一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电子镇流器电弧抑制电路，接在并联谐振隔离输出型电子镇流器半桥逆变器的输出电路和灯负载电路之间的闭锁电路和电弧采样电路使逆变器停振控制电路免受镇流器逆变器启动时灯电流中的开机瞬态电流突变信号和低电平信号的干扰，本发明所设定的逆变器起振延迟电路，能有效地抑制镇流器输出端电弧放电的强度，在多灯镇流器中只需要配置一套电弧抑制电路，并在不切断电源的条件下更换灯管时，具有再启动功能。
【专利说明】一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路
【技术领域】
[0001] 本发明涉及照明用荧光灯电子镇流器，特别涉及电子镇流器的电弧抑制电路。
【背景技术】
[0002] 当前，由于具有很高的光效，采用电子镇流器驱动的荧光灯仍是办公和家居的主 要照明光源之一。
[0003] 电子镇流器是经电磁干扰抑制电路，在整流滤波及/或电压提升和功率因数校正 电路中，先将交流电源电压变换为直流电压，再在逆变器中将直流电压变换为高频的交流 驱动电压的电子产品。
[0004] 为适应各种应用场合的需求，电子镇流器不但电路形式种类繁多，还会配置各种 保护电路，如异常状态(输出开路、短路，不激活灯管）保护，灯管寿终保护等。在商场，办公 楼宇等大面积使用荧光灯照明灯具的应用场合，为便于维修，还要求镇流器具有在不切断 供电电源的条件下，用正常灯管替换故障灯管后能自动点燃的所谓再启动功能。
[0005] 在连接灯管的镇流器输出端上，正常工作时有超过100伏电压及几百毫安电流， 当灯管管脚与灯座之间接触不良时，将产生高能量的电弧放电。在变压器隔离输出的瞬时 启动型电子镇流器启动或开路时，更有高达600伏的高电压，所产生的持续电弧放电将存 在引发火灾的安全隐患。有的安全标准如美国UL标准就明确规定，凡在镇流器标签上标注 "Type CC"才能在橱柜等密闭而且灯周围有可燃物品的场合被合法使用的镇流器，必须通 过严格的电弧测试。
[0006] 为了抑制镇流器的灯管管脚与灯座之间接触不良时产生的电弧，现有技术所采用 的方案主要有当出现电弧时使镇流器逆变器停振；当出现电弧时，将隔离变压器次级高压 输出绕组局部短路，降低镇流器输出电压；当出现电弧时，降低施加在逆变器上的直流总线 电压，从而降低逆变器的输出信号幅度，以降低电弧的强度；在每根灯管上串接一个受电弧 检测信号控制的电子开关，在检测到电弧信号时切断该灯管；在每根灯管两端各设置一套 电弧吸收电路吸收电弧能量等等。
[0007] 美国专利US 5619105 Arc Detection and Cut Out Circuit是米用当出现电弧时 使镇流器逆变器停振的典型方案，穿过灯连线的磁环对灯电流采样，在检测到的电弧信号 强度到达设定值时，开关管导通使逆变器停振，并同时使逆变器直流供电电压分流。该方案 不能抑制灯管启动瞬间电流突变信号的干扰，也不具有再启动功能。美国专利US8299727B1 Anti Arcing Protection Circuit for An Electronic Ballast在电弧时检测电路检测到 电弧信号后，通过关断保护电路工作使逆变器停振，有再启动功能，但缺少有效的延时电路 来保障逆变器的正常关断。美国专利US8310160B1 Anti-arcing circuit for current-fed parallel resonant inverter由电流突变信号检测电路、关断保护电路和延时电路组成， 适用于并联谐振逆变器的镇流器，也适用于多灯输出。电弧检测电路检测到电弧的电流突 变信号后，经关断保护电路使电子镇流器停振，并经延时电路延时后镇流器重新启动。该方 案同样不能抑制灯管启动瞬间电流突变信号的干扰。美国专利US7468586B2 Ballast with arc protection circuit适用于多灯负载的并联谐振逆变器镇流器，电弧保护电路监视电 弧采样电路中的信号，当输出电路中产生的电弧信号在电弧采样电路中的高频分量超过预 定阀值时，通过保护电路使逆变器停振。该方案的保护线路使用了微控制器集成电路，电路 结构较复杂，成本也高。
[0008] 中国专利CN101848586B "电子镇流器输出端电弧抑制电路"公开了一种将隔离变 压器次级高压输出绕组局部短路，降低镇流器输出电压减小输出端电弧的方法。其主要不 足是需要有一个用作短路开关的功率型器件。
[0009] 在中国专利CN102548169A "用于荧光灯镇流器的无源防电弧保护装置"（美国 专利 US8760065 B2 Passive Anti Arcing Protection Device for Fluorescent Lamp Ballast)中所公开的技术，是在每根灯管两端各设置一套电弧吸收电路。在一个镇流器驱 动多根灯管的多灯镇流器中，需要配置相应套数的电弧吸收电路是其主要的不足之处。
[0010] 中国专利CN1849849A "带有灯座防弧的镇流器"（美国专利US 2007 0029943A1 Ballast with Lampholder Arc Protections)所公开的，是在每根灯管上串接一个受电弧 检测信号控制的电子开关，在检测到电弧信号时切断该灯管。在多灯镇流器中，同样需要为 每根灯管设置一套电弧信号检测和电子开关电路。
【发明内容】
[0011] 本发明所要解决的技术问题是在单灯或多灯电子镇流器特别是变压器隔离输出 的瞬时启动型电子镇流器正常工作期间，输出端因灯脚接触不良而出现持续的电弧放电 时，使镇流器逆变器瞬时停振，并延迟起振，抑制产生电弧的强度。
