日光灯电子启辉器的制作方法

专利名称：日光灯电子启辉器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于日光灯启动的日光灯电子启辉器，特别是一种可准确控制加热时间和具有绝对同步点火点的日光灯电子启辉器。
目前使用的日光灯电子启辉器，其加热原理一般是以交流电的设定半周储蓄电能，作为交流电另一加热半周的启动电能，而其点火原理是以电阻与电容器做为时间常数之点火之时间基数，因此传统性的日光灯电子启辉器不论加热，点火到日光灯发亮皆以电阻及电容器做为时间常数值，然而，正因为电阻及电容器的数值不易准确，因此其加热及点火时间无法准确达到理想值，故常发生日光灯加热时间过长，点火时间不准确及点火时间过长的缺点，不但浪费电力，而且缩短了日光灯的使用寿命。
本发明的目的旨在克服现有技术的不足，提供一种可以得到正确的加热时间，绝对同步点火点的日光灯电子启辉器。
本发明的目的可通过如下措施达到。
本发明所述的日光灯电子启辉器是由时控电路，主开关电路以及点火电路组成的，时控电路，主开关电路及点火电路三者成并联电路，与日光灯管的连接呈二端接头;时控电路与点火电路间的信号传送是通过一光电耦合器完成的，点火电路与主开关电路间的“开”与“关”状态的控制采用直接耦合方式，且其点火时间是与加热电流的峰值同步。
下面结合附图及实施例对本发明所述的日光灯电子启辉器作进一步的详述。


图1为本发明所述的日光灯电子启辉器的组成框图。
图2为本发明所述的日光灯电子启辉器的电路图。
图3为本发明所述的日光灯电子启辉器的另一实施例的电路图。
图4为本发明所述的日光灯电子启辉器的图2和图3中点A与B端的电压波形图。
本发明所述的日光灯电子启辉器(2000)如图1所示是由时控电路(200)，主开关电路(400)及点火电路(300)等三部分组成的，用以控制日光灯设备(1000)的点火和加热动作。
本发明所述的电子启辉器的时控电路(200)是由二极管(201)，时间常数电阻(202)，时间常数电容器(203)，放电电阻(207)，稳压二极管(204)、限流电阻(205)及光电耦合器(206)组成的，二极管、时间常数电阻及时间常数电容三者串联连接，其三者串联后的二端接于日光灯管的二端接头上;当日光灯管的第二接头端为正极时，该时间常数电容器即开始充电;当日光灯管的第一接头端为正极时，则向该放电电阻和稳压二极管放电，驱动该光电耦合器导通，而使该点火电路开始点火;稳压二极管的击穿电压取自该时间常数电容两端的电压，其到达击穿电压的周期视需要而定，不予限定;稳压二极管，限流电阻及光电耦合器三者成串联连接;放电电阻与时间常数电容成并联连接。
主开关电路是一达云顿电路所组成的常闭开关电路，其基极接有一电阻及一三极管的集极，若干二极管连接于该达云顿电路的输出端与主开关电路和点火电路的连接端之间，连接后的两端各连接于日光灯管的第一和第二接头端，该日光灯管的第一接头端的顺向电压为该达云顿电路的饱和电压加上该若干二极管的饱和电压;该电阻则接于日光灯管的二端接头的第一接头端，其三者皆成直接耦合;而达云顿电路并联有一只二极管，主开关电路的若干个二极管是用以控制点火脉冲电压的大小，其数目不予限定。
点火电路(300)是由二极管(301)，相位控制电阻(302)，相位控制电容器(303)，三极管(304)及光电耦合器(206)所组成的，其中该二极管，光电耦合器，相位控制电阻，相位控制电容间的顺向电压为该日光灯管的第一接头端与主开关电路和点火电路的接点端间的电压;该三极管的基极连接相位控制电阻和相位控制电容之间，其三极管的集极连接达云顿电路的基极，其三极管的射极则连接到主开关电路和点火电路的接点端上，皆采用直接耦合方式。
另外，点火电路的光电耦合器是与时控电路的光电耦合器为一体。
日光灯的第一接头端与主开关电路和点火电路的接头端的电压必须高于点火电路中的二极管，三极管和光电耦合器的饱和电压的总和。
时控电路还可由二极管，时间常数电阻，时间常数电容，稳压二极管及三极管组成的，其中二极管，时间常数电阻及时间常数电容是成串联连接，采用直接耦合方式;稳压二极管的N极端连接到时间常数电容与时间常数电阻连接的中点，其P极端连接到三极管的基极;三极管的集极连接点火电路的二极管N极端，射极连接点火电路的相位控制电阻的一端，其皆采用直接耦合方式;时控电路的二极管与点火电路的二极管，同连接于日光灯管的第一接头端，其两个二极管的方向性相同。
