一种能在荧光灯管寿终或夭折前自我保护的电子式安定器，包括控制电路、二功率开关、直流隔离电容、谐振电路、电压检知电路及整流滤波电路；控制电路与功率开关相连，以控制功率开关的切换；功率开关经过直流隔离电容与谐振电路相连；谐振电路包括谐振电感器及谐振电容器，谐振电感器串联在功率开关与荧光灯管的一灯丝间，谐振电容器与电压检知电路串联后并联至荧光灯管的二灯丝间；电压检知电路检测荧光灯管上等比例的交流电压且将交流电压传送至整流滤波电路；整流滤波电路将交流电压转换成直流电压且将直流电压传送至控制电路的输入端；控制电路内的比较器在判断出直流电压位准超过容忍电压位准时产生中断控制信号，使得控制电路立即停止运作。
【技术实现步骤摘要】
随着材料科学及制造技术的逐渐进步，业界由荧光灯管的研究中发现，荧光灯管的管径越细，其发光效率将越高。据此，荧光灯管的粗细已从最早的T12 (管径38. 4mm) 一路减为T8(管径25. 6mm)，直到现今蔚为主流的T5 (16mm)管径，甚至，T4、T3、T2等用于紧凑型(Compact)用途的细管径，如市售细管径的U形、螺旋形等省电灯泡，其管径除已越来越细外，且已逐渐取代以钨丝为发光体的白炽灯泡。然而，由于荧光灯管终究会因汞耗尽、灯管漏气、灯丝老化或灯丝断裂等因素，而寿终正寝或夭折，同时，尚会导致下列两种可能的状况(一 )造成电子式安定器立即烧毁的状况；(二)因灯丝老化或制造瑕疵，造成灯丝偶然在断裂处引起跳火且引起电弧，此 时，由于电子式安定器还在持续工作，故荧光灯管两端会因持续的电弧而引发高热，此高热会将T5以下的细玻璃灯管烧红，甚至，造成引燃灯头塑件的意外。对于T8以上粗管径者而言，虽因其灯丝距离灯管较远，散热也较好，这种现象以前未曾被发现与关注，因此在国际荧光灯电子安定器的安全规范中，亦未对其可能造成的危险及问题列入安规的审查范围，直到近年，例如IEC 61347-2-3安全规范在2004年改版时，才在其第17节中加入寿终(End of Life)的相关测试，而UL1993安全规范则在2009年才加入此项规范。本专利技术为能在荧光灯管寿终或夭折前，无论是导因于荧光灯管的汞耗尽、灯管漏气、灯丝老化、灯丝断裂或整流效应等任何一种状况，都能立即迫使电子式安定器停止工作，而不产生任何危险，且不造成除灯管以外的任何零件及电路的损坏，故，使用本专利技术的电子式安定器，在荧光灯管寿终或夭折后，只要换上新的灯管，即能继续正常点灯，因此，本专利技术除能免除电器废弃物的发生，减少对环境的污染外，尚能符合上述的国际安全规范。
技术介绍
近年来，业界为了节省成本，各厂家所使用的荧光灯管的电子式安定器(Electronic Ballast)几乎是大同小异,且已普遍地被使用在各式突光灯管的灯具及省电灯泡上。电子式安定器的电路发展至今，其能量传送的基本架构大多为半桥谐振电路，在控制上分自激与它激两类，其它电路看起来差异不大，图I所示为美商GE公司爱迪生21W节能灯的电路，图2所示为荷商PHILIPS公司还在贩卖中的HELIX 23W的节能灯电路，二者均属自激震荡式电路，图3所示为美商IR公司用于推广其控制IC (IR2520D)于节能灯的电路(参考 International Rectif ier 公司的 Application Note AN1066),属于它激式震荡电路。兹针对前述几个电子式安定器的电路工作原理及其问题点进行分析及说明如下。基本上，前述电子式安定器的能量传输架构均是使用一半桥LC串联谐振电路，该半桥LC串联谐振电路包含了一对上下串联的功率开关(其中Q1称上臂开关、Q2称下臂开关)、一个直流隔离电容(Cb)、一个谐振电感(LJ、一个谐振电容((；)及所述功率开关的控制电路。