專利名稱：一種氣體放電燈的驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣體放電燈的驅動裝置的電路結構，尤其涉及對氣體放電燈驅動裝置中變壓器的電
路結構。
背景技術：
在氣體放電燈的驅動技術中，為了提高效率(即省電)和縮小體積，通常采用高頻開關方式。常用 的電路有半橋電路，全橋電路和推挽電路等如LCD背光的INVERTER (逆變器)采用低壓全橋逆變電 路或推挽逆變電路(需要二次電源轉換)；節(jié)能燈和日光燈的高頻電子鎮(zhèn)流器基本都采用半橋電路；
采樣半橋(自激)式電路的電子鎮(zhèn)流器振蕩頻率的離散性非常大，批量產(chǎn)品的質(zhì)量很難控制；半橋
電路的輸出電壓很低，^JBPPFC (無源功率因素校正)的半橋電路在供電電壓低至150V時的輸出電壓僅
有75V，而10W以上熒光燈所需要的工作電壓都高于這個值(例如T5-28W熒光燈管的正常工作電壓為
170V);在電子鎮(zhèn)流器的輸出電壓低于燈管工作電壓的情況下，為了正常點亮熒光燈，必須依靠限流電感
和啟動電容之間產(chǎn)生的串聯(lián)諧振，來提高和滿足燈管的工作電壓；而串聯(lián)諧振的建立，必須保證在特定
工作頻率不變的情況下，限流電感的感抗與啟動電容的容抗相等；在電子鎮(zhèn)流器中限流電感與啟動電容
的值一旦確定是不能改變的，因此，保證電子鎮(zhèn)流器工作頻率的準確性和穩(wěn)定性，是保證電子鎮(zhèn)流器工
作質(zhì)量的關鍵問題；半橋電路中所有元器件的誤差，也包括供電電壓、環(huán)境工作溫度等外在因素的變化，
都直接關系到開關電路工作頻率的穩(wěn)定性；產(chǎn)品質(zhì)量離散性很大主要表現(xiàn)在a.同一批產(chǎn)品中有的可以用
很多年，而有的只能用幾天；b.同一只鎮(zhèn)流器在更換燈管后工作數(shù)據(jù)會隨之改變；c.即使是使用同一只
燈管，隨著元器件和燈管的老化，工作數(shù)據(jù)仍然會不斷變化；d，同一只鎮(zhèn)流器，使用同一只燈管，在同
一天里，由于早、中、晚的溫差和電壓變化也會使工作數(shù)據(jù)有很大的不同；無論怎樣嚴格控制，都不可
能保證批量生產(chǎn)的一致性和使用過程中的穩(wěn)定性。
在采用半橋式電路的電子鎮(zhèn)流器，電路工作中還存在兩種振蕩頻率: 一種是開關電路的振蕩頻率(簡
稱工作頻率)；另一種是限流電感和啟動電容之間的諧振頻率(簡稱諧振頻率)；由于諧振電路是開關電
路的負載，因此，工作頻率與諧振頻率之間存在以下三種匹配關系-
第l種工作頻率大于諧振頻率時，開關電路的負載呈感性
第2種工作頻率等于諧振頻率時，開關電路的負載呈阻性
第3種工作頻率小于諧振頻率時，開關電路的負載呈容性 容性負載對于電子鎮(zhèn)流器開關電路來講危害是致命的。圖13 a是開關電路的負載呈容性時場效 應管的柵極驅動波形，在波形的上升沿有一個明顯的鋸齒波圖13 b和圖13 c是開關電路的負載呈容 性時雙極性三極管的基極驅動波形，圖13 b波形的上升曲線上有一個明顯的鋸齒波圖13 c波形則產(chǎn)
生了很嚴重的波形斷裂，相當于開關了兩次。這些波形都說明電子鎮(zhèn)流器開關電路是工作在硬開關狀態(tài)， 此時的開關管功耗加大，溫升加劇，應力變差，非常容易損壞。
我們知道，燈管在啟動和正常工作時的電壓、電流差異很大，這種差異導致半橋(自激式)電子 鎮(zhèn)流器的啟動頻率與工作頻率不一致(啟動頻率高，工作頻率低)，這就出現(xiàn)了一個致命的問題為了保 證燈管啟動時能夠獲得足夠的啟動高壓，諧振頻率必須與啟動頻率相等或者誤差很小，但在正常工作以 后工作頻率降低，使得工作頻率小于諧振頻率，開關電路的負載呈容性，開關管工作在硬開關狀態(tài)，承 受的應力很大，非常容易損壞。這是半橋自激式電子鎮(zhèn)流器存在的致命缺陷！也是為什么容易損壞的主 要原因。
除了上述半橋電子鎮(zhèn)流器的特性外，半橋電路還存在，在供電電壓升高后，不能控制輸出功率，造 成電路過載而損壞，等等；

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種單諧振電路裝置，對氣體放電燈進行恒功率驅動， 使用該裝置能夠直接利用電網(wǎng)的交流電變換為高頻交流電驅動氣體放電燈燈管發(fā)光，并采用改變發(fā)光占 空比電路來調(diào)節(jié)亮度，不需要改變輸入電壓，在寬電壓范圍內(nèi)進行恒功率驅動，又提高了裝置的可靠性， 與電感鎮(zhèn)流器相比提高(35%-60%)的效率，與半橋電子鎮(zhèn)流器比節(jié)電5%-20%:
為達到上述目的，本發(fā)明提供的一種氣體放電燈的驅動裝置，包括
變壓器，由初級繞組Np (匝數(shù)為Np)、次級繞組Ns (匝數(shù)為- Ns)、輔助繞組Nf (匝數(shù)為Nf) 和輔助繞組NV (匝數(shù)為NV)組成；用于產(chǎn)生高頻電壓；所述初級繞組Np的兩端分別連接到①和②端 上，其中①為同名端；所述次級繞組Ns的兩端分別連接到⑥和⑩端上，其中⑥為同名端所述輔助繞組 Nf的兩端分別連接到③和⑤端上，其中⑤為同名端；所述輔助繞組Nv的兩端分別連接到③和④端上， 其中③為同名端；所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端)；所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器 骨架上的接線柱的端號，只是用來方便區(qū)分繞組相互之間的相對位置和關聯(lián)，所述端號完全可以從新排 列
所述變壓器的①端連接到直流電源Vin的正端，所述Vin為電源電壓；所述變壓器的②端連接到開 關管的漏極D (或集電極c)，所述變壓器的③端連接到直流電源Vin的負端，所述變壓器的④端和⑤端 分別連接到脈沖控制電路，所述變壓器的⑩端連接到諧振電容的一端，所述諧振電容的另一端連接到氣 體放電燈的一端，所述氣體放電燈的另一端連接到直流電源Vin的負端，其中所述變壓器的⑥端又連接 到所述變壓器的②端；
開關管，由漏極D (或集電極c)、柵極G (或基極b)和源極S (或發(fā)射極e)組成，其中所述漏
極D (或集電極c)連接到變壓器的②端，所述源極S (或發(fā)射極e)連接到所述直流電源Vin的負端， 所述柵極G (或基極b)連接到脈沖控制電路，所述開關管和所述變壓器在脈沖控制電路的作用下產(chǎn)生高 頻交流電壓；
脈沖控制電路，所述脈沖控制電路有6個引出腳①、②、③、 、⑤和⑥腳；所述脈沖控制電路 的(D腳連接到所述直流電源Vta的正極，所述脈沖控制電路的②腳連接到所述變壓器的⑤端，所述脈沖 控制電路的③腳連接到所述直流電源Vin的負極，所述脈沖控制電路的④腳連接到所述變壓器的④端， 所述脈沖控制電路的⑤腳連接到異常控制電路的輸出端，所述脈沖控制電路的⑥腳連接到所述開關管的 柵極G (或基極b):從所述變壓器的④端和⑤端分別連接到所述脈沖控制電路②和④腳的的信號，經(jīng)過 脈沖控制電路內(nèi)部的處理，產(chǎn)生調(diào)頻和調(diào)寬脈沖，去控制所述開關管的柵極G (或基極b)，達到控制所 述氣體放電燈驅動器(鎮(zhèn)流器)的輸出頻率和功率
異?？刂齐娐罚霎惓？刂齐娐酚?個引出腳①、②、③和④腳，所述①腳連接到所述開光 管漏極D (或集電極c)，所述②腳(為異?？刂齐娐返妮敵龆?連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，所述 ③腳連接到所述直流電源Vin的負極，所述④腳連接到所述變壓器的⑤端，所述異?？刂齐娐穼λ鲩_ 光管漏極D(或集電極c)上的脈沖電壓進行監(jiān)控，和對所述變壓器的⑤端的脈沖電壓進行監(jiān)控，把監(jiān)測 到的異常信號進行處理，并透過所述脈沖控制電路的⑤腳來控制和保護所述開關管，使之處于安全狀態(tài)；
諧振電容，起隔直流和諧振的作用，連接到所述變壓器⑩端和氣體放電燈的一端之間，用于和所述 變壓器的繞組電感諧振，產(chǎn)生高頻電壓點燃氣體放電燈；所述諧振電容，也使脈沖波變?yōu)闇收也?br> 預熱啟動電路，在熒光燈點亮之前對熒光燈燈絲施加(大約0.4秒的)預熱電流，用于預熱熒光燈 燈管，在熒光燈點亮之后關斷熒光燈燈絲所施加的預熱電流；所述預熱啟動電路是串聯(lián)在兩級燈絲中間 的PCT (正溫度系數(shù))熱敏電阻，當高頻電壓施加于所述氣體放電燈管兩端時，所述電壓通過兩級的燈 絲施加于所述PCT上，經(jīng)過(大約0.4秒的)時間PCT發(fā)熱斷開(變?yōu)楦咦?，這樣，由于燈絲流過了加 熱電流就對所述氣體放電燈管進行了預熱；所述預熱啟動電路也可以取消(或不用)因為在所述氣體放 電燈燈管未點燃之前所述氣體放電燈燈管相當于空載，由于變壓器的漏感會產(chǎn)生瞬時高壓，當所述瞬時 高壓的功率設計得足夠大時，使得所述氣體放電燈燈管跳過輝光放電階段，直接到達弧光放電階段(相 當于高速的汽車越過凹坑車輪是懸空而過的一樣)，點燃所述氣體放電燈燈管，使得所述氣體放電燈燈管 達到延長壽命的目的；在納燈或金鹵燈的應用場合，所述預熱啟動就是觸發(fā)(器)啟動，在觸發(fā)電壓小 于等于3000V的所述納燈或金鹵燈，可以取消觸發(fā)啟動，本電路自己就可以啟動；
當直流電源Vin連接到電路時，由所述脈沖控制電路使所述開關管導通，所述直流電源電壓Vm加
于初級繞組Np上，同時所述變壓器次級繞組Ns產(chǎn)生負脈沖電壓，即輸出所述高頻交流電壓的負半馬，
對所述諧振電容充電，充電電流由所述的直流電源Vin的負端，經(jīng)過(串聯(lián)的)所述氣體放電燈，到與 之串聯(lián)的所述諧振電容，再到所述變壓器次級繞組Ns (⑩一⑥)，再經(jīng)過飽和導通的開關管的漏極D和 源極S回到所述的直流電源Vin的負端；同時，所述變壓器輔助繞組Nf (③和⑤上)產(chǎn)生正脈沖電壓， 通過所述脈沖控制電路，進一步作用于所述開關管，控制輸出功率；當所述脈沖控制電路在經(jīng)過t時間后 (t由脈沖控制電路內(nèi)部的功率控制電路和或電壓控制電路設定)，使所述開關管截止，則所述變壓器初 級繞組Np與直流電源Vin斷開，由于所述初級繞組Np上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切 斷或改變方向，則所述變壓器的次級繞組Ns的⑩端電位由負極性變正極性，則施加于所述氣體放電燈上 的正脈沖電壓為所述變壓器的次級繞組Ns和次級繞組Np上生產(chǎn)的正脈沖相加，再加上所述電源電壓 Vin和所述諧振電容在負半周所充的電壓，并通過所述諧振電容點燃氣體放電燈(燈管)同時，所述輔 助繞組Nv0和③上產(chǎn)生正脈沖電壓，加于所述脈沖控制電路上，通過所述脈沖控制電路內(nèi)部整流，產(chǎn)生 直流電壓Vv用于供應所述脈沖控制電路，同時脈沖控制電路也通過采樣所述直流電壓Vv，來穩(wěn)定所述 變壓器初級繞組Ns的⑩和⑥上產(chǎn)生的輸出電壓；并在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正 弦波
如上所述當開關管飽和導通時，所述直流電源電壓加于初級繞組Np上，同時次級繞組Ns的⑩至 ⑥端上生產(chǎn)負脈沖電壓為
Voft="(Ns/Np)*Vin;
通過氣體放電燈對諧振電容進行充電，因為在開關管飽和導通時，所述變壓器⑥端接通了直流電源Vin 的負端，穩(wěn)態(tài)后諧振電容上的電壓Vc為
Vc= Vo負-(Ns /Np)*Vin; 所^^脈沖控制電路在經(jīng)過t時間后(t由脈沖控制電路內(nèi)部的功率控制電路和或電壓控制電路設定)， 使所述開關管截止，即刻關斷開關管，則所述變壓器初級繞組Np與所述直流電源Vin斷開，此時，由于 所述變壓器的初級繞組Np上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則次級繞組 Ns的⑩和⑥端生產(chǎn)正脈沖電壓為
Vol A-:=(Ns/Nv)*Vv; 所述變壓器的次級繞組Np的①和②端生產(chǎn)正脈沖電壓為
Vo2 ￡=(Np/Nv)*Vv;
則所述變壓器⑩端和所述直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓(高頻準正弦波的正半周)為
Vo正Vol ,1:+￥。2正+\^^=(0^+^,)**+ (l+(Ns/Np)) *Vin;
