[发明专利]一种荧光灯激励电路

说明书

技术领域：

本发明涉及到荧光灯的驱动电路。更特别的是，该发明涉及到荧光灯电源电路，该电源电路使用第一反馈回路来调整电灯电流振幅，使用第二反馈电路，通过具有独立电压反馈的陶瓷升压变压器的谐振频率来同步直流交流电路转换器电路系统。 

背景技术：

荧光灯正逐渐被广泛使用来提供有效的、大范围的可见光。例如，便携式计算机，像是膝上型电脑和笔记本电脑，它们将荧光灯应用在背光或侧光液晶显示器上，以此来改善显示的对比度和亮度。荧光灯还被用来照亮汽车仪表盘，并且有可能用于靠电池驱动的紧急出口指示灯装置上。 

因为荧光灯更加高效，比普通白炽灯照明范围更广，所以在低压应用中也非常有用处。尤其在需要长时间靠电池供电的应用中，例如便携式计算机，荧光灯效率的提高延长了电池的续航时间，减轻了电池的重量，或者两者能同时得到改善。 

在例如上述所提到的低压应用中，电源和控制电路必须被用来操控荧光灯。在许多使用荧光灯的应用中，一个电压范围在3到20伏之间的直流源提供电源来操控电灯。但是，荧光灯通常需要有效值为1000伏的交流电压源来启动，并且需要有效值超过200伏的电压来维持照明。荧光灯如果由低失真的正弦波输出来驱动，则其运转起来最为有效。荧光灯的激励频率大多从约20kHz到约100kHz。因此，需要一个交直流电源将有效的低压直流输入转换为高压、高频的交流输出来向荧光灯供电。 

图1展示了一个已知的用于将低压直流转换为高压、高频交流的荧光灯电源电路框图。电灯电路10包括低压直流源12，稳压器14，交直流转换器16，荧光灯18和振幅反馈电路20。低压直流源12向电路10提供电源，并且有可能是任意直流电源。例如，在使用便携式计算机比如膝上型电脑或是笔记本电脑时，直流源12就有可能是提供3到5伏电压的镍镉或镍氢电池。或者，如果电灯电路10用在汽车仪表盘上，那么直流源12就有可能是12到14伏的汽车电池和供电电源直流源12向稳压器14提供低压直流电，稳压器14可以是线性的或是开关式稳压器。为了获得最大效率，一般使用开关式稳压器。 

稳压器14向交直流转换器16提供规定的低压直流输出电压V_dc。交直流转换 器16将V_dc转换成足够大的高压、高频交流输出电压V_AC来驱动荧光灯18。V_AC的峰值振幅大约比V_dc的振幅大50到200倍。例如，在便携式计算机的显示照明上，荧光灯18就有可能是冷或热阴极荧光灯。 

稳压器14和交直流转换器16向荧光灯18提供高压交流电源。振幅反馈电路20产生反馈电压AFB，该电压与荧光灯电流I_LAMP成正比。电流反馈根据电流I_LAMP的幅值控制稳压器14的输出，稳压器14的输出转而控制交直流转换器16的输出。最终，由荧光灯18传导的电流I_LAMP的幅值和电灯由此而发出的光的强度就被控制在一个大致不变的值内。 

通过将荧光灯18包含在具有稳压器的电流反馈回路中，荧光灯的电流及发光强度就能被控制并且维持充分的稳定，尽管有输入电源的变化，电灯阻抗以及环境因素的影响。电灯电路10同样地弥补了低压直流源12的输出电压的变化，这些特点延长了荧光灯在某些应用中的使用寿命。 

图2展示了已知电灯电路10的更加详细的框图。特别的是，转换器16包含了自激振荡电路22和陶瓷升压变压器24。自激振荡电路22阻断了稳压器14提供的低压直流信号V_dc来产生一个由陶瓷升压变压器24提供的低压、高频方波交流信号V_ac。陶瓷升压变压器作为一个高频选、高增益升压设备在运行，同时将低压、高频交流信号V_ac转化为高压、高频交流信号V_AC。 

图3提供了一副具有谐振频率F_R的陶瓷升压变压器24的阻抗与频率关系曲线图。从理论上说，陶瓷升压变压器24在谐振频率F_R处阻抗为零，在非谐振频 率处阻抗为无穷大。实际上，陶瓷升压变压器24在谐振处的阻抗小到可以忽略不计，在其他频率处为高阻抗。因此，当频率从任一方向调至谐振频率时，阻抗就会突然减小至其最小值。阻抗尖峰两侧陡峭的非线性斜坡有时被称作“裙摆”。