本实用新型专利技术涉及的荧光灯逆变器，是一种用于直流电源供电的荧光灯逆变器，克服了现有荧光灯逆变器及灯管的开关寿命和使用寿命短、灯管不能被激活启辉状态下烧损逆变器，无抗瞬变过电压能力等缺点。其主要技术特征是：变频预热启辉、不启辉保护，具有抗瞬变过电压能力，可在－２０℃至＋８５℃环境温度下长期工作，工作电流不随环境温度或电源电压上升。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及一种荧光灯逆变器，是一种用于各种电压等级直流供电环境供荧光灯配套使用的逆变器。荧光灯设计之初是一种适用交流电供电环境下的电光源，在直流电源供电环境下，荧光灯必须与荧光灯逆变器配套使用。至今，荧光灯逆变器基本上还是延用自激式逆变电路，其启辉与工作原理是利用与荧光灯管(以下简称灯管)串联的电感和与灯管并联的电容在以其谐振频率工作的逆变器的激励下产生串联谐振，在灯管两端产生高电压，迫使灯管在灯丝没有得到预热的状态下被击穿强制启辉，启辉后由电感限制灯管电流在正常值。这种冷启辉方式虽能使灯管迅速启辉并工作，但违背了灯丝应充分预热后再加高压启辉的原则，致使启辉过程中灯丝受到强电场作用下的正离子轰击，灯丝上的物质特别是有助于电子发射的阴极氧化物过度飞溅，极大地缩短了灯管的开关寿命(不足五千次)，致使每个开关过程都明显影响灯管的使用寿命，使使用寿命大大降低(约三到六个月)，从而丧失了灯管使用寿命长的优点。这种冷启辉过程要求荧光灯逆变器提供十倍于正常工作电流以上的冲击电流，使荧光灯逆变器极易在冷启辉过程中损坏。如果采用他激式工作方式，这种现象将更加严重。为改善这一缺点，有人采用PTC元件并联在谐振电容两端的方式，使荧光灯逆变器上电后，利用PTC元件冷态的低电阻值降低电感电容谐振回路的Q值，从而降低电容两端电压值，使灯管不能被击穿启辉而处于预热状态。当PTC元件通过电流被电加热到转折温度时，由低电阻状态变为高电阻状态，使谐振回路的Q值升高，电容两端(即灯管两端)电压升高使灯管被击穿启辉。从理论上讲，这种预热启辉方式可行，但实际应用中，由于PTC元件处于高温状态，因此其可靠性得不到长期保证，而且当环境温度变化范围很大时，高温环境下PTC元件将起不到对灯管预热启辉的作用，同时也容易因灯管冷启辉时的过高电压(高于正常启辉时数倍)造成PTC的击穿。而在低温环境又因加热的电功率不足以使PTC元件温度达到并维持在转折温度，常使灯管不能被击穿点燃或点燃后又回到启辉状态，而不能维持正常照明。由于以上诸原因，在实际应用中常出现PTC元件的损坏，甚至先于灯管的损坏，在总的效果上对灯管的开关寿命改善不十分明显；如采用在输入电路中串入限流电路，使荧光灯逆变器在上电后，由于限流电路的作用在较低的电压下工作使灯管两端的谐振电压不足以击穿并点燃灯管，使灯管处于预热状态，经过一段延时后限流电路被短路，荧光灯逆变器供电电压恢复正常，灯管两端因得到高电压而被击穿点燃。这种预热启辉方式在原理上与镇流器-启辉器的工作原理类似，其主要缺点是，限流电压在预热过程中承受与灯管额定功率相当的电功率应力，为荧光灯逆变器正常损耗功率的五到十倍！一旦限流电路完成预热后不能被短路将被很快烧坏，因此可靠性低。在荧光灯逆变器上电后为使灯管得到预热，如采用电子开关在灯管两端并入附加电容，迫使电感电容的谐振频率偏离荧光灯逆变器工作频率，在灯管两端不产生串联谐振的高电压，使灯管不被击穿点燃而处于灯丝预热状态，再利用延时电路在灯丝预热过程结束时驱动电子开关将附加电容与灯管两端断开，使电感电容谐振频率回到荧光灯逆变器工作频率上，在灯管两端产生高压，将灯管击穿点燃。这种预热启辉方式的主要缺点是电子开关在状态转换过程中将承受预热时的工作电流和击穿灯管的高电压及附加由于寄生参数产生的尖峰电压，可能会超出电子开关的安全工作区损坏电子开关，同时高电压电子开关及附属电路会造成荧光灯逆变器成本的增加，以上几种预热启辉方式的共同特点是预热启辉过程中，起预热启辉作用的元件承受高的功率应力冲击，使荧光灯逆变器可靠性得不到保证。