對氣體放電燈供電，此供電電流并對磁心去磁，由諧振電容的放電使磁心工作到第三象限；所述電
壓Vv值由脈沖控制電路的電壓控制電路確定
上述的脈沖電壓，在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波施加于氣體放電燈管 上的電壓為
V燈=Vo/0.7072
如此循環(huán)周而復始，產(chǎn)生高頻正弦波加于氣體放電燈上，使其發(fā)光；改變Np、 Ns和Nv的數(shù)值即可 改變輸出的電壓，以適應不同參數(shù)的氣體放電燈；
本發(fā)明提供的另一種氣體放電燈的驅動裝置，包括
變壓器，由初級繞組Np (匝數(shù)為Np)、次級繞組Ns由W股并繞組成(匝數(shù)為Ns)、輔助繞組 Nf (匝數(shù)為Nf)和輔助繞組NV (匝數(shù)為NV)組成；用于產(chǎn)生高頻電壓；所述初級繞組Np的兩端分 別連接到①和②端上，其中①為同名端所述多股(設W4)次級繞組Ns的一端都連接到⑥端、另一端 分別連接到⑦、⑧、⑨和⑩端上，其中⑥為同名端；所述輔助繞組Nf的兩端分別連接到③和⑤端上，其 中(D為同名端；所述輔助繞組Nv的兩端分別連接到③和④端上，其中③為同名端；所述同名端為繞組繞 線方向一致的始端(或終端)；所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱的端號，只是用來方便 區(qū)分繞組相互之間的相對位置和關聯(lián)，所述端號完全可以從新排列；
所述變壓器的①端連接到直流電源Vin的正端，所述Vin為電源電壓；所述變壓器的②端連接到開 關管的漏極D (或集電極c),所述變壓器的③端連接到直流電源Vin的負端，所述變壓器的④端和⑤端 分別連接到脈沖控制電路，所述變壓器的⑦、⑧、⑨和⑩端分別連接到諧振電容1、 2、 3和4的一端， 所述諧振電容l、 2、 3和4的另一端分別連接到氣體放電燈1、 2、 3和4的一端，所述氣體放電燈l、 2、 3和4的另一端都連接到直流電源Vin的負端，其中所述變壓器的⑥端又連接到所述變壓器的②端
開關管，由漏極D (或集電極c)、柵極G (或基極b)和源極S (或發(fā)射極e)組成，其中所述漏 極D (或集電極c)連接到變壓器的②端，所述源極S (或發(fā)射極e)連接到所述直流電源Vin的負端，所述柵極G (或基極b)連接到脈沖控制電路，所述開 關管和所述變壓器在脈沖控制電路的作用下產(chǎn)生高頻交流電壓
脈沖控制電路，所述脈沖控制電路有6個引出腳①、②、③、 、 和 腳所述脈沖控制電路 的①腳連接到所述直流電源Vin的正極，所述脈沖控制電路的②腳連接到所述變壓器的⑤端，所述脈沖 控制電路的③腳連接到所述直流電源Vin的負極，所述脈沖控制電路的④腳連接到所述變壓器的④端， 所述脈沖控制電路的⑤腳連接到異常控制電路的輸出端，所述脈沖控制電路的⑥腳連接到所述開關管的 柵極G (或基極b);從所述變壓器的④端和⑤端分別連接到所述脈沖控制電路②和④腳的的信號，經(jīng)過
脈沖控制電路內(nèi)部的處理，產(chǎn)生調(diào)頻和調(diào)寬脈沖，去控制所述開關管的柵極G (或基極b)，達到控制所述氣體放電燈驅動器(鎮(zhèn)流器)的輸出頻率和功率；
異?？刂齐娐罚霎惓？刂齐娐酚?個引出腳①、②、③和④腳，所述①腳連接到所述開光 管漏極D (或集電極c),所述②腳(為異?？刂齐娐返妮敵龆?連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，所述 ③腳連接到所述直流電源Vin的負極，所述(D腳連接到所述變壓器的⑤端，所述異?？刂齐娐穼λ鲩_ 光管漏極D(或集電極c)上的脈沖電壓進行監(jiān)控，和對所述變壓器的⑤端的脈沖電壓進行監(jiān)控，把監(jiān)測 到的異常信號進行處理，并透過所述脈沖控制電路的⑤腳來控制和保護所述開關管，使之處于安全狀態(tài)；
諧振電容l、 2、 3和4，起隔直流和諧振的作用，分別連接到所述變壓器⑦、⑧、⑨和逾端上，諧 振電容l、 2、 3和4的另一端分別連接到氣體放電燈1、 2、 3和4的一端，用于和所述變壓器的繞組電 感諧振，產(chǎn)生高頻電壓點燃氣體放電燈；所述諧振電容，也使脈沖波變?yōu)闇收也ǎ?br> 預熱啟動電路，在熒光燈點亮之前對熒光燈燈絲施加(大約0.4秒的)預熱電流，用于預熱熒光燈 燈管，在熒光燈點亮之后關斷熒光燈燈絲所施加的預熱電流所述預熱啟動電路是串聯(lián)在兩級燈絲中間 的PCT (正溫度系數(shù))熱敏電阻，當高頻電壓施加于所述氣體放電燈管兩端時，所述電壓通過兩級的燈 絲施加于所述PCT上，經(jīng)過(大約0.4秒的)時間PCT發(fā)熱斷開(變?yōu)楦咦?，這樣，由于燈絲流過了加 熱電流就對所述氣體放電燈管進行了預熱所述預熱啟動電路也可以取消(或不用)在所述氣體放電燈 燈管未點燃之前所述氣體放電燈燈管相當于空載，由于變壓器的漏感會產(chǎn)生瞬時高壓，當所述瞬時高壓 的功率設計得足夠大時，使得所述氣體放電燈燈管跳過輝光放電階段，直接到達弧光放電階段(相當于
高速的汽車越過凹坑車輪是懸空而過的一樣)，點燃所述氣體放電燈燈管，使得所述氣體放電燈燈管達到 延長壽命的目的；在納燈或金鹵燈的應用場合，所述預熱啟動就是觸發(fā)(器)啟動，在觸發(fā)電壓小于等 于3000V的所述納燈或金鹵燈，可以取消觸發(fā)啟動，本電路自己就可以啟動；
當直流電源Vin連接到電路時，由所述脈沖控制電路使所述開關管導通，所述直流電源電壓Vin加 于初級繞組Np上，同時所述變壓器次級繞組Ns產(chǎn)生負脈沖電壓，即輸出所述高頻交流電壓的負半周， 分別對所述諧振電容1、 2、 3和4充電，充電電流分四路由所述的直流電源Vin的負端，分別通過所述 氣體放電燈l、 2、 3和4，到與之串聯(lián)的所述諧振電容l、 2、 3和4，再到所述變壓器次級繞組Ns的⑦、 ⑧、⑨和⑩端到達⑥端，再經(jīng)過飽和導通的開關管的漏極D和源極S回到所述的直流電源Vin的負端； 同時，所述變壓器輔助繞組Nf (③和⑤上)產(chǎn)生正脈沖電壓，通過所述脈沖控制電路，進一步作用于所 述開關管，控制輸出功率；當所述脈沖控制電路在經(jīng)過t時間后(t由脈沖控制電路內(nèi)部的功率控制電路 和或電壓控制電路設定)，使所述開關管截止，則所述變壓器初級繞組Np與直流電源Vin斷開，由于所 述初級繞組Np上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則所述變壓器的次級繞組
Ns的⑩端電位由負極性變正極性，施加于所述氣體放電燈上，所述施加于所述氣體放電燈上的正脈沖電
壓為所述變壓器的次級繞組Ns和次級繞組Np上生產(chǎn)的正脈沖相加，再加上所述電源電壓Vin和所述 諧振電容在負半周所充的電壓，并通過所述諧振電容點燃氣體放電燈(燈管)；同時，所述輔助繞組Nv
④和③上產(chǎn)生正脈沖電壓，加于所述脈沖控制電路上，通過所述脈沖控制電路內(nèi)部整流濾波，產(chǎn)生直流
電壓Vv用于供應所述脈沖控制電路，同時，脈沖控制電路也通過采樣所述直流電壓Vv，來穩(wěn)定所述變 壓器初級繞組Ns的⑩和⑥上產(chǎn)生的輸出電壓并在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦 波
如上所述當開關管飽和導通時，電源電壓加于初級繞組Np上，同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生 產(chǎn)負脈沖電壓為-
Vo ft=-(Ns/Np)*Vin;
通過氣體放電燈對諧振電容進行充電，因為在開關管飽和導通時，所述變壓器⑥端接通了直流電源Vin 的負端，穩(wěn)態(tài)后諧振電容上的電壓Vc為 Vc= Vo負-"(Ns /Np)豐Vin; 所述脈沖控制電路在經(jīng)過t時間后(t由脈沖控制電路內(nèi)部的功率控制電路和或電壓控制電路設定)， 使所述開關管截止，即刻關斷開關管，則所述變壓器初級繞組Np與直流電源Vin斷開，此時，由于所述 變壓器的初級繞組Np上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則次級繞組Ns的 ⑩和⑥端生產(chǎn)正脈沖電壓為
Vol ,t:=(Ns/Nv)*Vv; 所述變壓器的次級繞組Np的①和②端生產(chǎn)正脈沖電壓為 Vo2必-(Np/Nv"Vv;
則^f述變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓(高頻正弦波的正半周)為
Vo,k=Vo1 ll;+Vo2,, + Vin+Vc=((Ns+Np)/Nv)*Vv+ (1，/Np)) * Vin; 對氣體放電燈供電，此供電電流并對磁心去磁，由諧振電容的放電使磁心工作到第三象限所述電 壓Vv值由脈沖控制電路的電壓控制電路確定
上述的脈沖電壓，在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波；施加于氣體放電燈管 上的電壓為
V燈=Vo/0.7072
如此循環(huán)周而復始，產(chǎn)生高頻正弦波加于氣體放電燈上，使其發(fā)光；改變Np、 Ns和Nv的數(shù)值即可 改變輸出的電壓，以適應不同參數(shù)的氣體放電燈；
本發(fā)明提供的基于上述的氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，其特征在于包括
兩個完全相同的所述變壓器1和2;
其特征在于所述變壓器1和2，由初級繞組Npl和Np2串聯(lián)組成的多燈系統(tǒng)； 所述變壓器2的①端連接到直流電源Vin的正端，所述變壓器1的①端連接到所述變壓器2的②端， 所述變壓器1的②端連接到開關管的漏極D (或集電極c);所述變壓器1和2的⑥端都連接到開關管的 漏極D (或集電極c);所述變壓器1和2的⑩端分別連接到各自的所述諧振電容的一端(或⑦、⑧、⑨ 和⑩端分別連接到諧振電容1、 2、 3和4的一端)，變壓器2或1的@@@端分別連接到所述脈沖控制電 路的(D0②腳；其他連接或結構保持不變；
其特征還在于所述變壓器1和2，由初、次級繞組Np2和Npl、 Ns2和Nsl分別串聯(lián)組成的系統(tǒng)； 所述變壓器2的①端連接到直流電源Vin的正端，所述變壓器1的①端連接到所述變壓器2的②端， 所述變壓器1的②端連接到開關管的漏極D (或集電極c);所述變壓器1的⑩端連接到所述變壓器2的 ⑥端，所述變壓器1的⑥端連接到開關管的漏極D (或集電極c);所述變壓器2的⑩端連接到所述諧振 電容的一端，變壓器2或1的③0d)瑞分別連接到所述脈沖控制電路的③(IXI)腳；其他連接或結構保持 不變；
其特征還在于所述變壓器1和2，由初級繞組Npl和Np2分別串聯(lián)二極管a和b后并聯(lián)組成的多 燈系統(tǒng)；
所述變壓器1和2的①端都連接到直流電源Vin的正端，所述變壓器1的②端連接到所述二極管a 的正極，所述變壓器2的②端連接到所述二極管b的正極，所述二極管a和b的負極都連接到開關管的 漏極D (或集電極c);所述變壓器1的⑩端連接到所述變壓器2的 端，所述變壓器1的⑥端連接到開 關管的漏極D (或集電極c);所述變壓器1和2的⑩端分別連接到各自的所述諧振電容的一端，變壓器2 或1的@@ 端分別連接到所述脈沖控制電路的@@@腳；其他連接或結構保持不變；
本發(fā)明提供的基于上述的氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，其特征在于還包 括電流取樣電路；用于控制輸出(最大)功率，同時也用于保護電路免于損壞；
其特征在于，所述電流取樣電路串入所述開關管的源極S (或發(fā)射極e)到所述直流電源Vin的負端 之間，對所述開關管的源極S (或發(fā)射極e)電流進行取樣，并把所述開關管的源極S (或發(fā)射極e)電 流轉換為電壓，把取樣值送到所述脈沖控制電路的②腳和所述異常控制電路的④腳，所述脈沖控制電路 對所述取樣的電流進行控制(或限制)，使最大輸出功率保持基本恒定；同時，取消所述變壓器的( — ③端)繞組Nf;
其特征還在于，所述電流取樣電路串入所述氣體放電燈到所述直流電源Vin的負端之間，對所述氣
體放電燈的電流進行取樣，并把所述氣體放電燈電流轉換為電壓，把取樣值送到所述脈沖控制電路的② 腳和所述異?？刂齐娐返蘑苣_，所述脈沖控制電路對所述取樣的電流進行控制(或限制)，使輸出功率保 持基本恒定；同時，取消所述變壓器的(⑤一③端)繞組Nf;
