[发明专利]一种荧光灯电子镇流器电弧抑制电路

说明书

技术领域

本发明涉及照明用荧光灯电子镇流器，特别涉及电子镇流器的电弧抑制电路。

背景技术

当前，由于具有很高的光效，采用电子镇流器驱动的荧光灯仍是办公和家居的主要照明光源之一。

电子镇流器是经电磁干扰抑制电路，在整流滤波及/或电压提升和功率因数校正电路中，先将交流电源电压变换为直流电压，再在逆变器中将直流电压变换为高频的交流驱动电压的电子产品。

为适应各种应用场合的需求，电子镇流器不但电路形式种类繁多，还会配置各种保护电路，如异常状态（输出开路、短路，不激活灯管）保护，灯管寿终保护等。在商场，办公楼宇等大面积使用荧光灯照明灯具的应用场合，为便于维修，还要求镇流器具有在不切断供电电源的条件下，用正常灯管替换故障灯管后能自动点燃的所谓再启动功能。

在连接灯管的镇流器输出端上，正常工作时有超过100伏电压及几百毫安电流，当灯管管脚与灯座之间接触不良时，将产生高能量的电弧放电。在变压器隔离输出的瞬时启动型电子镇流器启动或开路时，更有高达600伏的高电压，所产生的持续电弧放电将存在引发火灾的安全隐患。有的安全标准如美国UL标准就明确规定，凡在镇流器标签上标注“Type CC”才能在橱柜等密闭而且灯周围有可燃物品的场合被合法使用的镇流器，必须通过严格的电弧测试。

为了抑制镇流器的灯管管脚与灯座之间接触不良时产生的电弧，现有技术所采用的方案主要有当出现电弧时使镇流器逆变器停振；当出现电弧时，将隔离变压器次级高压输出绕组局部短路，降低镇流器输出电压；当出现电弧时，降低施加在逆变器上的直流总线电压，从而降低逆变器的输出信号幅度，以降低电弧的强度；在每根灯管上串接一个受电弧检测信号控制的电子开关，在检测到电弧信号时切断该灯管；在每根灯管两端各设置一套电弧吸收电路吸收电弧能量等等。

美国专利US 5619105 Arc Detection and Cut Out Circuit是采用当出现电弧时使镇流器逆变器停振的典型方案，穿过灯连线的磁环对灯电流采样，在检测到的电弧信号强度到达设定值时，开关管导通使逆变器停振，并同时使逆变器直流供电电压分流。该方案不能抑制灯管启动瞬间电流突变信号的干扰，也不具有再启动功能。美国专利US8299727B1 Anti Arcing Protection Circuit for An Electronic Ballast在电弧时检测电路检测到电弧信号后，通过关断保护电路工作使逆变器停振，有再启动功能，但缺少有效的延时电路来保障逆变器的正常关断。美国专利US8310160B1 Anti-arcing circuit for current-fed parallel resonant inverter由电流突变信号检测电路、关断保护电路和延时电路组成，适用于并联谐振逆变器的镇流器，也适用于多灯输出。电弧检测电路检测到电弧的电流突变信号后，经关断保护电路使电子镇流器停振，并经延时电路延时后镇流器重新启动。该方案同样不能抑制灯管启动瞬间电流突变信号的干扰。美国专利US7468586B2 Ballast with arc protection circuit适用于多灯负载的并联谐振逆变器镇流器，电弧保护电路监视电弧采样电路中的信号，当输出电路中产生的电弧信号在电弧采样电路中的高频分量超过预定阀值时，通过保护电路使逆变器停振。该方案的保护线路使用了微控制器集成电路，电路结构较复杂，成本也高。

中国专利CN101848586B “电子镇流器输出端电弧抑制电路”公开了一种将隔离变压器次级高压输出绕组局部短路，降低镇流器输出电压减小输出端电弧的方法。其主要不足是需要有一个用作短路开关的功率型器件。

在中国专利CN102548169A“用于荧光灯镇流器的无源防电弧保护装置”（美国专利US8760065 B2 Passive Anti Arcing Protection Device for Fluorescent Lamp Ballast）中所公开的技术，是在每根灯管两端各设置一套电弧吸收电路。在一个镇流器驱动多根灯管的多灯镇流器中，需要配置相应套数的电弧吸收电路是其主要的不足之处。

中国专利CN1849849A “带有灯座防弧的镇流器”（美国专利US 2007 0029943A1 Ballast with Lampholder Arc Protections）所公开的，是在每根灯管上串接一个受电弧检测信号控制的电子开关，在检测到电弧信号时切断该灯管。在多灯镇流器中，同样需要为每根灯管设置一套电弧信号检测和电子开关电路。

发明内容