一种荧光灯激励电路制造技术

一种荧光灯激励电路，提供了一种荧光灯激励电路的频率和幅度控制及其使用方法。该发明专利技术使用一个供电电源及控制电路来驱动荧光灯，电源由低压直流电源（DC）例如电池提供。该电路包括一个能将低压直流电转换为高压交流电的转换器，该转换器包括一个陶瓷反馈升压变压器，该变压器能将交流信号放大到足够点亮电灯的程度，并提供一个用来监视变压器谐振频率的反馈信号。供电电源和控制电路也包括一个控制电灯电流幅值的第一反馈电路和一个使得转换器工作在变压器谐振频率下的第二反馈电路。

【技术实现步骤摘要】
一种荧光灯激励电路
:本专利技术涉及到荧光灯的驱动电路。更特别的是，该专利技术涉及到荧光灯电源电路，该电源电路使用第一反馈回路来调整电灯电流振幅，使用第二反馈电路，通过具有独立电压反馈的陶瓷升压变压器的谐振频率来同步直流交流电路转换器电路系统。
技术介绍
:荧光灯正逐渐被广泛使用来提供有效的、大范围的可见光。例如，便携式计算机，像是膝上型电脑和笔记本电脑，它们将荧光灯应用在背光或侧光液晶显示器上，以此来改善显示的对比度和亮度。荧光灯还被用来照亮汽车仪表盘，并且有可能用于靠电池驱动的紧急出口指示灯装置上。因为荧光灯更加高效，比普通白炽灯照明范围更广，所以在低压应用中也非常有用处。尤其在需要长时间靠电池供电的应用中，例如便携式计算机，荧光灯效率的提高延长了电池的续航时间，减轻了电池的重量，或者两者能同时得到改善。在例如上述所提到的低压应用中，电源和控制电路必须被用来操控荧光灯。在许多使用荧光灯的应用中，一个电压范围在3到20伏之间的直流源提供电源来操控电灯。但是，荧光灯通常需要有效值为1000伏的交流电压源来启动，并且需要有效值超过200伏的电压来维持照明。荧光灯如果由低失真的正弦波输出来驱动，则其运转起来最为有效。荧光灯的激励频率大多从约20kHz到约100kHz。因此，需要一个交直流电源将有效的低压直流输入转换为高压、高频的交流输出来向荧光灯供电。图1展示了一个已知的用于将低压直流转换为高压、高频交流的荧光灯电源电路框图。电灯电路10包括低压直流源12，稳压器14，交直流转换器16，荧光灯18和振幅反馈电路20。低压直流源12向电路10提供电源，并且有可能是任意直流电源。例如，在使用便携式计算机比如膝上型电脑或是笔记本电脑时，直流源12就有可能是提供3到5伏电压的镍镉或镍氢电池。或者，如果电灯电路10用在汽车仪表盘上，那么直流源12就有可能是12到14伏的汽车电池和供电电源直流源12向稳压器14提供低压直流电，稳压器14可以是线性的或是开关式稳压器。为了获得最大效率，一般使用开关式稳压器。稳压器14向交直流转换器16提供规定的低压直流输出电压Vd。。交直流转换器16将Vdc转换成足够大的高压、高频交流输出电压\c来驱动荧光灯18。Vac的峰值振幅大约比Vd。的振幅大50到200倍。例如，在便携式计算机的显示照明上，荧光灯18就有可能是冷或热阴极荧光灯。稳压器14和交直流转换器16向荧光灯18提供高压交流电源。振幅反馈电路20产生反馈电压AFB，该电压与荧光灯电流Iump成正比。电流反馈根据电流Iump的幅值控制稳压器14的输出，稳压器14的输出转而控制交直流转换器16的输出。最终，由突光灯18传导的电流Iump的幅值和电灯由此而发出的光的强度就被控制在一个大致不变的值内。通过将荧光灯18包含在具有稳压器的电流反馈回路中，荧光灯的电流及发光强度就能被控制并且维持充分的稳定，尽管有输入电源的变化，电灯阻抗以及环境因素的影响。电灯电路10同样地弥补了低压直流源12的输出电压的变化，这些特点延长了荧光灯在某些应用中的使用寿命。图2展示了已知电灯电路10的更加详细的框图。特别的是，转换器16包含了自激振荡电路22和陶瓷升压变压器24。自激振荡电路22阻断了稳压器14提供的低压直流信号Vd。来产生一个由陶瓷升压变压器24提供的低压、高频方波交流信号Va。。陶瓷升压变压器作为一个高频选、高增益升压设备在运行，同时将低压、高频交流信号Va。