目前荧光灯逆变器的缺点之二是在灯管不能被激活启辉时荧光灯逆变器得不到应有的保护或保护动作失误形同虚设，导致荧光灯逆变器过热烧坏，因此可以经常看到用坏一个灯管就烧坏一个荧光逆变器或一但灯管不能正常启辉就烧坏荧光灯逆变器的现象。缺点之三是自激式荧光灯逆变器由于元件参数(特别是磁性材料)的一致性不够理想而性能难以得到良好的一致性。缺点之四是对于不同电压等级，不同规格灯管，荧光灯逆变器的电路参数几乎需要全新设计。缺点之五是各种荧光灯逆变器在设计时根本不考虑瞬变过电压，不能适应常有瞬变过电压的应用场合。缺点之六是因电路中有电解电容器而不能适应低温，特别是高温环境使寿命缩短或根本不能用。本技术的目的在于获得对灯管和荧光灯逆变器冲击应力尽可能小的预热启辉方式，使荧光灯逆变器和各种规格荧光灯管的开关寿命均超过十万次，提高荧光灯逆变器和灯管的使用寿命达三年或更长时间；在灯管不能被激活启辉状态下，使荧光灯逆变器得到保护，提高可靠性；采用标准化设计，使荧光灯逆变器对于不同电压等级或不同规格灯管时，除仅需改变变压器的变比其余参数均为统一，以简化设计；采用多级复合吸收过电压技术，保证荧光灯逆变器承受各种严酷环境下的瞬变过电压；采用无极性电解电容器技术和低功耗设计使荧光灯逆变器可长期工作在环境温度为85℃的场合。本技术的技术方案采取在预热和启辉过程中荧光灯逆变器的各元件均不承受超出正常工作状态的电功率的低应力两级变频预热启辉方式；在预热启辉过程中和启辉后约0.5-2秒内，锁定不启辉保护电路，以确保在各种环境条件下预热、启辉过程得到保证。在启辉后0.5-2秒后不启辉保护电路恢复功能，当检测出有不能被激活启辉的灯管时关闭荧光灯逆变器的功率转换电路或切断向灯管的供电电路或改变荧光灯逆变器工作频率偏离谐振频率以限制由不启辉造成的过电流；采用两级电感、压敏电阻抗过电压电路以消除单压敏电阻或单级电感、压敏电阻抗过电压电路因压敏电阻的残压比较大造成的残存过电压，采用瞬变电压抑制二级管(一种特殊的稳压二极管)限制压敏电阻不能作出响应的瞬变过电压的快速上升前沿。采用无电解电容设计和低功耗设计，使电路可长期工作在85℃的高温环境。根据上述技术方案，本技术的基本电路如图1。其电路原理、电路和电路中元器件选择的理论和实用的依据如下荧光灯逆变器采用推挽式逆变电路(Q4、Q5、T)，其主要特点是驱动简单，电能传输相对平稳连续，可利用改变变压器(T)输入、输出变比以适应不同供电、电压等级和与不同规格灯管的良好匹配，特别适用于供电电压为48V及以下各供电电压等级的荧光灯逆变器，也适用于110V供电电压环境。采用自耦变压器形式不仅可减小变压器(T)的体积，还可减小因灯管中两个灯丝不平衡造成的直流电流分量对变压器的直流磁化影响。为简化驱动并减小驱动损耗，开关管Q4、Q5采用大功率场效应晶体管(POWER MOSFET)。为方便地实现其他功能，振荡与驱动电路采用了开关电源专用控制电路，考虑价格选择TL494(IC1)，为增强其驱动输出的下拉能力而附加下拉电路(R15、R16、D4、D5、Q2、Q3等)。考虑荧光灯逆变器刚上电时由于防电源反接二极管D6的单向导电作用使荧光灯逆变器电源电压产生过冲和灯管灯丝电阻很低，为防止预热初期由于以上两个原因使流过谐振电容C7电流过大，造成其端电压较高使灯管产生辉光放电甚至击穿(冷启辉)，采用上电初期，以较正常预热高的工作频率为起始预热频率待电源过冲电压回落，灯丝被初步预热后再转入正常预热频率的两级变频预热方式，可使灯丝的预热较单级预热方式更充分。其实现方法是在荧光灯逆本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种荧光灯逆变器，电路包括振荡与驱动电路（ＩＣ１）、推挽式逆变电路（Ｑ４、Ｑ５、Ｔ）、镇流电感（Ｌ３）及谐振电容（Ｃ７），其特征是延时电路（ＩＣ２）脚３、脚４通过二级管（Ｄ１、Ｄ２）及电阻（Ｒ７、Ｒ８）连接到振荡与驱动电路（ＩＣ１）脚６。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：陈永真，
申请(专利权)人：陈永真，
类型：实用新型
国别省市：21[中国|辽宁]
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