专利名称：利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，特别涉及利用高频功率启动荧光灯，即使在荧光灯的2个管脚中的1个管脚接触不良时，也能启动荧光灯的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置。
如上所述，根据启动方式，荧光灯的启动电路分为启动器式荧光灯启动电路(Glow starter circuit)、快速启动式荧光灯启动电路(Rapid startingcircuit)、瞬时启动型荧光灯启动电路(Instant starting circuit)以及半导体启动式荧光灯启动电路。
上述启动器式荧光灯启动电路如
图1所示，使用启动器1对荧光灯2两边负电极进行预热，在启动器1的接点分离的瞬时，根据扼流线圈3产生高压脉冲电压启动荧光灯2，而点亮荧光灯2后电压变低，启动器1停止动作。
上述快速启动式荧光灯启动电路如图2所示，在稳定器上另缠有电极加热用线圈5，且按开关的同时电极加热电流开始流通，等到上升至一定程度的电极温度后启动电压变低时，荧光灯7自然点亮。
上述瞬时启动型荧光灯启动电路如图3所示，给荧光灯9加高电压，在不对灯丝进行预热的情况下，瞬时点亮荧光灯，而用于瞬时点亮的荧光灯叫作细管，其比普通的预热启动型的荧光灯细而长，属于管末端具有一个管脚的热负极型，由使用磁漏变压器11的电路来点灯。
半导体启动式荧光灯启动电路如图4所示，包括启动用半导体元件13。以启动用半导体元件13的开关作用或者负极加热用线圈17对两端负极进行预热，并以启动用半导体元件13的开关作用点亮荧光灯15。在启动过程中，由荧光灯电流及负极加热用线圈17对负极进行加热。
另一方面，上述启动器式荧光灯启动电路中使用的预热启动型荧光灯如图5所示，在玻璃管20的两端有具两个管脚的基架23，电极是双重线圈钨丝25，为使电子发射充分，电极上面涂有Ba、Ca等氧化物。
而且，玻璃管20内密封有少量的水银和使点灯容易的氩，而且在玻璃管20内壁上均匀涂有薄的荧光体。
具有上述结构的预热启动型荧光灯放电时，经放电通路会产生电气性绝缘破坏，并由自由电子持续放电。
但预热启动型荧光灯如图6所示，当过度预热灯丝25时，由于灯丝25易被氧化，荧光灯的光输出会急剧下降。
与此相反，使用于不以高压预热电极而启动灯的瞬时启动型荧光灯启动电路的瞬时启动型荧光灯(细管荧光灯)如图7所示，将灯丝31的两端系在一起，管脚33只有一个。这种瞬时启动型荧光灯不需要预热电流，瞬时向两端施加数百伏的电压而强制放电。
还有，如图8所示，由于瞬时启动型荧光灯在点亮时不会因预热而给灯丝31造成损伤，因此在荧光灯的光输出初期和末期，其状态变化很少。
但上述启动器式荧光灯启动电路，存在荧光灯启动器的点灯速度慢及故障频繁的问题。快速启动式荧光灯启动电路，由于是具有负电极预热线圈的变压器结构，不仅尺寸较大且重量较重，发热及功率损耗也大，并且需使用特定的快速专用荧光灯(FLR)，在寒冷地带存在不宜启动的问题。
并且，瞬时启动型荧光灯启动电路制造成变压器结构，因此尺寸大又比较重，发热和功率损耗比较大，而且又必须使用特定的细管荧光灯(FSL)的问题。而半导体启动式荧光灯启动电路属于一般触发方式的电路，存在因预热方式及以几个触发脉冲长时间启动不稳定的荧光灯而产生的问题。
而且，上述各启动电路因为各种现场的特殊性，即在热、冷、灰尘、地震的情况下、在潮湿的隧道中或工场等地区，经常会出现管脚的接触不良的情况，由此导致荧光灯不能顺利动作的问题。
为达到上述目的，本实用新型提出一种利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，包括电源、荧光灯管，扼流变压器、整流器、高频脉冲电压生成器、保护器，其中扼流变压器，其一端与交流电源的负极电连接，另一端与所述的灯管及整流器相连，接收所述交流电源供给的交流电源并截止特定频率以上的高频，再向所述整流器及荧光灯管输出。
整流器，其连接在所述荧光灯管的两端，对经过所述扼流变压器输入的交流电进行电波整流后向所述高频脉冲电压生成器输出。
高频脉冲电压生成器，其与整流器的正负两端相连接，在荧光灯管未启动的状态下接收所述整流器电波整流后的直流电压，产生高频脉冲电压并启动荧光灯管，且荧光灯管点亮后停止高频脉冲电压的产生。
