专利名称：一种电子镇流器及荧光灯装置的制作方法
技术领域：
本发明属于荧光灯领域，尤其涉及一种电子镇流器及荧光灯装置。
背景技术：
采用电子镇流器进行驱动的荧光灯由于光效高，节能环保等特性而得到广泛的应
用；然而现有的荧光灯一般是采用冷启动，由于荧光灯的灯丝阻抗极低，因此产生的瞬间电
流很大，对电子镇流器和荧光灯灯管的寿命影响很大，同时光通维持率低。 现有技术中的荧光灯也有采用预热设计的，但缺少对预热时间和预热电流的智能
控制，同样也会降低荧光灯灯管的使用寿命。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电子镇流器，旨在解决现有的荧光灯使用寿命 短、光通维持率低的问题。 本发明实施例是这样实现的， 一种电子镇流器，包括顺次连接的EMI电路、APFC电 路以及振荡电路，所述电子镇流器还包括 控制电路，其输入端连接至所述APFC电路的电源端，所述控制电路的第一输出端 连接至所述振荡电路的控制端； 输出调压电路，其输入端连接至所述振荡电路的输出端，所述输出调压电路的输 出端连接荧光灯；以及 保护电路，其输入端连接至所述控制电路的第二输出端，所述保护电路的输出端 连接荧光灯； 在所述荧光灯点亮前，所述控制电路控制所述荧光灯的灯丝进行预热；预热后，所 述控制电路控制所述荧光灯进行点火；当所述荧光灯正常工作时，所述控制电路对所述荧 光灯的工作电流进行调节，实现调光控制。 更进一步地，所述控制电路包括调频模块；连接在所述调频模块的预热时间设 定端1与地之间的第一储/释能元件C3，用于设定预热时间；依次串联连接在所述调频模 块的最大振荡频率设定端2的电阻R3、电阻R4和电阻R5，用于设定最大振荡频率；连接在 所述调频模块的振荡频率设定端3与地之间的第二储/释能元件C2，用于设定振荡频率； 连接在所述调频模块的最小振荡频率设定端4与地之间的电阻R1，用于设定最小振荡频 率；以及并联连接在所述荧光灯的正极与负极之间的第一储/释能元件Cl，用于切断所述 荧光灯的工作电流。 更进一步地，所述调频模块为型号为L6574的调频芯片。 更进一步地，所述保护电路包括电阻Rll、电阻R12、电阻R13以及二极管D2，所 述二极管的阴极连接至所述调频模块的点火故障控制端9，所述二极管的阳极通过依次串 联连接的电阻R13和电阻R12连接至所述荧光灯的正极；所述电阻Rll的一端连接至所述 调频模块的电源电压端12，所述电阻R11的另一端连接至所述调频模块的故障检测端8。
更进一步地，所述振荡电路包括第一开关管，其控制端通过电阻R16连接至所述 调频模块的高驱动输出端15，所述第一开关管的控制端还通过电阻R17连接至所述调频模 块的输出端14，所述第一开关管的第一端连接至所述APFC电路的输出端；第二开关管，其 控制端通过电阻R14连接至所述调频模块的低驱动输出端ll，所述第二开关管的控制端还 通过电阻R15连接至所述第二开关管的第二端，所述第二开关管的第二端通过电阻R9接 地，所述第二开关管的第一端连接至所述第一开关管的第二端；所述第一开关管的控制端 控制所述第一开关管的第一端与第二端之间的导通或断开，所述第二开关管的控制端控制 所述第二开关管的第一端与第二端之间的导通或断开；所述第二开关管的第一端与所述第 一开关管的第二端连接的连接端与所述调频模块的输出端14连接，所述第二开关管的第 一端与所述第一开关管的第二端连接的连接端还作为所述振荡电路的输出端与所述输出 调压电路的输入端连接。 更进一步地，所述输出调压电路包括电感L1、电容C7以及与所述电容C7并联连 接的电容C8 ;所述电感L1的一端连接至所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第 二端连接的连接端，所述电感Ll的另一端通过所述电容C7连接至所述荧光灯的正极。
本发明实施例的另一目的在于提供一种荧光灯装置，其包括荧光灯以及与所述荧 光灯连接的电子镇流器，所述电子镇流器为上述的电子镇流器。 本发明提供的电子镇流器采用控制电路对荧光灯灯丝的预热时间、预热频率以及 点火时间进行控制，延长了荧光灯的使用寿命，提高了光通维持率；另外还可以进行调光控 制，提高了能源的利用率，节能环保。
图1是本发明实施例提供的电子镇流器的模块结构示意图；
