專利名稱：一體化可調光緊湊型熒光燈以及其中使用的電路的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及可調光緊湊型熒光燈，更具體而言，涉及一種一體化可調光緊湊型熒光燈(Compact Fluorescent Lamp, CFL)以及其中使用的電路。
背景技術：
熒光燈是一種低壓氣體放電燈，是負電阻性負載。因此，熒光燈調光控制技術要比白熾燈調光復雜得多。傳統的緊湊型熒光燈(也稱節能燈)是利用壁式調光器進行調光。壁式調光器一般安裝在緊湊型熒光燈的開關位置，并集成有緊湊型熒光燈的開關功能。通常，不同類型的緊湊型熒光燈需要與其類型相匹配的壁式調光器。例如，不同工作電壓或不同功率的緊湊型熒光燈需要不同的壁式調光器。另外，不同的壁式調光器對同一緊湊型熒光燈有不同的調光效果，而同一壁式調光器的調節對不同的緊湊型熒光燈也會產生不同的調光效果。 圖1示出了現有技術的壁式調光器示意性電路圖。在圖1的電路圖中，負載1100是緊湊型熒光燈。如圖1所示，壁式調光器1200與負載1100并聯地連接在負載1100及其交流電源輸入端之間。該壁式調光器通過調節可調電阻W來控制雙向晶閘管SCR的導通角，由此可調節施加到緊湊型熒光燈上的電壓。 圖2示出了用于說明如圖1所示的現有技術的壁式調光器的工作原理的波形圖。如圖2所示，圖1中的壁式調光器1200的工作原理實際上就是把一個完整的正弦交流電壓變成不完整的正弦交流電壓。通過這種調壓方式來實現對緊湊型熒光燈的亮度調節。
然而，普通的緊湊型熒光燈并不能直接與調光器配合使用。為了與調光器配合使用，需要對緊湊型熒光燈的電路進行專門的設計，以使普通的緊湊型熒光燈成為可調光的緊湊型熒光燈。與現有技術的壁式調光器配合使用的可調光緊湊型熒光燈的電路已經有很多種，這里不再詳細討論。 在現有技術中，由于可調光緊湊型熒光燈和壁式調光器是分體式的，二者都需要
一定的電路來支持調光功能，因此導致總體電路結構復雜，總體制造成本高。 另外，由于現有技術的壁式調光器一般還作為可調光緊湊型熒光燈的開關，因此
其調光范圍通常從亮度最高位置開始。
發明內容
本發明的一個目的是提供一種一體化的可調光緊湊型熒光燈以及其中使用的電路。這種一體化的可調光緊湊型熒光燈無需另外的調光器來實現調光。 根據本發明的一個方面，提供了一種用于緊湊型熒光燈的電路。所述電路包括調光模塊，其用于通過控制輸出到驅動模塊的電壓頻率，來調節所述緊湊型熒光燈的亮度，其中，所述調光模塊包括控制部分，其用于接收來自輸入模塊的第一電信號和來自所述緊湊型熒光燈的燈管的反饋電信號，產生作為所述第一電信號的一部分或全部的參考電信號，響應于外部操作而調節所述參考電信號，并且將所述參考電信號和所述反饋電信號一起輸出到調頻部分，以便控制所述調頻部分輸出的電壓頻率；以及所述調頻部分，其用于接收來自所述輸入模塊的第一電信號，產生向所述驅動模塊輸出的電壓頻率，并且響應于所述參考電信號和反饋電信號而調節所述電壓頻率。 根據本發明的另一方面，提供了一種具有上述電路的一體化可調光緊湊型熒光燈。 在本發明中，調光部分是結合在緊湊型熒光燈中的，僅需實現單個調光電路，因此總體電路結構簡單，總體制造成本低。 此外，由于一體式設計，本發明的調光部分不必具有開關功能，因此可以從任意亮度位置開始調光。
本發明的以上和其它目的、特征和優點將通過參考下文中結合附圖所給出的描述而得到更好的理解。在所有附圖中，相同或相似的附圖標記表示相同或者相似的部件。在所述附圖中 圖1示出了現有技術的壁式調光器示意性電路圖； 圖2示出了用于說明如圖1所示的現有技術的調光器的工作原理的波形 圖3示出了根據本發明一實施例的用于緊湊型熒光燈的電路示 圖4示出了根據本發明一實施例的一體化可調光緊湊型熒光燈的示意 圖5示出了根據本發明另一實施例的一體化可調光緊湊型熒光燈的示意圖。
具體實施例方式
本發明的實施例的基本原理是將調光模塊集成到緊湊型熒光燈中，并通過控制調光模塊輸出到緊湊型熒光燈的驅動模塊的電壓頻率，來調節緊湊型熒光燈的亮度。輸出到驅動模塊的電壓頻率改變，會導致緊湊型熒光燈的燈管的工作頻率改變。相應地，燈管的工作電壓和工作電流改變。以此方式，達到調節緊湊型熒光燈的亮度的目的。
