CN2930190Y - 用于荧光灯的反激式镇流器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种用于一荧光灯的反激式镇流器。一变压器用于控制传送到荧光灯的功率。一第一开关耦接到变压器的一第一绕组。一第一滤波器经由荧光灯的一第一端子对耦接到一第二滤波器。一第二开关经由灯的一第二端子对耦接到一第三开关。一切换信号供应至第一开关以控制由变压器传送到滤波器的功率。一第二切换信号和一第三切换信号分别供应至第二开关和第三开关，以控制传送到荧光灯的功率。根据本实用新型，在荧光灯的一预热期间没有辉光放电出现。

Description

用于荧光灯的反激式镇流器
技术领域
本实用新型涉及一镇流器，且尤其涉及荧光灯的镇流器。
背景技术
荧光灯是目前市场上最普遍的光源。经由改善荧光灯的效率和/或提供调光控制(dimming control)将可大幅地节省能源。因而，近期的发展中，改善荧光灯的效率和节省功率倍受关注。另外，为降低环境污染，延长荧光灯的使用寿命也是重要的。适切地启动和操作荧光灯能够延长其使用寿命。在点火之前，灯电极的阴极灯丝应预热到适当的发射温度(emissiontemperature)。在正常操作期间，阴极灯丝应维持在发射温度。此外，因为辉光放电将使灯丝烧坏，所以应防止辉光放电。辉光放电发生于预热灯丝时和灯上有较高电压的情况期间。因此，灯电压在预热期间应限制在受控范围内。为完全消除辉光放电，需要一额外的灯丝加热电路。然而，成本将因此增加。
请参阅图1绘示一具有串联谐振逆流器的常规电子镇流器。半桥式逆流器(half-bridge inverter)包含两个开关10和11。两个开关10和11在所设定的切换频率下进行50％工作周期的交替接通与断开，其可被控制以在启动和正常操作期间符合要求。一谐振电路由一电感器13、一电容器14和一荧光灯15形成。荧光灯15与电容器16并联地耦接。电容器14乃是作为一启动电路。在预热期间，经由将镇流器操作在启动电路的谐振频率下，灯电压可维持在较低的电压。在阴极灯丝已预热到适当的发射温度后，调整镇流器的频率以产生所需的一高点火电压。在灯运作后，控制镇流器的频率以产生所需的灯电压。上述电路的缺点为其具有一较高的辉光电流。在预热期间，灯电压由开关10、11的切换频率和启动电路的谐振频率来决定。一旦镇流器运作后，一谐振电流便流过电容器16和灯丝用以预热。同时，灯电压产生于灯上，这将引起不可避免的辉光放电。上述电路的另一缺点为在正常操作期间对效率的控制降低。谐振频率依据荧光灯的寄生装置的变化而改变。荧光灯的寄生装置(如等效电容)依据灯的温度和其使用年限的改变而变化。此外，输入电压、谐振频率和荧光灯的表现特性等均是影响灯的功率消耗的原因。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一效率改善的反激式镇流器(flybackballast)。
本实用新型的另一目的在于消除辉光电流，以延长荧光灯使用寿命。
本实用新型提供一种用于一荧光灯的反激式镇流器。一变压器用于控制传送到荧光灯的功率。一第一开关耦接到变压器的一第一绕组。一第一滤波器和一第二滤波器分别耦接到变压器的一第二绕组和一第三绕组。第一滤波器经由荧光灯的一第一端子对而耦接到第二滤波器。一第二开关经由荧光灯的一第二端子对而耦接到一第三开关。一切换信号供应至第一开关，以控制变压器传送到第一滤波器和第二滤波器的功率。一第二切换信号与一第三切换信号分别供应至第二开关和第三开关，以控制传送到荧光灯的功率。一第一范围的功率在预热期间传送到第一滤波器和第二滤波器。同时，第二开关接通，且第三开关将执行接通/断开的切换，以对荧光灯进行预热。由于在预热期间并没有出现辉光放电，故可延长灯寿命。一第二范围的功率在正常操作下传送到第一滤波器和第二滤波器，其中第二范围的功率高于第一范围的功率。反激式功率模式的操作更提供荧光灯一较高效率的调光控制(dimming control)。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1绘示具有一串联谐振逆流器的一常规电子镇流器。
图2为根据本实用新型实施例的一反激式镇流器的电路示意图。
图3绘示根据本实用新型实施例于一预热期间的反激式镇流器。
图4绘示正常操作期间的反激式镇流器的一第一相位。
图5绘示正常操作期间的反激式镇流器的一第二相位。
图6绘示根据本实用新型实施例的反激式镇流器的多个波形。
具体实施方式
请参阅图2绘示根据本实用新型的实施例一荧光灯15的一反激式镇流器100的电路示意图。反激式镇流器100包含具有一第一绕组NP、一第二绕组NS1和一第三绕组NS2的一变压器50。一开关20耦接到变压器50的第一绕组NP以形成一反激式转换器。整流器61和62分别耦接到第二绕组NS1和第三绕组NS2。电容器85耦接到整流器61以形成一第一滤波器70。电容器86耦接到整流器62以形成一第二滤波器90。一开关30耦接到第一滤波器70。一开关35耦接到第二滤波器90。第一滤波器70经由荧光灯15的一第一端子对15a而耦接到第二滤波器90。开关30经由荧光灯15的一第二端子对15b而耦接到开关35。一切换信号SP供应至开关20以控制由变压器50传递到第一滤波器70和第二滤波器90的功率。当一输入电压VIN施加到第一绕组NP时，存储于变压器50内部的能量εP将由下列方程式给出：
ϵ P = 1 2 × L P × I P 2 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( 1 )
