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Title:
HIGH-FREQUENCY GENERATOR, ELECTRODELESS LAMP DRIVING METHOD AND ELECTRODELESS LAMP BALLAST
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/067215
Kind Code:
A1
Abstract:
An electrodeless lamp ballast, mainly comprising: a DC/DC convertor, a closed loop detection module, a CPU and a high-frequency generator;wherein the high-frequency generator comprises a transformer T1, a capacitor C1, an electronic switch K1 and a diode D1. A serial LC resonance circuit is formed by a primary coil L1 of the transformer T1 and the capacitor C1, a secondary coil of the transformer T1 is connected to an electrodeless lamp, a node A is arranged between the transformer T1 and the capacitor C1, the node A is connected to the electronic switch K1 and an anode of the diode D1 in sequence, and a cathode of the diode D1 is grounded;and an output end of the DC/DC convertor is connected to an input end of the transformer T1, the output voltage of the DC/DC convertor is controlled by the CPU, the ON/OFF of the electronic switch K1 is controlled by the CPU, and waveform synchronization signals of the node A are provided for the CPU by the closed loop detection module.Energy can be sufficiently sent to a magnetic ring by the above-mentioned ballast structure, so that the ballast generates little heat or even does not generate heat, thereby prolonging the service life thereof.

Inventors:
LIN HANTONG (CN)
LIU CHANGPEI (CN)
Application Number:
PCT/CN2012/087413
Publication Date:
May 08, 2014
Filing Date:
December 25, 2012
Export Citation:
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Assignee:
LIN HANTONG (CN)
International Classes:
H05B41/36
Foreign References:
CN102065622A2011-05-18
CN201869426U2011-06-15
CN201307963Y2009-09-09
US20050110428A12005-05-26
Attorney, Agent or Firm:
GUANGZHOU ZHONGJUNXIONGJIE INTELLECTUAL PROPERTY AGENCY CO., LTD. (CN)
广州中浚雄杰知识产权代理有限责任公司 (CN)
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Claims:
权 利 要 求 书

1. 一种高频发生器, 其特征在于: 包括变压器 Tl、 电容 Cl、 电子开关 K1以及二极管 D1 , 所述变压器 T1的初级线圈 L1与电容 C1组成串联 式 LC谐振电路, 变压器 T1 与电容 C1 之间设有节点 A, 所述节点 A 依次与所述电子开关 K1和所述二极管 D1 的阳极连接,所述二极管 D1 阴极接地。

2. 根据权利要求 1所述的一种高频发生器, 其特征在于: 所述高频发生器 应用在无极灯镇流器中; 所述变压器 T1的次级线圈与无极灯连接。

3. 一种无极灯驱动方法, 其特征在于:

利用变压器 T1的初级线圈 L1与电容 C1串联组成 LC谐振电路; 将变压器 T1与电容 C1之间的节点 A通过电子开关 K1与二极管 D1连 接;

LC谐振电路所产生的振铃电压负压部分通过二极管 D1和地隔离开来, 使这部分能量送往变压器 T1, 而不会被短路掉;

当振铃电压负压部分变成零伏时, 二极管 D1导通并保证每次对变压器 T1进行充电的地方在零点导通, 也就是变压器 T1每次都在零点充电, 充电完成后电子开关 K1截止;

变压器 T1负责将高频高压能量耦合到无极灯的磁环上使灯管发光。

4. 一种无极灯镇流器, 其特征在于: 主要包括 DC/DC变换器、 闭环检测 模块、 CPU和高频发生器; 所述高频发生器包括变压器 Tl、 电容 Cl、 电子开关 K1以及二极管 D1 , 所述变压器 T1的初级线圈 L1与电容 C1 组成串联式 LC谐振电路, 变压器次级线圈用于与无极灯连接, 变压器 T1与电容 C1之间设有节点 A,所述节点 A依次与所述电子开关 K1和 所述二极管 D1 的阳极连接, 所述二极管 D1 阴极接地; 所述 DC/DC 变换器输出端变压器 T1输入端连接,所述 CPU控制 DC/DC变换器的 输出电压, 所述 CPU控制电子开关 K1 的通断, 所述闭环检测模块为 CPU提供节点 A波形的同步信号。