所述電流取樣電路由電阻構成，流過所述電阻的電流，在所述電阻的兩端產(chǎn)生電壓；
本發(fā)明提供的基于上述的氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，在輸入為交流供 電的場合，其特征在于還包括整流、濾波和無源功率因索校正電路，用于取代上述直流電源Vin:
所述整流，由整流橋(用四只整流二極管)組成，用于將輸入的交流電壓整流成脈沖直流電壓；
所述濾波，由電容4組成，并連接到上述直流電源Vin的位置，用于將所述脈沖直流電壓平滑化， 所述濾波電容4正負極與所述直流電源Vin的正負極位置對應，所述濾波電容4上的電壓為所述的Vin;
所述無源功率因素校正電路包括快速二極管2以及電容3組成的高頻泵，電感1和2、電容1和2 組成的高頻諧振電路，用于使輸入的交流電流連續(xù)，提高電路的功率因素和降低交流電流的總諧波失真；
所述的二極管2的負極連接到所述濾波電容4的正極，所述二極管2的正極連接到所述整流橋的正 極，所述濾波電容4的負極連接到所述整流橋的負極，所述氣體放電燈的另一端(原來連接到所述直流 電源Vin負極的那一端)連接到所述整流橋的正極；所述電容3的一端，連接到所述二極管2的正極， 所述電容3的另一端連接到所述開關管的漏極D (或集電極C)，所述電容2的兩端分別連接到所述整流 橋的正負極，所述整流橋的兩個交流輸入端分別連接到所述電感1和2的一端，所述電感1和2的另一 端分別連接到所述電容1的兩端；交流電源的N和L線分別連接到所述電容1的兩端；
這樣，當交流電源連接到所述電容l的兩端后，就從所述濾波電容4的正負端輸出直流電壓Vin,同 時，所述變壓器的次級繞組Ns的⑩端(或⑦、⑧、⑨和⑩端)輸出高頻電壓，在輸出高頻電壓負半周 時，所述變壓器的次級繞組Ns的⑩端(或⑦、⑧、⑨和⑩端)輸出負電壓，所述負電壓通過所述諧振 電容和所述氣體放電燈管連接到所述整流橋的正極，輸入的交流電流通過所述整流橋、所述氣體放電燈 對所述諧振電容(或諧振電容1、 2、 3和4)充電；在輸出高頻電壓正半周時，所述變壓器的次級繞組Ns 的趣端(或⑦、⑧、⑨和⑩端)輸出正電壓，此正電壓加上所述諧振電容(或諧振電容1、 2、 3和4)上 的電壓(在負半周被充電的電壓)通過所述氣體放電燈和二極管2對所述濾波電容4充電，由于所述濾 波電容4容量(相對諧振電容)很大充電電壓上升很少，同時，在交流電源電壓的瞬時值小于所述電容4 兩端的電壓時，整流橋將無電流通過，即所述電感1和2將無電流通過，由于電感電流不能突變，又由 于所述電容1的容量較大，對高頻電流相當于所述電感1和2的一端(即連接到交流電源的N和L的那 端)連接在一起，所述電感1和2的另一端將分別并通過整流橋對所述電容2充電，保持整流橋處于導 通狀態(tài)，也即保持了交流電流的連續(xù)；當高頻電壓負半周時，所述電容2對所述氣體放電燈等放電所
述電容3主要用于降低電路的EMI (電磁干擾)和進一步提高裝置的功率因素；
本發(fā)明提供的基于上述的氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，在輸入為交流供 電的場合，其特征在于還包括有簾功率因素校正電路和調(diào)光控制，用于取代上述直流電源Vin，和調(diào)節(jié) 所述氣體放電燈的亮度；所述有源功率因素校正電路具有可調(diào)輸出電壓功能，通過所述調(diào)光控制電路來 控制所述有源功率因素校正電路的輸出電壓Vin的大小，來改變所述氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)的 輸出功率，從而實現(xiàn)了調(diào)光；其特征還在于，所述調(diào)光控制電路的輸入控制信號可以是(0-10V的)模擬
量或是脈沖，也可以是編碼數(shù)字信號，還可以是紅外或射頻調(diào)制的數(shù)字信號；
所述有源功率因素校正電路包括整流橋、電感變壓器、L6561/L6562、場效應管Ql、 二極管Dl、 電阻R1/R2/R3/R4/R15和電容C1/C2/C3/C4/C6，構成輸出電壓Vin為40-200V范圍的可調(diào)直流電壓源；
所述整流橋的輸入端分別連接到交流電源的N和L線上，輸出端分別連接到所述電容C6的兩端，所 述電感變壓器的①腳連接到所述整流橋的正極，③腳連接到所述場效應管Ql的漏極D，④和⑨腳連接到 所述整流橋的負極，⑤腳通過所述電阻R3連接到所述L6561/L6562的⑤腳， 腳連接到所述二極管Dl 的正極，所述二極管的負極連接到所述電容C4的正極，所述電容C4的負極連接到所述整流橋的負極， 所述場效應管Ql的源極S通過所述電阻R15連接到所述整流橋的負極，所述場效應管Ql的柵極G通過 所述電阻R4連接到所述L6561/L6562的⑦腳,所述L6561/L6562的④腳連接到所述場效應管Ql的源極S，
⑥ 腳連接到所述整流橋的負極，⑧腳連接到輔助電源的正極VCC上，同時也連接到所述電容C3的正極， ③腳連接到Rl和R2的公共連接端，所述電阻Rl的另一端連接到所述整流橋的正極，所述電阻R2的另 一端連接到所述整流橋的負極，所述電容C3的負極連接到所述整流橋的負極，所述電容Cl的兩端分別 連接端所述L6561/L6562的③腳和所述整流橋的負極，所述電容C2的兩端分別連接端所述L6561/L6562 的①腳和②腳，所述電阻R16的一端連接到所述整流橋的正極，另一端連接到所述電容C3的正極；
所述調(diào)光控制電路包括CD4051 、微控制器MCU/DSP 、 二極管D2 、電阻 R5/R6/R7/R8/R9/R10/R11/R12/R13/R14和電容C5，構成可程控的電位器，對所述輸出的直流電壓進行分 壓取樣，把取樣的電壓送到所述L6561/L6562的①腳，使輸出的直流電壓受控，即由所述微控制器 MCU/DSP控制所述CD4051接通某分壓電阻，獲得某一分壓值送到所述L6561/L6562的①腳，從而完成 控制某值的所述電壓Vin輸出；
所述二極管D2的正極連接到所述氣體放電燈驅動裝置的變壓器的(S)端，負極通過所述電阻R14連接 到所述電容C5的正極，同時也連接到所述輔助電源的正極VCC和所述CD4051的側腳，所述電容C5的 負極連接到所述整流橋的負極，所述CD4051的⑨、⑩和仰腳分別連接到所述微控制器MCU/DSP上，⑥、
⑦ 和⑧腳都連接到所述整流橋的負極，③腳連接到所述有源功率因素校正電路L6561/L6562的①腳，
腳連接到所述電阻R5和肪的公共連接端，②腳連接到所述電阻R6和R7的公共連接端，⑤腳連接到所
述電阻R7和R8的公共連接端，①腳連接到所述電阻R8和R9的公共連接端，肪腳連接到所述電阻R9和 R10的公共連接端，(!5)腳連接到所述電阻R10和Rll的公共連接端，(M)腳連接到所述電阻Rll和R12的公 共連接端，a3)腳連接到所述電阻R12和R13的公共連接端，其中所述電阻R5的另一端連接到所述整流橋 的負極，所述電阻R13的另一端連接到所述電容C4的正極；
當交流電源(N和L)接入所述整流橋時，就從所述電容C4的正負極輸出直流電壓Vin;
本發(fā)明提供的基于上述的氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，其特征在于所述 異?？刂齐娐钒娮鑂3、 R13、 R14、 R15、 R16、 R17和R18，電容C5、 C6和C7，齊納二極管Z1， 觸發(fā)二極管DB1，三極管Q3和Q4;所述電阻R18可以用壓敏電阻或TVS或多個普通電阻串聯(lián)組成；
所述電阻R13和所述電容C5兩端并聯(lián)其中一端連接到所述三極管Q4的發(fā)射極E，另一端連接到 所述三極管Q4的基極b,所述電阻R15和所述電容C6兩端并聯(lián)其中一端連接到所述三極管Q3的發(fā)射 極E，另一端連接到所述三極管Q3的基極b，所述電阻R14的一端連接到所述三極管Q4的發(fā)射極E, 所述電阻R14的另一端連接到所述異常控制電路的②腳，所述三極管Q4的基極b連接到所述三極管Q3 的集電極C，所述三極管Q3的基極b連接到所述三極管Q4的集電極C，所述三極管Q3的發(fā)射極E連 接到所述異常控制電路的③腳，所述電阻R16的一端連接到所述三極管Q3的基極b，所述電阻R16的另 一端連接到所述觸發(fā)二極管的一端，所述觸發(fā)二極管的另一端連接到所述電容C7的正極，所述電容C7 的負極連接到所述異?？刂齐娐返蘑勰_，所述電阻R17的兩端與所述電容C7的兩端并聯(lián)，所述電阻R18 的一端連接到所述電容C7的正極，所述電阻R18的另一端連接到所述異常控制電路的①腳，所述電阻 R3的一端連接到所述三極管Q3的基極b，所述電阻R3的另一端連接到所述齊納二極管Zl的正極，所 述齊納二極管Z1的負極連接到所述異常控制電路的④腳；
所述三極管Q3和Q4組成一種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當所述異?？刂齐娐返蘑倌_的電位升高，通過所 述電阻R18使所述電容C7正極的電壓高于所述觸發(fā)二極管DB1時，所述C7的電壓通過所述R16向所 述三極管Q3的基極b放電，使所述三極管Q3導通，由于所述三極管Q4的基極b連接到所述三極管Q3 的集電極C，因此所述三極管Q4也導通，又由于所述三極管Q3的基極b連接到所述三極管Q4的集電 極C,進一步使三極管Q3和Q4都飽和導通，又由于所述電阻R14連接在所述Q4的發(fā)射極E和所述異 ?？刂齐娐返蘑谀_之間，從而使異?？刂齐娐返蘑谀_通過所述電阻R14、所述三極管Q4 (E-C極)和Q3 (E《極)連接到所述異?？刂齐娐返蘑勰_(即所述直流電源Vin的負極)，因此，通過所述脈沖控制電 路的⑤，把所述開關管的柵極G (或基極b)連接到所述直流電源Vin的負極，從而保護了所述的開關管 同理，由于所述變壓器繞組Nf(⑤一③端)的脈沖電壓(Vf)正比于所述直流電源電壓(Vf-Vin"KN飽p))，
通過所述變壓器的⑤端連接到所述異?？刂齐娐返蘑苣_，把采樣到的脈沖電壓加到所述齊納二極管Z1的
負極，當所述直流電源電壓異常升高時，所述齊納二極管Z1導通，脈沖電流通過所述電阻R3到達所述 三極管Q3的基極b,使所述三極管Q3飽和導通，則如上所述，保護了開關管免受損壞；
還可以用可控硅取代由所述三極管Q3和Q4、電阻R13電容C5所組成的電路，即所述可控硅的陽 極A連接到所述電阻R14的一端(R14的另一端連接狀態(tài)不變)，所述可控硅的陰極K連接到所述異常 控制電路的③腳，所述可控硅的柵極G連接到所述C6/R15/R16/R3的公共端(所述C6/R15/R16/R3的另 一端連接狀態(tài)不變)，獲得上述相同的保護功能
本發(fā)明提供的基于上述的氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，其特征在于，所 述脈沖控制電路還包括功率控制電路、正反懊電路、電壓控制電路和偏置電路；
所述功率控制電路，由三極管Q1、電阻R2、 R4、 R5、電容C1和齊納(zener) 二極管Z2組成； 所述三極管Q1的集電極C連接到所述脈沖控制電路的⑤腳和所述偏置電路二極管D1的負極，所述 三極管Ql的發(fā)射極E連接到所述脈沖控制電路的③腳，所述電阻R2的一端連接到所述三極管Ql的基 極b，所述電阻R2的另一端連接到所述電阻R4的一端，所述電阻R4的另一端連接到所述脈沖控制電路 的②腳，所述電阻R5的一端連接到所述電阻R2和R4的公共端(即電阻R2和R4相連接的一端)，所述 電阻R5的另一端連接到所述齊納二極管Z2的正極，所述齊納二極管Z2的負極連接到所述脈沖控制電路 的②腳，所述電容C1的一端連接到所述電阻R2和R4的公共端，所述電容C1的另一端連接到所述脈沖 控制電路的③腳
所述功率控制電路用于在不同供電電壓(一定的范圍內(nèi))時，產(chǎn)生脈寬不同的輸出脈沖提供給開關 管，達到控制輸出功率的作用
所述正反憤電路，由電阻RIO、 Rll、電容C2、 C4和齊納二極管Z5組成
所述電容C4的一端連接到所述脈沖控制電路的②腳，所述電容C4的另一端連接到所述齊納二極管 Z5的正極，所述齊納二極管Z5的負極連接到所述電阻R10的一端，所述電阻R10的另一端連接到所述 偏置電路的二極管D1的正極，所述電阻Rll的一端連接到所述齊納二極管Z5的正極，電阻R11的另一 端連接到所述電容C2的一端，所述電容C2的另一端連接到所述偏置電路二極管Dl的正極；
所述正反饋電路，在不同供電電壓下，用于給開關管提供可靠的正反饋；
