专利名称：串联谐振电子镇流器灯丝预热控制电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种荧光灯电子镇流器，特别涉及一种串联谐振 荧光灯电子镇流器的灯丝预热控制电路。
背景技术：
荧光灯电子镇流器是一种将工频交流电压整流成直流电压后，再 通过逆变电路转换成十千赫兹以上的高频功率驱动荧光灯发光的装 置。按产生高频信号的谐振电路的形式，可以将电子镇流器分成并联 谐振和串联谐振两类。
荧光灯的启动方式有预热启动和非预热启动两类。非预热启动是 指灯电极不经加热，利用灯管两端施加的高电压引起的电极场发射使 灯触发启动，也称即时启动；预热启动是指灯电极被加热至电子发射 温度后才触发启动的。如果在电极未经加热，或虽然加热而尚未达到 电极发射材料的热电子发射温度前，施加在灯两个电极间的高压不能 在极短时间内将灯管击穿，灯将承受一段端辉光放电时间再过度到弧 光放电，从而导致电极发射物质严重溅射，使灯管两端灯丝周围的管 壁出现早期发黑，从而縮短荧光灯的开关寿命。
对于预热启动的电子镇流器，在电极达到电子发射状态之前，应 避免灯两端的电压高于导致电极受损的辉光电流的电平；在电极达到 电子发射状态后，电极两端的电压应足够高而使灯可靠启动；如果电 极两端电压是逐渐建立的，在电压升高过程中，应保持电极处于发射 温度；预热期间过高的预热电压或预热电流使电极温度过高也会损害 电极上的发射物质。
预热启动的镇流器，在灯管正常工作之前向灯管提供灯丝功率是
必须的；在灯管正常工作之后，灯管电流足以维持灯管阴极的电子发 射，继续提供灯丝功率就是多余的，导致预热启动的电子镇流器的能 效低。
如图1基本的串联谐振的电子镇流器灯管连接电路所示，逆变 驱动器输出经谐振电感L，通过荧光灯一端的灯丝，到并联在灯管两 端的谐振电容Cl,再通过荧光灯另一端灯丝，经过隔直流电容C2回 到接地回路。电路谐振时，谐振电容C1上即灯管两端的电压到达灯 管点燃电压时，灯管点燃，然后灯管电压降低到正常工作电压并通过 正常的灯管电流。灯管启动期间灯管两端的较高电压因灯丝未充分预 热而产生辉光电流，导致灯管两端容易变黑，縮短灯管的开关寿命。
目前常用的串联谐振电子镇流器的灯丝预热方法如图2所示， 它是在图1的谐振电容器Cl两端并联了一个正温度系数的热敏电 阻PTC，起始工作时，灯丝经热敏电阻预热，预热结束后，热敏电阻 阻值增大，谐振电容器Cl上才开始建立电压，使灯管正常工作，因 而可以避免产生辉光电流。但是，热敏电阻不但增大了附加的功率损 耗，极高的发热温度还降低了镇流器的可靠性。
实用新型内容
本实用新型的技术问题是要提供一种延长荧光灯管的开关寿命、 降低功率损耗、提高电子镇流器能效的串联谐振电子镇流器灯丝预热 控制电路，在灯丝预热期间，灯管两端仅施加较低的电压，不会产生 辉光电流；灯丝充分预热后，灯丝变压器初级被短路，自动关断灯丝 电流，串联谐振电路恢复正常工作，灯管在灯管电压和灯管电流下正 常运行。
为了解决以上的技术问题，本实用新型采用了一种新的串联谐振 电子镇流器灯丝预热控制电路，镇流器逆变驱动器输出端连接串联谐 振回路L1、 Cl，在L1、 Cl之间串接一只灯丝变压器，灯丝变压器的
次级绕组分别与灯管的灯丝引脚相连接，灯丝变压器初级线圈并联一 开关电路，至少一根灯管并联在灯丝变压器初级线圈及与之相串联的 谐振电容C1之间，并通过隔直电容C2接地。
所述的灯丝变压器初级线圈并联的开关电路，是在灯丝变压器初 级线圈二端并联一开关元件，该开关元件二端再并联有一整流二极管
D2、限流电阻R1和充电电容C3，该开关元件的触发极G通过限流电 阻R2、双向触发二极管D1、充电电容C3接在灯丝变压器初级线圈的
上山一顺。
所述的开关元件是一双向可控硅，双向可控硅的第二阳极A2和 第一阳极Al并联在灯丝变压器B的初级绕组nl的1脚和2脚 上。
当所述的开关元件是一单向可控硅时，单向可控硅连接在由四个 二极管构成的电桥的对角线之间，该电桥并接在灯丝变压器初级线圈 的二端。
所述灯管至少一根灯管，或由二根以上串联，与其相适应，灯丝 变压器次级有相应的至少二个或以上绕组与灯管灯丝引脚相连接。
