专利名称：基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及电路领域，特别是涉及一种基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路。
背景技术：
传统荧光灯驱动电路绝大部分都采用磁环自激技术。如果不经预热冷启动，灯丝会发生严重的溅射损耗，导致灯管很快发黑报废；为了满足使用寿命的要求，常在荧光灯被点亮前先对灯丝进行预热。传统的预热方式是使用PTC电阻，即在灯管两端并联PTC电阻，当高频震荡回路刚接通时，由于PTC电阻处于冷态(即低阻状态)，则与PTC电阻连接的LC谐振网络的Q值很低，灯管电压小于启动所需的电压，故荧光灯不亮；而电路电流通过谐振电容和PTC电阻形成回路预热灯丝。与此同时，PTC电阻也被加热，当PTC电阻发热温度超过开关温度后跃入高阻状态，使得LC谐振网络的Q值升高，进而LC谐振网络发生谐振从而产生高压点亮灯管。例如，如图1所示，其为现有包含单脉冲触发电路的荧光灯驱动电路的示意图。上电后，交流电压经过DfDl I构成的桥堆在输入电容C9上形成直流高电压，该直流高电压通过启动电阻R19向启动电容CO充电，启动电容CO上的电压达到触发二极管DO的触发阈值后，触发二极管DO导通，进而三极管QO获得启动电流开始导通；在三极管QO导通后，启动电容CO经过二极管DO、Dl三极管QO快速放电，防止在正常状态下再次触发三极管QO导通。随后,包含三极管Q0、Q1的半桥高频振荡电路开始高频振荡,连接有热敏电阻RT的LC谐振电路预热灯丝，再基于谐振而点亮灯管U0。现有采用PTC电阻来预热灯丝的方式简单实用，但却会增加系统功耗；而且PTC本身寿命较短；再者，由于PTC电阻本身的不一致性和不可靠性，会造成荧光灯启动时间和预热程度离散性也比较大；此外，在上述包含单脉冲触发电路的驱动电路中，由于二极管DO两端的电压变化等于母线电压，频率为系统工作频率(约40KHz)，导致二极管DO功耗较大，而且也对二极管DO的耐压性提出了较为严苛的要求。因而，迫切需要对现有荧光灯的驱动电路进行改进。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，以实现灯丝的预热及点亮。为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，其包括连接电源的整流电路、连接所述整流电路的高频振荡电路、连接所述高频振荡电路与荧光灯的LC谐振电路、及连接高频振荡电路的振荡回路中所包含的开关管的饱和深度控制电路；其中，所述饱和深度控制电路用于在所述荧光灯未进入正常工作状态前控制开关管的饱和深度。优选地，所述饱和深度控制电路包括连接在开关管基极和/或发射极的受控可调电阻及控制所述受控可调 电阻阻值的阻值调节单元；更为优选地，所述阻值调节单元包括:用于计量时间的计时器、及调节器，该调节器基于计时器的计时在所述荧光灯灯丝的预热时间段内调节所述受控可调电阻的阻值或者在荧光灯灯丝的预热时间段内和所述荧光灯刚被点亮至进入正常工作状态的时间段内均调节所述受控可调电阻的阻值；此外，该调节器还可用于在所述荧光灯正常工作状态后调节所述受控可调电阻的阻值。如上所述，本发明的基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，具有以下有益效果:能在无需热敏电阻的情形下实现灯丝的预热；还能使刚被点亮的荧光灯在超功率状态下实现光通量快速爬升并进入正常工作状态；还能对进入正常工作状态的荧光灯进行调节等。
图1显示为现有技术中的荧光灯驱动电路示意图。图2a显示为本发明的一种优选基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路示意图。图2b显示为本发明的另一种优选基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路示意图。图2c显示为本发明的一种优选基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路示意图。元件标号说明1、I’、I”驱动电路11整流电路12闻频振汤电路13LC谐振电路14饱和深度控制电路15 15’启动电路
