专利名称：单级型荧光灯电子安定器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种荧光灯电子安定器，尤指一种单级型荧光灯电子安定器。
背景技术：
传统荧光灯电子安定器的设计是以一组电子安定器来驱动单支荧光 灯管，然而，当需要驱动多荧光灯管时，以一组电子安定器来驱动单支荧 光灯管的设计将造成电路架构过于复杂且体积过大。因此，现今的荧光灯 电子安定器技术均朝向以一组电子安定器来驱动多支荧光灯管为发展，图 1所示为现有双级型荧光灯电子安定器电路架构图，其前级是以升压式转
换器101作为功因修正电路，后级以D类谐振换流器103驱动荧光灯管。 此种荧光灯电子安定器是目前普遍采用的主要电路架构。
然而，由图1可发现双级的电子安定器需要两组控制电路分别驱动转 换器101与换流器103，且需要三个开关组件，使得电路较复杂，切换损 失大且效率降低。
由此可知，现有荧光灯电子安定器技术仍有诸多缺失而有予以改善的 必要。
发明内容
本发明的目的是在提供一种单级型荧光灯电子安定器，以避免现有双 级型荧光灯电子安定器电路架构的电路较复杂问题，并减少现有技术中电 路转换效率低落问题。
为达成上述的目的，本发明提出一种单级型荧光灯电子安定器，其包 括一升压电路及一负载单元。该升压电路包含一第一电感、 一第一电容、 一第一二极管及至少一开关，第一二极管的正端连接第一电感，第一二极 管的负端连接至少一开关，负载单元包含多个荧光灯，第一电容的两端分别连接至负载单元，开关连接负载单元以控制其通路及断路，其中，升压 电路与负载单元是共享开关。
图1是一现有双级型荧光灯电子安定器电路架构图2是本发明单级型荧光灯电子安定器的电路图3是本发明单级型荧光灯电子安定器的电路图4是本发明单级型荧光灯电子安定器的电路图5是关于图4的单级型荧光灯电子安定器的波形图6是本发明于工作模式1的电路图7是本发明于工作模式2的电路图8是本发明于工作模式3的电路图9是本发明于工作模式4的电路图10是本发明于工作模式5的电路图11是本发明于工作模式6的电路图。
主要组件符号说明
升压式转换器101 升压转换器201 开关Ql、 Q具体实施例方式
以下是通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式，使该发明技术 领域具通常知识者可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它 优点与功效。
图2是本发明单级型荧光灯电子安定器的电路图。本发明单级型荧光 灯电子安定器包括升压转换器201、 D类谐振换流器203。其中，升压转换 器201包含电感L、电容C、 二极管D及开关Q1、 Q2， 二极管D的正端连 接电感L， 二极管D的负端连接开关Q1、 Q2; D类谐振换流器203包含开 关Q1、 Q2与负载单元205，负载单元205包含多个荧光灯，电容C的两端
D类谐振换流器103、 203 负载单元205、 403 升压电路401连接负载单元205，开关Q1、 Q2连接负载单元205，以控制其通路及断路。 其中，升压转换器201与负载单元205共享开关Q1、 Q2。
如图2所示，为了改善现有双级型荧光灯电子安定器电路架构的缺点， 本发明为将图1的双级荧光灯电子安定器整合成一单级荧光灯电子安定 器，亦即将转换器的开关与换流器的下臂开关整合共享，此结构可节省一 组控制电路与一个开关，也简化了电路复杂度并提升效率。
本发明单级型荧光灯电子安定器可用来驱动多支荧光灯管，图3是显 示本发明单级型荧光灯电子安定器驱动四支荧光灯管的电路图。
