號送至控制電路IC?？刂齐娐稩C將此電壓與參考電壓作比較，以判斷是否要作整流效應保護動作。在電路中，電阻R5和R6的阻值相同，電阻R7和R8的阻值相同。
在熒光燈管完全正常工作沒有出現整流效應時，流過燈管的交流電流的正負部分相同，燈管正向與反向工作的等效電阻R1和R2也相同，因而燈電壓的正負部分也完全對稱。燈電壓經分壓、半波整流和濾波后，在電容C2上生成的正電壓等于在電容C4上生成的負電壓，電阻R7和R8相同，因而電容C3上的電壓等于零伏。在控制電路IC中設定正負兩個比較電壓。由于電容C3上的電壓不超過正負比較電壓，控制電路IC不產生停振信號，電子鎮(zhèn)流器繼續(xù)工作。
當燈管老化而出現整流效應時，燈管等效電阻R1和R2不相同，燈電流中出現了直流成分，同時燈電壓的正負部分也不對稱。燈電壓經分壓，半波整流和濾波后，在電容C2上生成的正電壓不等于在電容C4上生成的負電壓，因而電容C3上的電壓不等于零伏。此電壓可能為正，也可能為負，這取決于整流態(tài)時燈管電壓的正負幅度哪一個更高。當C3上的電壓為正，且高于控制電路IC中的正值比較電壓時，或者當C3上的電壓為負，且低于控制電路IC中的負值比較電壓時，控制電路IC判斷為燈管處于整流態(tài)，產生相應的停振信號，電子鎮(zhèn)流器停止工作，從而避免了燈絲電極過熱現象，達到了整流效應保護功能。
當燈管負載需要與電子鎮(zhèn)流器實現電氣上的隔離時，此保護電路見圖3，圖中V為方波信號源，L和C1為串聯(lián)諧振電感和電容，TX為輸出變壓器。R1、D1、R2和D2構成熒光燈管等效阻抗，在燈管無整流效應時，R1和R2的阻值相等，當燈管出現整流效應時，R1和R2的阻值不相等。電阻R3、R4、R5、R6、R7、R8，電容C2、C3、C4，二極管D3、D4，這些元件組成了熒光燈整流效應檢測電路，檢測到的信號送至控制電路IC的EOL輸入端。
該電路的工作原理同樣是通過檢測燈交流電壓降的正負幅度的不對稱性，從而判斷熒光燈是否處于整流態(tài)。其具體的描述與前述的電路相同。
本實用新型保護電路的優(yōu)點在于第一，電路中可以不設置輸出變壓器，從而簡化了電路結構，降低了電子鎮(zhèn)流器的成本。第二，靈活地設定電阻R3和R4的分壓比，可以定量地判斷整流效應的嚴重程度，以便精確地設定整流效應保護功能的觸發(fā)電壓信號幅值。這意味著當燈管出現微弱的整流效應時，保護電路也能準確地識別。第三，可以設置輸出變壓器，從而實現燈管與電子鎮(zhèn)流器在電氣上的嚴格隔離，擴大了本實用新型在電子鎮(zhèn)流器中的應用范圍。由此可見，與已有的此類保護電路相比，本實用新型設計靈活，成本低，適用性廣。
具有本實用新型整流效應保護功能的電子鎮(zhèn)流器結構框圖見圖4，圖中1是電子鎮(zhèn)流器逆變電路，2是熒光燈，3是燈管電壓正峰值采樣電路，4是燈管電壓負峰值采樣電路，5是正負峰值電壓信號相加電路，6是絕對值比較器電路，7是停振控制電路。由3、4、5部分組成的就是本發(fā)明所描述的整流效應保護電路。
圖1是現有技術中整流效應保護電路的結構。
圖2是本實用新型整流效應保護電路的結構。
圖3是本實用新型整流效應保護電路的結構。
圖4是具有本實用新型保護功能的電子鎮(zhèn)流器結構框圖。
本實用新型的實施例取如下數值的元器件，按圖2方式連接一整流效應保護電路。R1＝200 R3＝200k R5＝200k R7＝100k D1＝1n4937 D3＝1n4148R2＝250 R4＝40k R6＝200k R8＝100k D2＝1n4937 D4＝1n4148C1＝5600pf L＝1mHC2＝1000pfC3＝1000pfC4＝1000pf
權利要求1.熒光燈電子鎮(zhèn)流器整流效應保護電路的結構，由燈管電壓正峰值采樣電路，燈管電壓負峰值采樣電路，正負峰值電壓信號相加電路組成，其特征是與電子鎮(zhèn)流器1連接的熒光燈管2，分別與燈管電壓正峰值采樣電路3、燈管電壓負峰值采樣電路4連接，正負峰值采樣電路與正負峰值電壓相加電路連接，信號相加電路與絕對值比較器6連接，最后接控制停振電路。
2.根據權利要求1所述的熒光燈電子鎮(zhèn)流器整流效應保護電路的結構，其特征是方波信號源V，串聯(lián)諧振電感L和電容C1連接在熒光燈電路兩端，R1、D1、R2、D2構成熒光燈管等效阻抗，檢測電路由電阻R3、R4、R5、R6、R7、R8，電容C2、C3、C4及二極管D3、D4構成，連接方式如圖2，檢測到的信號連接至控制電路IC的EOL輸入端。
3.根據權利要求2所述的熒光燈電子鎮(zhèn)流器整流效應保護電路的結構，其特征是在串聯(lián)諧振電感電容和熒光燈之間接有輸出變壓器TX。
專利摘要本實用新型是熒光燈電子鎮(zhèn)流器整流效應保護電路的結構?，F有技術的該類電路結構存在成本高，保護不及時等不足。本實用新型用燈管電壓正峰值采樣電路，燈管電壓負峰值采樣電路與正負峰值電壓信號相加電路連接，信號相加電路與絕對值比較器連接，最后接控制停振電路。通過檢測熒光燈交流電壓降正負幅度的不對稱性，判斷熒光燈是否處于整流狀態(tài)。該電路結構簡單，成本低，判斷及時準確，且應用廣泛。
文檔編號H05B41/28GK2492037SQ0124631
公開日2002年5月15日 申請日期2001年7月3日 優(yōu)先權日2001年7月3日
發(fā)明者陳忠 申請人:上海復旦微電子股份有限公司