保护器，其与整流器及高频脉冲电压生成器的两端相连，检测所述整流器所输出的直流电压，如果检测出过电压则停止所述高频脉冲电压生成器的动作，从而保护上述高频脉冲电压生成器。
所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其所述的整流器由电涌吸收用变压器、电阻及多个二极管构成的桥式电路所组成，其中，电涌吸收用变压器的一端连接到灯管的一端，另一端连接到所述桥式电路一臂的中点上；电阻的一端连接到灯管的另一端上，另一端连接到所述桥式电另一臂的中点上。
所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其所述高频脉冲电压生成器由晶体管驱动器和晶体管组成，其分别与所述整流器的桥式电路的两个端点相连接。
所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其所述晶体管是随着上述晶体管驱动器输出的高频信号进行开关动作并产生高频脉冲电压，所述晶体管的发射极连接到从所述整流器输出的直流电源的负端，所述晶体管的集电极连接到从整流器输出的直流电源的正端。
所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其所述晶体管驱动器，在荧光灯管未启动的状态下接收所述整流器供给的直流电压，为使所述晶体管进行开关动作，将高频信号供给所述晶体管的基极，若荧光灯管点亮就停止高频信号的输出，其由稳压二极管和高频生成器组成。
所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其所述晶体管驱动器的稳压二极管，与所述整流器所输出的直流电源的正端电连接。
所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其所述的高频生成器由电阻、高频振荡用变压器及脉冲生成器组成，所述电阻的一端连接到所述晶体管的发射极，另一端通过所述高频振荡用变压器连接到所述晶体管的基极，对晶体管的基极进行保护。
所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其所述脉冲生成器由二端交流开关、电阻及电容器组成，其所述二端交流开关由连接在整流器所输出的直流电源正端的电阻及连接在负端的电容器的充放电时间常数驱动，向所述晶体管的基极提供连续的脉冲信号。
所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其所述保护器由电压检测用电阻、门信号生成器及可控硅组成，其中所述电压检测用电阻，连接到所述整流器所输出的直流电源正端；所述可控硅连接在所述脉冲生成器的电容器的两端上；所述门信号生成器，由电解质电容器及两个串联的分压电阻并联组成，可控硅的控制端连接到所述串联电阻的中间，通过所述电压检测用电阻接收直流电压，将门信号输入到所述可控硅的控制端。
所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其所述可控硅连接到向所述晶体管的基极提供电压的所述电容器的两端。
如上所述，本实用新型是利用高频功率启动荧光灯，从而达到与现有的启动电路不同的效果，即不需使用为得到高压输出而使用的变压式变压器及隔离高压为目的的保护装置。
而且，即使荧光灯的2个管脚中的1个管脚发生接触不良也能启动荧光灯，由此可以防止，照明工具的插座因受潮、落灰等产生接触点部位的弹簧失去弹性或因接触部位的腐蚀导致荧光灯管脚接触不良而产生的启动不良现象，还可以防止荧光灯及稳定器受损。
而且，亮灯后不会产生高频脉冲电压，且荧光灯发生不稳定放电、异常电压现象时，再启动动作会瞬时完成，因此稳定性得到了提高，且因光度变化小，在节能方面也有很好的效果。
图4是现有的半导体启动式荧光灯启动电路电路图；图5是预热启动型荧光灯结构图；图6是预热启动型荧光灯的光速变化曲线图；图7是瞬时启动型(细管)荧光灯结构图；图8是瞬时启动型荧光灯的光速变化曲线图；图9是本实用新型的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置电路图。