为清楚分析本发明单级型荧光灯电子安定器的运作，图4是以本发明 单级型荧光灯电子安定器驱动两支荧光灯管为例说明。如图所示，用以驱 动两支荧光灯管的单级型荧光灯电子安定器包含升压电路401、负载单元 403。升压电路401包含直流电容Cdc、电感L、电容C、 二极管D及开关 Ql、 Q2。负载单元403包含电容CS1、电容CS2、电感L1、电感L2、荧光 灯管Lampl、荧光灯管Lamp2、电容CP1、电容CP2。电容CS1与电容CS2 的正端分别连接至开关Q1、 Q2，电容CS1与电容CS2的负端分别连接至电 感Ll与电感L2。电感Ll与电感L2的一端分别连接至电容CS1与电容CS2， 电感Ll与电感L2的另一端分别连接荧光灯管Lamp 1与荧光灯管Lamp 2。 荧光灯管Lamp 1与荧光灯管Lamp 2的一端分别连接至电感Ll与电感L2， 荧光灯管Lampl与荧光灯管Lamp2的另一端分别连接开关Ql、 Q2。开关 Ql、 Q2连接至一半桥式脉冲宽度调变控制器(图未示)，该半桥式脉冲宽 度调变控制器产生一脉冲宽度调变信号以控制开关Ql、 Q2。开关Ql、 Q2 较佳为晶体管开关，例如为金属氧化物半导体场效晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor, MOSFET)。利用开关Ql、 Q2 的基底与漏极间的二极管DQ1、 DQ2，开关Q1、 Q2可作为双向导通开关， 不需额外并联二极管，可简化电路结构。
为了简化分析，因此以下说明中，是只分析荧光灯管数目为两支灯管 的情形，并根据以下假设
(1) 所有开关组件皆为理想，开关导通时为短路状态；开关截止时为 开路状态。
(2) 直流电容足够大，可视为直流电压流，并忽略其涟波。
5(3) 电源频率远小于切换频率，因此在每一个工作周期，输入电压可 视为定值。
(4) 开关切换频大于谐振频率，谐振电路呈电感性负载，共振电流落
后换流器输出电压。
(5) 荧光灯管点亮前视为开路，点亮稳定后可视为一纯电阻性负载。
(6) 谐振电路的负载质量因子足够高，可将谐振电流视为正弦波。 由开关的导通状态，可将电路在一个高频的工作周期内分为五个工作
模式，图5是关于图4的单级型荧光灯电子安定器的波形图，显示在各工 作模式下的电压、电流理论波形，其各工作模式下的电路动作原理将说明 如下
工作模式一 (t0 tl):
图6是本发明于工作模式1的电路图。如图6所示，开关Q2在tO时 导通，开关Ql与DQ1截止。输入电流流过开关Q2以对电感L充电，iL 由零开始呈线性上升，直到开关Q2截止时才会停止。
功因回路VCdc(+)—L—D—Q2—VCdc( — )。
谐振回路l: VC(—)一Q2—(Lamp 1 〃 CP1) —LI—CS1—VC ( + )。
i皆振回路2: L2—CS2—DQ2—(L, 2 〃 CP2)。
工作模式二 (tl t2):
图7是本发明于工作模式2的电路图。如图7所示，开关Q2导通， 输入电压继续对电感充电，两组谐振电流流经开关Q2形成回路。 功因回路VCdc( + )—L—D—Q2—VCdc(—)。 谐振回路l: VC(+) LI—CS1—(Lamp 1 〃 CP1) —Q2—VC( — )。 工作模式三(t2 t3):
图8是本发明于工作模式3的电路图。如图8所示，开关Q1、 Q2皆 截止、DQ1导通，电感开始对电容充对，因此电感电流下降，谐振电容对
荧光灯管放电。
功因回路VCdc ( + ) —L—D—DQl—C—VCdc (—)。
谐振回路l: CS1 —LI—(Lamp 1 〃 CP1)—DQ1。
谐振回路2: VC(—) —CS2—L2 — (Lamp 2 〃 CP2) —DQ1—VC( + )。
工作模式四(t3 t5):图9是本发明于工作模式4的电路图。如图9所示，开关Q1导通， 电容对下臂谐振电路放电，直流电容也对下臂谐振电路放电，因此谐振电 流增加。