I P = V IN L P × T ON - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( 2 )
根据方程式(1)和(2)，经由变压器50传送的一功率P可表述如下：
P = V IN 2 × T ON 2 2 × L P × T - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( 3 )
其中LP为第一绕组NP的电感，IP为开关20接通时第一绕组NP的一切换电流，TON为开关20的接通时间，且T为切换周期。
当开关20接通时能量εP存储于变压器50中。一旦开关20断开，能量εP就放电到第二绕组NS1和第三绕组NS2。经由控制切换信号SP的接通时间TON，来调节传送到第一滤波器70和第二滤波器90的功率。可分别供应开关30和开关35切换信号SH和切换信号SL，用以控制传送到荧光灯15的功率。
请参阅图3绘示根据本实用新型的实施例的反激式镇流器于预热期间的运作示意图。反激式转换器在预热期间将一第一范围的功率传送到第一滤波器70和第二滤波器90。同时，当开关30接通时，开关35用于执行接通/断开的切换以对荧光灯15进行预热。由于在预热期间没有辉光放电出现，故可延长灯的寿命。
在正常操作下，反激式转换器将一第二范围的功率传送到第一滤波器70和第二滤波器90，其中第二范围的功率高于第一范围的功率。图4和图5绘示反激式镇流器操作的一第一相位和一第二相位，其中开关30和开关35可交替地接通以将功率传送到荧光灯15。第二范围的功率的电平决定了荧光灯15的亮度。图6绘示根据本实用新型的实施例的反激式镇流器100的多个波形。在预热期间TO，第一范围的功率在第一滤波器70和第二滤波器90处产生一电压VP。在预热后，开关35断开。第二范围的功率便施加到第一滤波器70和第二滤波器90。一较高的灯电压将产生以使荧光灯15点亮。在点亮后，一电压VB将在第一滤波器70和第二滤波器90处产生，且开关30和开关35可交替地接通(T1和T2)以将功率传送到荧光灯15。因为反激式转换器可精确地控制输出功率，故可实现荧光灯的高效率调光控制。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的结构及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种反激式镇流器，其特征在于包括：
一变压器，具有一第一绕组、一第二绕组和一第三绕组；
一第一开关，耦接到所述变压器的所述第一绕组以形成一反激式转换器；
一第一整流器和一第二整流器，分别耦接到所述第二绕组和所述第三绕组；
一第一电容器，耦接到所述第一整流器以形成一第一滤波器；
一第二电容器，耦接到所述第二整流器以形成一第二滤波器；
一第二开关，耦接到所述第一滤波器；和
一第三开关，耦接到所述第二滤波器；其中所述第一滤波器经由一灯的一第一端子对耦接到所述第二滤波器，所述第二开关经由所述灯的一第二端子对耦接到所述第三开关，一切换信号供应至所述第一开关用以控制由所述变压器传送到所述第一滤波器和所述第二滤波器的功率，且一第二切换信号和一第三切换信号分别供应至所述第二开关和所述第三开关，用以控制传送到所述灯的功率。
2.根据权利要求1所述的反激式镇流器，其特征在于当所述第一开关接通时，一能量存储于所述变压器中，且当所述第一开关断开时，所述能量就释放到所述第二绕组和所述第三绕组。
3.根据权利要求1所述的反激式镇流器，其特征在于在一预热期间，所述反激式转换器将一第一范围的功率传送到所述第一滤波器和所述第二滤波器，其中所述第二开关接通，且所述第三开关执行接通/断开的切换，以对所述灯进行预热。
4.根据权利要求1所述的反激式镇流器，其特征在于在正常操作下，所述反激式转换器将一第二范围的功率传送到所述第一滤波器和所述第二滤波器，其中所述第二范围的功率高于所述第一范围的功率。
5.根据权利要求1所述的反激式镇流器，其特征在于在正常操作期间，所述第二开关和所述第三开关为交替地接通。
6.一种镇流器，其特征在于包括：
一变压器，具有一第一绕组、一第二绕组和一第三绕组；
一第一开关，耦接到所述变压器的所述第一绕组；
一第一滤波器和一第二滤波器，分别耦接到所述第二绕组和所述第三绕组；
一第二开关，耦接到所述第一滤波器；和
一第三开关，耦接到所述第二滤波器；其中所述第一滤波器经由一灯的一第一端子对耦接到所述第二滤波器，所述第二开关经由所述灯的一第二端子对耦接到所述第三开关，一切换信号供应至所述第一开关以控制由所述变压器传送到所述第一滤波器和所述第二滤波器的功率，一第二切换信号和一第三切换信号分别供应至所述第二开关和所述第三开关，以控制传送到所述灯的功率。
7.根据权利要求6所述的镇流器，其特征在于当所述第一开关接通时，一能量存储于所述变压器中，且当所述第一开关断开时，所述能量就释放到所述第二绕组和所述第三绕组。
8.根据权利要求6所述的镇流器，其特征在于在一预热期间时，一第一范围的功率传送到所述第一滤波器和所述第二滤波器，其中所述第二开关接通，且所述第三开关执行接通/断开的切换，以对所述灯进行预热。
9.根据权利要求6所述的镇流器，其特征在于正常操作下，一第二范围的功率传递到所述第一滤波器和所述第二滤波器，而所述第二范围的功率高于所述第一范围的功率。
10.根据权利要求6所述的镇流器，其特征在于所述第二开关和所述第三开关为交替地接通以今镇流器正常操作。
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