5. 根据权利要求 4所述的一种无极灯镇流器, 其特征在于: 设有带升压、 稳压和功率因数补偿的整流滤波模块, 所述整流滤波模块与所述 DC/DC变换输入端连接。

6. 根据权利要求 5所述的一种无极灯镇流器, 其特征在于: 设有辅助电源 模块, 所述整流滤波模块给所述辅助电源模块供电, 所述辅助电源模块 给镇流器内的各个模块供电。

7. 据权利要求 5所述的一种无极灯镇流器, 其特征在于: 所述整流滤波模 块输出 +400 V直流电。

8. 根据权利要求 4所述的一种无极灯镇流器, 其特征在于: 所述 DC/DC 变换器与变压器 T1之间设有 LC退耦滤波模块。

9. 根据权利要求 4所述的一种无极灯镇流器, 其特征在于: 所述 CPU通 过隔离驱动模块控制所述电子开关 K1的通断。

10.据权利要求 4所述的一种无极灯镇流器, 其特征在于: 所述 CPU检测

Description:
说 明 书 一种高频发生器、 无极灯驱动方法及无极灯镇流器 技术领域

本发明涉及无极灯, 尤其是无极灯的镇流器以及整流器当中的高频 发 生器。 背景技术

无极灯是一种代表照明技术高光效, 高显色性未来发展方向的新型光 源。照明专家将这种绿色照明新光源称为"照 领域新革命的开始"。但由于 其存在着启动干扰, 低温启动困难容易击穿谐振电容和转换效率低 等一系 列的问题往往被称谓 "技术不成熟"产品。 然而若能将上述问题加以解决, 它必将成为 21世纪最有发展前景的绿色节能照明光源的换 产品。

产品原理: 无极灯由高频发生器、 磁环电磁发生器和灯管三部分组成。 它是通过高频发生器和磁环所产生的电磁场以 感应的方式耦合到灯管内, 使灯管内的金属气体雪崩电离, 形成高速离子; 高速离子连续轰击灯管内 壁的荧光粉使其发出可见光。

自从飞利浦发明了无极灯百年来, 人们还无法突破其 "谐振结构" 。 该结构一直存在的一些缺点一直难以克服。 如: 启动干扰, 低温启动容易 造成谐振电容击穿和能效低等缺点。 。

无极灯大功率化和散热问题, 一直以来没有好的突破, 这与其光效低 下也相关。 发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高频发 生器及无极灯镇流器, 通过 LC谐振开关电源的方式来解决上述无极灯存在 问题。

为解决上述技术问题, 本发明的技术方案之一是: 一种高频发生器, 包括变压器 Tl、 电容 Cl、 电子开关 K1以及二极管 D1 , 所述变压器 T1的 初级线圈 L1与电容 C1组成串联式 LC谐振电路,变压器 T1与电容 C1之 间设有节点 A,所述节点 A依次与所述电子开关 K1和所述二极管 D1 的阳 极连接, 所述二极管 D1 阴极接地。 在这里要特别说明的一点就是节点 A 的波形: 第一是为何会有负压, 振铃电压是以 LC 谐振电路的直流输入电 压为中轴线的, 当输入电压降低的时候, 振铃电压的波谷就会低于零伏, 如果此时没有二极管 D1 隔离, 这部分能量就会被短路掉。 第二就是为何 要负压, 当负压到来的期间对变压器 T1充电, 这时二极管 D1没有导通, 当负压变成零伏时, 二极管 D1导通, 这样就保证每次对变压器 T1进行充 电的地方在零点导通, 也就是每次都在零点充电, 充电完成电子开关 K1 截止, LC谐振电路产生一组振铃电压, 就是节点 A的波形, 连续的波形就 变成高频发生器, 从而去推动无极灯发光。

作为改进,所述高频发生器应用在无极灯镇流 器中; 述变压器 T1的次 级线圈与无极灯连接。

为解决上述技术问题, 本发明的技术方案之二是:

利用变压器 T1的初级线圈 L1与电容 C1串联组成 LC谐振电路; 将变压器 T1与电容 C1之间的节点 A通过电子开关 K1与二极管 D1 连接;