功因回路VCdc(+) —L—D— (La即2 〃 CP2) —L2—CS2—VCdc (_)。 谐振回路l: CS1 —Ql—(Lamp 1 〃 CP1)—Ll。 谐振回路2: VC( + ) —Q1—(Lamp2〃CP2) — L2 —CS2—VC( — )。 工作模式五(t5 t6):
图10是本发明于工作模式5的电路图。如图10所示，因为电感电流 操作在不连续模式下，因此此时电感无电流。谐振电路对荧光灯管放电。 谐振回路l: CS1 —Ql—(Lamp 1 〃 CP1)—Ll。 谐振回路2: VC(+) —Q1—(Lamp2〃CP2) — L2 —CS2—VC(—)。 工作模式六(t6 t7):
图11是本发明于工作模式6的电路图。如图11所示，开关Ql、 Q2 截止，叫2导通，此时由谐振电容对荧光灯管放电。
谐振回路l: VC(_) —DQ2—(Lampl〃CPl) — Ll —CS1—VC( + )。
谐振回路2: CS2 —DQ2—(Lamp 2 〃 CP2)—L2。
由上述说明可知，本发明是将现有双级型荧光灯电子安定器整合成一 单级型荧光灯电子安定器，可有效地节省开关组件数量而达到简化电路目 的，以解决现有技术中电路较复杂、切换损失大且效率低落问题。
上述实施例仅为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自 应以申请专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。
权利要求
1.一种单级型荧光灯电子安定器，其特征在于包括一升压电路，其包含一第一电感、一第一电容、一第一二极管及至少一开关，该第一二极管的正端连接该第一电感，该第一二极管的负端连接该至少一开关；以及至少一负载单元，其包含至少一荧光灯，该第一电容的两端连接该至少一负载单元，该至少一开关连接该至少一负载单元，以控制其通路及断路，其中，该升压电路与该至少一负载单元是共享该至少一开关。
2. 如权利要求1所述的单级型荧光灯电子安定器，其特征在于，该 负载单元是由一荧光灯管、 一第二电容以及一第二电感所组成。
3. 如权利要求2所述的单级型荧光灯电子安定器，其特征在于，该 第二电容的正端连接至该至少一开关，该第二电容的负端连接该第二电 感。
4. 如权利要求2所述的单级型荧光灯电子安定器，其特征在于，该 第二电感的一端连接至该第二电容，该第二电感的另一端连接该荧光灯 管。
5. 如权利要求2所述的单级型荧光灯电子安定器，其特征在于，该 荧光灯管的一端连接至该第二电感，该荧光灯管的另一端连接该至少一开 关。
6. 如权利要求1所述的单级型荧光灯电子安定器，其特征在于，该 至少一开关连接至一半桥式脉冲宽度调变控制器，该半桥式脉冲宽度调变 控制器产生一脉冲宽度调变信号，以控制该至少一开关。
7. 如权利要求1所述的单级型荧光灯电子安定器，其特征在于，该 至少一开关为一晶体管开关。
8. 如权利要求7所述的单级型荧光灯电子安定器，其特征在于，该晶体管开关为一金属氧化物半导体场效晶体管。
全文摘要
本发明提供一种单级型荧光灯电子安定器，包括一升压电路及一负载单元。升压电路包含一第一电感、一第一电容、一第一二极管及至少一开关，第一二极管的正端连接第一电感，第一二极管的负端连接至少一开关，负载单元包含多个荧光灯，第一电容的两端分别连接至负载单元，开关连接负载单元以控制其通路及断路，其中，升压电路与负载单元是共享至少一开关。
文档编号H05B41/295GK101594725SQ200810108559
公开日2009年12月2日 申请日期2008年5月27日 优先权日2008年5月27日
发明者吕虹庆, 时德隆 申请人:大同股份有限公司;大同大学