一种气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，所述电路包括扫频产生电路、识别触发电路、一次扫频电路以及使能电路；所述扫频产生电路用于产生频率由高到低变化的PWM波；所述识别触发电路用于当扫频至谐振点且触发灯管之后，通过修改谐振参数，消除镇流器正常工作时的安全隐患；所述一次扫频电路用于镇流器一开始空载或过载的时候，使PWM波仅扫频一次，消除镇流器特殊状态下的安全隐患。本发明通过扫频产生电路点亮触发灯管的PWM波，通过识别触发电路断开扫频产生电路且可以通过修改谐振参数降低安全隐患，通过一次扫频电路消除镇流器一开始就处于空载或过载的安全隐患。本发明提供的模拟电路结构简单，成本低廉，具有实用价值。
【专利说明】
一种气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路
技术领域
[0001]本发明涉及镇流器电路的技术领域，尤其是涉及一种气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路。
【背景技术】
[0002]高压气体放电灯以其光效高、寿命长和显色性好等优点，在绿色照明工程中备受青睐，与之配套的高强度气体放电灯电子镇流器也因此成为了应用热点。高强度气体放电灯电子镇流器的一个必备的特性就是能提供高强度气体放电灯点灯触发的高电压，而主要的实现方式往往都采用谐振触发的方式，但是采用谐振触发的高强度气体放电灯电子镇流器上电后会存在着一定的安全隐患，所以谐振触发往往都需要用到扫频控制。扫频功能的实现既可以采用数字电路，也可以采用模拟电路的方式来实现。以数字电路实现扫频功能比较容易，也易于实现启动后的故障判断与保护功能，所以行业内的高强度气体放电灯电子镇流器很多都是采用数字电路的形式，即是用软件计算机语言控制PWM波占空比的方式来实现扫频。相比于数字电路，模拟电路的成本要低得多，但利用模拟电路难于实现与数字电路相同的启动与控制功能。
【发明内容】
[0003]为了解决以上存在的技术问题，本发明提出一种通过以模拟电路的方式来实现镇流器的扫频触发启动以及启动后的故障判断与保护功能的电路。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案:
一种气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，所述启动及控制电路包括扫频产生电路、识别触发电路、一次扫频电路以及使能电路；
所述扫频产生电路用于产生频率由高到低变化的PWM波;所述扫频产生电路的输入端连接控制电压，所述扫频产生电路的输出端连接识别触发电路的输入端；
所述识别触发电路用于当扫频至谐振点且触发灯管之后，通过改变电路工作状态，消除镇流器在正常工作时的安全隐患;所述识别触发电路的输入端连接扫频产生电路的输出端，所述识别触发电路的输出端连接使能电路的输入端；
所述一次扫频电路用于镇流器一开始就空载或过载时，使得PWM波仅扫频一次，消除镇流器在特殊状态下的安全隐患;所述一次扫频电路的输入端连接控制电压，所述一次扫频电路的输出端连接识别触发电路的输入端。
[0005]进一步地，所述扫频产生电路包括两个充放电支路，两个充放电支路对称布置，每个充放电支路包含的部件相同，所述充放电支路包括两个电阻、一个电容和一个晶体三极管，两个电阻的一端分别设置在电容的两端，一个电阻与电容的连接点连接至所在支路的晶体三极管的集电极，该晶体三极管的基极连接至另外一个充放电支路中电容与电阻的连接点，该晶体三极管的发射极与另外一个充放电支路中晶体三极管的发射极连接并接地。
[0006]进一步地，在一个充放电支路中与晶体三极管的集电极相连接电阻的另一端连接控制电压。
[0007]进一步地，所述识别触发电路包括两个晶体三极管和一个电阻，电阻的一端连接控制电压，另一端连接一个晶体三极管的基极和另一个晶体三极管的集电极。
[0008]进一步地，在所述识别触发电路中基极连接电阻的晶体管的集电极连接至扫频产生电路。
[0009]进一步地，在所述识别触发电路中基极连接电阻的晶体管的集电极连接至一次扫频电路。
[0010]进一步地，所述一次扫频电路包括一个充电电路、一个充电电路的保护电路以及一个放电电路，所述充电电路的保护电路用于保护所述充电电路，所述放电电路用于充电电路中电容的放电，所述充电电路的输出端连接所述充电电路的保护电路，所述充电电路的输入端连接所述放电电路的输入端。