图2是本发明实施例提供的电子镇流器中APFC电路的电路图；
图3是本发明实施例提供的电子镇流器中控制电路的电路图；
图4是本发明实施例提供的电子镇流器的频率变化波形示意图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。 本发明实施例提供的电子镇流器采用控制电路对荧光灯灯丝的预热时间、预热频
率以及点火时间进行控制，延长了荧光灯的使用寿命，提高了光通维持率。 本发明实施例提供的电子镇流器10主要应用于荧光灯装置中，驱动荧光灯20工
作；其中，电子镇流器10的模块结构如图1所示，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例
相关的部分，详述如下。 电子镇流器10包括电磁干扰(Electromagnetic Interference, EMI)电路101、 功率因数补偿(Active Power Factor Corrector,APFC)电路102、控制电路103、振荡电路 104、输出调压电路105以及保护电路106，其中，EMI电路101、APFC电路102以及振荡电路 104顺次连接；控制电路103的输入端连接至APFC电路102的电源端，控制电路103的第一输出端连接至振荡电路104的控制端；输出调压电路105的输入端连接至振荡电路104的 输出端，输出调压电路105的输出端连接荧光灯20 ;保护电路106的输入端连接至控制电 路103的第二输出端，保护电路106的输出端连接荧光灯20 ;在荧光灯20点亮前，控制电 路103控制荧光灯20的灯丝进行预热；预热后，控制电路103控制荧光灯20进行"点火"； 当荧光灯20正常工作时，控制电路103对荧光灯20的工作电流进行调节，实现调光控制。
在本发明实施例中，在荧光灯20点亮前，电子镇流器10对灯丝进行预热控制，预 热时间、预热频率和预热电流都是可控制的，大大地延长了荧光灯灯丝的使用寿命；预热后
进行"点火"，电子镇流器io可以对点火时间和点火电流进行控制，提高了整个设备的性
能；荧光灯20点亮后，电子镇流器10可以对荧光灯的工作电流进行控制，增加了调光效果； 并且通过电子镇流器10可以将荧光灯20的灯丝电流切断，从而降低了荧光灯20的工作温 度及整个电路的功率损耗，提高了能源的利用率。 图2和图3分别示出了电子镇流器10的具体电路，为了便于说明，仅示出了与本 发明实施例相关的部分，详述如下。 如图2所示，EMI电路101包括电容C14，并联连接在交流输入的两端；EMI电路 101的作用是滤除由交流输入带来的各种干扰信号，防止形成高频扰窜。
APFC电路102包括IC1芯片以及其外围电路，其中IC1芯片可以采用型号为L6561 的芯片；该芯片包括8个引脚，第1引脚INV通过电容C17与第2弓|脚COMP连接；第3引 脚MULT通过电阻R22接地，第3引脚MULT还通过电阻R21与整流单元的输出端连接，电容 C16与电阻R22并联连接；第6引脚GND接地滞5引脚ZCD通过电阻R23连接至整流单元 的输出端，第5引脚ZCD还通过电阻R24连接至变压器次级线圈L2的一端，L2的另一端接 地，第5引脚ZCD还通过电阻R25与第8引脚VCC连接；第8引脚VCC通过电容C18接地， 第8引脚VCC还作为APFC电路102的电源端0UT2与控制电路103的输入端IN2连接；第7 引脚GD通过电阻R26连接至M0S管Q3的栅极；第4引脚CS连接至M0S管Q3的源极，M0S 管Q3的源极还通过电阻R29接地，电阻R28与电阻R29并联连接，电阻R27连接在M0S管 Q3的源极与栅极之间，变压器的初级绕组L3的一端连接至整流单元的输出端，L3的另一 端连接至M0S管Q3的漏极，L3的另一端还连接至二极管D5的阳极，二极管D5的阴极作为 APFC电路102的输出端0UT1与振荡电路104的输入端IN1连接；电阻R30、电阻R31以及 电阻R32依次串联连接在二极管D5的阴极与地之间，电阻R31与电阻R32的串联连接端还 连接至IC1芯片的第1引脚；电容C19的一端接地，另一端连接至二极管D5的阴极。