图9是本实用新型的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置。利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置由交流电源40、扼流变压器L1、整流器50、高频脉冲电压生成器60、保护器70及荧光灯管80所组成。
上述扼流变压器L1，其一端与交流电源40的负(N)极电连接，另一端与所述的灯管及整流器相连，且接收上述交流电源40供给的交流电源并截止特定频率以上的高频，再向上述整流器50及荧光灯管80输出。
上述整流器50，其连接在所述荧光灯管的两端，对经过上述扼流变压器L1输入的交流电进行电波整流后向上述高频脉冲电压生成器60输出，且由电涌吸收用变压器L2、电阻R1及多个二极管D1、D2、D3、D4组成，而该多个二极管D1、D2、D3、D4构成一桥式电路，其中，电涌吸收用变压器L2的一端连接到灯管的一端，另一端连接到所述桥式电路一臂的中点上；电阻R1的一端连接到灯管的另一端上，另一端连接到所述桥式电路另一臂的中点上。
上述电涌吸收用变压器L2可以吸收经过上述扼流变压器L1输入的交流电中的电涌成份，而上述多个二极管D1、D2、D3、D4是对经过上述电涌吸收用变压器L2清除电涌成份后输入的交流电进行电波整流后输出，上述电阻为缓冲用电阻。
另外，上述高频脉冲电压生成器60，其与整流器的正负两端相连接，在荧光灯80未启动的状态下接收上述整流器50电波整流后的直流电压，产生高频脉冲电压并启动荧光灯80，且荧光灯80的点亮后停止高频脉冲电压的产生，其由晶体管驱动器62和晶体管TR组成。
上述晶体管驱动器62，在荧光灯80未启动的状态下接收上述整流器50供给的直流电压，为使上述晶体管TR进行开关动作，将高频信号供给上述晶体管TR的基极B，若荧光灯80点亮就停止高频信号的输出，其由稳压二极管ZD和高频生成器64组成。
晶体管TR是随着上述晶体管驱动器62输出的高频信号进行开关动作并产生高频脉冲电压，而上述晶体管TR的发射极E连接到从整流器50输出的直流电源的-端，上述晶体管TR的集电极C连接到从整流器50输出的直流电源的+端。
另外，上述晶体管驱动器62的稳压二极管ZD，与上述整流器50所输出的直流电源的+端电连接，其在荧光灯80未启动的状态下，将上述整流器50所输出的直流电压引入高频生成器64，使高频生成器64输出高频信号；如果荧光灯80被点亮并且上述整流器50所输出的直流电压降为稳定电压，则切断正在向上述高频生成器64引入的直流电压，使上述高频生成器64不输出高频信号。
上述高频生成器64，通过上述稳压二极管ZD接收上述整流器50所输出的直流电压，且为使上述晶体管TR进行开关动作，向晶体管TR的基极B提供高频信号。
另外，高频生成器64由电阻R2、高频振荡用变压器L3及脉冲生成器66组成，而上述电阻R2连接到上述晶体管TR的基极B，对晶体管TR的基极进行保护。
上述脉冲生成器66通过上述稳压二极管ZD接收直流电压，且根据电阻R3及电容器C1的充放电时间常数可连续输出脉冲信号，上述高频振荡用变压器L3从上述脉冲生成器66输入脉冲信号并进行高频振荡，并向上述晶体管TR的基极B提供高频信号。
上述脉冲生成器66由二端交流开关DA、电阻R3及电容器C1组成，而上述二端交流开关DA根据连接在整流器50所输出的直流电源+端的电阻R3及连接在-端的小电容器C1充放电时间常数被驱动，向上述晶体管TR的基极B提供连续的脉冲信号。
此外，上述保护器70，其与整流器及高频脉冲电压生成器的两端相连，是检测上述整流器50所输出的直流电压，如果检测出过电压则停止上述高频脉冲电压生成器60的动作，从而保护上述高频脉冲电压生成器60，其由电压检测用电阻R6、门信号生成器72及可控硅SD组成。
上述电压检测用电阻R6，连接到上述整流器50所输出的直流电源+端，检测上述整流器50所输出的直流电压的过电压，当检测出过电压时，将电压输入到上述门信号生成器72。
上述门信号生成器72，通过上述电压检测用电阻R6接收直流电压，将门信号输入到上述可控硅SD的控制端，其由电解质电容器C2及分压电阻R5、R4组成。
上述电解质电容器C2通过上述电压检测用电阻R6接收直流电压而充电，而上述分压电阻R5，R4分压电解质电容器C2的电压后，作为上述可控硅SD的控制信号输入。