[0012] 本发明的的技术方案是，包括并联谐振隔离输出型电子镇流器半桥逆变器的输出 电路和灯负载电路，一电弧采样电路，从灯电流回路中检测出异常电弧放电的电流突变信 号，输出控制信号至停振控制电路，控制逆变器停振，所述停振控制电路还受一闭锁电路控 制，闭锁电路受与逆变器连接的起振延迟电路的控制，在逆变器延迟起动期间，起振延迟电 路使闭锁电路锁定停振控制电路，逆变器启动后，解锁停振控制电路。
[0013] 所述停振控制电路和闭锁电路为开关电路，停振控制电路开关管Q2的控制极，分 别与电弧采样电路的输出端以及闭锁电路开关管Q1的漏极连接，开关管Q2的漏极，经二极 管与逆变器的输入端连接，同时，还经限流电阻和二极管，与起振延迟电路连接。
[0014] 所述闭锁电路的开关管Q1的漏极，与停振控制电路开关管Q2的控制极连接，控制 极经限流电阻与起振延迟电路连接，控制极还经分压电阻、钳位稳压二极管接地。
[0015] 所述起振延迟电路为RC充电电路，电阻一端与镇流器直流总线电压连接，充电电 容经二极管和限流电阻与逆变器下开关管的控制极连接。
[0016] 所述起振延迟电路的充电电容，经二极管连接至半桥逆变器上、下开关管的发射 极-集电极的共联端。
[0017] 所述电弧采样电路，是在逆变器输出变压器次级绕组一端与灯管之间串接一取样 变压器，该变压器的次级绕组连接两级整流滤流电路，输出控制信号至停振控制电路开关 管Q2的控制极。
[0018] 所述电弧采样电路的整流滤流电路，在一级整流滤流之后，连接一限压二极管，限 压二极管连接二级整流滤流电路后，与停振控制电路开关管Q2的控制极连接。
[0019] 所述限压二极管是稳压二极管，或是双向触发二极管。
[0020] 所述开关管Ql、Q2,是场效应管，或是双极性晶体管。
[0021] 本发明的优点在于，接在并联谐振隔离输出型电子镇流器半桥逆变器的输出电路 和灯负载电路之间的闭锁电路和电弧采样电路使逆变器停振控制电路免受镇流器逆变器 启动时灯电流中的开机瞬态电流突变信号和低电平信号的干扰，本发明所设定的逆变器起 振延迟电路，能有效地抑制镇流器输出端电弧放电的强度，在多灯镇流器中只需要配置一 套电弧抑制电路，并在不切断电源的条件下更换灯管时，具有再启动功能。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 附图1为本发明电子镇流器电弧抑制电路图。
[0023] 图中各序号分别表示为：
【权利要求】
1. 一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路，包括并联谐振隔离输出型电子镇流器半桥逆 变器的输出电路和灯负载电路，其特征在于，一电弧采样电路，从灯电流回路中检测出异常 电弧放电的电流突变信号，输出控制信号至停振控制电路，控制逆变器停振，所述停振控制 电路还受一闭锁电路控制，闭锁电路受与逆变器连接的起振延迟电路的控制，在逆变器延 迟起动期间，起振延迟电路使闭锁电路锁定停振控制电路，逆变器启动后，解锁停振控制电 路。
2. 按权利要求1所述的一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路，其特征在于，所述停振 控制电路和闭锁电路为开关电路，停振控制电路开关管Q2的控制极，分别与电弧采样电路 的输出端以及闭锁电路开关管Q1的漏极连接，开关管Q2的漏极，经二极管与逆变器的输入 端连接，同时，还经限流电阻和二极管，与起振延迟电路连接。
3. 按权利要求2所述的一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路，其特征在于，所述闭锁 电路的开关管Q1的漏极，与停振控制电路开关管Q2的控制极连接，控制极经限流电阻与起 振延迟电路连接，控制极还经分压电阻、钳位稳压二极管接地。
4. 按权利要求1所述的一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路，其特征在于，所述起振 延迟电路为RC充电电路，电阻一端与镇流器直流总线电压连接，充电电容经二极管和限流 电阻与逆变器下开关管的控制极连接。
5. 按权利要求4所述的一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路，其特征在于，所述起振 延迟电路的充电电容，经二极管连接至半桥逆变器上、下开关管的发射极-集电极的共联 端。
6. 按权利要求1所述的一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路，其特征在于，所述电弧 采样电路，是在逆变器输出变压器次级绕组一端与灯管之间串接一采样变压器，该变压器 的次级绕组连接两级整流滤流电路，输出控制信号至停振控制电路开关管Q2的控制极。
7. 按权利要求6所述的一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路，其特征在于，所述电弧 采样电路的整流滤流电路，在一级整流滤流之后，连接一限压二极管，限压二极管连接二级 整流滤流电路后，与停振控制电路开关管Q2的控制极连接。
8. 按权利要求7所述的一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路，其特征在于，所述限压 二极管是稳压二极管，或是双向触发二极管。
9. 按权利要求2所述的一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路，其特征在于，所述开关 管Ql、Q2,是场效应管,或是双极性晶体管。
【文档编号】H05B41/298GK104144548SQ201410410051
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】姚传凯, 周正国, 卢兆大 申请人:上海阿卡得电子有限公司