CN1694597B - 一种分级调光的荧光灯镇流器 - Google Patents

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Abstract

一种分级调光的荧光灯镇流器，包括滤波及整流电路、频率控制及开关电路、灯电流反馈电路、电压信号采样电路、电压信号处理电路以及直流高压稳定电路等。本发明预设两个以上的可靠的工作状态，通过识别可控硅调光器调光相角的重复改变或识别电源连续的开关动作来控制各自循环变动的工作状态，实现两种不同调光方式的调光，而且镇流器的专用电路结构简单，而且调光性能稳定，特别适合应用于一体化的紧凑型荧光灯。

Description

一种分级调光的荧光灯镇流器
技术领域
本发明涉及一种可分级调光的荧光灯镇流器，更具体地说是有关一种既可以通过调动可控硅调光器也可以通过电源瞬间开关进行分级调光的荧光灯镇流器。
背景技术：
人们很早就希望荧光灯能实现调光，比如象白炽灯一样应用普及的可控硅调相调光器进行调光，但由于荧光灯是一个非线性的并且具有负阻特性的负载，使用普通的可控硅调相调光器很难实现。现有的家用和专业的调光器都是应用双向可控硅调相调光器，可控硅的特性是其被触发后并有持续电流才能保持导通，可控硅的特性对于阻性负载(白炽灯)的工作状况非常好，但当荧光灯应用可控硅调光器进行调光时，由于荧光灯属容性负载，造成了调光过程中调光不连续，而且很难在整个调光过程中都保持良好的工作状态，这样会影响荧光灯的寿命。
人们在现实中的很多场合都有调光的需求，有一些已经安装了可控硅调光器而有一些没有安装。因此，对于已经安装了可控硅调光器的场合，需要有一种能适应可控硅调光器的可调光荧光灯；对于没有安装可控硅调光器的场合，如果用开关也能进行调光将是最佳的选择。
发明概述
本发明的目的是为适应以上的现状而提供一种既可以通过调动可控硅调光器也可以通过电源瞬间的开关进行分级调光的荧光灯镇流器，其结构新颖，预设两个以上可靠的工作状态。
本发明的目的是这样实现的：一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于包括：滤波及整流电路；可控制频率、产生开关驱动讯号并输出可控高频电压至灯管的频率控制及开关电路；将可控硅导通角的变化或电源瞬间开关的状态变化转化成电压信号并输出至电压信号处理电路的电压信号采样电路；接收上述电压信号并识别为有效变动时，按预定程序输出调光控制电压至频率控制及开关电路、控制其在预设的工作状态循环变动以实现分级调光的电压信号处理电路。
上述的电压信号处理电路中设有一门槛电压，电压信号采样电路提供的信号电压每越过该设定电压一次，就被电压信号处理电路识别为一个有效的电压变动信号。
电压信号采样电路将随调光器导通相角改变而变化的电压或电源开关时产生的电压变化采样并提供给电压信号处理电路，电压信号处理电路识别到有效的电压变动信号后将调光控制电压提供给调光芯片以实现所需要的调光状态。每识别到一个有效的电压变动信号，电压信号处理电路就按预定的程序在预设的多个工作状态循环变动。
本发明预设两个以上的可靠的工作状态，通过识别可控硅调光器调光相角的重复改变或识别电源连续的开关动作来控制各自循环变动的工作状态，实现两种不同调光方式的调光。
附图说明
图1是应用可控硅调相调光器对荧光灯进行调光时的电路连接线路示意图，包括：滤波及整流电路1、直流高压稳定电路2、频率控制及开关电路3、灯管负载4、灯电流反馈电路5、电压信号处理电路6、电压信号采样电路7。
具体实施方式
如图1所示，为实现可以通过调动可控硅调光器或通过开关对荧光灯进行稳定和可靠的分级调光，本发明“一种分级调光的荧光灯镇流器”由如下部分组成。
一滤波及整流电路1，由一个π型滤波、一个LC滤波电路和RC滤波电路构成，与市交流电源连接以滤去高频干扰电波及把输入的交流电压转换为直流脉动电压。
一直流高压稳定电路2，它的输入端连接滤波及整流电路1的输出端，输出端与频率控制及开关电路3连接，为其提供稳定的直流高压，反馈端与频率控制及开关电路3输出端连接，把输出端的高频电能反馈到直流高压稳定电路2的储能电容器。直流高压稳定电路2由串联的二极管D7、D8和其中一端连接在二极管D7、D8中间的电容C10组成，与频率控制及开关电路3连接以从灯管与C20的连接点取出高频能量并通过C10，再经D8整流后能量进入储能电容C22。
一频率控制及开关电路3，该电路包含有一个可控制频率及产生高频的开关驱动讯号的调光芯片IC1及其附属的外围电路，两只开关晶体管Q1、Q2及相应的电阻、电容元件，其输入端连接到直流高压稳定电路2的输出端以产生可控制的高频电压；经过振荡电路后使灯管负载4可以稳定地工作。
一灯电流信号反馈电路5，灯电流信号反馈电路由电阻R18、R19、R15电容C25、C26、二极管D9、D10组成。