圖3示出了根據本發明一實施例的用于緊湊型熒光燈的電路示圖。如圖3所示，電路3000包括輸入模塊3100、驅動模塊3200和調光模塊3300。輸入模塊3100用于把輸入到緊湊型熒光燈的市電交流電壓轉換成直流電壓。例如，在圖3中，所述市電交流電壓在端子S11、S12施加到輸入模塊3100，并且被轉換成直流電壓，在輸入模塊3100的輸出節點Nl和N2輸出。所述節點N2連接到所述電路3000的參考地節點NGref 。所述市電交流電壓例如是50Hz或60Hz、120V的交流電壓。本領域技術人員可以理解，所述市電交流電壓也可以是50Hz或60Hz，220V的交流電壓。 驅動模塊3200用于向緊湊型熒光燈的燈管供電，以將燈管點亮并使其穩定工作。例如，在圖3中，驅動模塊3200的兩對輸出端子(J1，J2)和(J3，J4)之間可以各接有燈絲。
這里，輸入模塊3100和驅動模塊3200都是現有技術的電路，本領域技術人員可以了解用于實現這兩個模塊的多種方式，因此這里不再詳細描述。 調光模塊3300連接在輸入模塊3100和驅動模塊3200之間。在圖3的實施例中，調光模塊3300包括控制部分3310和調頻部分3320。 控制部分3310接收輸入模塊3100所輸出的直流電壓和來自燈管的交流反饋電
5壓。控制部分3310產生直流參考電壓，所述直流參考電壓是輸入模塊3100所輸出的直流電壓的一部分或全部。控制部分3310響應于外部操作而對直流參考電壓進行調節，并將經調節的直流參考電壓和來自燈管的交流反饋電壓輸出到調頻部分3320。調頻部分3320接收輸入模塊3100的直流電壓，產生向驅動模塊3200輸出的電壓頻率。調頻部分3320響應于來自控制部分3310的直流參考電壓和交流反饋電壓而調節向驅動模塊3200輸出的電壓頻率。 調頻部分3320可以使用具有響應于輸入電壓變化而輸出相應電壓頻率這種功能的市售電子器件如集成電路(IC)芯片來實現。此類電子器件所需要的外圍電路也是本領域技術人員熟知的。 例如，在圖3中，使用了具有響應于輸入電壓變化而輸出相應電壓頻率這種功能的IC芯片Ul及其外圍電路來實現調頻部分3320。調頻部分3320的工作電壓輸入節點Vcc連接到輸入模塊3100的第一輸出節點Nl，而調頻部分3320的參考地電壓輸入節點NGref連接到輸入模塊3100的第二輸出節點N2。 NGref也是電路3000的參考地節點。在圖3中，芯片Ul的腳1通過電阻R13連接到調頻部分3320的工作電壓輸入節點Vcc，芯片Ul的腳2連接到調頻部分3320的參考地電壓輸入節點NGref 。芯片Ul的輸入端子3接收來自控制部分3310的直流參考電壓和交流電壓。芯片Ul通過檢測腳3上的電壓來不斷調節腳5和腳7的開關頻率，從而調節燈管的工作頻率，改變燈管的工作電流，調節緊湊型熒光燈的亮度。在一個實施例中，腳5和腳7的開關頻率在約40 80KHz之間變化。
圖3中所示的調頻部分3320的電路僅是一個例子。本領域技術人員應當理解并可以構思用以實現調頻部分3320的多種其它電路。因此，這里不再詳述調頻部分3320的結構。 在圖3的實施例中，控制部分3310包括滑動變阻器VR1。 VR1的兩端分別連接到輸入模塊3100的輸出節點N1和N2，由此接收來自輸入模塊的直流電壓。VR1的滑動觸頭P連接到調頻部分3320的芯片Ul的腳3。可以通過外部操作來使滑動觸頭P滑動。隨著滑動觸頭P的滑動，在所接收的直流電壓的范圍內變化的直流參考電壓將輸入到U1的腳3。
控制部分3310還包括反饋電阻R12。反饋電阻R12連接在電路3000的參考地節點NGref和燈管位置之間。反饋電阻R12連接到燈管位置的一端還連接到調頻部分3320的輸入端子3，即Ul的腳3。 R12是燈管電流反饋電阻。燈管電流通過R12時，R12上流過燈管的反饋電流。R12上的電壓就可以提供到調頻部分3320的輸入端子3。在一個實施例中，R12上的電壓是交流電壓。在調頻部分3320的輸入端子3，由R12提供的交流電壓與VR1輸出的直流參考電壓疊加在一起，形成正弦波電壓，提供到U1的腳3。