所述電壓控制電路，由三極管Q2、電阻R8、 R9、 R12、電容C3、 二極管D2和齊納二極管Z4組成； 所述三極管Q2的集電極C連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，所述三極管Q2的發(fā)射極E連接到所述 脈沖控制電路的③腳，所述電阻R8和R9的一端分別都連接到所述三極管的基極B,所述電阻R8的另一 端連接到所述三極管Q2的發(fā)射極E，所述電阻R9的另一端連接到齊納二極管Z4的正極，所述齊納二極
管Z4的負極連接到所述二極管D2的負極，所述二極管D2正極連接到所述脈沖控制電路的④腳，所述
電阻R12和所迷電容C3的一端都連接到所述三極管Q2的發(fā)射極E，所述電阻R12和所述電容C3的另 一端都連接到所述二極管D2的負極；
所述變壓器的繞組Nv (④一③端)的正脈沖，通過所述二極管D2整流，和所述電容C3濾波后，產(chǎn) 生一個所述參考電壓Vv，通過所述齊納二極管Z4以及所述電阻R9和R8的分壓，給入所述三極管Q2 的基極b，當所述參考電壓Vv高于所述齊納二極管Z4的齊納電壓時，所述齊納二極管Z4導通，導致所 述三極管Q2導通，使給入開關管柵極G (或基極b)的脈沖提前結束，即縮短了開關管的導通脈沖的寬 度，使輸出電壓降低，因此達到穩(wěn)定輸出電壓的作用；
所述偏置電路，由電阻R1、 R6、 R7二極管D1和齊納二極管Z3組成；
所述電阻Rl的一端連接到所述二極管Dl的正極，電阻Rl的另一端連接到所述脈沖控制電路的① 腳，所述二極管D1的負極連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，所述電阻R6的一端連接到所述脈沖控制電 路的⑥腳，所述電阻R6的另一端連接到所述二極管Dl的正極，所述齊納二極管Z3的負極連接到所述 二極管Dl的正極，所述齊納二極管Z3的正極連接到所述脈沖控制電路的③腳，所述電阻R7的一端連 接到所述齊納二極管Z3的負極，所述電阻R7的另一端連接到所述電壓控制電路的所述二極管D2的負 極；
所述電阻R6用于防止開關管寄生振蕩，所述電阻R1用來給所述開關管提供開機偏置電壓，根據(jù)不 同的供電電壓，所述電阻R1可以由多個電阻串聯(lián)組成(提高電阻的耐壓)，所述二極管D1用來提高本裝 置的效率，當所述開關管選擇用雙極性的晶體管時要用短路線(導線)來取代所述二極管Dl,所述電阻 R7用來給所述開關管提供穩(wěn)態(tài)偏置電壓，所述齊納二極管Z3用來給所述開關管提供柵極保護，同時給 所述變壓器的繞組Nf的負脈沖提供通路；
本發(fā)明提供的基于上述的氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，其特征在于，所 述脈沖控制電路還包括輔助電源，電壓電平轉換，電流(功率)電平轉換，微控制器(MCU/DSP),啟 動電路和輸出驅動電路；
所述輔助電源，連接到所述脈沖控制電路的④腳，對所述變壓器Nv繞組(④一③端)輸出的脈沖
進行整流后輸出電壓VV;為所述所述脈沖控制電路提供輔助電源；
所述電壓電平轉換，由所述電壓Vv按比例匹配輸出至微控制器(MCU/DSP),通過所述微控制器 (MCU/DSP)(在此場合)起穩(wěn)定所述電壓Vv,間接起穩(wěn)定所述氣體放電燈驅動裝置輸出的電壓的作用；
所述電流(功率)電平轉換，連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，對外部連接到所述脈沖控制電路的 ⑤腳的電流(或功率)信號電平轉換為電平Vf,所述電平Vf按比例匹配輸出至微控制器(MCU/DSP)，
通過所述微控制器(MCU/DSP)對如(1):連接到所述脈沖控制電路的⑤腳的所述變壓器Nf繞組輸出 的脈沖進行整流后輸出電壓Vf，由所述電壓Vf按比例匹配輸出至微控制器(MCU/DSP)，所述電壓Vf 正比于輸入的供電電壓，根據(jù)輸入的供電電壓起恒定所述氣體放電燈驅動裝置的輸出功率，和起限制所 述氣體放電燈驅動裝置的最大輸出功率的作用；或對如(2):連接到所述脈沖控制電路的⑤腳的所述開 關管源極S (或發(fā)射極e)上的所述電流取樣電路輸出的取樣電流Ip進行控制，起限制所述取樣電流Ip 的作用，間接地控制了最大的輸出功率；或對如(3):連接到所述脈沖控制電路的⑤腳的所述氣體放電 燈上的所述電流取樣電路輸出的取樣電流I進行控制，起恒定所述取樣電流l的作用，間接地恒定了輸出 功率；
所述微控制器(MCU/DSP),用于對輸入的所述電平Vf和Vv與內(nèi)部產(chǎn)生的三角波進行比較，產(chǎn)生 調(diào)寬脈沖，加上外部使能控制端，所述使能控制端連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，對所述調(diào)寬脈沖進 行控制和處理，輸出至所述輸出驅動電路
所述啟動電路，連接到所述脈沖控制電路的①腳，在所述輔助電源還沒有起作用時，給所述脈沖控 制電路供電，并啟動系統(tǒng)；
所述輸出驅動電路，連接到所述脈沖控制電路的⑥腳，對所述微控制器(MCU/DSP)輸出的調(diào)寬 脈沖，進行電流放大并輸出，驅動所述開關管的柵極G (或基極b);
本發(fā)明提供的基于上述的氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，其特征在于所述 脈沖控制電路還包括亮度控制電路，用于控制或調(diào)節(jié)氣體放電燈的發(fā)光亮度，所述亮度控制電路包括 微控制器(MCU/DSP)，由外部輸入亮度信號至所述微控制器(MCU/DSP)，產(chǎn)生不同脈寬和(或)不同 頻率的脈沖，給入所述開關管的柵極G,使所述的氣體放電燈驅動裝置產(chǎn)生不同占空比的高頻脈沖(或 同時也改變脈沖的頻率)，改變或控制脈沖的脈寬就調(diào)節(jié)了氣體放電燈的亮度；其特征還在于，所述微控 制器(MCU/DSP)的輸入控制信號可以是(0-10V的)模擬量或是脈沖，也可以是編碼數(shù)字信號，還可以是 紅外或射頻調(diào)制的數(shù)字信號；
由于本發(fā)明所述的對一種氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)的方案，是一種建立在單諧振電路上的裝 置，所述裝置同時利用了順向方式和回掃方式，還利用了諧振電路，來產(chǎn)生高頻交流電源，對氣體放電 燈進行驅動，包括變壓器、開關管、諧振電容和脈沖控制電路等；其中，變壓器在開關管的作用下產(chǎn)
生高頻交流電壓，變壓器在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波，又在脈沖控制電路
的控制下，在較寬輸入電壓范圍內(nèi)，變壓器以基本恒定的高頻功率輸出；當輸入為交流電源時，還包括
輸入整流、濾波和功率因素校正電路；
沒有其他雙管電路兩只管同時導通損壞的缺陷，裝置內(nèi)部增加的功率控制電路避免了磁芯飽和，又 使功率輸出恒定，進一步使電路的壽命得到極大的提高直接利用電網(wǎng)輸入的交流電源進行無源功率醫(yī)
素校正，由于可以采用冷陰極驅動方案，相對乎采用熱陰極驅動方案由于存在燈絲耗電和燈絲壽命，從
而更省電又長壽，由于電路相對簡單，成本更低。


以下附圖有助于詳細的理解本發(fā)明，但僅僅是為了舉例解釋說明，不應被理解為對本發(fā)明的限制。
圖1為本發(fā)明所述裝置的第一個實施例電路原理方框圖2為本發(fā)明所述裝置的第二個實施例電路原理方框圖
圖3為本發(fā)明所述裝置的第三個實施例電路原理方框圖4為本發(fā)明所述裝置的第四個實施例電路原理方框圖5為本發(fā)明所述裝置的第五個實施例電路原理方框圖6為本發(fā)明所述裝置的第六個實施例電路原理方框圖7為本發(fā)明所述裝置的第七個實施例電路原理方框圖8為圖1帶功率因素校正的第一個實施例電路原理方框圖9為圖1帶功率因素校正的第二個實施例電路原理方框圖10為本發(fā)明所述裝置中異?？刂齐娐穬?nèi)部電路原理圖11為本發(fā)明所述裝置中脈沖控制電路第一種內(nèi)部電路原理圖12為本發(fā)明所述裝置中脈沖控制電路第二種內(nèi)部電路原理方框圖13為自激式半橋電路的柵極、基極和集電極或漏極波形圖
具體實施例方式
下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做詳細的說明。下面的說明將有助于本領域的技術人員更好的
理解本發(fā)明的其他優(yōu)點、目的和特征。
首先介紹本發(fā)明所述裝置的第一實施例，參考圖1。圖1所示的氣體放電燈的驅動裝置1，用于對
氣體放電燈進行高頻交流驅動，使其發(fā)光，其高頻交流驅動過程采用單諧振電路；對氣體放電燈進行驅
動，沒有其他雙開關管電路(半橋電路)存在兩個諧振頻率的問題，功率控制電路能夠在寬電壓下使輸
出功率穩(wěn)定，同時也避免了磁芯飽和，從而使電路的壽命得到極大地提高該裝置1主要包括變壓器
13、諧振電容14、開關管12、脈沖控制電路ll、異?？刂?5和預熱控制10。這樣，氣體放電燈的驅動 裝置1,當輸入的直流電源Vin接入電路時，在變壓器13、開關管12、脈沖控制電路11組成的電路的作 用下，在諧振電容14的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波，驅動氣體放電燈發(fā)光當裝置處在 異常狀態(tài)時，異?？刂齐娐?5監(jiān)測到如輸出為空載或電源過電壓時，異常控制電路15輸出低電平短路 控制開關管12的柵極G (或基極b),使裝置停止工作，關斷電源，當排除了裝置的異常狀態(tài)后，重新啟 動電源，電路恢復工作狀態(tài)。 圖1電路內(nèi)的所述變壓器13，由初級繞組Np (匝數(shù)為Np)、次級繞組Ns (匝數(shù)為Ns)、輔助 繞組Nf (匝數(shù)為Nf)和輔助繞組NV (匝數(shù)為NV)組成；用于產(chǎn)生高頻電壓；所述初級繞組Np的兩 端分別連接到①和②端上，其中①為同名端；所述次級繞組Ns的兩端分別連接到⑥和⑩端上，其中⑥為 同名端；所述輔助繞組Nf的兩端分別連接到③和⑤端上，其中⑤為同名端；所述輔助繞組Nv的兩端分 別連接到③和④端上，其中③為同名端；所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端)；所述①、 ②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱的端號，只是用來方便區(qū)分繞組相互之間的相對位置和關聯(lián)， 所述端號完全可以從新排列；
所述變壓器13的①端連接到直流電源Vin的正端，所述Vin為電源電壓；所述變壓器13的②端連 接到開關管12的漏極D (或集電極c)，所述變壓器13的③端連接到直流電源Vin的負端，所述變壓器 13的④端和⑤端分別連接到脈沖控制電路11的④和②腳，所述變壓器13的⑩端連接到諧振電容14的一 端，所述諧振電容14的另一端連接到氣體放電燈的一端，所述氣體放電燈的另一端連接到直流電源Vin 的負端，其中所述變壓器13的⑥端又連接到所述變壓器13的②端；
所述開關管12，由漏極D (或集電極c)、柵極G (或基極b)和源極S (或發(fā)射極e)組成，其中 所述漏極D (或集電極c)連接到變壓器13的②端，所述源極S (或發(fā)射極e)連接到所述直流電源Vin 的負端，所述柵極G (或基極b)連接到脈沖控制電路11的 腳，所述開關管12和所述變壓器13在脈 沖控制電路11的作用下產(chǎn)生高頻交流電壓；
所述脈沖控制電路有6個引出腳①、②、③、④、⑤和⑥腳所述①腳連接到所述直流電源Vin 的正極，所述②腳連接到所述變壓器13的⑤端，所述③腳連接到所述直流電源Vin的負極，所述④腳連 接到所述變壓器13的 端，所述⑤腳連接到異常控制電路15的輸出端(②腳)，所述(D腳連接到所述開關 管12的柵極G (或基極b);從所述變壓器13的④端和⑤端分別連接到所述脈沖控制電路11的②和④腳 的脈沖信號，經(jīng)過脈沖控制電路ll內(nèi)部的處理，產(chǎn)生調(diào)頻和調(diào)寬脈沖，去控制所述開關管12的柵極G (或基極b)，達到控制所述氣體放電燈驅動器(鎮(zhèn)流器)的輸出頻率和功率；
