发明内容
本发明所要解决的是现有技术中由于采用多路检测保护电路所带来的可靠度降低、成本提高及体积增大等问题,通过对同一点信号的取样处理,就可同时完成过电流、过电压及灯整流态信号的检测与控制,从而达到提高可靠性、降低成本及缩小产品空间之目的。
解决上述问题采用的技术方案是;一种单灯输出的自激式镇流电路的单路综合保护电路,包括隔直电容C3、第一分压电阻R1、第二分压电阻R1、整流二极管D1、滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2、滤波电容C5、滤波电阻R4、可控硅SCR、嵌位二极管D3和控制绕组T1D,其特征在于所述的隔直电容C3的一端连接第一分压电阻R1,另一端接至荧光灯灯丝一端的下装点A,该灯丝的另一端接谐振电感L;第二分压电阻R2一端连接第一电阻R1的另一端和整流二极管D1的阳极,第二分压电阻R2的另一端接至公共地D点;整流二极管D1的阴极分别与滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2的一端相接,滤波和积分电容C4、释放电阻R3的另一端接公共地D点;双向触发二极管D2的另一端分别与滤波电容C5、滤波电阻R4、可控硅SCR的控制极连接,滤波电容C5和滤波电阻R4的另一端以及可控硅SCR的阴极也接公共地D点;可控硅SCR的阳极接嵌位二极管D3的阴极后通过电阻R5接到电源端VDC;嵌位二极管D3的另一端接至自激式半桥串联谐振电路的振荡线圈的控制绕组T1D一端,控制绕组T1D的另一端接公共地D点。
本发明的保护电路,由隔直电容C3、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2串联的电路并接在灯丝一端的下装点A和公共地D点,组成异常信号单路取样回路。其中隔直电容C3将异常信号的直流成分去处后加给第一分压电阻R1和第二分压电阻R2组成的分压器上。整流二极管D1、滤波和积分电容C4、释放电阻R3组成半波峰值滤波器,完成来自第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分压器信号的处理;同时第一分压电阻R1和滤波和积分电容C4又构成积分电路,以确保保护信号在电子镇流器完成预热启动后送出,释放电阻R3提供滤波和积分电容C4的放电回路。双向触发二极管D2完成异常信号量的控制,当异常信号到达设定值时,就输出电压至可控硅SCR控制极,并触发其导通。滤波电阻R4、滤波电容C5组成RC滤波网络,避免可控硅SCR误触发。嵌位二极管D3确保在可控硅SCR导通时将控制绕组T1D线包短路,进而控制的自激式半桥串联谐振电路的两个振荡线圈T1B和T1C停止驱动,完成保护动作。
本发明是将来自于灯输出电路的过电流、过电压和灯整流态等异常信号进行归一处理后通过控制绕组T1D控制自激式半桥串联谐振电路的两个振荡线圈T1B和T1C停止驱动,从而完成保护动作。
对于本发明的理论依据在具体实施方式中对照附图会作进一步的详述。
作为本发明的进一步改进,所述的控制绕组T1D与所述自激式半桥串联谐振电路的振荡线圈共轭。所述的控制绕组T1D是所述自激式半桥串联谐振电路的振荡线圈的副绕组。
本发明还要提供一种多灯输出的自激式镇流电路的单路综合保护电路,包括多个相同结构的取样电路单元和与之相对应的多个整流二极管,所述的每个取样电路单元包括一个隔直电容和两个分压电阻,其特征在于所述的隔直电容的一端连接第一分压电阻,另一端接至相应的荧光灯灯丝一端的下装点,该灯丝的另一端接相应的谐振电感,所述的第二分压电阻一端与第一分压电阻的另一端及对应的整流二极管的阳极连接,另一端接至公共地D点;所述的整流二极管的阴极分别与滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2的一端相接,滤波和积分电容C4、释放电阻R3的另一端接公共地D点;双向触发二极管D2的另一端分别与滤波电容C5、滤波电阻R4、可控硅SCR的控制极连接,滤波电容C5和滤波电阻R4的另一端以及可控硅SCR的阴极也接公共地D点;可控硅SCR的阳极接嵌位二极管D3的阴极后通过电阻R5接到电源端VDC;嵌位二极管D3的另一端接至自激式半桥串联谐振电路的振荡线圈的控制绕组T1D一端,控制绕组T1D的另一端接公共地D点。