转化为高压、高频交流信号\c。图3提供了一副具有谐振频率Fk的陶瓷升压变压器24的阻抗与频率关系曲线图。从理论上说，陶瓷升压变压器24在谐振频率Fk处阻抗为零，在非谐振频率处阻抗为无穷大。实际上，陶瓷升压变压器24在谐振处的阻抗小到可以忽略不计，在其他频率处为高阻抗。因此，当频率从任一方向调至谐振频率时，阻抗就会突然减小至其最小值。阻抗尖峰两侧陡峭的非线性斜坡有时被称作“裙摆”。[0011 ] 特别的是，在谐振时，陶瓷升压变压器24的压电特性使其成为一个内阻可忽略的高增益、升压设备，在非谐振时，陶瓷升压变压器24表现为高阻抗电路(理论上接近于开路)。在“裙摆”频率时，陶瓷升压变压器24有阻抗的中间范围。陶瓷升压变压器24于是起到一个具有高度选择性的窄范围滤波器的作用。因此，陶瓷升压变压器24的输入不需要是充分地正弦曲线。例如，如果Va。是频率为谐振频率Fk的方波信号，Va。就有可能被表示为频率为Fk的正弦曲线(通过傅立叶级数)，加上频率Fk奇数阶谐波的正弦的无穷级数。陶瓷升压变压器24放大了 Va。在Fk处的正弦分量，并且减弱了较高频的谐波。因此，陶瓷升压变压器24可以很方便地生成频率为谐振频率Fk的低失真、高压、高频正弦波来很好地驱动荧光灯18。组成自激振荡驱动电路的电路元件，根本上决定了驱动的振荡频率f；s。，理想的振荡频率f。,。等于谐振频率FK。然而，因为元件容差，环境因素以及驱动电路22和陶瓷升压变压器24的老化，振荡频率f；s。有可能不同于谐振频率Fk，存在±20%的偏差。如果显著地非共振，那么图2中的电灯电路10有可能就不能有效运作，甚至完全不能工作。已知的电路已经将非共振操作变为一种控制电灯电流振幅的方法。图4展示了一个已知的电灯电路，该电路使用频率控制回路来维持共振与非共振的稳定运行。特别的是，电灯电路40包括低压直流源12，电灯18，陶瓷升压变压器24，运算放大器(0ΡΑΜΡ)30，电压控制振荡器(VCO) 32和驱动器34。运算放大器30有第一输入端26和第二输入端28,其第一输入端26 f禹合在由低压直流源12提供的电压控制信号VC上，第二输入端28耦合在来自电灯18的反馈信号FB上。正如下面所描述的，VC控制了电压控制振荡器32的输出频率。运算放大器30产生一个与反馈信号FB和电压控制信号VC之差成正比的直流电压信号，并且以此来设置电压控制振荡器32的控制频率。电压控制振荡器产生一个交流信号，之后被驱动器34放大。驱动器34的输出端耦合在陶瓷升压变压器24的输入端。陶瓷升压变压器24输出一个加强的正弦电压波形来驱动电灯18。反馈信号FB与电灯电流Iump成正比，并且用来调整电灯的驱动。低压直流源12，运算放大器30和电压控制振荡器32控制电灯电路40的振荡频率。通过调整电压控制信号VC，电灯电路40可以被校正来使得电灯18工作在陶瓷升压变压器24的谐振频率Fk下。此外，控制信号VC可以用来使得电灯18非共振，以此来改变电灯电流I.的大小以及电灯18的亮度。因此，图4中已知的电灯电路使用复杂的电路来确保电灯电路40可以不共振运行而不会禁用电路或是关闭电灯18。但是，电路不能提供一个简单的值，既能控制电灯电流的振幅，又能使驱动器的工作频率与陶瓷升压变压器的谐振频率相匹配。考虑到上述事项，因此需要提供一个陶瓷升压变压器电灯电路以及通过提供振幅反馈控制和频率反馈控制来调整电灯电流和振荡频率的方法。此外，还需要提供一个陶瓷升压变压器电灯电路以及具有最小复杂度的调整电灯电流和振荡频率的方法。
技术实现思路