时控电路还可由二极管，时间常数电阻，时间常数电容，稳压二极管，时控三极管，放电三极管，集基电阻及基射电阻组成其中，二极管可与点火电路二极管共用;二极管，时间常数电容，时间常数电阻为串联连接，采用直接耦合方式;稳压二极管的N端连接到时间常数电容与时间常数电阻连接的中点，其P端连接时控三极管的基极;时控三极管的集极连接点火电路的相位控制电容与相位控制电阻的中点，而时控三极管的射极则连接点火电路三极管的基极，并皆采用直接耦合方式;放电三极管的集极则与时间常数电容的正极端连接，而射极则与时间常数电容的负极端连接，二者成为并联连接;放电三极管的基端与点火电路二极管N端间连接有一电阻，供放电三极管基极正电压之用，基射端连接有一电阻，供放电三极管基极负电压之用，其三者皆采用直接耦合方式。
图2所示是本发明所述的日光灯电子启辉器用以控制日光灯设备(1000)时的一个实施电路图例，由图可知，时控电路(200)是由二极管(201)，稳压二极管(204)，时间常数电容器(203)，放电电阻(207)，限流电阻(205)及光电耦合器(206)组成的;点火电路(300)包含二极管(301)，光电耦合器(206)，相位控制电阻(302)及相位控制电容器(303)及三极管(304)，该点火电路(300)与时控电路(200)共用同一个光电耦合器(206)，该时控电路应用该光电耦合器的输入端而点火电路应用该光电耦合器的输出端;主开关电路则主要由达云顿电路所组成，其包含三极管(402)和(403)，由此构成本发明的加热动作电路，其属于常闭开关电路。
如图2所示，当B端为交流电的正半周时，其正电压向二极管(201)，时间常数电阻(202)及时间常数电容器(203)充电，此时时间常数电容器(203)的正电压逐渐上升，当电压升到超过稳压二极管(204)击穿电压时，其电流经限流电阻(205)再到光电耦合器(206)的输入端，此时发光二极管发亮，而光电耦合器(206)的输出侧三极管部份的集极与射极之间导通。该时间常数电容器(203)两端的电压并不一定在一正半周之周期即能高于稳压二极管(204)，也许要经过二周期或二周期以上的时间，才能高于稳压二极管(204)的击穿电压，此未高于稳压二极管(204)的周期即为日光灯管的加热时间。
当电源关闭(off)时，时间常数电容器(203)的电压一部分即向放电电阻(207)放电，一部分向二极管(204)放电。从而使时间常数电容器(203)两端的电压为零。当放电电压超过二极管(204)的击穿电压时，则启动光电耦合器(206)的发光二极管发光，点火电路(300)即开始点火动作。当光电耦合器(206)的发光二极管不亮时，该主开关电路的达云顿电路中的三极管(402)的基极会因受有来自电阻(401)来之的正电压，而使其达云顿电路导通，此时正电压A端到达云顿电路的三极管(403)的集极到射集，再到二极管(404)，(405)，再到二极管(406)再回到B端，而使日光灯管(102)加热，见图3的虚线波形所示，该主开关电路(400)，尚设有一与三极管(403)并联的飞轮二极管用以保护该三极管(403)，当光电耦合器(206)的发光二极管发亮时，其输出侧导通，若A端的电压为正，此时AB两端的电压波型如图4所示，其电压之值为三极管(403)的集极与射极饱和电压，加上三极管(404)，二极管(405)及二极管(406)的饱和电压的总值。而A端与C端的电压为三极管(403)的集极与射极间饱和电压，加上二极管(404)及(405)的饱和电压，因为三极管(304)的射极及相位控制电容器(303)之一端接到C端，因此其二极管(301)的电压为AC端电压，其AC端电压高于三极管(301)的饱和电压，因此其电流自三极管(301)到光电耦合器(206)的输出端，再到相位控制电阻(302)，再到相位控制电容器(303)，此时即进行点火动作。此点火脉波如图4的正实线脉波所示。