在上述實施例中，芯片Ul通過檢測腳3上的電壓來不斷調節腳5和腳7的開關頻率，從而調節燈管的工作頻率，改變燈管的工作電流，并最終使腳3的正弦波電壓的最小值為零。當腳3的正弦波電壓的最小值為零時，對緊湊型熒光燈的一次調節結束，并且燈光得以穩定。 在一個實施例中，控制部分3310還可以包括電容器C8和電阻器R7。
在上述實施例中，影響腳3電壓的有兩個因素，就是VR1的直流參考電壓與R12的交流電壓。改變VR1的直流參考電壓就可以最終改變R12的交流電壓，即改變燈管的工作電流。這是一個負反饋過程，這種負反饋過程可以使燈管電流更加穩定。
在一個實施例中，控制部分3310還包括電阻器R2和R3。電阻器R2連接在滑動變 阻器VR1與節點Nl之間，而電阻器R3連接在滑動變阻器VR1與節點N2之間。電阻器R2、 R3用于限制滑動變阻器VR1的電壓調節范圍，從而限制整個緊湊型熒光燈的最大與最小工 作功率。 在一個實施例中，調光模塊3300還可以包括降壓電阻器R4和R5。電阻器R4和 R5串聯連接在調頻部分3200的工作電壓輸入節點Vcc與輸入模塊3100的輸出節點Nl之 間，也串聯連接在輸入模塊3100的輸出節點Nl與滑動變阻器VR1的與輸入模塊的第一輸 入節點Nl相連的一端之間。降壓電阻器R4和R5用于對Nl節點輸出的電壓進行降壓，以 向調頻模塊3320和調壓模塊3310提供與Nl節點輸出的電壓相比降低了的電壓。
圖4示出了根據本發明一實施例的一體化可調光緊湊型熒光燈的示意圖。圖4的 緊湊型熒光燈4000具有根據本發明實施例的用于緊湊型熒光燈的電路。在圖4中，緊湊型 熒光燈4000包括螺旋形燈管4100和燈管座4200。在其它實施例中，燈管4100也可以是其 它適合的形狀，比如U形、H形等。盡管未示出，但是所述電路可以設置在燈管座4200中。
另外，緊湊型熒光燈4000還可以帶有滑動變阻器4300。在圖4中，滑動變阻器 4300設置在燈管座4200的外部，并通過導線4400而連接到燈管座4200，并最終連接到燈 管座4200中的電路。滑動變阻器4300是根據本發明實施例的用于一體化可調光緊湊型熒 光燈的電路中的滑動變阻器VR1 。 另外，導線4400上可以帶有固定器4500。固定器4500用于將導線4400固定到比 如墻等物體上，以防止導線4400與燈管4100接觸。 圖5示出了根據本發明另一實施例的一體化可調光緊湊型熒光燈的示意圖。圖5 的緊湊型熒光燈5000也具有根據本發明實施例的用于緊湊型熒光燈的電路。與圖4不同 的是，在圖5的一體化可調光緊湊型熒光燈5000中，滑動變阻器5300直接設置在燈管座 5200的外表面上。這樣可以節約空間。另外，在圖5的實施例中，滑動變阻器5300是旋鈕 的形式。 最后，還需要說明的是，術語"包括"、"包含"或者其任何其他變體意在涵蓋非排他 性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且 還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的
要素。此外，在沒有更多限制的情況下，由語句"包括一個......"限定的要素，并不排除在
包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。 以上雖然結合附圖詳細描述了本發明的實施例，但是應當理解，上面所描述的實 施方式只是用于說明本發明，而并不構成對本發明的限制。對于本領域的技術人員來說，可 以在不背離本發明的范圍的情況下，對上述實施方式作出各種修改和變更。因此，本發明的 范圍僅由所附的權利要求及其等效含義來限定。
權利要求