另外，上述可控硅SD，连接到向上述晶体管TR的基极B提供电压的上述电容器C1的两端，且当检测过电压时，由上述门信号生成器72输入控制信号而导通，从而停止向上述晶体管TR的基极B提供电源的上述电容器C1的动作，电源被切断，直到恢复正常为止一直停止上述高频脉冲电压生成器60的动作，从而保护上述高频脉冲电压生成器60。
具有如上构成的本实用新型的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，对其作用及效果进行详细说明如下。
从交流电源40输入的交流电源，由扼流变压器L1截止特定频率以上的高频，再输入到整流器50及荧光灯80，且由上述扼流变压器L1截止特定频率以上的高频后输入的交流电源，再经由上述整流器50的电波整流后输出到高频脉冲电压生成器60。
即，上述通过扼流变压器L1输入的交流电源，由上述整流器50的电涌吸收用变压器L2吸收电涌成份，而通过上述电涌吸收用变压器L2消除电涌成份后输入的交流电源，经由多个二极管D1、D2、D3、D4进行电波整流后输出。
此外，上述高频脉冲电压生成器60在荧光灯80未启动的状态下，从上述整流器50接收直流电压并产生高频脉冲电压，从而点亮荧光灯80，而若点亮荧光灯80则会中断高频脉冲电压的产生。
即，在荧光灯80未启动的状态下，从上述整流器50所输出的直流电压会大于稳定电压，若如上所述从整流器10输出的直流电压大于稳定电压，则晶体管驱动器62的稳压二极管ZD将直流电压引入到晶体管驱动器62的高频生成器64。
如上所述，若经过稳压二极管ZD将直流电压引入到高频生成器64，高频生成器64的脉冲生成器66根据电阻R3及电容器C1的充放电时间常数产生连续的脉冲信号，再引入到高频振荡用变压器L3。
此外，上述高频振荡用变压器L3接收由上述脉冲生成器66输出的脉冲信号，且为使晶体管TR进行开关动作，向晶体管TR的基极B提供高频信号，从而使上述晶体管TR进行开关动作。
如上所述，当晶体管TR进行开关动作时，会产生高频脉冲电压，由此生成的高频脉冲电压与上述扼流变压器L1的电压叠加，当达到荧光灯80的放电电压的瞬间，荧光灯80则点亮。
另一方面，如上所述若荧光灯80点亮，扼流变压器L1适当限制电流，从上述整流器50输出的直流电压降为稳定电压。
如上所述，若整流器50所输出的直流电压降为稳定电压，稳压二极管ZD则会切断引入高频生成器64的直流电压。
因此，高频生成器64的脉冲生成器66不输出脉冲信号，且因高频振荡用变压器L3不产生高频信号，荧光灯80维持其亮灯状态。
如上所述，当荧光灯80的电压从放电电压降为稳定电压时，稳压二极管ZD的后端的直流电压被切断，从而使高频生成器64停止高频脉冲电压的产生。当发生异常情况(如过电压)，使荧光灯80的电压变为放电电压状态时，在稳压二极管ZD的后端继续存在直流电压，由此高频生成器64动作并产生高频脉冲电压，给高频脉冲电压生成器60即晶体管TR带来不良影响。
此时，保护器70的上述电压检测用电阻R6检测从上述整流器50输出的直流电压，如果检测出过电压，则向门信号生成器72引入直流电压，而若门信号生成器72的电解质电容器C2结束充电，则通过分压电阻R4，R5向可控硅SD的控制端输入控制信号。
此外，上述可控硅SD接收从上述门信号生成器72输入的控制信号而导通，并停止向晶体管TR的基极B供应电源的电容器C1的工作，从而切断电源，并且直到恢复正常为止一直中断高频脉冲电压生成器60的动作，由此保护高频脉冲电压生成器60。
权利要求1.一种利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，包括电源、荧光灯管，其特征在于还包括扼流变压器、整流器、高频脉冲电压生成器、保护器，其中扼流变压器，其一端与交流电源的负极电连接，另一端与所述的灯管及整流器相连，接收所述交流电源供给的交流电源并截止特定频率以上的高频，再向所述整流器及荧光灯管输出；整流器，其连接在所述荧光灯管的两端，对经过所述扼流变压器输入的交流电进行电波整流后向所述高频脉冲电压生成器输出；高频脉冲电压生成器，其与整流器的正负两端相连接，在荧光灯管未启动的状态下接收所述整流器电波整流后的直流电压，产生高频脉冲电压并启动荧光灯管，且荧光灯管点亮后停止高频脉冲电压的产生；保护器，其与整流器及高频脉冲电压生成器的两端相连，检测所述整流器所输出的直流电压，如果检测出过电压则停止所述高频脉冲电压生成器的动作，从而保护上述高频脉冲电压生成器。