具体实施例方式以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。请参阅图2a至图2c。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。如图所示，本发明提供一种基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路。所述驱动电路I至少包括:整流电路11、高频振荡电路12、LC谐振电路13及饱和深度控制电路14。其中，所述整流电路11连接电源，用于将接入的交流电源转换为直流高电压；所述高频振荡电路12用于将所述整形电路11输出的直流信号转换为高频信号后提供给所述LC谐振电路13 ;所述LC谐振电路13连接荧光灯U0，其基于所述高频振荡电路12提供的高频信号来产生谐振以使所述荧光灯UO发光；所述饱和深度控制电路14连接所述高频振荡电路12的振荡回路中的开关管，用于在所述荧光灯UO未进入正常工作状态前控制开关管的饱和深度，以便调节所述高频振荡电路12的振荡频率。优选地，所述饱和深度控制电路14包括连接在开关管基极和/或发射极的受控可调电阻及控制所述受控可调电阻阻值的阻值调节单元。其中，所述受控可调电阻可包括数位电阻、或具有阻值的受控开关，例如场效应管、二极管等；所述阻值调节单元可包括:用于计量时间的计时器；以及连接所述计时器的调节器。该调节器基于计时器的计时在所述荧光灯灯丝的预热时间段内调节所述受控可调电阻的阻值；更为优选地，该调节器基于计时器的计时在所述荧光灯灯丝的预热时间段内和所述荧光灯刚被点亮至进入正常工作状态的时间段内均调节所述受控可调电阻的阻值；更进一步优选地，该调节器还基于计时器的计时在所述荧光灯进入正常工作状态后调节所述受控可调电阻的阻值。其中，所述预热时间的长度及荧光灯刚被点亮至进入正常工作状态的时间长度均为预先设定。例如，如图2a所示，在该驱动电路I中，整流电路11包括由二极管D8、D9、D10、D11、及电容C9构成的全桥式整流电路，该电路通过电容C9输出直流电压；半桥式高频振荡电路12包括由开关管Q0、电阻R1、R2、磁环线圈及二极管D3构成的下桥臂及由开关管Q1、电阻R0、R3、磁环线圈及二极管D2构成的上桥臂；LC谐振电路13包括:电阻R4、电容Cl、C2、电感LO及磁环线圈；饱和深度控制电路14包括:连接在下桥臂的振荡回路中的开关管QO发射极的可调电阻Ral、Rbl、连接可调电阻Ral、Rbl的调节器及连接调节器的计时器。其中，磁环的各线圈的同名端及各元件的连接方式如图所示，在此不再详述。又例如，如图 2b所示，该驱动电路I’与图2a所示的驱动电路I的不同在于饱和深度控制电路14包含的可调电阻Ra2、Rb2连接在下桥臂的振荡回路中的开关管QO的基极。上述饱和深度控制电路14控制开关管QO饱和深度的过程如下:若预先设定灯丝的预热时间为800ms，设定荧光灯刚被点亮至进入正常工作状态的时间为5s，则在上电后，计时器开始计时，在计时器的计时未超过800ms的时间内，调节器可一次或多次或连续性调节可调电阻的阻值，使得图2a中的开关管QO的发射极或图2b中开关管QO的基极的等效阻抗增大，从而减小开关管QO的电荷存储时间，由此，开关管QO退出饱和进入截止所需时间减小，则开关管QO所在的振荡回路的振荡频率比正常工作频率增高，则LC谐振电路失谐，故荧光灯在该800ms内处于灯丝被加热的状态；在上电后的800ms后，调节器再可调电阻的阻值使包含开关管QO的振荡回路的频率恢复至正常工作频率，则LC谐振电路13发生谐振而点亮荧光灯UO ;随后，在计时器所计时间在800ms至5800ms之间时，若调节器再调节可调电阻，使得图2a中的开关管QO的发射极或图2b中开关管QO的基极的等效阻抗减小，从而增加开关管QO的电荷存储时间，使得开关管QO所在的振荡回路的振荡频率比正常工作频率降低，则荧光灯的光通量基于电流的增加而快速增力口，则刚被点亮的荧光灯在超额定功率的情形下快速进入正常工作状态；若在计时器所计时间为800ms后调节器不再调节可调电阻，则刚被点亮荧光灯UO在额定功率的情形下逐步进入正常工作状态。