电阻(302)和相位控制电容器(303)用以控制AC端的电压相位，因此其三极管(304)的基极电压受到相位控制，使得点火时间可由电阻(302)和电容器(303)的变化控制在A端电压正半周的峰值及附近的任意点中进行，因此在正半周的峰值及附近可得到最大的电流值(di)，此外，因为点火电压-e＝Ldi/dt，本发明的电火时间可视为与正半周的峰值同步，并为周期性加热和点火的方式。故而日光灯亮度的稳定性得以维持。此外三极管(404)和(405)的作用是用来控制点火脉冲的最大电压值，故其数目可依需要而定，不予限定，再者，当三极管(304)的基极接受有电压时，该三极管(304)导通，使得主开关电路(400)瞬间转变成为关闭状态，而其瞬间在镇流器(101)两端产生点火高压，加于日光灯管(102)的两端，进行点火直到日光灯发亮。
综上所述，由于本发明的时控电路(200)与点火电路(300)间采用光电耦合，使其两端电路能各自准确的执行任务而不会互相干扰;点火电路(300)的点火时间取自加热电流的峰值，并与加热电流脉冲同步;主开关电路(400)采用常闭式开关电路。
本发明所述的日光灯电子启辉器的时控电路(200)亦可改为如图3所示的实施例中的时控电路(200A)，在该实施例中，当A点的电压为正电压时，AC点电压则经由二极管(208)向时间常数电阻(209)以及时间常数电容(210)充电，当该时间常数电容(210)两端的电压大于稳压二极管(211)的击穿电压时，则三极管(212)会予以导通，至饱和状态。此时即令点火电路(300)开始执行点火动作。时控电路(200)的时间常数电容(210)及时间常数电阻(209)用以控制日光灯的加热时间，而点火电路(300)中的电阻(302)和相位控制电容(303)用以控制点火时间。三极管(404)和(405)控制点火脉冲，故其数目可依需要改变而不予限定。此外，主开关电路(400)的达云顿电路亦可以场效应功率管取代，其效果相同，同属于常闭开关电路。
本发明所述的日光灯电子启辉器的时控电路(200)也可改为如图5所示的实施例中的时控电路(200B)，在该实施例中，当A点的电压为正电压时，AC点电压则经由二极管(301)向时间常数电阻(213)及时间常数电容(214)充电，当该时间常数电容(214)两端的电压大于稳压二极管(215)的击穿电压时，则时控三极管(216)会予以导通，至饱和状态，此时点火电路(300)开始执行点火动作，当执行点火动作完成时，日光灯管发亮;当电源开关开通时，其放电电路的PNP型三极管(217)的基极为负电压，于是放电三极管(217)导通，时间常数电容(214)两端的电压经由放电三极管(217)的集极及射极放电，至放电电压为零，再等电源开关开通时，再重复加热，点火到日光灯发亮的动作，放电三极管(217)的基电阻(218)是维持三极管(217)带有正电压而设，而基射电阻是维持放电三极管(217)带有负电压而设，当放电三极管(217)的集极带有正电压时，三极管(217)呈关闭状态，当三极管(217)的集极无正电压时，三极管(217)呈开通状态。
如图5所示，本发明所述的日光灯电子启动辉器若增加一个全波整流器(500)，则变成全波式日光灯电子启辉器，其动作原理是利用全波整流器(500)的二个交流端M端及N端，接在日光灯管上，而A端接在全波整流器(500)的“十”端，B端接在全波整流器(500)的“一”端，因此本发明的动作周期为全周期，每半周期的动作原理与前述相同。
综上所述，本发明所述的日光灯电子启辉器主要利用周期性的脉冲方式加热和点火日光灯管，其点火时间并设定与交流峰值同步，因此可达到瞬间加热和稳定点火的目的。
权利要求
1.一种由时控电路，主开关电路及点火电路组成的日光灯电子启辉器，其特征是时控电路，主开关电路及点火电路三者连接成并联电路，对日光灯管的连接呈二端接头；时控电路与点火电路间的信号通过一光电耦合器予以传送；点火电路与主开关电路间的“开”和“关”状态的控制采用直接耦合方式，且其点火时间与加热电流的峰值同步。