以图I及图2所示的电子式安定器为例，二者均属自激电路，一般言，自激电路均必需设有一启动电路，其启动电路是由 R4、R6、Q 及 DAl (是一 Diac (diode for alternating current))所组成，自激电路维持振荡的原理为用一容易饱和的磁蕊制成一驱动变压器，用来分别驱动所述功率开关Qp Q2,该驱动变压器尚包含三个绕组(L2CI、L21, L22)，其中初级绕组L2tl是串接在一谐振电路上，两个次级绕组L21、L22是以相反的极性分别接在功率开关Qp Q2的输入端上，当下臂开关Q2被启动电路导通后，该驱动变压器的磁通量会在正饱和与负饱和之间驱使所述功率开关QpQ2交互导通，而使谐振电感L与谐振电容(；组成的一谐振电路振荡起来，当荧光灯管LAMP还没点亮以前，灯管形同开路，而让谐振电容(；上的电压一次又一次的增高电压，直到荧光灯管LAMP内的氩气被游离，进而导致汞被气化而游离，汞游离所产生的紫外线激发管壁的荧光粉，而发出可见光，此时，荧光灯管LAMP由于汞已气化并游离，其上的电压随之下降，在高频下形同一电阻，电路基本上变成电感及电阻(LR)的来回振荡，其电流大小由驱动变压器的饱和电流来决定，其频率主要由谐振电感k与灯管电阻来决定，荧光灯就这样被持续点亮着。查，图I及图2所示电路的不同点，是图I在灯管上并联有一颗正温度系数的电阻，一般称之为PTC，在常温下它的电阻值在数欧姆之间，在开灯时能透过流经电阻PTC的 电流，先对荧光灯管LAMP的灯丝进行预热，当电阻PTC上通过电流而发热后，其电阻值会突然升高到百万欧姆级，此时，在谐振电容Cr上即能振荡出一高电压来点亮荧光灯管，被预热过的灯丝会先发射出热电子以阻挡氩离子的撞击而延长灯丝的寿命，道理虽然是这样，但是不匹配的电阻PTC可能会让氩气不能一次就游离成功，反而使灯丝被更多次的氩离子撞击，而减短寿命，此或许就是图2所示电路没有加上正温度系数的电阻PTC的真正原因，此经实验证明亦是如此。以图3所示IR公司用于推广其控制IC(IR2520D)于节能灯的电路为例，它是属于它激式震荡电路，其半桥功率开关使用的是Power M0S,标示为MHS的即为上臂开关，标示为MLS的即为下臂开关，标示为LRES的即为谐振电感，标示为CDC的即为平衡电容，标示为CRES的即为谐振电容，而IR2520D即为上下臂半桥控制电路，该上下臂半桥控制电路一开始会先送出比谐振电感LRES与谐振电容CRES的谐振频率还高的频率，然后，频率开始往下扫，在高频时，谐振电感LRES与谐振电容CRES不会谐振起来，此时的电流会流经谐振电容CRES及灯丝，而达成灯丝预热的效果，当频率下扫到谐振电感LRES与谐振电容CRES的谐振频率附近时，谐振电容CRES上便能产生谐振的高电压来游离氩气，点火后，即将驱动频率停在预设的频率上，以点亮灯管，此即图3所示电路的主要工作原理。然而，无论前述三个电子式安定器的那一个，其电路在荧光灯管老化时都没有预设的自我保护机制，当荧光灯管老化时，灯管电压会持续上升，导致电路无法负荷，终至烧坏一堆零件及相关电路，同时，由于，在所述电子式安定器中，灯管灯丝都被放在谐振电感与谐振电容间的串联位置上，故当灯丝因老化或瑕疵，而突然断裂时，因谐振电感与谐振电容两边的能量会相互拉扯，导致灯丝断裂处很可能出现跳火，进而引发电弧，此时，若控制电路仍持续工作，该电弧所产生的高温极可能烧尽灯丝，甚至，烧毁支撑灯丝的支柱，且让灯头产生高温而引燃灯头外的塑件，酿成火灾意外，直到该电子式安定器的电路被烧毁，电弧才会停止，虽然，引发电弧的机率只有百分之几，然而，一旦引发，则后果不堪设想，且极为危险。