[其他]交流型荧光灯电子镇流器

说明书

本发明涉及到一种照明用无触点冷态交流软启动、交流运行的荧光灯电子镇流器。

荧光灯辅助工作配件可分成感性类型和非感性类型两种。感性类型工作可靠，但成本高、笨重、外接线路复杂;非感性类型又可分成阻容型和直流电子型两种，这两种虽然可代替感性镇流器使荧光灯工作，但因其工作时都存在着突出的缺点，因此并不具备取代感性镇流器的能力，故实际使用中绝大部分都采用感性类型。下面分述这两种非感性类型的缺点：

阻容型。其突出缺点是荧光灯启动时和运行时对阻容值要求不一致。如按工作时的要求取值则启动困难;如按启动时的要求取值则会使灯管超功能、发光效率低，使用寿命缩短。

直流电子型。目前这一类型的品种较多，但工作方式都为倍压直流启动和直流运行。倍压直流启动法启动瞬间直流高压对灯管阴极灯丝轰击很大，会使灯管使用寿命缩短;直流运行又会使灯管产生极化现象，通常在运行十多个钟头后灯管接电源负极一端即出现亮度下降，闪烁，且范围越来越扩大，情况越来越严重，造成使用效果差;另外。上述工作方式还导致灯管两端灯丝消耗不均匀，因为连接电源负极的灯丝成了固定发射电子的阴极。虽然上述缺点可采取一些补救方法加以部分改善，但在以一总开关控制灯管群的大、中型使用场合中以及大批量使用时还是难于满足要求。再者，该类型的成本也高。

本发明的目的在于提供一种能从根本上解决非感性荧光灯辅助工作器件的上述缺点，具有感性镇流器运行性能和比之优越的启动性能，并且十分简单、经济、轻巧的无触点冷态交流软启动、交流运行的荧光灯电子镇流器。

本发明由一低阻值限流电阻R、一启动用的泄放电阻R₁、二只容量相等的既作为启动又兼限流用的高压低损耗有极性电解电容C和C₁（其它电容也可）以及一单向导电元件D所组成。其电路结构为：R一端接于单相交流电源u的一根线上（一般为带控制开关的火线），另一端接在C的一个电极上，C的另一电极接在C₁的同性电极上，C₁的另一电极接于工作灯管G的一端，D的与C、C₁连接点电极性相反一端接于此点上，另一端接G的另一端并与u另一根线（一般为零线）连接，R₁并联在C₁两端（附图1）。其工作原理为：接通电源后，C首先在u的某一使D正向导通的T/2（半个周期）内被充电而获得u的峰值电压U_m，接着在另一使D反向截止的T/2到来后，此C上的电压即与u的电压叠加后通过电压为零的C₁作用于G两端使其击穿。在这个T/2结束后，C上的电压已有相当一部分由于启动电流的流动结果而转移到C₁上，于是C₁上的电压又与下一个T/2内u的电压叠加起来后经C对尚未完全击穿导通的G作与上一个T/2极性相反的启动工作，这时的启动电流使C₁上电压下降，C上电压上升，又接下来的T/2内u的电压再次与C上电压叠加后经C₁作用于G两端，如此反复进行多次，最终使G完全导通而发出强光。为了使启动可靠，电路加入了R₁，R₁阻值在十多千欧姆至几十千欧姆之间，其作用是：在u电压较低、G启动电压较高的情况下，当首先能引起G管内氩气电离导电的某一使D反向截止的T/2过U_m后由于管内温度不够重新截止，而原来的灯管电流已使C₁得到部分电压导致C、C₁上的电压的代数和的绝对值的最大值减少了一部分，这样G在重新截止后将因再没有足够高的启动电压而继续保持截止状态，这时，R₁即在短时间内把C₁上的电压泄放掉使C₁上电压下降，当其下降到某一值后G再次在使D反向截止的T/2内被高压作用使管内氩气电离导电。如此反复进行若干次后，氩气放电产生的热量的积累使管内气温不断上升引起使D正向导通的T/2内也发生氩气电离导电现象，于是管内气温上升速度加快，最终导致管内水银蒸发而被电离发出强烈紫外线刺激管内壁上荧光涂层发出强烈可见光。在上述启动过程中，由于氩气发生电离导电阶段基本不消耗灯丝，消耗灯丝主要是在水银蒸发而被电离瞬间及以后的运行中，故在启动时G两端灯丝的消耗较为均匀;由于U_m从出现到消失时间很短，特别是C、C₁的明显抑制作用，故在G管内水银蒸发瞬间两端灯丝上浪涌电流很小;由于G表现为由微亮维持1.5至3.5秒后才缓慢地变为全亮，故把此启动法称为：“无触点冷态交流软启动法”。G完全导通后，灯管电流在R、C、C₁所组成的阻容限流电路上产生压降使G工作于额定电压值，此时G两端电压为交流电压，两个丝极按u的频率交替作为阴极和阳极，实现了G的交流运行，由于电路中D的作用，使C和C₁自始至终都处于正压状态;由于容性交流电路的电流比电压超前，故在G内水银蒸发后流过D的电流值仅决定于C和C₁的自身损耗以及在R₁上的功耗，其量极为微小，一般仅为几个毫安，此值与G运行时的灯管电流相比较可以忽略不计，所以G运行时两端交流电压各参数仅决定于u本身。可见，G进入运行状态后整个回路的工作性质与常规的阻容交流电路相同（C＝C₁）。所以本发明在工作中G两端灯丝的消耗既均匀，又平衡。由于阻容交流电路具有良好的恒流特性，当u各参数适量变化或负载适量增减的情况下回路电流变化较小，所以本发明的限流特性十分优良;R的加入是为了克服回路浪涌电流的副作用，使G发光稳定并工作于最佳电-光转换区域，R阻值较G运行时的等效阻值小得多，故回路有功消耗主要取决于G;为了避免在C上电压为零时接通电源并同时使G发生与C极性相反的击穿而造成C承受负压（运行中切断电源后G尚未冷却又重开或G的启动电压低于U_m时就会出现这种现象），在C两端异极性并联一只二极管D₁（附图1虚线处，实际使用时由于上述情况极少有而可省去此管），D₁在电路中还能分担部分原属于D的电流。为了对启动电压高于二倍U_m的G实现可靠启动，电路作如下改动：在D₁的支路上顺D₁方向串接上一只二极管D₂，把D的一端从C、C₁交接处断开，改接在D₁和D₂的交接点上，又在D两端异极性并联一容量为C、C₁容量的1/25左右的高压低损耗有极性电解电容C₂（其它电容也可），构成高启动电压电路（附图2），其工作原理是：接通电源后，在G发生击穿之前，在u的使D正向导通的T/2内，u经D、D₂、R对C充电使C上的电压达到U_m，在u的与D反向的T/2内，u经R、D₁对C₂充电使C₂上的电压达到U_m接下来的T/2内C₂上的电压和u的电压叠加起来经D₂、R对C充电使C上的电压超过U_m，由于C₂容量很小，故C上此时的电压是缓慢上升的，如果G一直保持截止，则在若干个T后C上的电压可达二倍U_m，不过，G是在此之前就已发生击穿的，由此可见，经原电路改动后的这一高启动电压电路能有效地提高低的u电压、高的G启动电压时的启动可靠性。该电路在运行中，D₁和D₂起保护C免受负压的作用;C、C₁、R₁上的功耗由D₁、D₂的电流提供;由于C₂容量与C、C₁容量比较可忽略，故G的运行情况与上述相同。