如图3所示，控制电路103包括调频模块；连接在调频模块的预热时间设定端与 地之间的第一储/释能元件，用于设定预热时间；依次串联连接在调频模块的最大振荡频 率设定端的电阻R3、电阻R4和电阻R5，用于设定最大振荡频率；连接在调频模块的振荡频 率设定端与地之间的第二储/释能元件，用于设定振荡频率；连接在调频模块的最小振荡 频率设定端与地之间的电阻R1，用于设定最小振荡频率；并联连接在荧光灯20的正极与负 极之间的第一储/释能元件，用于切断荧光灯的工作电流。
作为本发明的一个实施例，上述储/释能元件均可以采用电容。
在本发明实施例中，调频模块可以采用型号为L6574的调频芯片；其中该芯片包 括16个引脚，第1弓I脚CPRE为预热时间设定端，第1引脚通过用于设定预热时间的电容C3 接地；第2引脚RPRE为最大振荡频率设定端，第2引脚通过用于设定最大振荡频率的依次
6串联连接的电阻R3、电阻R4和电阻R5接地，其中电阻R4为可调电阻；第3引脚CF为振荡 频率设定端，第3引脚通过用于设定振荡频率的电容C2接地；第4引脚RIGN为最小振荡频 率设定端，第4引脚通过用于设定最小振荡频率的电阻Rl接地；第5引脚0Pout为内部集 成的运算放大器的输出端，第6引脚OPin-为内部集成的运算放大器的反相输入端，第7引 脚0Pin+为内部集成的运算放大器的同相输入端，电阻R6与电容C4依次串联连接在第7 引脚与地之间，电阻R6与电容C4的串联连接端连接至可调电阻R4的滑动端；第6引脚通 过电阻R7连接至荧光灯20的负极，二极管D1的阴极连接至第5引脚，二极管D1的阴极还 通过电容C5连接至第6引脚，二极管Dl的阳极通过电阻R2连接至第4引脚；第4引脚、第 5引脚、二极管Dl以及电阻R2组成了一个反馈环路；第8弓|脚EN1为故障检测端，第9引 脚EN2为"点火"故障控制端，第9引脚通过电阻R8接地，还通过电容C6接地；第10引脚 GND为地端，第10引脚直接接地；第11引脚LVG为低驱动输出端，第12引脚VS为电源电压 端，第12引脚连接至L6561芯片的第8引脚；第13引脚N.C.悬空不接(图3中未示出)； 第14弓|脚OUT为输出端，第15引脚HVG为高驱动输出端，第16弓|脚VB00T为自举电源电 压端，第16引脚与电容C9的一端连接，电容C9的另一端与电容CIO的一端连接，电容CIO 的另一端依次通过电阻R18和二极管D4接地；电容Cl的一端连接至荧光灯20的正极，电 容Cl的另一端连接至荧光灯20的负极。 在本发明实施例中，振荡电路104包括第一开关管、第二开关管、电阻R9、电阻 R14、电阻R15、电阻R16以及电阻R17，其中第一开关管的控制端通过电阻R16连接至L6574 芯片的第15引脚，第一开关管的控制端还通过电阻R17连接至L6574芯片的第14引脚，第 一开关管的第一端连接至APFC电路的输出端；第二开关管的控制端通过电阻R14连接至 L6574芯片的第11引脚，第二开关管的控制端还通过电阻R15连接至第二开关管的第二端， 第二开关管的第二端通过电阻R9接地，第二开关管的第一端连接至第一开关管的第二端； 第一开关管的控制端控制第一开关管的第一端与第二端之间的导通或断开，第二开关管的 控制端控制第二开关管的第一端与第二端之间的导通或断开；第二开关管的第一端与第一 开关管的第二端连接的连接端与L6574芯片的第14引脚连接，第二开关管的第一端与第一 开关管的第二端连接的连接端还作为振荡电路104的输出端与输出调压电路105的输入端 连接。 作为本发明的一个实施例，第一开关管可以采用M0S管Q1，第二开关管可以采用 M0S管Q2，也可以采用其它任何起开关作用的元器件。 在本发明实施例中，输出调压电路包括电感L1、电容C7以及电容C8 ;电感L1的 一端连接至第二开关管的第一端与第一开关管的第二端连接的连接端，电感L1的另一端 通过电容C7连接至荧光灯20的正极，电容C8与电容C7并联连接。 在本发明实施例中，保护电路106包括电阻R11、电阻R12、电阻R13以及二极管 D2，二极管D2的阴极连接至L6574芯片的第9引脚，二极管D2的阳极通过依次串联连接的 电阻R13和电阻R12连接至荧光灯20的正极；电阻Rll的一端连接至L6574芯片的第12 引脚，电阻Rll的另一端连接至L6574芯片的第8引脚。 