所述異?？刂齐娐?5有4個引出腳①、②、③和④腳，所述①腳連接到所述開光管12漏極D (或集電極c),所述②腳(為異常控制電路的輸出端)連接到所述脈沖控制電路11的 腳，所述③腳連 接到所述直流電源Vin的負極，所述④腳連接到所述變壓器13的⑤端，所述異常控制電路15對所述開 光管12漏極D (或集電極c)上的脈沖電壓進行監(jiān)控，和對所述變壓器13的⑤端的脈沖電壓進行監(jiān)控， 把監(jiān)測到的異常信號進行處理，并透過所述脈沖控制電路11的⑤腳來控制和保護所述開關管，使之處于 安全狀態(tài)
所述諧振電容14,起隔直流和諧振的作用，連接到所述變壓器13的⑩端和氣體放電燈的一端之ttj,
用于和所述變壓器13的繞組電感諧振，產(chǎn)生高頻電壓點燃氣體放電燈；所述諧振電容14，也使脈沖波變 為準正弦波；
所述預熱啟動電路，在熒光燈點亮之前對熒光燈燈絲施加(大約0.4秒的)預熱電流，用于預熱熒光 燈燈管，在熒光燈點亮之后關斷熒光燈燈絲所施加的預熱電流；所述預熱啟動電路是串聯(lián)在兩級燈絲中 間的PCT (正溫度系數(shù))熱敏電阻，當高頻電壓施加于所述氣體放電燈管兩端時，所述電壓通過兩級的 燈絲施加于所述PCT上，經(jīng)過(大約0.4秒的)時間PCT發(fā)熱斷開(變?yōu)楦咦?，這樣，由于燈絲流過了 加熱電流就對所述氣體放電燈管進行了預熱所述預熱啟動電路也可以取消(或不用)因為在所述氣體 放電燈燈管未點燃之前所述氣體放電燈燈管相當于空載，由于變壓器的漏感會產(chǎn)生瞬時高壓，當所述瞬 時高壓的功率設計得足夠大時，使得所述氣體放電燈燈管跳過輝光放電階段，直接到達弧光放電階段(相 當于高速的汽車越過凹坑車輪是懸空而過的一樣)，點燃所述氣體放電燈燈管，使得所述氣體放電燈燈管 達到延長壽命的目的；在納燈或金鹵燈的應用場合，所述預熱啟動就是觸發(fā)(器)啟動，在觸發(fā)電壓小 于等于3000V的所述納燈或金鹵燈，可以取消觸發(fā)啟動，本電路自己就可以啟動；
現(xiàn)在，結合圖11和圖10對圖1所示裝置作進一步闡述。圖11為圖1的脈沖控制電路部分，圖10 為異?？刂齐娐凡糠?。
圖ll電路主要包括功率控制電路1U、正反饋電路11.3、電壓控制電路11.4和偏置電路11.2; 所述功率控制電路ll.l,由三極管Q1、電阻R2、 R4、 R5、電容C1和齊納(zener) 二極管Z2組成； 所述三極管Ql的集電極C連接到所述脈沖控制電路11的⑤腳和所述偏置電路11.2 二極管D1的負 極，所述三極管Q1的發(fā)射極E連接到所述脈沖控制電路11的③腳，所述電阻R2的一端連接到所述三 極管Ql的基極b，所述電阻R2的另一端連接到所述電阻R4的一端，所述電阻R4的另一端連接到所述 脈沖控制電路11的②腳，所述電阻R5的一端連接到所述電阻R2和R4的公共連接端，所述電阻R5的 另一端連接到所述齊納二極管Z2的正極，所述齊納二極管Z2的負極連接到所述脈沖控制電路11的②腳， 所述電容C1的一端連接到所述電阻R2和R4的公共端，所述電容C1的另一端連接到所述脈沖控制電路 11的③腳
所述功率控制電路11.1用于在不同供電電壓(一定的范圍內(nèi))時，產(chǎn)生脈寬不同的輸出脈沖提供給 開關管12，達到控制輸出功率的作用；
所述正反饋電路11.3，由電阻R10、 Rll、電容C2、 C4和齊納二極管Z5組成；
所述電容C4的一端連接到所述脈沖控制電路11的②腳，所述電容C4的另一端連接到所述齊納二極 管Z5的正極，所述齊納二極管Z5的負極連接到所述電阻R10的一端，所述電阻R10的另一端連接到所
述偏置電路的二極管D1的正極，所述電阻R11的一端連接到所述齊納二極管Z5的正極，電阻R11的另
一端連接到所述電容C2的一端，所述電容C2的另一端連接到所述偏置電路二極管Dl的正極； 所述正反饋電路11.3,在不同供電電壓下，用于給開關管12提供可靠的正反饋； 所述電壓控制電路11.4，由三極管Q2、電阻R8、 R9、 R12、電容C3、 二極管D2和齊納二極管Z4
組成
所述三極管Q2的集電極C連接到所述脈沖控制電路11的 腳，所述三極管Q2的發(fā)射極E連接到 所述脈沖控制電路11的③腳，所述電阻R8和R9的一端分別都連接到所述三極管的基極b，所述電阻 R8的另一端連接到所述三極管Q2的發(fā)射極e,所述電阻R9的另一端連接到齊納二極管Z4的正極，所 述齊納二極管Z4的負極連接到所述二極管D2的負極，所述二極管D2正極連接到所述脈沖控制電路11 的 腳，所述電阻R12和所述電容C3的一端都連接到所述三極管Q2的發(fā)射極e，所述電阻R12和所述 電容C3的另一端都連接到所述二極管D2的負極；
所述變壓器的繞組Nv (④一③端)的正脈沖，通過所述二極管D2整流，和所述電容C3濾波后，產(chǎn) 生一個所述參考電壓Vv，通過所述齊納二極管Z4以及所述電阻R9和R8的分壓，給入所述三極管Q2 的基極b，當所述參考電壓Vv髙于所述齊納二極管Z4的齊納電壓時，所述齊納二極管Z4導通，導致所 述三極管Q2導通，使給入開關管柵極G (或基極b)的脈沖提前結束，即縮短了開關管的導通脈沖的寬 度，使輸出電壓降低，因此達到穩(wěn)定輸出電壓的作用；
所述偏置電路11.2，由電阻R1、 R6、 R7二極管D1和齊納二極管Z3組成；
所述電阻R1的一端連接到所述二極管Dl的正極，電阻R1的另一端連接到所述脈沖控制電路U的 ①腳，所述二極管D1的負極連接到所述脈沖控制電路11的⑤腳，所述電阻R6的一端連接到所述脈沖控 制電路U的⑥腳，所述電阻R6的另一端連接到所述二極管D1的正極，所述齊納二極管Z3的負極連接 到所述二極管D1的正極，所述齊納二極管Z3的正極連接到所述脈沖控制電路11的③腳，所述電阻R7 的一端連接到所述齊納二極管Z3的負極，所述電阻R7的另一端連接到所述電壓控制電路11.4的所述二 極管D2的負極；所述電阻R6用于防止開關管12寄生振蕩，所述電阻R1用來給所述開關管12提供開 機偏置電壓，根據(jù)不同的供電電壓，所述電阻R1可以由多個電阻串聯(lián)組成(提高電阻的耐壓)，所述二 極管D1用來提高本裝置的效率，當所述開關管選擇用雙極性的晶體管時要用短路線(導線)來取代所述 二極管D1，所述電阻R7用來給所述開關管12提供穩(wěn)態(tài)偏置電壓，所述齊納二極管Z3用來給所述開關 管12提供柵極保護，同時給所述變壓器13的繞組Nf的負脈沖提供通路；
圖10的異?？刂齐娐?5，由電阻R3、 R13、 R14、 R15、 R16、 R17和R18,電容C5、 C6和C7， 齊納二極管Z1，觸發(fā)二極管DB1，三極管Q3和Q4組成；所述電阻R18可以用壓敏電阻或TVS或多個 普通電阻串聯(lián)組成；
所述電阻R13和所述電容C5兩端并聯(lián)其中一端連接到所述三極管Q4的發(fā)射極E,另一端連接到 所述三極管Q4的基極b，所述電阻R15和所述電容C6兩端并聯(lián)其中一端連接到所述三極管Q3的發(fā)射 極E，另一端連接到所述三極管Q3的基極b，所述電阻R14的一端連接到所述三極管Q4的發(fā)射極E, 所述電阻R14的另一端連接到所述異?？刂齐娐?5的②腳，所述三極管Q4的基極b連接到所述三極管 Q3的集電極C,所述三極管Q3的基極b連接到所述三極管Q4的集電極C，所述三極管Q3的發(fā)射極E 連接到所述異常控制電路15的③腳，所述電阻R16的一端連接到所述三極管Q3的基極b，所述電阻R16 的另一端連接到所述觸發(fā)二極管的一端，所述觸發(fā)二極管的另一端連接到所述電容C7的正極，所述電容 C7的負極連接到所述異?？刂齐娐?5的③腳，所述電阻R17的兩端與所述電容C7的兩端并聯(lián)，所述電 阻R18的一端連接到所述電容C7的正極，所述電阻R18的另一端連接到所述異常控制電路15的①腳， 所述電阻R3的一端連接到所述三極管Q3的基極b,所述電阻R3的另一端連接到所述齊納二極管Zl的 正極，所述齊納二極管Zl的負極連接到所述異?？刂齐娐?5的④腳；所述三極管Q3和Q4組成一種雙 穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當所述異?？刂齐娐?5的①腳的電位升高，通過所述電阻R18使所述電容C7正極的電 壓高于所述觸發(fā)二極管DB1時，所述C7的電壓通過所述R16向所述三極管Q3的基極b放電，使所述 三極管Q3導通，由于所述三極管Q4的基極b連接到所述三極管Q3的集電極C,因此所述三極管Q4 也導通，又由于所述三極管Q3的基極b連接到所述三極管Q4的集電極C，進一步使三極管Q3和Q4 都飽和導通，又由于所述電阻R14連接在所述Q4的發(fā)射極E和所述異?？刂齐娐?5的②腳之間，從而 使異?？刂齐娐?5的②腳通過所述電阻R14、所述三極管Q4 (E"C極)和Q3 (E-C極)連接到所述異 ?？刂齐娐?5的③腳(即所述直流電源Vin的負極)，因此，通過所述脈沖控制電路11的 ，把所述開 關管12的柵極G (或基極b)連接到所述直流電源Vin的負極，從而保護了所述的開關管；同理，由于 所述變壓器13繞組Nf ( —③端)的脈沖電壓(Vf)正比于所述直流電源電壓(Vf=Vin* (Nrap)), 通過所述變壓器13的⑤端連接到所述異?？刂齐娐?5的 腳，把采樣到的脈沖電壓加到所述齊納二極 管Zl的負極，當所述直流電源電壓異常升高時，所述齊納二極管Zl導通，脈沖電流通過所述電阻R3 到達所述三極管Q3的基極b,使所述三極管Q3飽和導通，則如上所述，保護了開關管免受損壞；還可 以用可控硅取代由所述三極管Q3和Q4、電阻R13電容C5所組成的電路，即所述可控硅的陽極A連接 到所述電阻R14的一端(R14的另一端連接狀態(tài)不變)，所述可控硅的陰極K連接到所述異常控制電路的 ③腳，所述可控硅的柵極G連接到所述C6/R15/R16/R3的公共連接端(所述C6/R15/R16/R3的另一端連 接狀態(tài)不變)，獲得上述相同的保護功能；
現(xiàn)在，結合圖12對圖1所示裝置作進一步闡述。圖12為圖1的脈沖控制電路部分
圖11電路主要包括電流(功率)電平轉換llal、電壓電平轉換11a4、啟動電路11a2、輔助電源 11a3、微控制器lla5 (MCU/DSP)和輸出驅動電路11a6;
所述輔助電源lla3,連接到所述脈沖控制lla電路的④腳，對所述變壓器(13)Nv繞組(④一③端) 輸出的脈沖進行整流后輸出電壓Vv;為所述所述脈沖控制電路lla提供電源供應；
所述電壓電平轉換11a4,由所述電壓Vv按比例匹配輸出至微控制器11a5 (MCU/DSP),通過所述 微控制器lla5 (MCU/DSP)(在此場合)起穩(wěn)定所述電壓Vv,間接起穩(wěn)定所述氣體放電燈驅動裝置1輸 出的電壓的作用；
所述電流(功率)電平轉換llal，連接到所述脈沖控制電路lla的⑤腳，對外部連接到所述脈沖控 制電路的⑤腳的電流(或功率)信號電平轉換為電平Vf,所述電平Vf按比例匹配輸出至微控制器11a5 (MCU/DSP)，通過所述微控制器lla5 (MCU/DSP)對如連接到所述脈沖控制電路lla的⑤腳的所述 變壓器(13)Nf繞組輸出的脈沖進行整流后輸出電壓Vf,由所述電壓Vf按比例匹配輸出至微控制器11a5 (MCU/DSP)，所述電壓Vf正比于輸入的供電電壓，根據(jù)輸入的供電電壓起恒定所述氣體放電燈驅動裝 置1的輸出功率，和起限制所述氣體放電燈驅動裝置1的最大輸出功率的作用；
所述微控制器lla5 (MCU/DSP),用于對輸入的所述電平Vf和Vv與內(nèi)部產(chǎn)生的三角波進行比較， 產(chǎn)生調(diào)寬脈沖，加上外部使能控制端，所述使能控制端連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，對所述調(diào)寬脈 沖進行控制和處理，輸出至所述輸出驅動電路11a6;由外部輸入亮度信號至所述微控制器11a5 (MCU/DSP)，產(chǎn)生不同脈寬和(或)不同頻率的脈沖，給入所述開關管12的柵極G，使所述的氣體放 電燈驅動裝置l產(chǎn)生不同占空比的高頻脈沖(或同時也改變脈沖的頻率)，改變或控制脈沖的脈寬就調(diào)節(jié) 了氣體放電燈的亮度；所述微控制器11a5(MCU/DSP)的輸入控制信號可以是(0-10V的)模擬量或是脈 沖，也可以是編碼數(shù)字信號，還可以是紅外或射頻調(diào)制的數(shù)字信號；
所述啟動電路lla2,連接到所述脈沖控制電路lla的①腳，在所述輔助電源11a3還沒有起作用時， 給所述脈沖控制電路lla供電，并啟動系統(tǒng)；
所述輸出驅動電路lla6,連接到所述脈沖控制電路lla的⑥腳，對所述微控制器lla5 (MCU/DSP) 輸出的調(diào)寬脈沖，進行電流放大并輸出，驅動所述開關管12的柵極G (或基極b);
