[发明专利]荧光灯电子镇流器

说明书

技术领域

本发明属于电子镇流器技术领域，尤其涉及一种荧光灯电子镇流器的灯丝预热电路以及具有该灯丝预热电路的电子镇流器。

背景技术

阴极预热型荧光灯理想的工作程序是：在灯管启动前对灯丝进行预热，达到灯丝热电子发射温度后，点亮灯管，同时不让多余的电流通过灯丝。达到这种理想状态，一是可以延长荧光灯的使用寿命，显著提升荧光灯能承受的开关次数；二是可以提高荧光灯的电能转换效率；三是成倍降低荧光灯启动时的电压和电流冲击，提高电子镇流器的可靠性和使用寿命。

为了实现上述理想的工作程序，在电子镇流器灯丝预热电路中，需要提供有较大电流输出、同时静态功耗较低的电源，驱动需要较大能量的功率开关，保证电子镇流器预热电路能够正常工作。

通常采用下列两种办法来解决预热电路中的电源问题：

一是从工频电源中采用变压器来获得所需电源。其缺点是变压器体积大，重量重，功耗大，成本高，安装不方便，实用价值不高。

二是从灯丝回路中直接取电，虽静态功耗小，但电流输出也小，驱动能力有限，难以满足后续电路的需要。

由于缺乏性价比合适的技术解决方案以及相应的器件，常见的电子镇流器绝大部分都没有能够按照上述程序来工作。图7、图8为常见的电子镇流器谐振电路和半桥逆变电子镇流器电路，荧光灯启动通过LC谐振在电容C两端产生高压，使低压汞蒸气放电而点亮灯管。但是，在灯管点亮后，灯丝不需要进一步加热，因此也就不再需要有加热电流经过。而该电路的缺陷在于：在启动阶段，谐振电容两端电压上升，但是无法形成灯丝电流回路对灯丝进行有效预热，灯管进入非预热启动(硬启动)，这样不仅影响灯管的使用寿命，而且需要很高的点燃电压会威胁到整灯电路的可靠性；而在稳态工作阶段，灯丝电路通过电容C始终给予灯丝一个持续加热的灯丝电流，导致灯丝电极温度持续升高，不仅损害灯丝寿命，而且增加能耗。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种荧光灯电子镇流器，具有灯丝预热电路，该电路在灯管启动前对灯丝进行预热，达到灯丝热电子发射温度，点亮灯管后，不让多余的电流通过灯丝，实现荧光灯从预热、启动到消除灯丝多余电流近乎理想的工作状态。

本发明采用了以下技术方案：

一种荧光灯电子镇流器，包括依次连接的逆变器、谐振电路和灯管，以及一电子开关，该电子开关与灯管灯丝串联构成灯丝预热电流回路，电子开关的控制端连接控制单元，电源模块输出直流电压至控制单元；所述的电源模块，从谐振电路获得能量，即谐振电路的电感具有多组线圈，初级线圈接入谐振电路中，次级线圈连接电源模块的输入端。

该技术方案中，电子镇流器的工作分为预热启动阶段和稳态工作阶段：在预热启动阶段，逆变器输出高频交流电，电源模块启动，控制单元驱动电子开关导通，灯丝因通过电流而被加热，在设定的预热时间内，灯丝达到热电子发射所需的温度，控制单元断开电子开关，通过灯丝上的多余电流被消除；谐振电容两端的电压升高，点亮灯管，此后谐振电容两端电压回落，灯管进入稳态工作。

本方案采用相对独立的电源模块给控制单元提供稳定的直流电压，保证了控制单元工作的可靠性、稳定性和抗干扰性，避免了控制单元由市电通过变压器降压供电或者直接从灯丝电流回路等处取样供电而导致的电路复杂、可靠性差、不稳定、易受干扰、能耗高的问题；并且上述电源模块从谐振电感处取电，不仅可以充分利用谐振电感，减小镇流器的体积，降低能耗，而且谐振电感处的耦合输出中包含了灯丝预热电流信号，这样就为检测灯丝预热电流、实时调节灯丝预热电流和时间提供了可能性和操作方便性。

上述电源模块为稳压直流电源，包括依次连接的整流滤波电路和稳压电路，其稳压电路可以由多个元器件构成，也可以是市面上常见的三端稳压器件、二端稳压器件。作为优选，所述电源模块的输出端负极与电子开关的一个被控制端连接，采用高频自举电路使高频高压叠加在电源模块输出的直流电压上，用自举的方法，得到驱动电子开关工作的、更高的浮动的高频电压，保证了控制单元对电子开关的可靠控制和灯丝预热电路的稳定工作，提高了抗干扰性能。

上述谐振电路为LC串联谐振电路。作为优选，所述谐振电路中的谐振电容跨接在灯管的交流输入侧两端(近交流电源侧)从而该谐振电容与灯管并联。这样，相对于现有技术中“谐振电容位于灯管的交流输入对侧(远交流电源侧)”的电路结构，上述电路结构可以消除灯管点亮后通过灯丝的多余电流，进一步提高荧光灯的使用寿命和效率。