[发明专利]添加了过滤和保护的无电极荧光镇流器驱动电路和谐振电路

说明书

相关申请的交叉引用

本申请是要求2014年8月19日提交的美国序列号62/039,372的优先权的非临时申请，其公开内容通过引用具体地并入本文。

技术领域

本发明涉及无电极/感应荧光灯的发光。

背景技术

由于荧光灯比电灯泡具有更高的效率和更长的寿命，因此近年来荧光灯在工业中已被广泛使用。虽然常规荧光灯具有电极，但是感应荧光灯不使用任何电极以用于其操作。使用感应荧光灯的照明系统包括感应耦合的无电极荧光灯及其驱动镇流器。在灯系统中采用电磁感应的原理来对等离子体进行点火，使得等离子体在管的荧光壁上发光。由于灯系统不包含任何电极，所以无电极灯的寿命明显高于典型的荧光灯。这些灯的性质是它们需要更高的点亮频率来点亮和更高的工作频率以保持恒定的光输出。这些频率处于射频范围内。虽然自振荡谐振电路经常用在这些镇流器中，但它们不是功率因数校正或有效的。自振荡电路对组件的变化非常敏感，并且它们不是非常适合于高温应用。由于低维护和更长寿命的特征，无电极灯通常安装在高湾、隧道、高天花板和空气循环和通风非常小的其他位置，并且由此灯和镇流器经受极端高温条件。较差的灯具设计也会给灯-镇流器系统增加更多的热量。由于环境使用因素引起的极热条件将改变灯和镇流器参数，例如灯电感和镇流器操作特性。因此，具有能够承受更高温度同时保持其良好的电力质量的灯-镇流器系统是非常重要的。

发明内容

本发明大体上涉及改进与无电极感应荧光灯泡一起使用的镇流器电路的方法。

本发明涉及一种用于无电极感应荧光灯的工作电路。用于无电极感应灯的电子镇流器包括：AC-DC整流、功率因数校正(当对校正的DC进行升压时)、使用半桥结构的MOSFET的DC-AC逆变、用于点亮灯并且维持灯输出的镇流器谐振电路、以及用于该电路的共模和差模滤波器。无电极感应荧光灯在其性质上是独特的，并且与传统荧光灯相比，它们需要高得多的工作频率。虽然一些无电极镇流器在1.25MHz和235kHz运行，但是测量出200kHz的运行频率对于选择谐振电感器和电容器是最佳的，以在高环境温度的情况下保持连续操作和重新启动。选择能够在具有高功率要求的这些频率条件下运行的镇流器IC(芯片)几乎是不可能的，这是由于它们在处理电应力方面的限制。为了克服电应力问题并使IC在较高功率较高频率条件下运行，在电路中采用隔离的高端栅极变压器。本发明时论了栅极驱动隔离电路以及镇流器电路的独特谐振条件。本发明还讨论了向镇流器电路添加波形校正电路以便在严苛的电气条件下过滤噪声和保护电路。

因此，本发明的目的是提供用于无电极感应荧光灯泡的改进的镇流器电路。

对于本领域技术人员来说，结合下面阐述的本发明的附图和详细描述，该目的和优点以及其它目的和优点将是显而易见的。

附图说明

图1是根据本发明的使用感应荧光灯的照明系统的镇流器电路的框图。

图2是由图1中的框100表示的DC-DC功率因数校正电路的示意图。

图3是由图1中的框60表示的DC-AC半桥逆变器电路的示意图。

图4是由图1中的框70表示的谐振电路的示意图。

图5示出了由图1中的框50表示的如美国专利No.7,446,436中公开的波形校正滤波器。

图6示出了针对典型的照明应用的基本镇流器IC电路设计。

图7是图9的高端驱动器电路的示意图。

图8是在实际操作中通过图7实现的波形。

图9是比图3更详细地阐述的图1中的框60的示意图。

图10示出了针对传统的电子荧光灯镇流器的典型的Q曲线，而图11示出了高温如何使图10的Q曲线上的工作点移位。

图12示出了在以高温启动期间传统的无电极荧光灯的谐振回路中实际测量的高能量，而图13示出了理想化的镇流器波形在以高温启动期间应该如何呈现。

图14示出了通过对根据本发明设计的电路的实际测量所获得的Q曲线，而图15示出了在以高温启动期间获得的相同电路的实际波形。

具体实施方式

图1给出了在本发明中有用的镇流器电路的框图，其包括使用二极管桥90的AC-DC整流、DC-DC升压功率转换以及功率因数校正100、使用半桥逆变器电路60的DC-AC逆变以及用于点亮灯并保持灯的功率输出恒定的谐振电路70。镇流器电路用共模差模滤波器80保护，并且还将波形校正电路50并联添加到电路以提高保护和性能。