至今，业者对于此一问题，几乎都以相对较弱的功率开关来让各式电子式安定器在灯管老化时能提前烧毁，因此，虽然此一权宜措施，能通过灯管寿终测试的机率也很高，惟，若功率开关的设计未如预期般先烧毁，则失火意外的危险性仍然存在于各式电子式安定器中，而无法幸免。据上所述可知，所述传统且未设有自我保护机制的各式电子安定器，在灯管寿终或夭折发生时，都会以烧毁电路的方式，来结束生命，由于修护不敷成本，使用者只好在省电灯泡(或称节能本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能在荧光灯管寿终或夭折前自我保护的电子式安定器，与一荧光灯管两端的一第一灯丝及一第二灯丝相并联，其特征在于，所述的电子式安定器包括：一控制电路，至少能产生两个输出信号，其中第一及第二输出信号是频率相同但波形交错的电压信号；二功率开关，其中第一功率开关及第二功率开关的一端彼此串接，所述第一功率开关的另一端连接至一供电端的正极，且所述第一功率开关能接收所述第一输出信号，并根据所述第一输出信号进行切换，所述第二功率开关的另一端连接至所述供电端的负极，且所述第二功率开关能接收所述第二输出信号，并根据所述第二输出信号进行切换；一直流隔离电容，串联至所述第一功率开关及第二功率开关间相连接的线路上；一谐振电路，至少包括一谐振电感器及一谐振电容器，其中所述谐振电感器串联在所述直流隔离电容及所述第一灯丝间，所述谐振电容器并联在所述第一灯丝及所述第二灯丝间，所述谐振电路能根据所述第一功率开关及第二功率开关的切换，而在所述谐振电容器上振荡出一电压；一电压检知电路，与所述谐振电容器相串联，且并联在所述第一灯丝及所述第二灯丝间，用以检测对应于所述荧光灯管上等比例的一交流电压；及一整流滤波电路，分别与所述电压检知电路及所述控制电路相连接，以自所述电压检知电路接收所述交流电压，且将所述交流电压转换成一直流电压，并将所述直流电压传送至所述控制电路；所述控制电路在判断出所述直流电压超过预设的一容忍电压位准时，能产生一中断控制信号，使得所述控制电路立即停止运作。...
【技术特征摘要】
2011.08.08 TW 1001281361.一种能在荧光灯管寿终或夭折前自我保护的电子式安定器，与一荧光灯管两端的一第一灯丝及一第二灯丝相并联，其特征在于，所述的电子式安定器包括 一控制电路，至少能产生两个输出信号，其中第一及第二输出信号是频率相同但波形交错的电压信号； 二功率开关，其中第一功率开关及第二功率开关的一端彼此串接，所述第一功率开关的另一端连接至一供电端的正极，且所述第一功率开关能接收所述第一输出信号，并根据所述第一输出信号进行切换，所述第二功率开关的另一端连接至所述供电端的负极，且所述第二功率开关能接收所述第二输出信号，并根据所述第二输出信号进行切换； 一直流隔离电容，串联至所述第一功率开关及第二功率开关间相连接的线路上； 一谐振电路，至少包括一谐振电感器及一谐振电容器，其中所述谐振电感器串联在所述直流隔离电容及所述第一灯丝间，所述谐振电容器并联在所述第一灯丝及所述第二灯丝间，所述谐振电路能根据所述第一功率开关及第二功率开关的切换，而在所述谐振电容器上振荡出一电压； 一电压检知电路，与所述谐振电容器相串联，且并联在所述第一灯丝及所述第二灯丝间，用以检测对应于...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁锦宏，
申请(专利权)人：天网电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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