专利名称：灯寿终检测电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及灯寿终(end of life)检测电路，尤其涉及用于磁环拓扑电子镇 流器(ring core topology ballast)的灯寿终检测电路。
背景技术：
目前，低端电子镇流器，尤其是磁环拓扑电子镇流器不包括灯寿终状态保护功能。 一旦灯进入灯寿终状态，由于无法检测到这种状态而导致不能够及时启动电子镇流器保护 电路使其停止工作，很可能会对电子镇流器造成损坏。 另外，一旦灯进入灯寿终状态，灯管两端灯丝中的电子粉耗尽，使得仍然处于工作 状态的灯开始发烫，灯管发烫产生的高温很可能使得灯头熔化而断裂，从而对正在灯下的 人造成伤害。
实用新型内容本实用新型提出了一种在电子镇流器中用于检测灯寿终状态的检测电路，当灯处 于寿终状态时，检测电路触发电子镇流器的保护电路，以控制电子镇流器停止工作。该检测 电路尤其适用于磁环拓扑电子镇流器。 根据本实用新型的一个实施例，提供了一种在电子镇流器中用于检测灯寿终状 态的检测电路，所述电子镇流器还包括保护电路，该保护电路可在灯寿终状态时控制所述 电子镇流器停止工作，其中，所述检测电路包括信号采集单元，控制信号生成单元和开关单 元，其中，所述信号采集单元，用于采集灯信号并提供给所述控制信号生成单元，所述灯信 号表征灯两端的电压幅值和/或频率大小；所述控制信号生成单元，用于接收所述信号采 集单元所采集到的灯信号以生成控制信号并提供给所述开关单元；所述开关单元，用于当 所述控制信号大于第一阈值时，导通以触发所述保护电路。 当灯处于寿终状态时，灯两端的电压幅值和/或频率会升高，通过本实用新型的 灯寿终状态检测电路，能够有效地检测出灯寿终状态，并及时触发电子镇流器的保护电路， 以控制电子镇流器停止工作，从而有效地避免了灯寿终状态下可能对电子镇流器造成的损 害以及灯头熔化而断裂可能造成的危险。 可选的，所述检测电路还包括防误保护单元，其中，所述防误保护单元包括分压模
块和钳位模块，所述分压模块，用于对所述电子镇流器的直流总线电压进行分压，以获取第
一电压；所述钳位模块，用于当所述直流总线电压小于第二阈值时，将所述控制信号生成单
元所生成的控制信号钳位在第一电压，所述第一电压小于所述第一阈值。 在大部分磁环镇流器中，灯电流会随着供电电压的变化而变化。当供电电压减小
时，灯电流就会减小而灯电压增大。当供电电压小于第三阈值，即电子镇流器的直流总线电
压小于第二阈值时，灯电压的增大会导致控制信号生成单元所生成的控制信号增大到使得
开关单元误导通，从而误触发电子镇流器的保护电路。通过本实用新型的检测电路中的防
误保护单元，能够在供电电压小于第三阈值，即电子镇流器的直流总线电压小于第二阈值
3时，将控制信号生成单元所生成的控制信号钳位在第一电压，其中第一电压小于第一阈值， 从而有效地避免了对电子镇流器保护电路的误触发。
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以下结合附图对非限定性实施例的描述，本实用新型的其它目的、特征 和优点将变得更为明显和突出。 图1示出了包括根据本实用新型的一个实施例的用于检测灯寿终状态的检测电 路的电子镇流器的电路模块示意图； 图2示出了包括根据本实用新型的另一个实施例的用于检测灯寿终状态的检测 电路的电子镇流器的电路模块示意图； 图3示出了根据本实用新型的一个实施例的用于检测灯寿终状态的检测电路的 电路结构示意图； 图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的用于检测灯寿终状态的检测电路 的电路结构示意图。 其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的装置(模块)。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
进行详细说明。
图1示出了包括根据本实用新型的一个实施例的用于检测灯寿终状态的检测电
路的电子镇流器的电路模块示意图。不失一般性地，图1中包括供电电源10，整流电路20，
功率因数校正电路30，逆变电路40，输出网络50，检测电路60和保护电路70。 供电电源10提供的电功率通过整流电路20的整流，功率因数校正电路20的校正