镇流器逆变驱动器开始工作后，在灯管点燃之前的灯丝预热阶 段，驱动器输出端0经谐振电感Ll、灯丝变压器B的初级绕组nl、 谐振电容Cl、隔直流耦合电容C2返回逆变驱动器的接地端GND。 灯丝变压器B受并联连接在其初级绕组nl上的开关元件的控制。 在此灯丝预热期间，开关元件截止，谐振电感Ll和灯丝变压器初级 绕组电感与谐振电容C1构成谐振电路，灯丝变压器在该谐振频率上 由次级绕组n2和n3向荧光灯的灯丝提供预热功率；同时，灯管两 端的电压是相位差180度的灯丝变压器初级绕组nl上的电压与谐 振电容C1上的电压相加，低于正常工作的灯管电压，不会产生辉光 电流；灯丝变压器B初级绕组nl两端的电压，经整流二极管D2 及充电电阻R1向充电电容器C3的充电，控制充电电阻Rl和充电
电容器C3的时间常数，使灯丝充分预热，充电电容C3上的电压达 到开关元件控制极上的双向触发二极管Dl的触发电压时，开关元件 导通，将灯丝变压器B的初级绕组nl旁路，开关元件导通后，谐 振电感Ll和谐振电容C1在一个高于预热期间的谐振频率下谐振， 谐振电容Cl上的高压使灯管触发启动，并进入正常工作电压和灯管 电流的正常工作状态。开关元件在触发后将维持导通，灯丝变压器B 的初级绕组nl保持被旁路，在灯管点燃后的正常工作期间，灯丝变 压器不再向灯管提供灯丝功率，而由正常工作的灯管电流维持其阴极 的电子发射。
所述的充电电阻Rl和充电电容C3的时间常数控制灯丝预热时间。
本实用新型的优越功效在于
1) 在灯丝预热期间，开关元件截止，谐振电感Ll和灯丝变压器 初级绕组电感与谐振电容Cl构成谐振电路，灯丝变压器B在 该谐振频率上由次级绕组n2和n3向所述荧光灯的灯丝提供 预热功率，灯管两端的电压是相位差180度的灯丝变压器B 初级绕组nl上的电压与谐振电容Cl上的电压相加，低于正 常工作的灯管电压，不会产生辉光电流，确保灯管有数万次以 上的开关寿命；
2) 在正常工作时不再提供灯丝电流，有效降低了灯丝功率，提高 了能效；以驱动一个40瓦的荧光灯为例，按每个灯丝1瓦功 率计算，正常工作时切断灯丝功率可以为镇流器减少约5%的 功率损耗。
图1为基本的串联谐振的电子镇流器灯管连接电路图； 图2为现有的串联谐振电子镇流器的灯丝预热电路图3为本实用新型的电路图4为本实用新型的另一具体实施例的电路图； 图5为本实用新型的第三个具体实施例的电路图中标号说明
l一逆变驱动器；
2— 开关电路；
20 l—双向可控硅； 202—单向可控硅；
203—桥堆；
3— 灯管。
具体实施方式
请参阅附图所示，对本实用新型作进一步的描述。 本实用新型提供了一种串联谐振电子镇流器灯丝预热控制电路，
镇流器逆变驱动器1输出端0连接串联谐振回路L1、 Cl，在L1、 Cl 之间串接一灯丝变压器B，灯丝变压器B的次级绕组分别与灯管3的 灯丝引脚相连接，灯丝变压器B初级线圈nl并联一开关电路2，灯 管3并联在灯丝变压器B初级线圈nl串联的谐振电容C1之间，并通 过隔直电容C2接地。
所述的灯丝变压器B初级线圈nl并联一开关电路2，是在灯丝 变压器B初级线圈nl 二端并联一开关元件，该开关元件二端再并联 有一整流二极管D2、限流电阻R1和充电电容C3，该开关元件的触发 极G通过限流电阻R2、双向触发二极管D1、充电电容C3接在灯丝变 压器B初级线圈nl的2脚。
所述的开关元件是一双向可控硅201，双向可控硅201的第二阳 极A2和第一阳极Al并联在灯丝变压器B的初级绕组nl的1脚 和2脚上。
所述的开关元件是一单向可控硅202，单向可控硅202连接在由
四个二极管构成的电桥203的对角线之间，该电桥203并接在灯丝变 压器B初级线圈nl的二端。
如图3所示，镇流器逆变驱动器1的输出端0经谐振电感Ll与 灯管3的一端和灯丝变压器B的初级绕组nl的1脚连接，灯丝变 压器B的初级绕组nl与谐振电容C1串联后并联在灯管3的两端， 双向可控硅201的第一阳极A1、第二阳极A2的两端并联在灯丝变压 器B的初级绕组nl的1脚和2脚上，灯丝变压器B的初级绕组 nl的1脚还与整流二极管D2的正极连接，整流二极管D2的阴极 与充电电阻R1连接；双向可控硅201的控制极G经限流电阻R2 、 双向触发二极管Dl与充电电容C3和充电电阻Rl的公共接点连 接，灯丝变压器B的初级绕组nl的2脚与谐振电容C1的公共接点 与充电电容C3、双向可控硅201的第一阳极A1连接；荧光灯的两个 灯丝电极分别接在灯丝变压器B的次级绕组n2的3脚和4脚， 以及次级绕组n3的5脚和6脚上；镇流器逆变驱动器1的接地端 与灯管3之间经隔直耦合电容C2接地；