本技术方案的原理与单灯输出的自激式镇流电路的单路综合保护电路相同,只要任何一个灯管出现异常情况,相应的取样电路单元获取到该异常信号后,保护电路即作出响应。
本发明还要提供一种单灯输出的它激式镇流电路的单路综合保护电路,包括隔直电容C3、第一分压电阻R1、第二分压电阻R1、整流二极管D1、滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2、滤波电容C5和滤波电阻R4,其特征在于所述的隔直电容C3的一端连接第一分压电阻R1,另一端接至荧光灯灯丝一端的下装点A,该灯丝的另一端接谐振电感L;第二分压电阻R2一端连接第一电阻R1的另一端和整流二极管D1的阳极,第二分压电阻R2的另一端接至公共地D点;整流二极管D1的阴极分别与滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2的一端相接,滤波和积分电容C4、释放电阻R3的另一端接公共地D点;双向触发二极管D2的另一端分别与滤波电容C5、滤波电阻R4和它激式半桥串联谐振电路的驱动芯片IC片的片选端CS连接,滤波电容C5和滤波电阻R4的另一端接公共地D点。
本发明的保护电路,由隔直电容C3、第一分压电阻R1和第二分压电阻R2串联的电路并接在灯丝一端的下装点A和公共地D点,组成异常信号单路取样回路。其中隔直电容C3将异常信号的直流成分去处后加给第一分压电阻R1和第二分压电阻R2组成的分压器上。整流二极管D1、滤波和积分电容C4、释放电阻R3组成半波峰值滤波器,完成来自第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分压器信号的处理;同时第一分压电阻R1和滤波和积分电容C4又构成积分电路,以确保保护信号在电子镇流器完成预热启动后送出,释放电阻R3提供滤波和积分电容C4的放电回路。双向触发二极管D2完成异常信号量的控制,当异常信号到达设定值时,就输出电压至它激式半桥串联谐振电路的驱动芯片IC的片选端CS,驱动芯片IC将停止驱动输出。所述的驱动芯片IC片的片选端CS是指当该端对公共点D电势高于等于0.6V并低于驱动芯片IC的VCC端电压的任何电压时,驱动芯片IC将停止振荡输出。
本发明再要提供一种多灯输出的它激式镇流电路的单路综合保护电路,包括多个相同结构的取样电路单元和与之相对应的多个整流二极管,所述的每个取样电路单元包括一个隔直电容和两个分压电阻,其特征在于所述的隔直电容的一端连接第一分压电阻,另一端接至相应的荧光灯灯丝一端的下装点,该灯丝的另一端接相应的谐振电感,所述的第二分压电阻一端与第一分压电阻的另一端及对应的整流二极管的阳极连接,另一端接至公共地D点;所述的整流二极管的阴极分别与滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2的一端相接,滤波和积分电容C4、释放电阻R3的另一端接公共地D点;双向触发二极管D2的另一端分别与滤波电容C5、滤波电阻R4以及它激式半桥串联谐振电路的驱动芯片IC片的片选端CS连接,滤波电容C5和滤波电阻R4的另一端接公共地D点。
本技术方案的原理与单灯输出的它激式镇流电路的单路综合保护电路相同,只要任何一个灯管出现异常情况,相应的取样电路单元获取到该异常信号后,保护电路即作出响应。
具体实施方式
图1所示为采用现有技术保护电路的电子镇流器的方框图,它由电源输入部分、直流/交流(DC/AC)变换器、灯输出部分和多路检测保护控制电路组成,所述的多路检测保护控制电路包括过流检测电路、过压检测电路和整流态检测电路,并且各检测电路是通过不同的采样点进行采样,因而线路非常复杂,此前已提到,在此不再赘述。