[0011]进一步地，所述充电电路的保护电路包括第一晶体三极管和第一电阻，所述第一晶体三极管的基极连接第一电阻的一端，所述第一晶体三极管的发射极连接第一电阻的另一端并接地;所述充电电路包括第二晶体三极管、第二电阻、第三电阻和第一电容，所述第二电阻的一端连接控制电压，所述第二电阻的另一端连接第三电阻的一端，所述第二电阻与第三电阻的连接点连接第二晶体三极管的发射极，所述第三电阻的另一端与第一电容连接并接地，所述第一电容与第二晶体三极管的基极连接，所述第二晶体三极管的集电极与第一晶体三极管的基极连接;所述放电电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第三晶体三极管，所述第四电阻的一端与第三晶体三级管的发射极连接，所述第四电阻的另一端与第三晶体三级管的基极连接，所述第三晶体三级管的集电极与第五电阻的一端连接，所述第六电阻的一端与第三晶体三极管的基极和第四电阻的连接点连接，所述第五电阻的另一端与第六电阻的另一端连接并接地，所述第三晶体三极管的发射极与第四电阻的连接点与第二晶体三极管的基极与第一电容的连接点连接。
[0012]进一步地，所述第四电阻与第三晶体三极管的基极的连接点连接控制电压。
[0013]进一步地，第三晶体三极管为PNP型晶体三级管，本发明中其他的第三晶体三极管为NPN型晶体三级管。
[0014]本发明的技术方案通过模拟电路的方式提供扫频产生电路和识别触发电路，扫频产生电路产生扫频的PWM波后，通过识别触发电路使镇流器识别触发，此后改变电路工作状态把谐振频率点设置在不在镇流器工作时的固定频率附近，使得镇流器工作时的固定频率远离谐振点的频率点上，在实际应用中遇到一些突发情况譬如输出线断裂或者碰线时，可以安全的保护镇流器内部器件的完好，从而消除镇流器在正常工作时的安全隐患问题；当镇流器一开始就处于空载或过载情况下，通过模拟电路的方式提供一次扫频电路使扫频次数仅限为一次，而后就不再进行扫频，能消除镇流器上电后的安全隐患问题，达到了镇流器启动后的故障判断和保护功能的目的。本发明的技术方案提供的模拟电路结构简单，成本低廉，具有实用价值。
【附图说明】
[0015]图1为本发明所提供的系统框图；
图2为本发明所提供的电路原理图； 图3为本发明所提供的产生扫频PffM波的起始波形；
图4为本发明所提供的产生扫频PffM波的结束波形；
图5为本发明所提供的识别触发的PffM波形；
图6为本发明所提供的一次扫频的波形；
图中:1-扫频产生电路;I1-识别触发电路;in-—次扫频电路;IV-使能电路。
【具体实施方式】
[0016]参照附图和具体实施例对本发明做进一步地描述。
[0017]—种气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，启动及控制电路包括扫频产生电路1、识别触发电路I1、一次扫频电路III以及使能电路IV;
扫频产生电路I用于产生频率由高到低变化的PWM波;扫频产生电路I的输入端连接控制电压，扫频产生电路I的输出端连接识别触发电路II的输入端；
识别触发电路II用于当扫频至谐振点且触发灯管之后，通过改变电路工作状态，消除镇流器在正常工作时的安全隐患；识别触发电路II的输入端连接扫频产生电路I的输出端，识别触发电路II的输出端连接使能电路IV的输入端；
一次扫频电路III用于当镇流器空载或过载的时候，使得PWM波仅扫频一次，消除镇流器在特殊状态下的安全隐患；一次扫频电路III的输入端连接控制电压，一次扫频电路III的输出端连接识别触发电路II的输入端。
[0018]扫频产生电路I包括两个充放电支路，两个充放电支路对称布置，每个充放电支路包含的部件相同，充放电支路包括两个电阻、一个电容和一个晶体三极管，两个电阻的一端分别设置在电容的两端，一个电阻与电容的连接点连接至所在支路的晶体三极管的集电极，该晶体三极管的基极连接至另外一个充放电支路中电容与电阻的连接点，该晶体三极管的发射极与另外一个充放电支路中晶体三极管的发射极连接并接地。
[0019]在一个充放电支路中与晶体三极管的集电极相连接电阻的另一端连接控制电压。
[0020]识别触发电路II包括两个晶体三极管和一个电阻，电阻的一端接地，另一端连接一个晶体三极管的基极和另一个晶体三极管的集电极。
[0021]在识别触发电路II中基极连接电阻的晶体管的集电极连接至扫频产生电路。
[0022]在识别触发电路II中基极连接电阻的晶体管的集电极连接至一次扫频电路。
[0023]—次扫频电路III包括一个充电电路、一个充电电路的保护电路以及一个放电电路，充电电路的保护电路用于保护充电电路，放电电路用于充电电路中电容的放电，充电电路的输出端连接充电电路的保护电路，充电电路的输入端连接放电电路的输入端。