镇流器接通电源，逆变驱动器l开始工作，灯管3点燃之前的灯 丝预热阶段，双向可控硅201截止，逆变驱动器1输出端0经谐振 电感Ll，灯丝变压器B的初级绕组nl，谐振电容器Cl，隔直流耦 合电容器C2返回逆变驱动器l的接地端GND。灯丝变压器B在该谐 振频率上由次级绕组n2和n3向荧光灯的灯丝提供预热功率；同 时，灯管3两端的电压是相位差180度的灯丝变压器B初级绕组nl 上的电压与谐振电容C1上的电压相加，低于正常工作的灯管电压， 不会产生辉光电流；灯丝变压器B初级绕组nl两端的电压，经整 流二极管D2、充电电阻Rl向充电电容器C3的充电，控制充电电 阻Rl和充电电容C3的时间常数，在灯丝充分预热时，充电电容C3 上的电压到达接在双向可控硅201控制极G上的双向触发二极管Dl 的触发电压，双向可控硅201导通，将灯丝变压器B的初级绕组nl
旁路。双向可控硅201导通后，谐振电感L1和谐振电容C1在一个 高于预热期间的谐振频率下谐振，谐振电容Cl上的高压使灯管3点 燃启动，并进入正常工作电压和灯管电流的正常工作状态。双向可控 硅201在触发后将维持导通，灯丝变压器B的初级绕组nl保持被 旁路，在灯管3点燃后的正常工作期间，灯丝变压器B不再向灯管提 供灯丝功率，由正常工作的灯管电流维持其阴极的电子发射。
如图4所示，单向可控硅202连接在由四个二极管构成的电桥 203的对角线之间，该电桥203并接在灯丝变压器B初级线圈nl的 二端，单向可控硅202触发后，无论在灯丝变压器B的初级绕组上电
压的正半周或负半周都保持导通。
如图5所示，所述灯管3由二根以上串联，与其相适应，灯丝变 压器B次级有相应的至少二个以上绕组与灯管灯丝引脚相连接。
权利要求1、一种串联谐振电子镇流器灯丝预热控制电路，其特征在于镇流器逆变驱动器输出端连接串联谐振回路L1、C1，在L1、C1之间串接一灯丝变压器，灯丝变压器的次级绕组分别与灯管的灯丝引脚相连接，灯丝变压器初级线圈并联一开关电路，至少一根灯管并联在灯丝变压器初级线圈串联的谐振电容C1之间，并通过隔直电容C2接地。
2、 按权利要求1所述的串联谐振电子镇流器灯丝预热控制电路，其特征在于所述的灯丝变压器初级线圈并联一开关电路，该开关电路的开关元件二端再并联有一整流二极管D2、限流电阻R1和充电电容C3，该 开关元件的触发极G通过限流电阻R2、双向触发二极管D1、充电电 容C3接在灯丝变压器初级线圈的一端。
3、 按权利要求2所述的串联谐振电子镇流器灯丝预热控制电路， 其特征在于所述的开关元件是一双向可控硅，双向可控硅的第二阳极A2和 第一阳极Al并联在灯丝变压器初级线圈的二端。
4、 按权利要求2所述的串联谐振电子镇流器灯丝预热控制电路， 其特征在于-所述的开关元件是一单向可控硅，单向可控硅连接在由四个二极 管构成的电桥的对角线之间，该电桥并接在灯丝变压器初级线圈的二^山 顺o
5、 按权利要求1所述的串联谐振电子镇流器灯丝预热控制电路，其特征在于所述灯管由二根以上串联，与其相适应，灯丝变压器次级有相应 的至少二个以上绕组与灯管灯丝引脚相连接。
专利摘要一种串联谐振电子镇流器灯丝预热控制电路，镇流器逆变驱动器输出端连接串联谐振回路L1、C1，在L1、C1之间串接一灯丝变压器，灯丝变压器的次级绕组分别与灯管的灯丝引脚相连接，灯丝变压器初级线圈并联一开关电路，灯管并联在灯丝变压器初级线圈串联的谐振电容C1之间，并通过隔直电容C2接地，在荧光灯灯丝预结束，灯管正常工作后，灯丝变压器的初级绕组被开关电路旁路，不再提供灯丝功率。本实用新型的优点是灯管的开关寿命长、功率损耗低、能效高。
文档编号H05B41/28GK201210766SQ200820059730
公开日2009年3月18日 申请日期2008年6月13日 优先权日2008年6月13日
发明者杨建文, 葛葆璋, 路智勇 申请人:上海阿卡得电子有限公司