图2所示为采用本发明单路保护控制电路的电子镇流器方框图。由电源输入部分、直流/交流(DC/AC)变换器、灯输出部分和单路保护控制电路组成。电源输入部分通常先经过用以消除高频电磁干扰(EMI)的滤波器,再经过整流电路和滤波电路成为直流输出,有的还设有无源或有源功率因数校正电路。直流/交流变换器(DC/AC)将来自电源输入电路的直流电压转换成高频交流电压。灯输出部分是将来自DC/AC变换器的高频交流方波电压经过LC谐振去驱动荧光灯。单路保护控制电路是为提高电子镇流器可靠性而设计,确保电子镇流器在异常情况下不会被损坏。
图3所示为单灯输出的自激式镇流电路的单路综合保护电路,包括隔直电容C3、第一分压电阻R1、第二分压电阻R1、整流二极管D1、滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2、滤波电容C5、滤波电阻R4、可控硅SCR、嵌位二极管D3和控制绕组T1D,所述的隔直电容C3的一端连接第一分压电阻R1,另一端接至荧光灯灯丝一端的下装点A,该灯丝的另一端接谐振电感L;第二分压电阻R2一端连接第一电阻R1的另一端和整流二极管D1的阳极,第二分压电阻R2的另一端接至公共地D点;整流二极管D1的阴极分别与滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2的一端相接,滤波和积分电容C4、释放电阻R3的另一端接公共地D点;双向触发二极管D2的另一端分别与滤波电容C5、滤波电阻R4、可控硅SCR的控制极连接,滤波电容C5和滤波电阻R4的另一端以及可控硅SCR的阴极也接公共地D点;可控硅SCR的阳极接嵌位二极管D3的阴极后通过电阻R5接到电源端VDC;嵌位二极管D3的另一端接至自激式半桥串联谐振电路的振荡线圈的控制绕组T1D一端,控制绕组T1D的另一端接公共地D点。所述的控制绕组T1D是所述自激式半桥串联谐振电路的振荡线圈T1B、和T1C的副绕组。
图4所示为单灯输出的它激式镇流电路的单路综合保护电路,包括隔直电容C3、第一分压电阻R1、第二分压电阻R1、整流二极管D1、滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2、滤波电容C5和滤波电阻R4,其特征在于所述的隔直电容C3的一端连接第一分压电阻R1,另一端接至荧光灯灯丝一端的下装点A,该灯丝的另一端接谐振电感L;第二分压电阻R2一端连接第一电阻R1的另一端和整流二极管D1的阳极,第二分压电阻R2的另一端接至公共地D点;整流二极管D1的阴极分别与滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2的一端相接,滤波和积分电容C4、释放电阻R3的另一端接公共地D点;双向触发二极管D2的另一端分别与滤波电容C5、滤波电阻R4和它激式半桥串联谐振电路的驱动芯片IC片的片选端CS连接,滤波电容C5和滤波电阻R4的另一端接公共地D点。
图5所示为多灯输出的自激式镇流电路的单路综合保护电路,包括多个相同结构的取样电路单元和与之相对应的多个整流二极管D1-1、D1-2。。。。。。D1-n,所述的每个取样电路单元包括一个隔直电容C3-1、C3-2。。。。。。C3-n和两个分压电阻,其特征在于所述的隔直电容C3-1、C3-2。。。。。。C3-n的一端连接第一分压电阻R1-1、R1-2。。。。。。R1-n,另一端接至相应的荧光灯灯丝一端的下装点A-1、A-2。。。。。。A-n,该灯丝的另一端接相应的谐振电感L1、L-2。。。。。。L-n,所述的第二分压电阻一端与第一分压电阻R1-1、R1-2。。。。。。R1-n的另一端及对应的整流二极管D1-1、D1-2。。。。。。D1-n的阳极连接,另一端接至公共地D点;所述的整流二极管D1-1、D1-2。。。。。。D1-n的阴极分别与滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2的一端相接,滤波和积分电容C4、释放电阻R3的另一端接公共地D点;双向触发二极管D2的另一端分别与滤波电容C5、滤波电阻R4、可控硅SCR的控制极连接,滤波电容C5和滤波电阻R4的另一端以及可控硅SCR的阴极也接公共地D点;可控硅SCR的阳极接嵌位二极管D3的阴极后通过电阻R5接到电源端VDC;嵌位二极管D3的另一端接至自激式半桥串联谐振电路的振荡线圈的控制绕组T1D一端,控制绕组T1D的另一端接公共地D点。