:本专利技术的一个目的是提供一个陶瓷升压变压器电灯电路以及通过提供振幅反馈控制和频率反馈控制来调整电灯电流和振荡频率的方法。本专利技术的另一个目的是提供一个陶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种荧光灯激励电路，其特征是：用一个直流（DC）电源和一个陶瓷升压变压器控制荧光灯，陶瓷升压变压器具有第一、第二输入端，第一、第二输出端以及谐振频率，陶瓷变压器的第一输出端耦合在荧光灯上，陶瓷变压器的第二输出端提供一个与第一输出端相独立的电压反馈信号，电灯传导电流，其方法如下：产生一个与电灯电流成正比的振幅反馈信号；通过直流电源调整直流电压；将调整的直流电压转换成交流信号；向陶瓷变压器的第一和第二输入端提供交流信号；测得电压反馈信号，使交流信号频率与谐振频率同步；根据振幅反馈信号控制调整的直流电压；转化步骤包括产生频率为第一频率的第一、第二方波信号，两个方波信号的相位相差180°；同步步骤包括调整第一频率，使其与谐振频率相匹配；测得信号步骤进一步包括测得独立于电灯电流振幅的谐振频率；转化步骤包括经带通滤波后的电压反馈信号提供一个经过滤波的反馈信号；通过放大滤波反馈信号和直流基准信号的差来生成交流信号。

【技术特征摘要】
1.一种荧光灯激励电路，其特征是:用一个直流(DC)电源和一个陶瓷升压变压器控制荧光灯，陶瓷升压变压器具有第一、第二输入端，第一、第二输出端以及谐振频率，陶瓷变压器的第一输出端I禹合在突光灯上，陶瓷变压器的第二输出端提供一个与第一输出端相独立的电压反馈信号，电灯传导电流，其方法如下:产生一个与电灯电流成正比的振幅反馈信号；通过直流电源调整直流电压；将调整的直流电压转换成交流信号；向陶瓷变压器的第一和第二输入端提供交流信号；测得电压反馈信号，使交流信号频率与谐振频率同步；根据振幅反馈信号控制调整的直流电压；转化步骤包括产生频率为第一频率的第一、第二方波信号，两个方波信号的相位相差180° ;同步步骤包括调整第一频率，使其与谐振频率相匹配；测得信号步骤进一步包括测得独立于电灯电流振幅的谐振频率；转化步骤包括经带通滤波后的电压反馈信号提供一个经过滤波的反馈信号；通过放大滤波反馈信号和直流基准信号的差来生成交流信号。2.根据权利要求1所述的一种荧光灯激励电路，其特征是:一个使用直流(DC)电源和陶瓷升压变压器的荧光灯电路具有第一、第二输入端，第一、第二输出端和谐振频率，陶瓷变压器的第一输出端I禹合在突光灯上，陶瓷变压器的第二输出端提供一个与第一输出端相独立的电压反馈信号，电灯电路包括:一个耦合在直流电源上的稳压器；一个耦合在稳压器和陶瓷变压器第一、第二输入端的振荡激发器；一个耦合在振荡激发器和陶瓷变压器第二输出端的频率反馈电路；还有一个耦合在电灯和稳压器上的振幅反馈电路。3.根据权利要求2所述的一种荧光灯激励电路，其特征是:频率反馈电路包括一个电阻；一个有一个输入端和一个输出端的半波整流器，其输入端耦合在陶瓷变压器的第二输出端上；一个有一个输入端和一个输出端的反向放大器，其输入端I禹合在半波整流器的输出端上，输出端耦合在振荡激发器上；一个带通滤波器，该带通滤波器有一个大体上与陶瓷变压器谐振频率相等的中心频率。4.根据权利要求2所述的一种荧光灯激励电路，其特征是:振幅反馈电路包括:第一和第二二极管，每个二极管都有正负极，第一二极管的正极接地，第一二极管的负极耦合到电灯和第二二极管的正极上；一个有第一接线端和第二接线端的电阻，其第一接线端耦合在第二二极管的负极上，第二接线端耦合在稳压器上；一个接在第二二极管负极和地之间的可变电阻；一个接在电阻第二接线端和地之间的电容器；一个有一个输入端和一个输出端的半波整流器，其输入端稱合在电灯上；一个有一个输入端和一个输出端的低通滤波器，其输入端I禹合在半波整流器的输出端上，输出端I禹合在稳压器上；一个有第一接线端和第二接线端的可变电阻，其第一接线端耦合在半波整流器的输出端，第二接线端接地。5.根据权利要求2所述的一种荧光灯激励电路，其特征是:振荡激发器有第一、第二输入端和第一、第二输出端，振荡激发器的第一、第二输出端分别I禹合在陶瓷变压器的第一、第二输入端上；稳压器包含第一、第二输入端和第一、第二输出端，稳压器的第一输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志鹏，
申请(专利权)人：苏州贝克微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：