[0024]充电电路的保护电路包括第一晶体三极管Ql和第一电阻Rl，第一晶体三极管Ql的基极连接第一电阻Rl的一端，第一晶体三极管Ql的发射极连接第一电阻Rl的另一端并接地;充电电路包括第二晶体三极管Q2、第二电阻R2、第三电阻R3和第一电容Cl，第二电阻Rl的一端连接控制电压，第二电阻R2的另一端连接第三电阻R3的一端，第二电阻R2与第三电阻R3的连接点连接第二晶体三极管Q2的发射极，第三电阻R3的另一端与第一电容Cl连接并接地，第一电容CI与第二晶体三极管Q2的基极连接，第二晶体三极管Q2的集电极与第一晶体三极管Ql的基极连接;放电电路包括第四电阻R5、第五电阻R6、第六电阻R7以及第三晶体三极管Q3，第四电阻R5的一端与第三晶体三级管Q3的发射极连接，第四电阻R5的另一端与第三晶体三级管Q3的基极连接，第三晶体三级管Q3的集电极与第五电阻R6的一端连接，第六电阻R7的一端与第三晶体三极管Q3的基极和第四电阻R5的连接点连接，第五电阻R6的另一端与第六电阻R7的另一端连接并接地，第三晶体三极管Q3的发射极与第四电阻R5的连接点与第二晶体三极管Q2的基极与第一电容Cl的连接点连接。
[0025]第四电阻R5与第三晶体三极管Q3的基极的连接点连接控制电压。
[0026]第三晶体三极管Q3为PNP型晶体三级管，本发明中其他的第三晶体三极管为NPN型晶体三级管。
[0027]本发明所采用的具体实施方案如下:
扫频产生电路I用于产生频率由高到低变化的PWM波:当C106和R132连接点的电压为高电平时，Q22导通，Cl 13和Rl 34连接点的电压被拉低，Cl 13两端存在压差，Cl 13开始充电，充电过程中C113和R133连接点的电压随着电容饱和而升高，当升到一定值时，Q21导通，R131和C106间的电压被拉低，C106开始充电，同时，在开始充电的瞬间，C106和R132间的电压被R132的压降拉低，此时Q22截止，C113开始放电，C106充电过程中，C106和R132间的电压随着电容的饱和而升高，升高到一定值时，Q22又导通，这样反复循环，C106和C113两者交错充放电，因而，C106与R131的连接点输出高低变化的PffM波。
[0028]识别触发电路用于其扫频扫到谐振点，并且触发灯管后，消除镇流器在正常工作时候的安全隐患问题。当触发灯管后，点火识别Lopen由低电平变为高电平，图中设计了有R130，Q19，Q20组成的电路。当Lopen从低电平变为高电平时，Q20由截止变为导通，Q19由导通变为截止，此时与扫频产生电路断开连接，进入正常工作状态，此时其频率为固定频率，只要通过修改谐振参数把谐振频率点设置在不在固定频率附近，镇流器正常工作时的固定频率就不在谐振点附近，从而消除了镇流器在正常工作时的安全隐患问题。
[0029]扫频一次电路用于镇流器空载或过载的时候，PWM波仅扫频一次，消除镇流器在特殊状态下的安全隐患问题，5V通过R5对Cl充电，5V经过R2，R3分压到Q2发射极e，当电容Cl缓缓地充电充到Ve+0.7V的时候Q2导通，导致Ql也导通，此时，识别Lopen处在低电平，所以，Q20截止，Q19导通，所以如图2中R154进来是低电平，所以Q18截止，UC2525的SD脚高电平使能关闭，输出无波形，其中UC2525产生波形的一个条件是其SD脚低电平使能，如果SD脚为高电平，UC2525关闭使能。但是电容Cl缓缓地充到Ve+0.7V的这段过程中，Q2截止，Ql也截止，所以R154输入高电平，Q18导通，UC2525 SD脚低电平使能，输出呈现扫频波。所以，在电容Cl充电到Ve+0.7V这一过程中，UC2525输出扫频波，达到Ve+0.7V后，UC2525无输出波形。当关闭电源后，Q3的基极从5V变为0V，C1上(Q3发射极极)还有Ve+0.7V，PNP型三极管Q3导通，Cl通过R6迅速放电，所以，只要电容Cl的充电时间参数Cl容值和R5阻值设计合理，PWM波就可以实现仅扫频一次功能，就可以实现消除镇流器在特殊状态下的安全隐患问题。