以及逆变电路40的DC-AC转换后，提供给输出网络50，用于驱动其中的灯发光。 其中，供电电源10为市电，其大小视各国的市电标准而定。以中国的市电标准为
例，供电电源10为220V，50Hz，其允许在198 264V之间有浮动。 整流电路20包括但不限于桥式全波整流电路。 功率因数校正电路30可以是有源功率因数校正电路或者无源功率因数校正电 路。考虑到成本控制问题，一般而言，在低端电子镇流器中较多地使用无源功率因数校正电 路。 逆变电路40包括但不限于半桥逆变电路。 输出网络50即为灯网络。 可选的，在图1所示的电子镇流器中还可以包括电磁干扰滤波电路(图1中未示 出)，用于对来自电网的电磁干扰进行充分衰减，同时阻挡电子镇流器中产生的电磁干扰侵 入电网。这是本领域普通技术人员可以理解的，在此不作赘述。 图中，虚线框所示的是用于检测灯寿终状态的检测电路60，该检测电路60包括信 号采集单元601，控制信号生成单元602以及开关单元603。 信号采集单元601采集灯信号并提供给控制信号生成单元602，其中，所述灯信号 表征输出网络50中的灯两端的电压幅值和/或频率大小。 控制信号生成单元602接收信号采集单元601所采集到的灯信号以生成控制信号并提供给开关单元603。 当控制信号大于第一阈值时，开关单元603导通以触发保护电路70，其中，保护电 路70用于控制电子镇流器停止工作。 当灯处于寿终状态时，灯两端的电压幅值和/或频率会升高，这样，信号采集单元 601所采集到的灯信号就会变大，从而使得控制信号生成单元602所生成的控制信号增大。 当控制信号增大到大于第一阈值时，开关单元603导通从而触发保护电路70，用于控制电
子镇流器停止工作。 本实用新型的检测电路60能够在15秒内检测出灯寿终状态并触发保护电路70， 用于控制电子镇流器停止工作。 在大部分磁环镇流器中，灯电流会随着供电电压的变化而变化。当供电电压减小 时，灯电流就会减小而灯电压增大。当供电电压小于第三阈值，即电子镇流器的直流总线电 压小于第二阈值时，灯电压的增大会导致控制信号生成单元所生成的控制信号增大到使得 开关单元误导通，从而误触发电子镇流器的保护电路。基于此，可选的，根据本实用新型的 一个实施例的检测电路还包括防误保护单元。 图2示出了包括根据本实用新型的另一个实施例的用于检测灯寿终状态的检测 电路的电子镇流器的电路模块示意图。 相比于图1，图2中的检测电路60新增加了防误保护单元604。图中，虚线框所示 的是防误保护单元604，其包括分压模块6041和钳位模块6042。 分压模块6041用于对电子镇流器的直流总线电压进行分压，以获取第一电压。 钳位模块6042用于当电子镇流器的直流总线电压小于第二阈值，即供电电源10 所提供的供电电压小于第三阈值时，将控制信号生成单元602所生成的控制信号钳位在第 一电压。其中，第一电压小于第一阈值。 需要说明的是，供电电源10所提供的供电电压与电子镇流器的直流总线电压成 正比关系。 可选的，第二阈值为200V，第三阈值为160V。 在电子镇流器的直流总线电压小于第二阈值的情形下，由于钳位模块6042将控
制信号生成单元602所生成的控制信号钳位在第一电压，而第一电压小于第一阈值，因此，
控制信号生成单元602所生成的控制信号不会误触发开关单元603导通。 以下将结合图3对根据本实用新型的一个实施例的检测电路的电路结构进行详
细描述。 图3示出了根据本实用新型的一个实施例的用于检测灯寿终状态的检测电路的 电路结构示意图。 图中，检测电路60中示出的三个虚线框分别为信号采集单元601，控制信号生成 单元602以及开关单元603。 信号采集单元601包括第一容抗元件6011和第一阻抗元件6012。灯信号从第一 容抗元件6011和第一阻抗元件6012的节点处采集，其中，所述灯信号表征灯两端的电压幅 值和/或频率大小。 其中，第一容抗元件6011用于滤除灯信号中的直流分量，以防止该直流分量对后 续功能模块的信号处理产生干扰。