此后，若调节器不再调节可调电阻Ra或Rb，则荧光灯一直处于正常工作状态；若调节器再次调节可调电阻，则处于正常工作状态的荧光灯的工作频率基于高频振荡电路的振荡频率的降低或升高而发生相应改变。需要说明的是，调节器在荧光灯进入正常工作状态后可一次、多次或周期性调节可调电阻的阻值；此外，若未预先设定荧光灯刚被点亮至进入正常工作状态的时间段的长度，则调节器可基于预先设定的调节起始时间，例如，上电后的8s等，来开始调节可调电阻的阻值，以实现对处于正常工作状态的荧光灯的调节。需要说明的是，本领域技术人员应该理解，上述所示整流电路、高频振荡电路、及LC谐振电路仅仅只是列示，而非对本发明的限制，事实上，任何能将交流电源转换为直流电压的整流电路、能将直流信号转换为高频信号的高频振荡电路，例如,全桥式振荡电路等、能基于高频振荡电路的输入信号发生谐振以驱动荧光灯的LC谐振电路，均包含在本发明的范围内；此外，若高频振荡电路采用桥式(例如半桥式、全桥式等)振荡电路，则可在任一个或多个桥臂所包含的开关管的基极和/或发射极均连接可调电阻，以便调节相应开关管的饱和深度。作为一种优选方式,所述驱动电路I还包括启动电路15,所述启动电路15用于启动所述闻频振荡电路12。优选地,所述启动电路15包括:包含电容的充电电路、连接所述充电电路及高频振荡电路12的驱动开关。其中，所述驱动开关包括但不限于:二极管、MOS管等；当所述驱动开关包括MOS管时，则所述启动电路15还包括检测单元。当检测所述充电电容所充电压达到预定电压时，该检测单元闭合所述驱·动开关；当检测所述高频振荡电路进入振荡工作状态时，该检测单元断开所述驱动开关。具体地，所述检测单元通过检测开关管的基极或发射极的电压或电流来判断所述高频振荡电路是否进入振荡工作状态。优选地，所述检测单元包括比较电路等。例如,如图2a或2b所示,在该启动电路15中，充电电路包括:串联的电阻R19、电容CO及连接闻频振荡电路12下桥臂的_■极管Dl,驱动开关包括连接闻频振荡电路12上桥臂的二极管D0。例如，如图2c所示，在驱动电路I”的启动电路15’中，充电电路包括:串联的电阻R19与电容CO，驱动开关包括连接高频振荡电路12下桥臂的MOS管MO、连接充电电容CO、MOS管MO的栅极、开关管QO的基极的检测单元。其中，所述检测单元通过将电容CO的电压与第一预定电压进行比较来确定是否使MOS管MO导通，并通过将开关管QO的基极的电压与第二预定电压进行比较，来确定是否使MOS管MO截止。需要说明的是，本领域技术人员应该理解，在图2c中，检测单元也可通过将开关管QO的发射极的电压与第三预定电压进行比较，来确定是否使MOS管MO截止。上述启动电路的启动过程如下:上电后，整流电路11的电容C9输出直流电压对充电电路的电容CO充电，当电容CO所充电压达到预定电压时，驱动开关(即图2a或2b中的二极管DO、图2c中的MOS管MO)导通，则闻频振荡电路12中的开关管QO获得电流从而导通，随后开关管Q0、Q1与各自相应的磁环线圈、电阻所构成的振荡回路开始高频振荡；同时，在开关管QO导通后，图2a或2b中的启动电容CO经过二极管DO、Dl及开关管Q0、Ql快速放电，使得二极管DO (即驱动开关)、Dl截止，图2c中的MOS管MO则在检测单元的控制下截止，由此来防止在高频振荡电路的振荡过程中再次触发开关管的导通。需要说明的是,本领域技术人员应该理解,上述所示启动电路仅仅只是列示,而非对本发明的限制，事实上，任何能启动高频振荡电路进入振荡状态的电路，均包含在本发明的范围内。综上所述，本发明的基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路通过控制高频振荡回路中的开关管的饱和深度，来间接控制闻频振荡电路的振荡频率，使得灯丝能在预定时间内被预热，还能实现刚被点亮的荧光灯的光通量的快速攀升；此外，若采用包含MOS管的启动电路，可有效降低电路的功耗。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或 改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