一種用于緊湊型熒光燈的電路，包括調光模塊，其用于通過控制輸出到驅動模塊的電壓頻率，來調節所述緊湊型熒光燈的亮度，其中，所述調光模塊包括控制部分，其用于接收來自輸入模塊的第一電信號和來自所述緊湊型熒光燈的燈管的反饋電信號，產生作為所述第一電信號的一部分或全部的參考電信號，響應于外部操作而調節所述參考電信號，并且將所述參考電信號和所述反饋電信號一起輸出到調頻部分，以便控制所述調頻部分輸出的電壓頻率；以及所述調頻部分，其用于接收來自所述輸入模塊的第一電信號，產生向所述驅動模塊輸出的電壓頻率，并且響應于所述參考電信號和反饋電信號而調節所述電壓頻率。
2. 根據權利要求1所述的電路，其特征在于，來自所述輸入模塊的第一電信號是直流 電壓，所述參考電信號是直流參考電壓，而來自所述緊湊型熒光燈的燈管的反饋電信號是 交流反饋電壓。
3. 根據權利要求2所述的電路，其特征在于，所述控制部分包括滑動變阻器(VR1)，其兩端分別連接到所述輸入模塊的第一輸出節點和第二輸出節點， 而滑動觸頭連接到所述調頻部分的第一輸入端子；以及反饋電阻(R12)，其連接在所述電路的參考地與所述燈管之間，所述反饋電阻(R12)連 接到燈管的一端還連接到所述調頻部分的第一輸入端子，用于在所述燈管的交流電流流過 所述反饋電阻(R12)時，將所述反饋電阻(R12)上的交流反饋電壓提供到所述調頻部分的 第一輸入端子。
4. 根據權利要求3所述的電路，其特征在于，所述控制部分還包括第一電阻器(R2)和第二電阻器(R3)，其與所述滑動變阻器(VR1)串聯連接在所述輸入 模塊的第一輸出節點和第二輸出節點之間，且分別位于所述滑動變阻器(VR1)的兩側。
5. 根據權利要求3所述的電路，其特征在于，所述控制部分還包括 第三電阻器(R7);以及第一電容器(C8)，其中所述第三電阻器(R7)和所述第一電容器(C8)串聯連接在所述反饋電阻(R12)的 與所述燈管連接的一端和所述調頻部分的第一輸入端子之間。
6. 根據權利要求3至5中任意一項所述的電路，其特征在于，所述調頻部分的工作電壓 輸入節點連接到所述輸入模塊的第一輸出節點，而所述調頻部分的參考地電壓輸入節點連 接到所述輸入模塊的第二輸出節點。
7. 根據權利要求3至5中任意一項所述的電路，其特征在于，所述調光模塊還包括 降壓電阻器(R4， R5)，其連接在所述輸入模塊的第一輸出節點與所述調頻部分的第一工作電壓輸入節點之間，也連接在所述輸入模塊的第一輸出節點和所述滑動變阻器VR1的 與所述輸入模塊的第一輸出節點相連的一端之間。
8. —體化可調光緊湊型熒光燈，其特征在于，所述緊湊型熒光燈具有如權利要求1至7中任何一項所述的電路。
9. 如權利要求8所述的一體化可調光緊湊型熒光燈，其特征在于，所述電路設置在所 述緊湊型熒光燈的燈管座中。
10. 如權利要求8或9所述的一體化可調光緊湊型熒光燈，其特征在于，所述緊湊型熒光燈還包括設置在所述燈管座外表面上的滑動變阻器，并且所述滑動變阻器是所述調光模塊中的用于響應于外部操作而調節所述參考電信號的部件。
11. 如權利要求8或9所述的一體化可調光緊湊型熒光燈，其特征在于，所述緊湊型熒光燈還包括設置在所述燈管座外部、并通過導線連接到所述燈管座的滑動變阻器，并且所述滑動變阻器是所述調光模塊中的用于響應于外部操作而調節所述參考電信號的部件。
12. 如權利要求11所述的一體化可調光緊湊型熒光燈，其特征在于，所述導線上設置有固定器。
全文摘要
本發明公開了一種一體化可調光緊湊型熒光燈以及其中使用的電路。所述電路包括調光模塊，用于通過控制輸出到驅動模塊的電壓頻率，來調節所述緊湊型熒光燈的亮度，其中，所述調光模塊包括控制部分，其用于接收來自輸入模塊的第一電信號和來自所述緊湊型熒光燈的燈管的反饋電信號，產生作為所述第一電信號的一部分或全部的參考電信號，響應于外部操作而調節所述參考電信號，并且將所述參考電信號和所述反饋電信號一起輸出到調頻部分，以便控制所述調頻部分輸出的電壓頻率；以及所述調頻部分，用于接收來自所述輸入模塊的第一電信號，產生向所述驅動模塊輸出的電壓頻率，并且響應于所述參考電信號和反饋電信號而調節所述電壓頻率。
文檔編號H05B41/38GK101754557SQ20081018571
公開日2010年6月23日 申請日期2008年12月8日 優先權日2008年12月8日
發明者杜超洪, 賀相芬 申請人:奧斯蘭姆有限公司