對于圖1中的裝置來說，當直流電源Vin連接到電路時，由所述脈沖控制電路使所述開關管12導 通，所述直流電源電壓Vin加于初級繞組Np上，同時所述變壓器13次級繞組Ns產(chǎn)生負脈沖電壓，即輸 出所述高頻交流電壓的負半周，對所述諧振電容14充電，充電電流由所述的直流電源Vin的負端，經(jīng)過 (串聯(lián)的)所述氣體放電燈，到與之串聯(lián)的所述諧振電容14,再到所述變壓器13次級繞組Ns(⑩一⑥)， 再經(jīng)過飽和導通的開關管12的漏極D和源極S回到所述的直流電源Vm的負端；同時，所述變壓器13
輔助繞組Nf(③和⑤上)產(chǎn)生正脈沖電壓，通過所述脈沖控制電路ll，進一步作用于所述開關管12，控
制輸出功率；當所述脈沖控制電路11在經(jīng)過t時間后(t由脈沖控制電路內(nèi)部的功率控制電路和或電壓控
制電路設定)，使所述開關管12截止，則所述變壓器13初級繞組Np與直流電源Vin斷開，由于所述初 級繞組Np上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則所述變壓器13的次級繞組 Ns的⑩端電位由負極性變正極性，則施加于所述氣體放電燈上的正脈沖電壓為所述變壓器13的次級繞 組Ns和次級繞組Np上生產(chǎn)的正脈沖相加，再加上所述電源電壓Vin和所述諧振電容14在負半周所充的 電壓，并通過所述諧振電容14點燃氣體放電燈(燈管)；同時，所述輔助繞組Nv0和③上產(chǎn)生正脈沖電 壓，加于所述脈沖控制電路ll上，通過所述脈沖控制電路ll內(nèi)部整流，產(chǎn)生直流電壓Vv用于供應所述 脈沖控制電路ll，同時所述脈沖控制電路11也通過采樣所述直流電壓Vv,來穩(wěn)定所述變壓器初級繞組 Ns的⑩和⑥上產(chǎn)生的輸出電壓；并在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波；
如上所述當開關管12飽和導通時，所述直流電源電壓加于初級繞組Np上，同時次級繞組Ns的⑩ 至⑥端上生產(chǎn)負脈沖電壓為
Voft= (Ns/Np)*Vin;
通過氣體放電燈對諧振電容進行充電，因為在開關管12飽和導通時，所述變壓器13的⑥端接通了直流 電源Vin的負端，穩(wěn)態(tài)后諧振電容上的電壓Vc為-Vc= Vo ="(Ns /Np)*Vin; 所述脈沖控制電路在經(jīng)過t時間后(t由脈沖控制電路內(nèi)部的功率控制電路和或電壓控制電路設定)， 使所述開關管截止，即刻關斷開關管，則所述變壓器13初級繞組Np與所述直流電源Vin斷開，此時， 由于所述變壓器13的初級繞組Np上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則次 級繞組Ns的⑩和⑥端生產(chǎn)正脈沖電壓為 Vol fl:=(Ns/Nv)*Vv;
所述變壓器13的次級繞組Np的①和②端生產(chǎn)正脈沖電壓為 Vo2 ,l:=(Np/Nv)*Vv;
則所述變壓器13的⑩端和所述直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓(高頻準正弦波的正半周)為-Vo,l:=Vol ,i:+Vo2化+\Tin+Vc=((Ns+Np)/Nv)*Vv+ (l+(Ns/Np)) *Vin; 對氣體放電燈供電，此供電電流并對磁心去磁，由諧振電容的放電使磁心工作到第三象限所述電 壓Vv值由脈沖控制電路11的電壓控制電路11.4確定；
上述的脈沖電壓，在諧振電容14的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波；施加于氣體放電燈 管上的電壓為
V燈=Vo/0.7072
如此循環(huán)周而復始，產(chǎn)生高頻正弦波加于氣體放電燈上，使其發(fā)光；改變Np、 Ns和Nv的數(shù)值即可
改變輸出的電壓，以適應不同參數(shù)的氣體放電燈；
圖2為本發(fā)明所述裝置的第二個實施例電路原理方框圖，參考圖2。圖2所示的氣體放電燈的驅動 裝置2,用于對多氣體放電燈進行高頻交流驅動，使其發(fā)光，其高頻交流驅動過程采用單諧振電路；對氣 體放電燈進行驅動，沒有其他雙開關管電路(半橋電路)存在兩個諧振頻率的問題，功率控制電路能夠 在寬電壓下使輸出功率穩(wěn)定，同時也避免了磁芯飽和，從而使電路的壽命得到極大地提高；該裝置2描 述了利用單只變壓器的多組相同的輸出繞組，并配合多只相同的諧振電容分別驅動多只氣體放電燈管的
應用；該裝置2主要包括變壓器23、諧振電容器組24、開關管22、脈沖控制電路21和異?？刂齐娐?25。這樣驅動裝置2，當輸入的直流電源Vin接入電路時，在變壓器23、開關管22、脈沖控制電路21組 成的電路的作用下，在諧振電容器組24的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波，由于變壓器存在 漏感，而且各個輸出繞組又連接到各自的氣體放電燈管，每個繞組都會產(chǎn)生不同的電壓，同時點亮各自 的氣體放電燈管，驅動氣體放電燈發(fā)光；當裝置處在異常狀態(tài)時，異?？刂齐娐繁O(jiān)測到如輸出為空載或 電源過電壓時，異?？刂齐娐?5輸出低電平短路控制開關管22的柵極G (或基極b),使裝置停止工作，
關斷電源，當排除了裝置的異常狀態(tài)后，重新啟動電源，電路恢復工作狀態(tài)。
所述變壓器23，由初級繞組Np (匝數(shù)為Np)、次級繞組Ns由W股并繞組成(匝數(shù)為Ns)、輔
助繞組Nf (匝數(shù)為Nf)和輔助繞組NV (匝數(shù)為Nv)組成；用于產(chǎn)生高頻電壓；所述變壓器23有10 個引出端①、②、③、 、 、 ◎、⑦、⑧、⑨和⑩端，所述初級繞組Np的兩端分別連接到①和②端 上，其中①為同名端；所述多股(設W4)次級繞組Ns的一端都連接到⑥端、另一端分別連接到⑦、⑧、 ⑨和⑩端上，其中⑥為同名端；所述輔助繞組Nf的兩端分別連接到③和⑤端上，其中⑤為同名端；所述 輔助繞組Nv的兩端分別連接到③和④端上，其中③為同名端;所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或 終端)；所述①端連接到直流電源Vin的正端，所述②端連接到開關管22的漏極D (或集電極c)，所述 ③端連接到直流電源Vin的負端，所述④端和⑤端分別連接到脈沖控制電路21，所述⑦、⑧、⑨和⑩端 分別連接到諧振電容器組24的1、 2、 3和4的一端，所述諧振電容器組24的1、 2、 3和4的另一端分 別連接到氣體放電燈1、 2、 3和4的一端，所述氣體放電燈1、 2、 3和4的另一端都連接到直流電源Vin 的負端，其中所述變壓器23的⑥端又連接到所述變壓器23的②端；
所述開關管22，由漏極D (或集電極c)、柵極G (或基極b)和源極S (或發(fā)射極e)組成，其中 所述漏極D (或集電極c)連接到所述變壓器23的②端，所述源極S (或發(fā)射極e)連接到所述直流電源 Vin的負端，所述柵極G (或基極b)連接到脈沖控制電路21的⑥腳，所述開關管22和所述變壓器23 在脈沖控制電路21的作用下產(chǎn)生高頻交流電壓；
所述脈沖控制電路21有6個引出腳①、②、③、 、⑤和⑥腳；所述①腳連接到所述直流電源
Vin的正極，所述②腳連接到所述變壓器23的 端，所述③腳連接到所述直流電源Vm的負極，所述④ 腳連接到所述變壓器23的 端，所述⑤腳連接到異常控制電路25的輸出端，所述⑥腳連接到所述開關 管22的柵極G (或基極b);從所述變壓器23的④端和⑤端分別連接到所述脈沖控制電路21的②和④腳 的信號，經(jīng)過脈沖控制電路21內(nèi)部的處理，產(chǎn)生調(diào)頻和調(diào)寬脈沖，去控制所述開關管22的柵極G (或 基極b)，達到控制所述氣體放電燈驅動器(鎮(zhèn)流器)的輸出頻率和功率；
所述異?？刂齐娐?5，有4個引出腳①、②、③和④腳，所述①腳連接到所述開光管22漏極D (或集電極c)，所述②腳(為異?？刂齐娐?5的輸出端)連接到所述脈沖控制電路21的⑤腳，所述③ 腳連接到所述直流電源Vin的負極，所述④腳連接到所述變壓器23的 端，所述異常控制電路25對所 述開光管22的漏極D (或集電極c)上的脈沖電壓進行監(jiān)控，和對所述變壓器23的⑤端的脈沖電壓進行 監(jiān)控，把監(jiān)測到的異常信號進行處理，并透過所述脈沖控制電路21的⑤腳來控制和保護所述開關管22， 使之處于安全狀態(tài)；
所述諧振電容器組24: 1、 2、 3和4，起隔直流和諧振的作用，分別連接到所述變壓器23的⑦、 ⑧、⑨和⑩端上，諧振電容器組24: 1、 2、 3和4的另一端分別連接到氣體放電燈1、 2、 3和4的一端， 用于和所述變壓器23的繞組電感諧振，產(chǎn)生高頻電壓點燃氣體放電燈；所述諧振電容器組24，也使脈沖 波變?yōu)闇收也ǎ?br> 所述預熱啟動電路IO，在熒光燈點亮之前對熒光燈燈絲施加(大約0.4秒的)預熱電流，用于預熱 熒光燈燈管，在熒光燈點亮之后關斷熒光燈燈絲所施加的預熱電流；所述預熱啟動電路是串聯(lián)在兩級燈 絲中間的PCT (正溫度系數(shù))熱敏電阻，當高頻電壓施加于所述氣體放電燈管兩端時，所述電壓通過兩 級的燈絲施加于所述PCT上，經(jīng)過(大約0.4秒的)時間PCT發(fā)熱斷開(變?yōu)楦咦?，這樣，由于燈絲流 過了加熱電流就對所述氣體放電燈管進行了預熱；所述預熱啟動電路也可以取消(或不用)在所述氣體 放電燈燈管未點燃之前所述氣體放電燈燈管相當于空載，由于變壓器的漏感會產(chǎn)生瞬時高壓，當所述瞬 時高壓的功率設計得足夠大時，使得所述氣體放電燈燈管跳過輝光放電階段，直接到達弧光放電階段(相 當于高速的汽車越過凹坑車輪是懸空而過的一樣)，點燃所述氣體放電燈燈管，使得所述氣體放電燈燈管 達到延長壽命的目的；在納燈或金鹵燈的應用場合，所述預熱啟動就是觸發(fā)(器)啟動，在觸發(fā)電壓小 于等于3000V的所述納燈或金鹵燈，可以取消觸發(fā)啟動，本電路自己就可以啟動；
由于圖2的電路原理跟圖1的電路原理相同，可以參考圖1的描述；當直流電源Vin連接到電路時， 由所述脈沖控制電路21使所述開關管22導通，所述直流電源電壓Vin加于初級繞組Np上，同時所述變 壓器23次級繞組Ns產(chǎn)生負脈沖電壓，即輸出所述高頻交流電壓的負半周，分別對所述諧振電容24的1、 2、 3和4充電，充電電流分四路由所述的直流電源Vin的負端，分別通過所述氣體放電燈1、 2、 3和4，
到與之串聯(lián)的所述諧振電容24的1、 2、 3和4,再到所述變壓器23次級繞組Ns的⑦、⑧、⑨和⑩端到 達⑥端，再經(jīng)過飽和導通的開關管22的漏極D和源極S回到所述的直流電源Vm的負端；同時，所述變 壓器23輔助繞組Nf (③和⑤上)產(chǎn)生正脈沖電壓，通過所述脈沖控制電路21，進一步作用于所述開關 管22，控制輸出功率；當所述脈沖控制電路21在經(jīng)過t時間后(t由脈沖控制電路21內(nèi)部的功率控制電 路11.1和或電壓控制電路11.4設定)，使所述開關管22截止，則所述變壓器23初級繞組Np與直流電源 Vm斷開，由于所述初級繞組Np上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則所述 變壓器23的次級繞組Ns的⑩端電位由負極性變正極性，施加于所述氣體放電燈上，所述施加于所述氣 體放電燈上的正脈沖電壓為所述變壓器23的次級繞組Ns和次級繞組Np上生產(chǎn)的正脈沖相加，再加上 所述電源電壓Vin和所述諧振電容24在負半周所充的電壓，并通過所述諧振電容24點燃氣體放電燈(燈 管)；同時，所述輔助繞組Nv(S)和③上產(chǎn)生正脈沖電壓，加于所述脈沖控制電路21上，通過所述脈沖控 制電路21內(nèi)部整流濾波，產(chǎn)生直流電壓Vv用于供應所述脈沖控制電路21，同時，脈沖控制電路21也 通過采樣所述直流電壓Vv,來穩(wěn)定所述變壓器23初級繞組Ns的頓和⑥上產(chǎn)生的輸出電壓；并在諧振電 容24的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波；
如上所述當開關管22飽和導通時，電源電壓加于初級繞組Np上，同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上 生產(chǎn)負脈沖電壓為
Voft="(Ns/Np)*Vin;