LC 谐振电路所产生的振铃电压负压部分通过二极 管 D1 和地隔离开 来, 使这部分能量送往变压器 T1, 而不会被短路掉;

当振铃电压负压部分变成零伏时, 二极管 D1 导通并保证每次对变压 器 T1进行充电的地方在零点导通, 也就是变压器 T1每次都在零点充电, 充电完成后电子开关 K1截止;

变压器 T1负责将高频高压能量耦合到无极灯的磁环上 灯管发光。 为解决上述技术问题, 本发明的技术方案三是: 一种无极灯镇流器, 主要包括 DC/DC变换器、 闭环检测模块、 CPU和高频发生器; 所述高频 发生器包括变压器 Tl、 电容 Cl、 电子开关 K1以及二极管 D1 , 所述变压 器 T1的初级线圈 L1与电容 C1组成串联式 LC谐振电路, 变压器 T1次级 线圈用于与无极灯连接, 变压器 T1与电容 C1之间设有节点 A, 所述节点 A依次与所述电子开关 K1和所述二极管 D1 的阳极连接, 所述二极管 D1 阴极接地; 所述 DC/DC变换器输出端变压器 T1 输入端连接, 所述 CPU 控制 DC/DC变换器的输出电压, 所述 CPU控制电子开关 K1 的通断, 所 述闭环检测模块为 CPU提供节点 A波形的同步信号。 根据无极灯的特点, 就是启动的时候, 需要高电压; 灯亮的时候需要根据灯的额定功率对 DC/DC进行调整;在开灯时将高频高压送往灯管 使灯管内的介质离子化, 之后根据灯的功率做出相应的调整。 DC/DC 变换器的输出电压值是根据 CPU的指令进行的调整的。 闭环检测模块给 CPU提供节点 A波形的同步 信号, CPU检测到 A点负压来时才对变压器 T1进行充电, 这样由于环境 的温度变化, 造成 LC 谐振回路或者生产时的参数引起的误差等都能 实现 对其频率自动跟踪。 在这里要特别说明的一点就是节点 A的波形: 第一是 为何会有负压, 振铃电压是以 LC 谐振电路的直流输入电压为中轴线的, 当输入电压降低的时候, 振铃电压的波谷就会低于零伏, 如果此时没有二 极管 D1 隔离, 这部分能量就会被短路掉。 第二就是为何要负压, 当负压 到来的期间对变压器 T1充电, 这时二极管 D1没有导通, 当负压变成零伏 时, 二极管 D1导通, 这样就保证每次对变压器 T1进行充电的地方在零点 导通, 也就是每次都在零点充电, 充电完成电子开关 K1截止, LC谐振电 路产生一组振铃电压,就是节点 A的波形,连续的波形就变成高频发生器, 从而去推动无极灯发光。

作为改进, 设有带升压、 稳压和功率因数补偿的整流滤波模块, 所述 整流滤波模块与所述 DC/DC 变换输入端连接。 所述整流滤波模块将 AC85-265V交流电输出为 +400 V直流电。

作为改进, 设有辅助电源模块, 所述整流滤波模块给所述辅助电源模 块供 +400V直流电; 所述辅助电源模块的输出电压为 +5V, +15V, +15V 以及 -5V等, 给镇流器内的各个模块供电。

作为改进, 所述 DC/DC变换器与变压器 T1之间设有 LC退耦滤波模 块。

作为改进,所述 CPU通过隔离驱动模块控制所述电子开关 K1的通断。 作为改进,所述 CPU检测 DC/DC变换器的输出电压 VI。 CPU根据无 极灯的特点, 就是启动的时候, 需要高电压, 也就是将 V1 电压提升。

本发明与现有技术相比所带来的有益效果是:

电子开关 K1保证每次在零电压处导通, 电子开关因此热量很低。送往 变压器的高频信号每次都是一个完整的正弦波 周期,因此变压器 T1 的磁芯 能得到充分的复位,从而变压器 T1 的磁损耗变得最小,变压器 T1不发热。 附图说明

