专利名称：一种紧凑型电子荧光灯的恒功率控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于微电子技术领域，具体涉及一种紧凑型电子荧光灯的恒功率控制装置。
背景技术：
紧凑型电子荧光灯是一种大众化的照明光源，主要由电路结构部分和荧光灯管组成。现有技术的电路结构通常是由半桥式的逆变电路构成，采用自激式高频振荡电路方式，由于它的工作频率一般在几十千赫兹，所以它的工作效率相比传统的电感镇流器要高很多。但是，当供电输入电压升高后，逆变主回路电流随之增大，引起灯电流增大，灯功率升高；反之，当供电输入电压降低后，逆变主回路电流随之减小，引起灯电流减小，灯功率降低。这些都会引起灯的亮度发生较大的变化，也会影响紧凑型电子荧光灯使用寿命。而荧光灯只有工作在它的正常的额定功率范围内时，才能发挥它的正常使用寿命。
目前这种电路在市场上使用较多，但它有这样的缺点。
第一、紧凑型电子荧光灯易受供电输入电压的影响，会引起灯的亮度发生较大的变化。
第二、当紧凑型电子荧光灯供电输入电压超过百分之十五后，节能荧光灯的负载过大，易造成电路部分提前失效，产生危险。
由于上述缺点，使得这种电路在性能上和可靠性上具有一定的限性。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种能克服上述缺点的紧凑型电子荧光灯的恒功率控制装置。
现有的紧凑型电子荧光灯由交流电源100供电，电路结构200由一个EMI滤波器210、一个全波整流桥220、一个逆变器240和一个控制器250连接(如图1所示)，其中，全波整流桥220提供基本直流电压，通过一对输入端子VBUS和GND连接到逆变器240上；逆变器240的结构是一个半桥，包括直流电压总线10，接地返回端11，以及串连在总线10和11之间的一对开关管Q1和Q2，开关管Q1和Q2在节点20处连接，形成一个推挽式的输出电路；电容C1连接在总线10和11之间，隔直电容C2的一端连接至串连开关管Q1和Q2的连接点20，隔直电容C2的一端与电感L1相连在23，电感L1的另一端与荧光灯管300的灯丝端24相连；荧光灯管300之另一端灯丝26连接至电阻R4和电阻R9的连接点28，电阻R9的另一端接地返回端11；电容C3跨接在荧光灯管300两端，分别与灯丝端25和27相连。在24和25之间构成灯管的一个灯丝等效阻抗，在26和27之间构成灯管的另一个灯丝等效阻抗。逆变器240的输出作为电路结构200的输出，与荧光灯管负载300相连。EMI滤波器210滤去由逆变器240产生的谐波，整流桥220将滤波后的正弦电压整流为脉动的直流电压，供给逆变器240，控制器250驱动逆变器240以45KHz左右的频率工作，逆变器240的输出近似的正弦波电流到荧光灯管300上。
本实用新型提出的一种紧凑型电子荧光灯的恒功率控制装置，主要由滤波器210、全波整流桥220、逆变器240、控制器250、荧光灯300组成(如图2所示)，其中，控制器由主回路电流采样电路50、逆变器的输出电压采样电路40、控制集成电路60组成，主回路电流采样电路50通过电阻R4、R5、R6、R7、C5与控制集成电路60相连，控制集成电路60的VL端通过电阻R3与逆变器的输出电压采样电路40的输出端43相连，逆变器的输出电压采样电路的电阻R1的一端与荧光灯相连，控制集成电路通过电阻R4与荧光灯相连。
本实用新型中，逆变器的输出电压采样电路由分压电阻R1、R2、电容C4、二极管D1经电路连接构成，其中，电阻R1和R2串联后跨接在灯丝端25与地之间，电阻R1和R2串接点42与整流二极管D1的正极相连，电容C4的一端与D1的负极43相连，电容C4的另一端接地。