为了更进一步说明本发明实施例提供的电子整流器，现结合图2和图3详述其工 作原理如下 交流电输入经EMI电路101，整流单元，IC1芯片及外围元件组成APFC电路102再到控制电路103，为了使电子镇流器10工作可靠，荧光灯20的灯管使用寿命得到保证，电子 镇流器10的工作频率随时间的变化规律应符合图4所示的变化关系；图4中所示的就是荧 光灯20的预热频率fmax，该预热频率fmax应在电子镇流器10开始工作时保持一段时间 (即荧光灯20的预热时间CA)，然后开始下降至荧光灯20的正常工作频率fmin，过渡时间 (AB)就是荧光灯20的点火时间。 IC2芯片的第1引脚、第2引脚、第3引脚和第4引脚用于确定荧光灯20的预热 频率、预热时间、点火频率、点火时间以及正常工作频率；通过IC2芯片内部和外部电路形 成的振荡电路104及充放电电容来决定频率和时间参数；连接在IC2芯片的第1引脚的电 容C3就是用于设定预热时间的，连接到第3引脚的电容C2的放电电流可以决定外接半桥 功率晶体管Ql、 Q2的驱动信号频率；在预热期间，IC2芯片的第3引脚连接的电容C2的充 电电流由流入、流出IC2芯片的第2引脚和IC2芯片的第4引脚的电流决定。当IC2芯片 的第2引脚、第4引脚的电压为2V时，流出IC2芯片的第2引脚和第4引脚的电流反比于 它们外接的电阻值。可以根据需要，人为选择不同的电阻值、电容值可以得到所需要的电 路工作频率和所需要的时间。IC2芯片的第8引脚EN1和第9引脚EN2是用于电子镇流器 10故障保护的引脚，第8引脚EN1和第9引脚EN2的有效控制电平均为高电平；当第9引 脚EN2的输入为高电平信号时，迫使电路按重新预热、点火、工作的循环开始工作，而当第8 引脚EN1为高电平时则关断IC2芯片。IC2芯片的第9引脚EN2用于荧光灯20的"点火" 故障控制，而IC2芯片的第8引脚EN1可以用于检测灯不在位/更换灯管的灯电路故障保 护。在IC2芯片内部有一个灯电路工作状态检测用运算放大器，它可以用于灯电路的闭环 控制，可以在该运算放大器它的同相输入端(即IC2芯片的第7引脚)加一个基准电压，而 将一个和灯电流成正比的信号加到它的反相输入端(即IC2芯片的第6引脚)，通过二极 管D1和电阻R2将IC2芯片的第4、5引脚连接形成反馈环路；这样，如果灯负载的电流变化 超过同相端所设定的基准电压值时，通过电阻R7将输出端引入到IC2芯片的第6引脚的反 馈；此时二极管D1导通，流出IC2芯片第4引脚的电流又加大了一部分，致使IC2芯片第3 引脚的电容C2的充电电流加大，即由MOS管Ql和Q2组成的半桥驱动电路的频率上升，由 于镇流电感Ll的作用，使得灯负载的电流下降；因此，可以通过改变IC2芯片第7引脚的基 准电压值来改变荧光灯的工作电流，从而达到调光的目的。 当通电后，荧光灯20的灯丝开始预热，此时荧光灯20的工作频率和工作电流最 高；从连接在荧光灯20两端的电容C1上得到高的启动电压，使荧光灯20的灯管启动，启 动过程中，荧光灯20的工作电流和频率逐渐减小，直到荧光灯20灯管完全启动，达到稳定 的工作电流和工作频率，可通过在荧光灯20的灯管两端串接的电容C1完全断开灯丝电流， 使荧光灯20的灯丝处于较低的工作温度，从而延长了荧光灯20灯管的使用寿命；同时由 于增加了整个电路的故障保护功能，提高了电路的可靠性。具体的，与现有技术相比，本发 明实施例提供的电子镇流器可以将荧光灯灯管的使用寿命提高到20000小时以上，且可将 16000小时的光通维持率由传统的50%提高至接近90% ;另外整个电路结构简单，节能环 保，可降低灯管的功率约3W，系统功耗减少约5-7%。 本发明实施例提供的电子镇流器采用控制电路对荧光灯灯丝的预热时间、预热频 率以及点火时间进行控制，延长了荧光灯的使用寿命，提高了光通维持率；另外还可以进行 调光控制，提高了能源的利用率，节能环保。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种电子镇流器，包括顺次连接的EMI电路、APFC电路以及振荡电路，其特征在于，所述电子镇流器还包括控制电路，其输入端连接至所述APFC电路的电源端，所述控制电路的第一输出端连接至所述振荡电路的控制端；输出调压电路，其输入端连接至所述振荡电路的输出端，所述输出调压电路的输出端连接荧光灯；以及保护电路，其输入端连接至所述控制电路的第二输出端，所述保护电路的输出端连接荧光灯；在所述荧光灯点亮前，所述控制电路控制所述荧光灯的灯丝进行预热；预热后，所述控制电路控制所述荧光灯进行点火；当所述荧光灯正常工作时，所述控制电路对所述荧光灯的工作电流进行调节，实现调光控制。