5[0043] 另外，当灯处于寿终状态时，除了灯电压(幅值)之外，灯频率也会变大。第一容 抗元件6011能够响应于灯频率的变化，当灯频率变大时，第一容抗元件6011的容抗减小， 从而使得信号采集单元601能够同时采集到灯电压和灯频率的变化。 可选的，第一容抗元件6011由一个或多个电容组成，第一阻抗元件6012由一个或 多个电阻组成。 控制信号生成单元602包括第一二极管6021以及由第一组电阻6022，第二组电阻 6023和第一电容器6024组成的RC网络。 信号采集单元601所采集到的灯信号经由第一二极管6021整流后提供给RC网 络。如图3中所示，经过第一二极管6021整流后的灯信号通过第二组电阻6023对第一电 容器6024进行充电。充电完成后，第一电容器6024中储存的电荷通过第二组电阻6023和 第一组电阻6022进行放电。如此重复。 由于上述RC网络的放电时间常数大于充电时间常数，因此，第一电容器6024中储 存的电荷能够得到积累。 第一电容器6024中累积的电荷作为控制信号提供给开关单元603。 需要说明的是，第一组电阻6022的阻值应大于第二组电阻6023的阻值，这样，当
经过第一二极管6021整流后的灯信号施加在RC网络上时，大部分电流流过第二组电阻
6023为第一电容器6024充电，而仅有一小部分电流流过第一组电阻6022。 可选的，第一组电阻6022的阻值是第二组电阻6023的3 5倍。 另一需要说明的是，通常，在灯刚启动时，灯两端的电压会比较高，从而导致信号
采集单元601所采集到的灯信号比较大。为了防止灯刚启动时第一电容器6024中储存的
电荷在很短的时间内累积到大于第一阈值，而使得开关单元603误导通而误触发保护电路
70，可选的，第二组电阻6023的取值大小为兆级，以减缓对第一电容器6024的充电速度。 可选的，第一组电阻6022和第二组电阻6023可分别由一个或多个电阻组成。 如图3所示，开关单元603包括稳压二极管6031。 当灯处于寿终状态时，信号采集单元601所采集到的灯信号变大，从而使得第一 电容器6024中累积的电荷增加，导致控制信号增大。当控制信号增大到大于第一阈值时， 稳压二极管6031反向导通。 稳压二极管6031导通后，触发保护电路70以控制电子镇流器停止工作。 可选的，如图3所示，保护电路70包括可控硅701。 可控硅701的控制极连接稳压二极管6031的阳极，可控硅701的阴极接地，阳极 连接逆变电路40。 可选的，逆变电路40为半桥逆变电路。通常，半桥逆变电路中包括上侧开关和下 侧开关，上侧开关和下侧开关轮流导通用以驱动灯发光。可选地，半桥逆变电路为磁环拓扑 半桥振荡电路。半桥逆变电路的工作原理是现有技术，这是本领域技术人员应能理解的，为 简明起见，在此不作赘述。 当逆变电路40为半桥逆变电路时，可控硅701的阳极连接半桥逆变电路中下侧开 关或者上侧开关的基极。 当控制信号大于第一阈值时，稳压二极管6031导通，从而触发可控硅701导通。可 控硅701导通后，半桥逆变电路中下侧开关或者上侧开关的基极电位被拉低，使得下侧开关或者上侧开关关断，半桥逆变电路停止工作。 图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的用于检测灯寿终状态的检测电路 的电路结构示意图。 相比于图3，图4所示的检测电路60中还包括防误保护单元604。 图中，防误保护单元604中示出的两个虚线框分别为分压模块6041和钳位模块
6042。 分压模块6041包括第二阻抗元件60411，第三阻抗元件60412以及第二容抗元件 60413。 如图4所示，第三阻抗元件60412与第二容抗元件60413并联后与第二阻抗元件 60411串联。第一电压从第二阻抗元件元60411和第三阻抗元件60412的节点处获取。 需要说明的是，第二容抗元件60413是一个可选元件。 —般而言，使用无源功率因数校正电路的电子镇流器的直流总线电压不够稳定，
从而使得通过分压模块6041对该直流总线电压进行分压后得到的第一电压有较大的纹
波。第二容抗元件60413用于对该第一电压进行滤波，以减小其纹波。 钳位模块6042包括第二二极管60421。如图4中所示，第二二极管60421的阴极
连接在第二阻抗元件60411和第三阻抗元件60412的节点处，第二二极管60421的阳极与
稳压二极管6031的阴极连接。 在电子镇流器的直流总线电压小于第二阈值，即供电电源IO提供的供电电压小 于第三阈值的情形下，一旦控制信号生成单元602生成的控制信号大于第一电压，第二二 极管60421导通，电流经由第二二极管60421流过第三阻抗元件60412，从而将该控制信号 钳位在第一电压，其中，第一电压小于第一阈值，从而有效地避免了稳压二极管6031的误 导通。 可选的，第二阻抗元件60411和第三阻抗元件60412可分别由一个或多个电阻组 成。第二容抗元件60413可由一个或多个电容组成。 尽管在附图和前述的描述中详细阐明和描述了本实用新型，应认为该阐明和描述