本实用新型中，控制集成电路60由输出端G1、G2、开关Q1、Q2、工作电源端VDD、CF端、RF端、VL端、IT1端、IT2端、CRECT端组成，其中，控制集成电路60的输出端G2与开关Q2的栅极22连接，输出端G1与开关Q1的栅极21连接，工作电源端VDD与供电端VS1相连，VS1端可以和各种可能的直流电源提供电路相连，以保证控制集成电路60的正常工作；CF端与电容C6的一端相连，C6的另一端接地；RF端与电阻R8相连，CRECT端与电阻R6相连，IT1端通过R4与连接点28相连，IT2端与电阻R5相连，R5另一端接地；DIM端与电阻R7的一端相连，R7另一端和一个电源端VS2相连，电源端VS2可用于控制荧光灯的设定功率。
本实用新型中，控制集成电路可以是集成模块FM2822，或IR2159，或2010。
本控制电路的工作原理如下当紧凑型电子荧光灯上电完成后，控制集成电路60开始振荡，控制集成电路60驱动输出端G1和G2产生不交叠的两路方波脉冲，驱动功率管Q1和Q2作交替导通，由此在20处产生占空比为50％的方波，此方波经隔直电容C2隔除直流成分后，送到由电感L1和电容C3构成的串连谐振回路上，由于频率改变，输出的方波频率逐步接近谐振频率，从而在电容C3两端的电压逐步升高，直至将并联在电容C3两端的荧光灯管300击穿，灯管由此进入稳定的弧光放电状态，荧光灯进入正常工作状态。
当供电输入电压升高(或降低)，使逆变器主回路的电流增大(或减小)时，电容C3两端的电压也会升高(或降低)，输出电压采样电路40用来完成灯管上的电压采样，并将其转换成对应的直流电平。分压电阻R1和R2与电容C3的一端相连，完成对此电压的采样。整流二极管D1对R2上分到的交流电压作整流，经滤波电容C4在输出端43转换成直流电压。此直流电压与灯管两端电压的峰值成比例关系，也与逆变器主回路的电流成比例关系其比例关系取决于电阻R1和R2的比值。输出端43的电压信号经电阻R3送至控制集成电路60的输入端VL，在内部送入乘法器。同时，控制集成电路60的IT1、IT2端经电阻R4在电阻R9和灯丝26相连处28采样主回路的电流信号，送入控制集成电路60内部做有源整流，并送入乘法器，乘法器得到的结果在集成电路60的CRECT端生成平均电压，此电压代表了灯的平均功率，并和集成电路60的DIM端电压相比较产生一个误差电压，送入集成电路60内嵌的误差放大器产生相应的误差电流，再送入压控振荡器，由此产生升高(或降低)的振荡频率，在集成电路60的驱动端G1、G2产生不交叠的方波信号，分别驱动半桥式逆变器电路的Q1、Q2管，从而使逆变器工作的振荡频率增大(或减小)，在此频率下，逆变器主回路中的电感L1对应的阻抗就增大(或减小)了，使主回路中的电流减小(或增大)，这样灯电流就可以保持不变。因此通过调节频率来改变L1的阻抗，从而达到稳定灯电流的目的，实现紧凑型电子荧光灯的亮度不发生变化。
本实用新型中，本实用新型中，集成电路60和逆变器输出电压采样电路40及主回路电流采样电路50经电路连接构成闭环负反馈调节单元。闭环负反馈调节单元可自动调节供电输入电压异常时电路逆变器的主回路电流，完成灯功率恒定的功能。输出电压采样电路40实现过流(等同于过压)的检测功能，并和主回路电流采样电路50和控制集成电路60相配合，实现了对紧凑型电子荧光灯在供电输入电压发生波动或低温情况时，灯功率保持不变，不会产生灯光闪动，光亮度发生变化。
图1是现有的紧凑型电子荧光灯的结构框图。
图2是根据本实用新型的结构图示。
图中标号100为交流电源，200为电路结构，300为荧光灯管，210为电路结构200的滤波器，220为全波整流桥，240为逆变器，250为控制器，10为直流电压总线，11为一个接地端，Q1和Q2为逆变器一对开关管，20为Q1和Q2之间的连接点，21为Q1的栅极，22为Q2的栅极，23为电容C2与电感L1的连接线，24、25、26、27分别为荧光灯管300两端的灯丝，40为逆变器的输出电压采样电路，41为电阻R1与灯丝25的串接点，42为R1和R2的串接点，43为输出电压采样电路40的输出端(二极管D1的负极)，50为主回路电流采样电路，60为控制集成电路，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7为电阻，C1、C2、C3、C4、C5为电容，D1为二极管，L1为电感。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型。