2. 如权利要求1所述的电子镇流器，其特征在于，所述控制电路包括调频模块；连接在所述调频模块的预热时间设定端(1)与地之间的第一储/释能元件(C3)，用于设定预热时间；依次串联连接在所述调频模块的最大振荡频率设定端(2)的电阻R3、电阻R4和电阻R5，用于设定最大振荡频率，其中电阻R4为可调电阻，电阻R4的滑动端连接所述调频模块内部的运算放大器同相输入端，且该滑动端还通过电容C4接地；连接在所述调频模块的振荡频率设定端(3)与地之间的第二储/释能元件(C2)，用于设定振荡频率；连接在所述调频模块的最小振荡频率设定端(4)与地之间的电阻R1，用于设定最小振荡频率；以及并联连接在所述荧光灯的正极与负极之间的第一储/释能元件(Cl)，用于为所述荧光灯提供高启动电压。
3. 如权利要求2所述的电子镇流器，其特征在于，所述调频模块为型号为L6574的调频心片。
4. 如权利要求2所述的电子镇流器，其特征在于，所述保护电路包括电阻R11、电阻R12、电阻R13以及二极管D2，所述二极管的阴极连接至所述调频模块的点火故障控制端(9)，所述二极管的阳极通过依次串联连接的电阻R13和电阻R12连接至所述荧光灯的正极；所述电阻Rll的一端连接至所述调频模块的电源电压端(12)，所述电阻R11的另一端连接至所述调频模块的故障检测端(8)。
5. 如权利要求2所述的电子镇流器，其特征在于，所述振荡电路包括第一开关管，其控制端通过电阻R16连接至所述调频模块的高驱动输出端(15)，所述第一开关管的控制端还通过电阻R17连接至所述调频模块的输出端(14)，所述第一开关管的第一端连接至所述APFC电路的输出端；第二开关管，其控制端通过电阻R14连接至所述调频模块的低驱动输出端(ll)，所述第二开关管的控制端还通过电阻R15连接至所述第二开关管的第二端，所述第二开关管的第二端通过电阻R9接地，所述第二开关管的第一端连接至所述第一开关管的第二端；所述第一开关管的控制端控制所述第一开关管的第一端与第二端之间的导通或断开，所述第二开关管的控制端控制所述第二开关管的第一端与第二端之间的导通或断开；所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接的连接端与所述调频模块的输出端(14)连接，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接的连接端还作为所述振荡电路的输出端与所述输出调压电路的输入端连接。
6. 如权利要求5所述的电子镇流器，其特征在于，所述输出调压电路包括电感L1、电容C7以及与所述电容C7并联连接的电容C8 ;所述电感Ll的一端连接至所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接的连接端，所述电感L1的另一端通过所述电容C7连接至所述荧光灯的正极。
7. —种荧光灯装置，其包括荧光灯以及与所述荧光灯连接的电子镇流器，其特征在于，所述电子镇流器为权利要求1-6任一项所述的电子镇流器。
全文摘要
本发明适用于荧光灯领域，提供了一种电子镇流器及荧光灯装置，电子镇流器包括顺次连接的EMI电路、APFC电路以及振荡电路，还包括控制电路、输出调压电路以及保护电路；在荧光灯点亮前，控制电路控制荧光灯的灯丝进行预热；预热后，控制电路控制荧光灯进行点火；当荧光灯正常工作时，控制电路对荧光灯的工作电流进行调节，实现调光控制。本发明提供的电子镇流器采用控制电路对荧光灯灯丝的预热时间、预热频率以及点火时间进行控制，延长了荧光灯的使用寿命，提高了光通维持率；另外还可以进行调光控制，提高了能源的利用率，节能环保。
文档编号H05B41/298GK101707841SQ20091010998
公开日2010年5月12日 申请日期2009年11月3日 优先权日2009年11月3日
发明者周明杰, 谢万源 申请人:海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技术有限公司