图 1为镇流器电路结构框图。 具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步说明。

如图 1所示, 一种无极灯镇流器, 主要包括 DC/DC变换器、 滤波整流 模块、 辅助电源模块、 LC退耦滤波模块、 隔离驱动模块、 闭环检测模块、 CPU和高频发生器。

所述高频发生器包括变压器 Tl、 电容 Cl、 电子开关 K1 以及二极管 D1 , 所述变压器 T1的初级线圈 L1与电容 C1组成串联式 LC谐振电路, 谐振是该电路能量转换最高效率的办法;变压 器 T1次级线圈用于与无极灯 连接, 变压器 T1 负责将高频高压能量耦合到无极灯的磁环上使 灯管发光, 变压器 T1在这里还起着隔离作用,解决传统的无极灯 动干扰的问题; 变 压器 Τ1与电容 C1之间设有节点 Α, 所述节点 Α依次与所述电子开关 K1 和所述二极管 D1 的阳极连接, 所述二极管 D1 阴极接地。

所述整流滤波模块带升压、 稳压和功率因数补偿功能, 该模块在市场 可以购买。 所述整流滤波模块将 AC85-265V交流电输出为 +400V直流电, 并供给 DC/DC变换器和辅助电源模块。

所述辅助电源模块的输出电压为 +5V, +15V, +15V以及 -5V等, 给 镇流器内的各个模块供电。

所述 DC/DC变换器输出端通过 LC退耦滤波模块与变压器 T1输入端 连接。 DC/DC变换器将 +400V进行降压输出, 其输出电压值是根据 CPU 的指令进行调整的。

所述 CPU控制 DC/DC变换器的输出电压 V1, 同时还检测 DC/DC变 换器的输出电压 VI; CPU根据无极灯的特点: 就是启动的时候, 需要高 电压,也就是将 V1 电压提升;灯亮的时候需要根据灯的额定功率 对 DC/DC 进行调整, 在开灯时将高频高压送往灯管, 使灯管内的介质离子化, 之后 根据无极灯的功率做出相应的调整。

CPU通过隔离驱动模块驱动电子开关 K1 导通和截止。 所述的电子开 关 K1可以为 IGBT、 MOS管等。

所述闭环检测模块给 CPU提供节点 A波形的同步信号, CPU检测到 A点负压来时才对变压器 T1 进行充电, 这样由于环境的温度变化, 造成 LC谐振回路或者生产时的参数引起的误差等都 实现对其频率自动跟踪。

所述二极管 D1使 LC所产生的振铃电压负压部分和地隔离开来, 这 部分能量送往变压器 T1 , 而不会被短路掉。

在这里要特别说明的一点就是节点 A的波形: 第一是为何会有负压, 振铃电压是以 LC 谐振电路的直流输入电压为中轴线的, 当输入电压降低 的时候, 振铃电压的波谷就会低于零伏, 如果此时没有二极管 D1 隔离, 这部分能量就会被短路掉。 第二就是为何要负压, 当负压到来的期间对变 压器 T1充电, 这时二极管 D1 没有导通, 当负压变成零伏时, 二极管 D1 导通,这样就保证每次对变压器 T1进行充电的地方在零点导通, 也就是每 次都在零点充电, 充电完成电子开关 K1截止, LC谐振电路产生一组振铃 电压, 就是节点 A的波形, 连续的波形就变成高频发生器, 从而去推动无 极灯发光。

无极灯与 LED灯的比较中可以知道: 无极灯的显色性比 LED灯高, 因为无极灯发出来的光线频谱接近太阳光;并 且其发光效率要高于 LED灯。

另外, 利用本发明镇流器与无极灯配合, 很好的解决了大功率无极灯 的散热问题。 镇流器采用了上述的结构使能量能充分的送往 磁环, 因此该 镇流器不发热, 甚至发热量很低, 从而使其寿命延长。 比如电子开关 K1 保证每次在零电压处导通, 电子开关因此热量很低; 送往变压器的高频信 号每次都是一个完整的正弦波周期,因此变压 器 T1 的磁芯能得到充分的复 位, 从而变压器 T1 的磁损耗变得最小, 变压器 T1不发热。