通過氣體放電燈對諧振電容進行充電，因為在開關管22飽和導通時，所述變壓器23的⑥端接通了直流 電源Vin的負端，穩(wěn)態(tài)后諧振電容上的電壓Vc為 Vc= Vo ft=<Ns /Np)*Vin; 所述脈沖控制電路21在經(jīng)過t時間后，使所述開關管22截止，即刻關斷開關管22,則所述變壓器 23初級繞組Np與直流電源Vin斷開，此時，由于所述變壓器23的初級繞組Np上的能量不能突變，所 以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則次級繞組Ns的⑩和⑥端生產(chǎn)正脈沖電壓為 Vol ,,=(Ns/Nv)*Vv; 所述變壓器23的次級繞組Np的①和②端生產(chǎn)正脈沖電壓為 Vo2 i:(Np闊,Vv;
則所述變壓器23的⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓(高頻正弦波的正半周)為 Vo &=Vol ni+Vo2 ￡+ Vin+Vc=((Ns+Np)/Nv)*Vv+ (l+(Ns /Np)) * Vin; 對氣體放電燈供電，此供電電流并對磁心去磁，由諧振電容的放電使磁心工作到第三象限；所述電
壓Vv值由脈沖控制電路21的電壓控制電路11.4確定；
上述的脈沖電壓，在諧振電容24的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波；施加于氣體放電燈 管上的電壓為
V燈=Vo/0.7072
如此循環(huán)周而復始，產(chǎn)生高頻正弦波加于氣體放電燈上，使其發(fā)光；改變所述Np、 Ns和Nv的數(shù)值 即可改變輸出的電壓，以適應不同參數(shù)的氣體放電燈
圖3為本發(fā)明所述裝置的第三個實施例電路原理方框圖，參考圖3。圖3所示的氣體放電燈的驅動裝
置3，用于對多氣體放電燈進行高頻交流驅動，使其發(fā)光，其高頻交流驅動過程采用單諧振電路；對氣體
放電燈進行驅動，沒有其他雙開關管電路(半橋電路)存在兩個諧振頻率的問題，功率控制電路能夠在
寬電壓下使輸出功率穩(wěn)定，同時也避免了磁芯飽和，從而使電路的壽命得到極大地提髙；該裝置3描述 了利用兩只變壓器的多組相同的輸出繞組，并配合多只相同的諧振電容分別驅動多只氣體放電燈管的應 用對于圖3中的裝置3來說，是在圖2裝置2的基礎上，增加一只相同的所述變壓器33b,由初級繞組 串聯(lián)組成的多燈系統(tǒng)，即所述變壓器33b的①端連接到直流電源Vin的正端，所述變壓器33a的①端連 接到所述變壓器33b的②端，所述變壓器33a的②端連接到開關管32的漏極D (或集電極c);所述變壓 器33a和33b的⑥端都連接到開關管32的漏極D (或集電極c);所述變壓器33a的⑦、⑧、⑨和⑩端分 別連接到諧振電容組34a的1、 2、 3和4的一端，所述變壓器33b的⑦、⑧、⑨和⑩端分別連接到諧振 電容組34b的l、 2、 3和4的一端，變壓器33a(或33b)的dXgXI)端分別連接到所述脈沖控制電路31的③ ④②腳；
其他連接或結構與圖2裝置2相同由于圖3的電路原理跟圖2的電路原理基本相同，可以參考圖2 的描述；
圖4為本發(fā)明所述裝置的第四個實施例電路原理方框圖，參考圖4。圖4所示的氣體放電燈的驅動裝 置4，用于對氣體放電燈進行高頻交流驅動，使其發(fā)光，其高頻交流驅動過程采用單諧振電路；對氣體放 電燈進行驅動，沒有其他雙開關管電路(半橋電路)存在兩個諧振頻率的問題，功率控制電路能夠在寬 電壓下使輸出功率穩(wěn)定，同時也避免了磁芯飽和，從而使電路的壽命得到極大地提高；該裝置4描述了 利用兩只變壓器合成驅動氣體放電燈管的應用；對于圖4中的裝置4來說，是在圖l裝置l的基礎上， 增加一只相同的所述變壓器43b，由初級繞組串聯(lián)組成的系統(tǒng)，即所述變壓器43b的①端連接到直流電源 Vin的正端，所述變壓器43a的①端連接到所述變壓器43b的②端，所述變壓器43a的②端連接到開關管 42的漏極D (或集電極c);所述變壓器43a的⑩連接到所述變壓器43b的 端，所述變壓器43a的⑥端 連接到開關管42的漏極D(或集電極c);所述變壓器43b的⑩端連接到諧振電容44的一端,變壓器43a(或
43b)的^0(i)端分別連接到所述脈沖控制電路41的@@@腳；
其他連接或結構與圖1裝置1相同；由于圖4的電路原理跟圖1的電路原理相同，可以參考圖1的 描述；
圖5為本發(fā)明所述裝置的第五個實施例電路原理方框圖，參考圖5。圖5所示的氣體放電燈的驅動裝 置5，用于對氣體放電燈進行高頻交流驅動，使其發(fā)光，其高頻交流驅動過程采用單諧振電路；對氣體放 電燈進行驅動，沒有其他雙開關管電路(半橋電路)存在兩個諧振頻率的問題，功率控制電路能夠在寬 電壓下使輸出功率穩(wěn)定，同時也避免了磁芯飽和，從而使電路的壽命得到極大地提高；該裝置5描述了 利用兩只變壓器并聯(lián)分別驅動兩只氣體放電燈管的應用；對于圖5中的裝置5來說，是在圖l裝置l的 基礎上，增加一只相同的所述變壓器53b,由初級繞組(通過各自串聯(lián)的二極管)并聯(lián)組成的系統(tǒng)，即所 述變壓器53a和53b的①端都連接到直流電源Vin的正端，所述變壓器53a②的端通過二極管a連接到開 關管52的漏極D (或集電極c)，所述變壓器53b(D的端通過二極管b連接到開關管52的漏極D (或集電 極c);所述變壓器53a和53b的⑥都連接到開關管52的漏極D (或集電極c)，所述變壓器53a的逾端連 接到諧振電容54a的一端；所述變壓器53b的⑩端連接到諧振電容54b的一端，所述變壓器53a(或53b) 的③(M)端分別連接到所述脈沖控制電路51的③④②腳；
其他連接或結構與圖1裝置1相同；由于圖5的電路原理跟圖1的電路原理相同，可以參考圖1的 描述；
圖6為本發(fā)明所述裝置的第六個實施例電路原理方框圖，參考圖6。圖6所示的氣體放電燈的驅動裝 置6，用于對氣體放電燈進行高頻交流驅動，使其發(fā)光，其高頻交流驅動過程采用單諧振電路；對氣體放 電燈進行驅動，沒有其他雙開關管電路(半橋電路)存在兩個諧振頻率的問題，功率控制電路能夠在寬 電壓下使輸出功率穩(wěn)定，同時也避免了磁芯飽和，從而使電路的壽命得到極大地提高；該裝置6描述了 單只變壓器驅動單只氣體放電燈管的應用；對于圖6中的裝置6來說，是在圖1裝置1的基礎上，增加 電流取樣電路66，所述電流取樣電路66串入所述氣體放電燈到所述直流電源Vin的負端之間，對所述氣 體放電燈的電流進行取樣，并把所述氣體放電燈電流轉換為電壓，把取樣值送到所述脈沖控制電路61的 ②腳和所述異?？刂齐娐?5的④腳，所述脈沖控制電路61對所述取樣的電流進行控制(或限制)，使輸 出功率保持基本恒定；同時，取消所述變壓器63的繞組Nf ( —③端)；所述電流取樣電路66由電阻構 成，流過所述電阻的電流，在所述電阻的兩端產(chǎn)生電壓；
其他連接或結構與圖1裝置1相同；由于圖6的電路原理跟圖1的電路原理基本相同，可以參考圖1 的描述；
圖7為本發(fā)明所述裝置的第七個實施例電路原理方框圖，參考圖7。圖7所示的氣體放電燈的驅動裝
置7,用于對氣體放電燈進行高頻交流驅動，使其發(fā)光，其高頻交流驅動過程采用單諧振電路；對氣體放
電燈進行驅動，沒有其他雙開關管電路(半橋電路)存在兩個諧振頻率的問題，功率控制電路能夠在寬 電壓下使輸出功率穩(wěn)定，同時也避免了磁芯飽和，從而使電路的壽命得到極大地提高；該裝置7描述了 單只變壓器驅動單只氣體放電燈管的應用；對于圖7中的裝置7來說，是在圖l裝置l的基礎上，增加 電流取樣電路76，所述電流取樣電路76串入所述開關管72的源極S (或發(fā)射極e)到所述直流電源Vin 的負端之間，對所述開關管72的源極S (或發(fā)射極e)電流進行取樣，并把所述開關管72的源極S (或 發(fā)射極e)電流轉換為電壓，把取樣值送到所述脈沖控制電路71的②腳和所述異常控制電路75的 腳， 所述脈沖控制電路71對所述取樣的電流進行控制(或限制)，使最大輸出功率保持基本恒定；同時，取 消所述變壓器73的繞組Nf (⑤一③端)；所述電流取樣電路76由電阻構成，流過所述電阻的電流，在所 述電阻的兩端產(chǎn)生電壓；
其他連接或結構與圖1裝置1相同；由于圖7的電路原理跟圖1的電路原理基本相同，可以參考圖1 的描述；
圖8為圖1帶功率因素校正的第一個實施例電路原理方框圖；參考圖8。在輸入為交流供電的場合， 在阻抗性負載中，由于電抗的存在，交流電源需要提供較大的電流才能在負載上得到一定的功率。在一 個正弦周期中的一段時間內(nèi)有一部分能量先儲存在電抗中，以后在另一段時間內(nèi)這部分能量又從電抗反 饋到電源。這部分能量并不消耗在負載里，故稱為無功功率。功率因素校正電路就是要使所述無功功率 盡可能地小，使功率因素盡可能為l。為了達到上述目的，配合圖1至圖7在輸入為交流供電的應用場 合，現(xiàn)在結合圖l參考圖8的裝置8，增加整流橋83、濾波電容(4)87和無源功率因素校正電路部分，用 于取代上述的直流電源Vin，直接給裝置1供電；
所述整流橋83內(nèi)部由四只整流二極管組成，用于將輸入的交流電壓整流成脈沖直流電壓；
所述濾波電容(4)87取代上述直流電源Vin的位置，用于將所述脈沖直流電壓平滑化，所述濾波電容 (4)87正負極與所述直流電源Vin的正負極位置對應，所述濾波電容(4)87上的電壓為所述的Vin;
所述無源功率因素校正電路包括快速二極管(2)86以及電容(3)85組成的高頻泵'電感(1)82和 (2)88、電容(1)81和(2)S4組成的高頻諧振電路，用于使輸入的交流電流連續(xù)，提高電路的功率因素和
降低交流電流的總諧波失真；
所述的二極管(2)86的負極連接到所述濾波電容(4)87的正極'所述二極管(2)86的正極連接到所述 整流橋83的正極,所述濾波電容(4)87的負極連接到所述整流橋83的負極，所述氣體放電燈的另一端(原 來連接到所述直流電源Vin負極的那一端)連接到所述整流橋83的正極；所述電容(3)85的一端，連接 到所述二極管(2)86的正極，所述電容(3)85的另一端連接到所述開關管12的漏極D (或集電極C),所
述電容(2)84的兩端分別連接到所述整流橋83的正負極，所述整流橋83的兩個交流輸入端分別連接到所: 述電感(1)82和(2)88的一端，所述電感(1)82和(2)88的另一端分別連接到所述電容(1)81的兩端；交流 電源的N和L線分別連接到所述電容(1)81的兩端；
這樣，當交流電源連接到所述電容(1)81的兩端后，就從所述濾波電容(4)87的正負端輸出直流電壓 Vin，同時，所述變壓器13的次級繞組Ns的⑩端輸出高頻電壓，在輸出高頻電壓負半周時，所述變壓 器13的次級繞組Ns的⑩端輸出負電壓，所述負電壓通過所述諧振電容14和所述氣體放電燈管連接到 所述整流橋83的正極，輸入的交流電流通過所述整流橋83、所述氣體放電燈對所述諧振電容14充電； 在輸出高頻電壓正半周時，所述變壓器13的次級繞組Ns的⑩端輸出正電壓，此正電壓加上所述諧振電 容14上的電壓(在負半周被充電的電壓)通過所述氣體放電燈和二極管(2)86對所述濾波電容(4)87充 電，由于所述濾波電容(4)87容量(相對諧振電容14)很大充電電壓上升很少，同時，在交流電源電壓的 瞬時值小于所述電容(4)87兩端的電壓時，整流橋將無電流通過，即所述電感(1)82和(2)88將無電流通 過，由于電感電流不能突變，又由于所述電容(1)81的容量較大，對高頻電流相當于所述電感(1)82和(2)88 的一端(即連接到交流電源的N和L的那端)連接在一起，所述電感(1)82和(2)88的另一端將分別并通 過整流橋83對所述電容(2)84充電，保持整流橋83處于導通狀態(tài)，也即保持了交流電流的連續(xù)；當高頻 電壓負半周時，所述電容(2)84對所述氣體放電燈等放電；所述電容(3)85主要用于降低電路的EMI (電 磁干擾)和進一步提高裝置的功率因素；
圖9為圖l帶功率因素校正的第二個實施例電路原理方框圖；參考圖9。在輸入為交流供電的場合， 在阻抗性負載中，由于電抗的存在，交流電源需要提供較大的電流才能在負載上得到一定的功率。在一 個正弦周期中的一段時間內(nèi)有一部分能量先儲存在電抗中，以后在另一段時間內(nèi)這部分能量又從電抗反 饋到電源。這部分能量并不消耗在負載里，故稱為無功功率。功率因素校正電路就是要使所述無功功率 盡可能地小，使功率因素盡可能為l。為了達到上述目的，配合圖1至圖7在輸入為交流供電的應用場 合，現(xiàn)在結合圖l參考圖9的裝置9，增加有源功率因素校正9和調(diào)光控制99電路部分，用于取代上述 的直流電源Vin,和調(diào)節(jié)所述氣體放電燈的亮度；所述有源功率因素校正電路9具有可調(diào)輸出電壓功能， 通過所述調(diào)光控制電路99來控制所述有源功率因素校正電路9的輸出電壓Vin的大小，來改變所述氣體 放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)l的輸出功率，從而實現(xiàn)了調(diào)光；所述調(diào)光控制電路99的輸入控制信號可以 是(0-10V的)模擬量或是脈沖，也可以是編碼數(shù)字信號，還可以是紅外或射頻調(diào)制的數(shù)字信號；
