[发明专利]软启动的灯管限流装置

说明书

本发明涉及一种软启动的灯管限流装置，可使灯管的灯丝在灯管启动前有足够的预热时间，以延长灯管寿命。

灯管限流装置是目前热门的研制产品，其高频不闪烁、体小质轻、高效率及省电等特性均是传统镇流器所不能比拟的。但现有的灯管限流装置大都对灯管的寿命存在不利影响。其原因是：目前使用的灯管大都是热阴极启动型的，灯丝预热后才能启动灯管点亮，如果在灯丝未预热前就以高频高压强行启动灯管点亮，会使涂布在灯丝上的碳酸盐化合物(如碳酸钡)被大量击打挥散至灯丝周围的管壁上，不但造成灯管两端黑化影响照明，也会因灯丝上活泼的碳酸盐化合物的骤减而造成灯管在启动中不易游离释出电离子，使灯管提前老化。图1示出灯丝热度与启动灯管所需电压的关系，由图中曲线可以得知，灯丝预热越充分，所需的启动电压越低，因而对灯管的损害也越小。

一般灯管限流装置的电路原理如图2中所示，包括由整流电路11及逆变电路12组成的整流变换电路，其中整流电路11将外部交流电转为平稳的直流电，逆变电路12将该平稳的直流电转换为高频电压并供给负载单元13。负载单元13包括有与灯管131串接的电流储存元件L1和与灯管131并接的电压储存元件C1，另外还串接有电容C2。其中L1、C1用于构成谐振电路，即接收高频电压并通过振荡升压以启动灯管131，待灯管131启动点亮后就不再需要高压，故L1会转为与C2振荡，以维持灯管131继续点亮。通常L1是一电感，而C1、C2则各为电容，且C2的电容值远大于C1。由C1、C2及L1所构成的振荡电路升压启动灯管131。当灯管131未点亮时，灯管131阻抗极高，L1及C1作LC振荡产生一高频高压施加在灯管131两端，使灯管131内电离子活化产生辉光放电而启动点亮。当灯管131点亮后灯管131阻抗下降，C1呈短路，L1转为与C2作LC振荡，因C2的电容值远大于C1，故由振荡所产生的高压较前者低，虽不足以启动灯管131，但却足以维持已启动的灯管持续放电发亮。图3示出一般灯管限流装置中灯管131启动前后的两端电压，点A、B间为启动期，点B后为启动后的持续发亮期。由图可以看出，灯管131启动时需要高电压。由于一般的灯管限流装置在通电即振荡至高压以强迫启动灯管131时是不考虑灯丝预热的，因此往往造成灯管损坏。

基于预热灯丝的考虑，便产生了如图4所示的设计。在电容C1上并接一热敏电阻(PTC)20作简单预热，利用热敏电阻在低温时的低电阻特性使电容C1暂时短路，此时电感L1只能和电容C2作LC谐振，如前所述，所产生的电压不足以启动灯管。随着电流流过并加热灯丝及热敏电阻，热敏电阻的温度上升阻值变大，L1将和C1产生LC振荡提升电压而启动灯管。该技术的实施效果虽对灯丝寿命有所改善，但灯丝预热仍嫌不足，仍有大量碳酸盐类挥发至管壁上，且热敏电阻20本身会消耗功率，不但增加能耗也降低了灯管限流装置的效率。

另有一种使灯丝预热的灯管限流装置如图5所示，在灯管通电后，如图4电路先短路电容C1，使C1与L1无法谐振，不同的是在电容C1两端并接延迟电路30代替热敏电阻，利用MOS场效应晶体管的延迟关闭时间而获得灯管预热时间，由于电容C1两端是高频高压，故电路还需另加一整流器Db，输出直流电供后续电路使用。该技术方案虽能充分预热灯丝且无过多功率损耗，但电路结构过于复杂且成本较高，尤其在多灯管系统中，由于每支灯管都需配置一套，很不经济。

图6所示是另一种技术方案，将L1串接在地线中，利用晶体管41使L1短路，L1与C1无法谐振从而获得灯丝预热时间。虽可预热灯丝，但由于电感L1必须串接在地线中，L1的谐振电流将经地线流向电源端，会造成较大的电磁干扰(EMI)，特别是导磁干扰(CONDUCTION EMMITION)，极不利于电器产品的安全工作。

本发明的目的是设计一种软启动的灯管限流装置，使灯管在启动前有足够的灯丝预热时间，实现软启动，延长灯管寿命且无多余的功率损耗，也无电磁干扰，并能适用于多灯管系统，不必为每个灯管配备一套装置。

本发明的目的是这样实现的，软启动的灯管限流装置，包括用于产生高频电压、由整流电路及逆变电路连接构成的整流变换电路和接收高频电压并振荡升压启动灯管的负载单元；负载单元包括与灯管串接的电流储存装置及与灯管并接的电压储存装置，其特征在于：

还包括有控制所述的电流储存装置开闭的隔离开关和控制隔离开关的定时装置；所述的隔离开关与所述的电流储存装置并接，所述的定时装置与隔离开关连接。

所述的隔离开关由开关装置和信号源组成；所述的开关装置与所述的电流储存装置并接，所述的信号源连接所述的定时装置并控制所述的开关装置。