2.如权利要求1所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其特征在于所述的整流器由电涌吸收用变压器、电阻及多个二极管构成的桥式电路所组成，其中，电涌吸收用变压器的一端连接到灯管的一端，另一端连接到所述桥式电路一臂的中点上；电阻的一端连接到灯管的另一端上，另一端连接到所述桥式电路另一臂的中点上。
3.如权利要求1所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其特征在于所述高频脉冲电压生成器由晶体管驱动器和晶体管组成，其分别与所述整流器的桥式电路的两个端点相连接。
4.如权利要求3所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其特征在于所述晶体管是随着上述晶体管驱动器输出的高频信号进行开关动作并产生高频脉冲电压，所述晶体管的发射极连接到从所述整流器输出的直流电源的负端，所述晶体管的集电极连接到从整流器输出的直流电源的正端。
5.如权利要求3所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其特征在于所述晶体管驱动器，在荧光灯管未启动的状态下接收所述整流器供给的直流电压，为使所述晶体管进行开关动作，将高频信号供给所述晶体管的基极，若荧光灯管点亮就停止高频信号的输出，其由稳压二极管和高频生成器组成。
6.如权利要求5所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其特征在于所述晶体管驱动器的稳压二极管，与所述整流器所输出的直流电源的正端电连接。
7.如权利要求5所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其特征在于所述的高频生成器由电阻、高频振荡用变压器及脉冲生成器组成，所述电阻的一端连接到所述晶体管的发射极，另一端通过所述高频振荡用变压器连接到所述晶体管的基极，对晶体管的基极进行保护。
8.如权利要求7所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其特征在于所述脉冲生成器由二端交流开关、电阻及电容器组成，其所述二端交流开关由连接在整流器所输出的直流电源正端的电阻及连接在负端的电容器的充放电时间常数驱动，向所述晶体管的基极提供连续的脉冲信号。
9.如权利要求1所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其特征在于所述保护器由电压检测用电阻、门信号生成器及可控硅组成，其中所述电压检测用电阻，连接到所述整流器所输出的直流电源正端；所述可控硅连接在所述脉冲生成器的电容器的两端上；所述门信号生成器，由电解质电容器及两个串联的分压电阻并联组成，可控硅的控制端连接到所述串联电阻的中间，通过所述电压检测用电阻接收直流电压，将门信号输入到所述可控硅的控制端。
10.如权利要求9所述的利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其特征在于所述可控硅连接到向所述晶体管的基极提供电压的所述电容器的两端。
专利摘要本实用新型提供一种利用高频功率的瞬时启动型荧光灯装置，其包括荧光灯管；接收外部提供的交流电，截止特定频率以上的高频后输出的扼流变压器；对通过扼流变压器输入的交流电进行电波整流后输出的整流器；在未启动荧光灯的情况下，接收整流部供应的直流电压，由此生成高频脉冲电压并启动荧光灯，若荧光灯点亮后停止高频脉冲电压的生成的高频脉冲电压生成器；及对整流器输出的直流电压进行检波后，若检测出过电压，则停止高频脉冲电压生成器的动作，从而保护高频脉冲电压生成器的保护器，本实用新型利用高频启动荧光灯，具有即便荧光灯的2个管脚中的1个管脚发生接触不良，也能顺利启动荧光灯的效果。
文档编号H05B41/16GK2560187SQ0220120
公开日2003年7月9日 申请日期2002年1月8日 优先权日2002年1月8日
发明者李晴雨 申请人:金勇三