一电压信号采样电路7，将调动调光器的导通角或转化为电压信号，提供给电压信号处理电路6。所述电压信号采样电路7由电阻R3、R6、R9、R10、R11、电容C4、C6、C30、二极管D5、D6组成。它的输入端连接在滤波及整流电路1的输出端，它的输出端连接在电压信号处理电路6中可编程IC2上。电阻R3、R6分压后给电容C4充电、通过D5、D6、R9、R10、R11、C6处理后在C30采样到一个所需要的调光相角信号，输出给电压信号处理电路模块6。
一电压信号处理电路6，由可编程IC2及它的外围电路R21、R22、R23、C27、C28、Z3组成。其中R5、C29、Z3为IC2提供电源，电压信号处理电路6的输入端连接在电压信号采样电路7的输出端，其输出端连接在频率控制及开关电路3中调光芯片IC1的控制端。在可编程IC2写入合适的程序，使IC2把电压信号采样电路7采样到的因调动调光器的导通相角或进行瞬间开关而产生的信号经分析处理后产生调光控制电压供给调光芯片IC1的控制端，实现可靠的分级调光。
电压信号采样电路7和电压信号处理电路6是本发明的创新电路。电压信号采样电路7的采样点为直流脉动电压，利用此电压的有效值与可控硅调光器的导通相角成正相关的关系，经过电压信号采样电路7的处理，使可控硅调光器在一定的范围来回调动时输出有效跨越由电压信号处理电路6设定的门槛电压。当通过瞬间开关进行调光时，关闭时电压信号采样电路7的输出电压从最高值掉到最低，瞬间重新上电时采样电路7的输出电压从最低上升到最高值，从而形成对电压信号处理电路6设定的门槛电压的有效跨越。
电压信号处理电路6中设定一个门槛电压，门槛电压的电压值选在1V到4.5V之间。电压信号采样电路7提供的电压信号，无论是信号脉冲的上升沿或下降沿都可利用来对设定的门槛电压作有效的跨越触发，。
电压信号采样电路7提供的电压信号对电压信号处理电路6中设定的电压门槛每跨越一次，就被电压信号处理电路6识别为一个有效的电压变动信号，电压信号处理电路6就按预定的的程序控制调光芯片IC1按预设的多个工作状态变动一次。根据实际需要，工作状态可预设有2～10个，而循环变动的工作状态可以是由最亮，然后逐级变暗到最暗，最后直接跳回最亮；也可以是由最暗，然后逐级变亮到最亮，最后直接跳回最暗。
应用本发明的荧光灯在每一次关闭较长时间后重新开启时，都将自动恢复到最亮的工作状态，然后根据亮度需要再进行调整。此外，所设计的直流高压稳定电路2，其作用是把输出高频电能反馈到储能电容器C22上，使直流高压在一定的调频范围内不会急剧下降，从而使灯燃点更可靠。灯电流反馈电路5的作用是将灯的电流信息反馈给调光芯片IC1，使灯在调光时更稳定、可靠地燃点。
以上电压信号采样电路7、电压信号处理电路6都是为实现荧光灯可靠的分级调光而专门设计的专用电路，是一个综合的整体系统，它们又互相配合。选定合适的参数、给可编程IC2输入适当的程序，就能实现两种不同调光方式的可靠的分级调光。第一种调光方式：通过反复调动可控硅调光器控制各个工作状态的循环变动。可控硅调光器从导通角最大调到一个合适的角度，再调回到最大为一个周期，每经过调光器往复的一个调动周期，荧光灯就按预定的程序变动一个工作状态。从导通角最大处调动一个合适的角度再回到原位作为一次有效的调动(即有效跨越门槛电压一次)。连续地反复来回调动调光器，荧光灯就按预定的程序在预设的多个工作状态循环变动。每次调动时都应将调光器调到导通相角最大的位置以利于荧光灯的稳定燃点。在任何一个工作状态，关断较长时间后重新上电，灯都将自动恢复到最亮的工作状态。
第二种调光方式：通过识别开关动作的情况(即从关断到重开的时间)来控制各个工作状态的循环变动。每次电源关断后瞬间重新开启，荧光灯就按预定的程序变动一个工作状态。在关闭短时间内重新开启作为一次有效的调动(即有效跨越门槛电压一次)。连续地进行瞬间开关，荧光灯就按预定的程序在预设的多个工作状态循环变动。在任何一个工作状态，关断较长时间后重新上电燃点，灯都将自动恢复到最亮的工作状态。
以上两种调光方式所描述的“关断较长时间后重新上电”中的关断时间主要是由电压信号处理电路6中的电容C29决定的。电容C29容量的选择决定了区分“瞬间重新开启”和“较长时间重新上电”时间的临界点。这个时间临界点取值0～10秒，一般选择在5秒以内，最佳为1～3秒，电容C29选择容量范围为22uF～220uF，可根据时间临界点适当选择电容C29的容量及其外围电路的元件参数。所描述的“瞬间”和“较长时间”应当与时间临界点有显著区别，以避免误操作。比如临界时间点选为1.5秒，那么“较长时间重新上电”应规定为大于2秒，而“瞬间重新开启”应规定为小于1秒。
本发明由电压信号处理电路6的可编程IC2实现对可控硅调光器导通相角信号的识别和调光控制信号的产生，因此荧光灯电子镇流器的专用电路结构简单，而且调光性能稳定，特别适合应用于一体化的紧凑型荧光灯。
以上内容是本发明的一个实施例，但不作为对本发明的限定。对于不同的调光芯片IC1和可编程IC2，电路形式会有所不同。