实施例1，控制集成电路60采用FM2822型，R1阻值为100K，R2阻值为10K，R3阻值为240K，R4阻值为2K，R5阻值为2K，R6阻值为18K，R7阻值为100K，电容C1为10uF/400V，电容C2为0.1uF/400V，电容C3为3n3/1KV，电容C4为0.01U，电容C5为0.022U，二极管D1为1N4148，VS2为4V直流电压，电感L1为2.0mH，荧光灯300的型号为23W，逆变器的开关Q1的型号为SSU1N50，开关Q2的型号为SSU1N50。把各元器件按图2方式进行连接即得所需的实用新型。
权利要求1.一种紧凑型电子荧光灯的恒功率控制装置，由滤波器(210)、全波整流桥(220)、逆变器(240)、控制器(250)、荧光灯(300)依次经电路连接组成，其特征在于控制器(250)由主回路电流采样电路(50)、逆变器的输出电压采样电路(40)、控制集成电路(60)组成，主回路电流采样电路(50)通过电阻R4、R5、R6、R7、C5与控制集成电路(60)相连，控制集成电路(60)的VL端通过电阻R3与输出电压采样电路(40)的输出端(43)相连，逆变器的输出电压采样电路(40)的电阻R1的一端与荧光灯(300)相连，控制集成电路(60)通过电阻R4与荧光灯(300)相连。
2.根据权利要求1所述的紧凑型电子荧光灯的恒功率控制装置，其特征在于逆变器的输出电压采样电路(40)由分压电阻R1、R2、电容C4、二极管D1经电路连接构成，其中，电阻R1和R2串联后跨接在荧光灯(300)的灯丝端(25)与接地线之间，电阻R1和R2串接点(42)与整流二极管D1的正极相连，电容C4的一端与二极管D1的负极(43)相连，电容C4的另一端接地。
3.根据权利要求1所述的紧凑型电子荧光灯的恒功率控制装置，其特征在于控制集成电路(60)由输出端G1、G2、开关Q1、Q2、工作电源端VDD、CF端、RF端、VL端、IT1端、IT2端、CRECT端组成，其中，控制集成电路(60)的输出端G2与逆变器开关Q2的栅极(22)相连，输出端G1与逆变器开关Q1的栅极(21)相连；工作电源端VDD与供电端VS1相连，VS1另一端接地；CF端与电容C6的一端相连，C6的另一端接地；RF端与电阻R8相连，CRECT端与电阻R6相连，电阻R6与电容C5并联；IT1端通过电阻R4与连接点(28)相连，IT2端与电阻R5相连，电阻R5另一端接地；DIM端与电阻R7的一端相连，电阻R7另一端和一个电源端VS2相连。
4.根据权利要求1所述的紧凑型电子荧光灯的恒功率控制装置，其特征在于控制集成电路是集成模块FM2822，或IR2159，或2010。
专利摘要本实用新型属于微电子技术领域，具体涉及一种紧凑型电子荧光灯的恒功率控制装置。现有的荧光灯电子镇流器恒功率主要采用有源PFC电路使输出电压恒定的方式实现的，但由于成本高，体积大，无法用于紧凑型荧光灯电路中。而目前紧凑型荧光灯主要采用半桥自激式振荡电路，当电源输入电压发生变化时，灯功率也跟随发生变化。本实用新型由主回路电流采样电路、控制集成电路、逆变器的输出电压采样电路、荧光灯等其它无器件依次经电路连接组成，该电路可以在一定的电压范围内实现恒功率控制，即当电源输入电压发生变化时，荧光灯的功率保持恒定。从而方便地完成灯的恒功率控制。
文档编号H05B41/28GK2738523SQ200420107958
公开日2005年11月2日 申请日期2004年11月4日 优先权日2004年11月4日
发明者龚继文 申请人:上海复旦微电子股份有限公司