[0030]上述【具体实施方式】用来解释说明本发明，仅为本发明的优选实施例而已，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改、等同替换、改进等，都落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，其特征在于，所述启动及控制电路包括扫频产生电路、识别触发电路、一次扫频电路以及使能电路； 所述扫频产生电路用于产生频率由高到低变化的HVM波;所述扫频产生电路的输入端连接控制电压，所述扫频产生电路的输出端连接识别触发电路的输入端； 所述识别触发电路用于当扫频至谐振点且触发灯管之后，通过改变电路工作状态，消除镇流器在正常工作时的安全隐患;所述识别触发电路的输入端连接扫频产生电路的输出端，所述识别触发电路的输出端连接使能电路的输入端； 所述一次扫频电路用于镇流器一开始就空载或过载时，使得PWM波仅扫频一次，消除镇流器在特殊状态下的安全隐患;所述一次扫频电路的输入端连接控制电压，所述一次扫频电路的输出端连接识别触发电路的输入端。2.根据权利要求1所述的气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，其特征在于，所述扫频产生电路包括两个充放电支路，两个充放电支路对称布置，每个充放电支路包含的部件相同，所述充放电支路包括两个电阻、一个电容和一个晶体三极管，两个电阻的一端分别设置在电容的两端，一个电阻与电容的连接点连接至所在支路的晶体三极管的集电极，该晶体三极管的基极连接至另外一个充放电支路中电容与电阻的连接点，该晶体三极管的发射极与另外一个充放电支路中晶体三极管的发射极连接并接地。3.根据权利要求2所述的高强度气体放电灯电子镇流器的低成本启动及控制电路，其特征在于，在一个充放电支路中与晶体三极管的集电极相连接电阻的另一端连接控制电压。4.根据权利要求1所述的气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，其特征在于，所述识别触发电路包括两个晶体三极管和一个电阻，电阻的一端连接控制电压，另一端连接一个晶体三极管的基极和另一个晶体三极管的集电极。5.根据权利要求4所述的气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，其特征在于，在所述识别触发电路中基极连接电阻的晶体管的集电极连接至扫频产生电路。6.根据权利要求4所述的气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，其特征在于，在所述识别触发电路中基极连接电阻的晶体管的集电极连接至一次扫频电路。7.根据权利要求1所述的气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，其特征在于，所述一次扫频电路包括一个充电电路、一个充电电路的保护电路以及一个放电电路，所述充电电路的保护电路用于保护所述充电电路，所述放电电路用于充电电路中电容的放电，所述充电电路的输出端连接所述充电电路的保护电路，所述充电电路的输入端连接所述放电电路的输入端。8.根据权利要求7所述的气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，其特征在于，所述充电电路的保护电路包括第一晶体三极管和第一电阻，所述第一晶体三极管的基极连接第一电阻的一端，所述第一晶体三极管的发射极连接第一电阻的另一端并接地;所述充电电路包括第二晶体三极管、第二电阻、第三电阻和第一电容，所述第二电阻的一端连接控制电压，所述第二电阻的另一端连接第三电阻的一端，所述第二电阻与第三电阻的连接点连接第二晶体三极管的发射极，所述第三电阻的另一端与第一电容连接并接地，所述第一电容与第二晶体三极管的基极连接，所述第二晶体三极管的集电极与第一晶体三极管的基极连接;所述放电电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻以及第三晶体三极管，所述第四电阻的一端与第三晶体三级管的发射极连接，所述第四电阻的另一端与第三晶体三级管的基极连接，所述第三晶体三级管的集电极与第五电阻的一端连接，所述第六电阻的一端与第三晶体三极管的基极和第四电阻的连接点连接，所述第五电阻的另一端与第六电阻的另一端连接并接地，所述第三晶体三极管的发射极与第四电阻的连接点与第二晶体三极管的基极与第一电容的连接点连接。9.根据权利要求8所述的气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，其特征在于，所述第四电阻与第三晶体三极管的基极的连接点连接控制电压。10.根据权利要求8所述的气体放电灯电子镇流器的启动及控制电路，其特征在于，第三晶体三极管为PNP型晶体三级管。
【文档编号】H05B41/285GK106061078SQ201610394044
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月6日
【发明人】陈敏, 孙茂松
【申请人】浙江大学, 浙江雷培德科技有限公司