权利要求
1.一种基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，其包括连接电源的整流电路、连接所述整流电路的高频振荡电路、及连接所述高频振荡电路与荧光灯的LC谐振电路，其中，所述高频振荡电路的振荡回路中包含开关管，所述基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路的特征在于至少还包括: 连接开关管的饱和深度控制电路，用于在所述荧光灯未进入正常工作状态前控制开关管的饱和深度。
2.根据权利要求1所述的基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，其特征在于:所述饱和深度控制电路包括连接在开关管基极和/或发射极的受控可调电阻及控制所述受控可调电阻阻值的阻值调节单元。
3.根据权利要求2所述的基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，其特征在于:所述阻值调节单元包括: 第一计时器，用于计量时间； 连接所述第一计时器的第一调节器，用于基于所述第一计时器的计时在所述荧光灯灯丝的预热时间段内调节所述受控可调电阻的阻值。
4.根据权利要求2所述的基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，其特征在于:所述阻值调节单元包括: 第二计时器，用于计量时间； 连接所述第二计时器的第二调节器，用于基于所述第二计时器的计时在所述荧光灯灯丝的预热时间段内和所述荧光灯刚被点亮至进入正常工作状态的时间段内调节所述受控可调电阻的阻值。
5.根据权利要求2或3所述的基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，其特征在于，当所述饱和深度控制电路还用于所述荧光灯进入正常工作状态后控制开关管的饱和深度，则所述阻值调节单元还包括: 第三调节器，用于基于计时器的计时在所述荧光灯进入正常工作状态后调节所述受控可调电阻的阻值。
6.根据权利要求5所述的基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，其特征在于，所述第三调节器在所述荧光灯进入正常工作状态后周期性调节所述受控可调电阻的阻值。
7.根据权利要求1所述的基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，其特征在于还包括:用于启动所述高频振荡电路的启动电路。
8.根据权利要求7所述的基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，其特征在于:所述启动电路包括:包含电容的充电电路、连接所述充电电路及高频振荡电路的驱动开关。
9.根据权利要求8所述的基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路，其特征在于:当所述驱动开关包括场效应管时，所述启动电路还包括:检测单元，用于当检测所述电容所充电压达到预定电压时闭合所述驱动开关、当检测所述高频振荡电路进入振荡工作状态时断开所述驱动开关。
全文摘要
本发明提供一种基于变频技术来驱动荧光灯的驱动电路。该驱动电路包括连接电源的整流电路、连接所述整流电路的高频振荡电路、连接所述高频振荡电路与荧光灯的LC谐振电路、及连接所述高频振荡电路的振荡回路中所包含的开关管的饱和深度控制电路；其中，所述饱和深度控制电路用于在所述荧光灯未进入正常工作状态前控制开关管的饱和深度。本发明的优点包括无需热敏电阻可实现灯丝的预热；还能使刚被点亮的荧光灯在超功率状态下实现光通量快速爬升并进入稳定工作状态等。
文档编号H05B41/36GK103249235SQ20121031402
公开日2013年8月14日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年2月3日
发明者戴国进, 顾欣 申请人:上海恒芯语微电子有限公司