是说明性的和示例性的，而不是限制性的；本实用新型不限于上述实施方式。 那些本技术领域的一般技术人员可以通过研究说明书、公开的内容及附图和所附
的权利要求书，理解和实施对披露的实施方式的其他改变。在权利要求中，措词"包括"不
排除其他的元素和步骤，并且措辞"一个"不排除复数。在本实用新型的实际应用中，一个
零件可能执行权利要求中所引用的多个技术特征的功能。权利要求中的任何附图标记不应
理解为对范围的限制。
权利要求一种在电子镇流器中用于检测灯寿终状态的检测电路，所述电子镇流器还包括保护电路，该保护电路可在灯寿终状态时控制所述电子镇流器停止工作，其中，所述检测电路包括信号采集单元，控制信号生成单元和开关单元，其中，所述信号采集单元，用于采集灯信号并提供给所述控制信号生成单元，所述灯信号表征灯两端的电压幅值和/或频率大小；所述控制信号生成单元，用于接收所述信号采集单元所采集到的灯信号以生成控制信号并提供给所述开关单元；所述开关单元，用于当所述控制信号大于第一阈值时，导通以触发所述保护电路。
2. 根据权利要求1所述的检测电路，其中，所述信号采集单元包括第一容抗元件和第 一阻抗元件，所述灯信号从所述第一容抗元件和第一阻抗元件的节点处采集。
3. 根据权利要求1所述的检测电路，其中，所述控制信号生成单元包括RC网络和第 一二极管，所述信号采集单元采集到的灯信号经由所述第一二极管整流后提供给所述RC 网络，所述RC网络的输出信号作为控制信号提供给所述开关单元。
4. 根据权利要求3所述的检测电路，其中，所述RC网络包括第一电容器，第一组电阻和 第二组电阻，所述第一组电阻和第二组电阻串联后与所述第一电容器并联，所述第一二极 管的阴极连接在所述第一组电阻和第二组电阻的节点处、阳极连接所述信号采集模块的输 出端，所述第一电容器两端的电压作为控制信号提供给所述开关单元。
5. 根据权利要求1所述的检测电路，其中，所述开关单元包括稳压二极管。
6. 根据权利要求1所述的检测电路，其中，所述检测电路还包括防误保护单元，其中， 所述防误保护单元包括分压模块和钳位模块，所述分压模块，用于对所述电子镇流器的直流总线电压进行分压，以获取第一电压； 所述钳位模块，用于当所述直流总线电压小于第二阈值时，将所述控制信号生成单元 所生成的控制信号钳位在第一电压，所述第一电压小于所述第一阈值。
7. 根据权利要求6所述的检测电路，其中，所述分压模块包括第二阻抗元件和第三阻 抗元件，所述第一电压从所述第二阻抗元件和第三阻抗元件的节点处获取。
8. 根据权利要求7所述的检测电路，其中，所述分压模块还包括第二容抗元件，所述第 二容抗元件与所述第三阻抗元件并联后与所述第二阻抗元件串联。
9. 根据权利要求7或8所述的检测电路，所述钳位模块包括第二二极管，所述第二二极 管的阳极连接在所述控制信号生成单元的输出端、阴极连接在第二阻抗元件和第三阻抗元 件的节点处。
10. —种用于气体放电灯的电子镇流器，包括保护电路以及如权利要求1至9中任一项 所述的检测电路。
11. 根据权利要求io所述的电子镇流器，其中，所述保护电路包括可控硅。
专利摘要本实用新型提供一种在电子镇流器中用于检测灯寿终状态的检测电路，该检测电路包括信号采集单元，控制信号生成单元和开关单元，其中，信号采集单元，用于采集灯信号并提供给控制信号生成单元；控制信号生成单元，用于接收信号采集单元所采集到的灯信号以生成控制信号并提供给开关单元；开关单元，用于当所述控制信号大于第一阈值时，导通以触发保护电路，该保护电路用于控制电子镇流器停止工作。当灯处于寿终状态时，灯的电压和/或频率会升高，通过本实用新型的检测电路，能够有效地检测出灯寿终状态，并及时触发保护电路，以控制电子镇流器停止工作，从而有效地避免了灯寿终状态下可能对电子镇流器造成的损害以及灯头熔化而断裂可能造成的危险。
文档编号G01R1/36GK201464629SQ20092007531
公开日2010年5月12日 申请日期2009年7月27日 优先权日2009年7月27日
发明者张辉, 戴冕, 杨正刚 申请人:飞利浦(中国)投资有限公司