2.根据权利要求1所述的日光灯电子启辉器，其特征是时控电路是由二极管，时间常数电阻，时间常数电容器，放电电阻，稳压二极管、限流电阻及光电耦合器组成的，二级管、时间常数电阻及时间常数电容三者串联连接，其三者串联后的二端接于日光灯管的二端接头上;当日光灯管的第二接头端为正极时，该时间常数电容器即开始充电;当日光灯管的第一接头端为正极时，则向该放电电阻和稳压二极管放电，驱动该光电耦合器导通，而使该点火电路开始点火;稳压二极管的击穿电压取自该时间常数电容两端的电压，其到达击穿电压的周期视需要而定，不予限定;稳压二极管，限流电阻及光电耦合器三者成串联连接;放电电阻与时间常数电容成并联连接。
3.根据权利要求1所述的日光灯电子启辉器，其特征是主开关电路是一达云顿电路所组成的常闭开关电路，其基极接有一电阻及一三极管的集极，若干二极管连接于该达云顿电路的输出端与主开关电路和点火电路的连接端之间，连接后的两端各连接于日光灯管的第一和第二接头端，该日光灯管的第一接头端的顺向电压为该达云顿电路的饱和电压加上该若干二极管的饱和电压;该电阻则接于日光灯管的二端接头的第一接头端，其三者皆成直接耦合;而达云顿电路并联有一只二极管。
4.根据权利要求3所述的日光灯电子启辉器，其特征是主开关电路的若干个二极管是用以控制点火脉冲电压的大小，其数目不予限定。
5.根据权利要求1所述的日光灯电子启辉器，其特征是点火电路是由二极管，相位控制电阻，相位控制电容器，三极管及光电耦合器所组成的，其中该二极管，光电耦合器，相位控制电阻，相位控制电容间的顺向电压为该日光灯管的第一接头端与主开关电路和点火电路的接点端间的电压;该三极管的基极连接相位控制电阻和相位控制电容之间，其三极管的集极连接达云顿电路的基极，其三极管的射极则连接到主开关电路和点火电路的接点端上，皆采用直接耦合方式。
6.根据权利要求2、5所述的日光灯电子启辉器，其特征是点火电路的光电耦合器是与时控电路的光电耦合器为一体。
7.根据权利要求3所述的日光灯电子启辉器，其特征是日光灯的第一接头端与主开关电路和点火电路的接头端的电压必须高于点火电路中的二极管，三极管和光电耦合器的饱和电压的总和。
8.根据权利要求1所述的日光灯电子启辉器，其特征是时控电路是由二极管，时间常数电阻，时间常数电容，稳压二极管及三极管组成的，其中二极管，时间常数电阻及时间常数电容是成串联连接，采用直接耦合方式;稳压二极管的N极端连接到时间常数电容与时间常数电阻连接的中点，其P极端连接到三极管的基极;三极管的集极连接点火电路的二极管N极端，射极连接点火电路的相位控制电阻的一端，其皆采用直接耦合方式;时控电路的二极管与点火电路的二极管，同连接于日光灯管的第一接头端，其两个二极管的方向性相同。
9.根据权利要求1所述的日光灯电子启辉器，其特征是时控电路可由二极管，时间常数电阻，时间常数电容，稳压二极管，时控三极管，放电三极管，集基电阻及基射电阻组成其中，二极管可与点火电路二极管共用;二极管，时间常数电容，时间常数电阻为串联连接，采用直接耦合方式;稳压二极管的N端连接到时间常数电容与时间常数电阻连接的中点，其P端连接时控三极管的基极;时控三极管的集极连接点火电路的相位控制电容与相位控制电阻的中点，而时控三极管的射极则连接点火电路三极管的基极，并皆采用直接耦合方式;放电三极管的集极则与时间常数电容的正极端连接，而射极则与时间常数电容的负极端连接，二者成为并联连接;放电三极管的基端与点火电路二极管N端间连接有一电阻，供放电三极管基极正电压之用，基射端连接有一电阻，供放电三极管基极负电压之用，其三者皆采用直接耦合方式。
10.根据权利要求9所述的日光灯电子启辉器，其特征是其一端点连接全波整流器的“十”端，另一端连接全波整流器的“一”端，而全波整流器的一交流端连接日光灯管，另一交流端连接日光灯电子启辉器。
全文摘要
一种由时控电路，主开关电路及点火电路组成的日光灯电子启辉器，其特征是时控电路，主开关电路及点火电路三者连接成并联电路，对日光灯管的连接呈二端接头；时控电路与点火电路间的信号通过一光电耦合器予以传送；点火电路与主开关电路间的“开”和“关”状态的控制采用直接耦合方式，且其点火时间与加热电流的峰值同步，因此本发明可以提供正确的加热时间，绝对同步的点火点，另外也节省了电能、延长了日光灯的使用寿命。
文档编号H05B41/04GK1084004SQ9311718
公开日1994年3月16日 申请日期1993年9月10日 优先权日1993年9月10日
发明者卢昭正 申请人:卢昭正