Claims (16)

1.一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于包括：
-滤波及整流电路(1)；
-可控制频率，产生开关驱动讯号并输出可控高频电压至灯管的频率控制及开关电路(3)；
-将调动可控硅调光器的导通角变化或电源瞬间开关的状态变化转化成电压信号并输出至电压信号处理电路(6)的电压信号采样电路(7)；
-接收上述电压信号并识别为有效变动时，按预定程序输出调光控制电压至频率控制及开关电路(3)，控制其在预设的工作状态变动一次实现分级调光的电压信号处理电路(6)，其中所述电压信号处理电路(6)设有一门槛电压，电压信号采样电路(7)提供的信号电压每越过该门槛电压一次，就被所述电压信号处理电路(6)识别为一个有效的电压变动信号；识别到连续的有效变动，荧光灯就按预定程序在预设的多个工作状态循环变动，实现分级调光。
2.如权利要求1所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：还包括有一个将频率控制及开关电路(3)输出的高频电压反馈到储能电容器的直流高压稳定电路(2)，以及一灯电流信号反馈电路(5)。
3.如权利要求1所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述电压信号采样电路(7)由电阻R3、R6、R9、R10、R11二极管D5、D6和电容C4、C6、C30组成，由C30输出一个电压给电压信号处理电路(6)。
4.如权利要求1所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述的电压信号处理电路(6)中设定的门槛电压的电压值在1V到4.5V之间。
5.如权利要求1所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述的电压信号采样电路(7)提供的电压信号越过电压信号处理电路(6)中设定的门槛电压时，是将上升沿作为有效跨越。
6.如权利要求1所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述的电压信号采样电路(7)提供的电压信号越过电压信号处理电路(6)中设定的门槛电压时，是将下降沿作为有效跨越。
7.如权利要求1所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述的工作状态预设有2～10个。
8.如权利要求1所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述的工作状态变动循环是最亮-逐级变暗-最暗-最亮。
9.如权利要求1所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述的工作状态变动循环是最暗-逐级变亮-最亮-最暗。
10.如权利要求1所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述的分级调光是通过调动可控硅调光器的导通相角进行或通过开关进行的。
11.如权利要求10所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：通过可控硅调光器调光时，从导通角最大处调动一个合适的角度再回到原位作为一次有效的调动。
12.如权利要求10所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：通过识别电源瞬间开关状态调光时，在关闭短时间内重新开启作为一次有效的调动，即有效跨越门槛电压一次。
13.如权利要求10所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：在任何的工作状态，关闭较长时间后再开启，荧光灯自动恢复到最亮的工作状态。
14.如权利要求10所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述的电压信号处理电路(6)中设有决定时间临界点以区分关闭短时间和关闭较长时间两种不同动作的电容C29。
15.如权利要求14所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述的时间临界点取值0～10秒。
16.如权利要求14所述的一种分级调光的荧光灯镇流器，其特征在于：所述电压信号处理电路(6)中的电容C29的取值范围为22uF～220uF。
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