图6所示为多灯输出的它激式镇流电路的单路综合保护电路,包括多个相同结构的取样电路单元和与之相对应的多个整流二极管D1-1、D1-2。。。。。。D1-n,所述的每个取样电路单元包括一个隔直电容C3-1、C3-2。。。。。。C3-n和两个分压电阻,其特征在于所述的隔直电容C3-1、C3-2。。。。。。C3-n的一端连接第一分压电阻R1-1、R1-2。。。。。。R1-n,另一端接至相应的荧光灯灯丝一端的下装点A-1、A-2。。。。。。A-n,该灯丝的另一端接相应的谐振电感L-1、L-2。。。。。。L-n,所述的第二分压电阻一端与第一分压电阻R1-1、R1-2。。。。。。R1-n的另一端及对应的整流二极管D1-1、D1-2。。。。。。D1-n的阳极连接,另一端接至公共地D点;所述的整流二极管D1-1、D1-2。。。。。。D1-n的阴极分别与滤波和积分电容C4、释放电阻R3、双向触发二极管D2的一端相接,滤波和积分电容C4、释放电阻R3的另一端接公共地D点;双向触发二极管D2的另一端分别与滤波电容C5、滤波电阻R4以及它激式半桥串联谐振电路的驱动芯片IC片的片选端CS连接,滤波电容C5和滤波电阻R4的另一端接公共地D点。
本发明是将来自于灯输出电路的过电流、过电压和灯整流态等异常信号进行归一处理,即综合以灯丝一端的下装点A作为异常信号取样点,通过控制绕组T1D控制自激式半桥串联谐振电路的两个振荡线圈T1B和T1C停止驱动,或者通过它激式半桥串联谐振电路的驱动芯片IC的片选端CS,驱动芯片IC将停止驱动输出,从而完成保护动作。
下面结合图7从理论上进一步详细说明以灯丝一端的下装点A作为综合异常信号取样点的原理。
图7中
表示B点对地电位矢量;
E点对地电位矢量;
显然:VE 2=VB 2+(VC-VC3)2 (1)
VC 2=VA 2-VB 2 (2)
假设
则:
由(1)、(2)得VB 2+(VC-VC3)2=VA 2-VB 2 (4)
现证明(4)式成立:
由(4)展开VB 2+VC 2-2VC*VC3+VC3 2=VA 2-VB 2 (5)
将(2)、(3)代入(5)得
原假设成立
因此经图3或图4之A点的单点综合取样,在电路上E点的电压即为灯管两端的电压。
E点电压经过分压器后的表达式:
VR2=VE*R1/(R1+R2)
经过D1、C4、R3组成峰值滤波器后的表达式:
因为VC灯管电压=VE
所以
·当荧光灯管发生漏气或不能激活时,输出电路处在谐振状态,VE(图10)高于稳态时的电压(图9),本发明的单路综合保护电路将会在A点检测到异常信号VE,经第一分压电阻R1和第二分压电阻R2分压,再第一分压电阻经R1、滤波和积分电容C4组成的延迟器延迟后(图14),通过双向触发二极管D2驱动保护执行器件,实现保护;
·当荧光灯管电子粉出现对称老化或慢漏气时,输出电路中灯电压会慢慢增大,VE(图11)将高于稳态时的电压(图9),经分压延迟后(图15),通过双向触发二极管D2驱动保护执行器件,实施保护;
·当荧光灯管出现整流态时,VC会产生不对称波形,反映在B点上的直流电压也会上下平移,但经过隔直电容C3后,得到正反相峰值相等且峰值增大的异常信号VE(图12、13),此信号也将随整流态的逐步加深而慢慢高于稳态时的电压(图9),经分压延迟后(图15),通过双向触发二极管D2驱动保护执行器件,完成保护。
综上所述,由于本发明采用的是在荧光灯灯丝(靠近谐振电感L一端)的下装点A一点取样的方法去归一处理过电流、过电压和灯管整流态等异常信号,去替代现有技术中多路多点取样的线路设计,从而实现了简化线路、降低成本、缩小空间和提高可靠性的多重目标,并为电子照明产品的小型化发展提供了新的思路。
应该理解到的是:上述实施例只是对本发明的说明,而不是对本发明的限制,任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造,均落入本发明的保护范围之内。