所述有源功率因素校正電路9包括整流橋93、電感變壓器92、 L6561/L6562(91)、場效應管Q1、 二極管D1、電阻R1/R2/R3/R4/R15/R16和電容C1/C2/C3/C4/C6，構成輸出電壓Vin為50~200V范圍的可 調(diào)直流電壓源；
所述整流橋93的輸入端分別連接到交流電源的N和L線上，輸出端分別連接到所述電容C6的兩端，
所述電感變壓器92的①腳連接到所述整流橋93的正極，③腳連接到所述場效應管Ql的漏極D， 和@ 腳連接到所述整流橋93的負極，⑤腳通過所述電阻R3連接到所述L6561/L6562(91)的⑤腳，肪腳連接到 所述二極管Dl的正極，所述二極管Dl的負極連接到所述電容C4的正極，所述電容C4的負極連接到所 述整流橋93的負極，所述場效應管Q1的源極S通過所述電阻R15連接到所述整流橋93的負極，所述場 效應管Ql的柵極G通過所述電阻R4連接到所述L6561/L6562 (91)的⑦腳，所述L6561/L6562(91)的 腳 連接到所述場效應管Ql的源極S,⑥腳連接到所述整流橋的負極，⑧腳連接到輔助電源的正極VCC上， 同時也連接到所述電容C3的正極，③腳連接到Rl和R2的公共連接端，所述電阻Rl的另一端連接到所 述整流橋93的正極，所述電阻R2的另一端連接到所述整流橋93的負極，所述電容C3的負極連接到所 述整流橋93的負極，所述電容Cl的兩端分別連接端所述L6561/L6562 (91)的③腳和所述整流橋93的負 極，所述電容C2的兩端分別連接端所述L6561/L6562(91)的①腳和②腳，所述電阻R16的一端連接到所 述整流橋93的正極，另一端連接到所述電容C3的正極；
所述調(diào)光控制電路包括CD4051(94)、微控制器MCU/DSP(95) 、 二極管D2 、電阻 R5/R6/R7/R8/R9/R10/R11/R12/R13/RH和電容C5，構成可程控的電位器，對所述C4上輸出的直流電壓 進行分壓取樣，把取樣的電壓送到所述L6561/L6562(91)的①腳，使輸出的直流電壓受控，即由所述微控 制器MCU/DSP(95)控制所述CD4051(94)接通某分壓電阻，獲得某一分壓值送到所述L6561/L6562(91) 的①腳，從而完成控制某值的所述電壓Vm輸出；
所述二極管D2的正極連接到所述氣體放電燈驅動裝置的變壓器13的④端，所述二極管D2的負極 通過所述電阻R14連接到所述電容C5的正極，同時也連接到所述輔助電源VCC的正極和所述CD4051(94) 的鵬腳，所述電容C5的負極連接到所述整流橋93的負極，所述CD4051(94)的(D、⑩和dl)腳分別連接到 所述微控制器MCU/DSP(95)上，⑥、⑦和⑧腳都連接到所述整流橋93的負極，③腳連接到所述有源功率 因素校正9電路L6561/L6562(91)的①腳，④腳連接到所述電阻R5和肪的公共連接端，②腳連接到所述 電阻R6和R7的公共連接端，⑤腳連接到所述電阻R7和R8的公共連接端，①腳連接到所述電阻R8和R9 的公共連接端，肪腳連接到所述電阻R9和R10的公共連接端，d5)腳連接到所述電阻R10和Rll的公共連 接端，(M)腳連接到所述電阻Rll和R12的公共連接端，微腳連接到所述電阻R12和R13的公共連接端， 其中所述電阻R5的另一端連接到所述整流橋93的負極，所述電阻R13的另一端連接到所述電容C4的正 極；
當交流電源(N和L)接入所述整流橋時，就從所述電容C4的正負極輸出直流電壓Vin，直接給裝置 l供電。
由于本發(fā)明所述的對一種氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)的方案，是一種建立在單諧振電路上的裝
置，所述裝置同時利用了順向方式和回掃方式，還利用了諧振電路，來產(chǎn)生高頻交流電源，對氣體放電
燈進行驅動，包括變壓器、開關管、諧振電容和脈沖控制電路等；其中，變壓器在開關管的作用下產(chǎn)
生高頻交流電壓，變壓器在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波，又在脈沖控制電路
的控制下，在較寬輸入電壓范圍內(nèi)，變壓器以基本恒定的高頻功率輸出當輸入為交流電源時，還包括
輸入整流、濾波和功率因素校正電路；
沒有其他雙管電路兩只管同時導通損壞的缺陷，裝置內(nèi)部增加的功率控制電路避免了磁芯飽和，又
使功率輸出恒定，進一步使電路的壽命得到極大的提高；直接利用電網(wǎng)輸入的交流電源進行無源功率因 素校正，由于可以采用冷陰極驅動方案，相對于采用熱陰極驅動方案由于存在燈絲耗電和燈絲壽命，從 而更省電又長壽，由于電路相對簡單，成本更低。
又由于增加了亮度控制電路，使氣體放電燈(熒光燈)的亮度從不亮一直調(diào)到全亮，更加適合人們 的需要。
權利要求
1. 一種氣體放電燈的驅動裝置，包括變壓器，由初級繞組Np(匝數(shù)為Np)、次級繞組Ns(匝數(shù)為Ns)、輔助繞組Nf(匝數(shù)為Nf)和輔助繞組Nv(匝數(shù)為Nv)組成；用于產(chǎn)生高頻電壓；所述初級繞組Np的兩端分別連接到①和②端上，其中①為同名端；所述次級繞組Ns的兩端分別連接到⑥和⑩端上，其中⑥為同名端；所述輔助繞組Nf的兩端分別連接到③和⑤端上，其中⑤為同名端；所述輔助繞組Nv的兩端分別連接到③和④端上，其中③為同名端；所述同名端為繞組繞線方向一致的始端(或終端)；所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱的端號，只是用來方便區(qū)分繞組相互之間的相對位置和關聯(lián)，所述端號完全可以從新排列；所述變壓器的①端連接到直流電源Vin的正端，所述Vin為電源電壓；所述變壓器的②端連接到開關管的漏極D(或集電極c)，所述變壓器的③端連接到直流電源Vin的負端，所述變壓器的④端和⑤端分別連接到脈沖控制電路，所述變壓器的⑩端連接到諧振電容的一端，所述諧振電容的另一端連接到氣體放電燈的一端，所述氣體放電燈的另一端連接到直流電源Vin的負端，其中所述變壓器的⑥端又連接到所述變壓器的②端；開關管，由漏極D(或集電極c)、柵極G(或基極b)和源極S(或發(fā)射極e)組成，其中所述漏極D(或集電極c)連接到變壓器的②端，所述源極S(或發(fā)射極e)連接到所述直流電源Vin的負端，所述柵極G(或基極b)連接到脈沖控制電路，所述開關管和所述變壓器在脈沖控制電路的作用下產(chǎn)生高頻交流電壓；脈沖控制電路，所述脈沖控制電路有6個引出腳①、②、③、④、⑤和⑥腳；所述脈沖控制電路的①腳連接到所述直流電源Vin的正極，所述脈沖控制電路的②腳連接到所述變壓器的⑤端，所述脈沖控制電路的③腳連接到所述直流電源Vin的負極，所述脈沖控制電路的④腳連接到所述變壓器的④端，所述脈沖控制電路的⑤腳連接到異?？刂齐娐返妮敵龆耍雒}沖控制電路的⑥腳連接到所述開關管的柵極G(或基極b)；從所述變壓器的④端和⑤端分別連接到所述脈沖控制電路②和④腳的的信號，經(jīng)過脈沖控制電路內(nèi)部的處理，產(chǎn)生調(diào)頻和調(diào)寬脈沖，去控制所述開關管的柵極G(或基極b)，達到控制所述氣體放電燈驅動器(鎮(zhèn)流器)的輸出頻率和功率；異?？刂齐娐罚霎惓？刂齐娐酚?個引出腳①、②、③和④腳，所述①腳連接到所述開光管漏極D(或集電極c)，所述②腳(為異?？刂齐娐返妮敵龆?連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，所述③腳連接到所述直流電源Vin的負極，所述④腳連接到所述變壓器的⑤端，所述異常控制電路對所述開光管漏極D(或集電極c)上的脈沖電壓進行監(jiān)控，和對所述變壓器的⑤端的脈沖電壓進行監(jiān)控，把監(jiān)測到的異常信號進行處理，并透過所述脈沖控制電路的⑤腳來控制和保護所述開關管，使之處于安全狀態(tài)；諧振電容，起隔直流和諧振的作用，連接到所述變壓器⑩端和氣體放電燈的一端之間，用于和所述變壓器的繞組電感諧振，產(chǎn)生高頻電壓點燃氣體放電燈；所述諧振電容，也使脈沖波變?yōu)闇收也?；預熱啟動電路，在熒光燈點亮之前對熒光燈燈絲施加(大約0.4秒的)預熱電流，用于預熱熒光燈燈管，在熒光燈點亮之后關斷熒光燈燈絲所施加的預熱電流；所述預熱啟動電路是串聯(lián)在兩級燈絲中間的PCT(正溫度系數(shù))熱敏電阻，當高頻電壓施加于所述氣體放電燈管兩端時，所述電壓通過兩級的燈絲施加于所述PCT上，經(jīng)過(大約0.4秒的)時間PCT發(fā)熱斷開(變?yōu)楦咦?，這樣，由于燈絲流過了加熱電流就對所述氣體放電燈管進行了預熱；所述預熱啟動電路也可以取消(或不用)因為在所述氣體放電燈燈管未點燃之前所述氣體放電燈燈管相當于空載，由于變壓器的漏感會產(chǎn)生瞬時高壓，當所述瞬時高壓的功率設計得足夠大時，使得所述氣體放電燈燈管跳過輝光放電階段，直接到達弧光放電階段(相當于高速的汽車越過凹坑車輪是懸空而過的一樣)，點燃所述氣體放電燈燈管，使得所述氣體放電燈燈管達到延長壽命的目的；在納燈或金鹵燈的應用場合，所述預熱啟動就是觸發(fā)(器)啟動，在觸發(fā)電壓小于等于3000V的所述納燈或金鹵燈，可以取消觸發(fā)啟動，本電路自己就可以啟動；當直流電源Vin連接到電路時，由所述脈沖控制電路使所述開關管導通，所述直流電源電壓Vin加于初級繞組Np上，同時所述變壓器次級繞組Ns產(chǎn)生負脈沖電壓，即輸出所述高頻交流電壓的負半周，對所述諧振電容充電，充電電流由所述的直流電源Vin的負端，經(jīng)過(串聯(lián)的)所述氣體放電燈，到與之串聯(lián)的所述諧振電容，再到所述變壓器次級繞組Ns(⑩-⑥)，再經(jīng)過飽和導通的開關管的漏極D和源極S回到所述的直流電源Vin的負端；同時，所述變壓器輔助繞組Nf(③和⑤上)產(chǎn)生正脈沖電壓，通過所述脈沖控制電路，進一步作用于所述開關管，控制輸出功率；當所述脈沖控制電路在經(jīng)過t時間后(t由脈沖控制電路內(nèi)部的功率控制電路和或電壓控制電路設定)，使所述開關管截止，則所述變壓器初級繞組Np與直流電源Vin斷開，由于所述初級繞組Np上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則所述變壓器的次級繞組Ns的⑩端電位由負極性變正極性，則施加于所述氣體放電燈上的正脈沖電壓為所述變壓器的次級繞組Ns和次級繞組Np上生產(chǎn)的正脈沖相加，再加上所述電源電壓Vin和所述諧振電容在負半周所充的電壓，并通過所述諧振電容點燃氣體放電燈(燈管)；同時，所述輔助繞組Nv④和③上產(chǎn)生正脈沖電壓，加于所述脈沖控制電路上，通過所述脈沖控制電路內(nèi)部整流，產(chǎn)生直流電壓Vv用于供應所述脈沖控制電路，同時脈沖控制電路也通過采樣所述直流電壓Vv，來穩(wěn)定所述變壓器初級繞組Ns的⑩和⑥上產(chǎn)生的輸出電壓；并在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波；如上所述當開關管飽和導通時，所述直流電源電壓加于初級繞組Np上，同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產(chǎn)負脈沖電壓為Vo負＝-(Ns/Np)*Vin；通過氣體放電燈對諧振電容進行充電，因為在開關管飽和導通時，所述變壓器⑥端接通了直流電源Vin的負端，穩(wěn)態(tài)后諧振電容上的電壓Vc為Vc＝Vo負＝-(Ns/Np)*Vin；所述脈沖控制電路在經(jīng)過t時間后(t由脈沖控制電路內(nèi)部的功率控制電路和或電壓控制電路設定)，使所述開關管截止，即刻關斷開關管，則所述變壓器初級繞組Np與所述直流電源Vin斷開，此時，由于所述變壓器的初級繞組Np上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則次級繞組Ns的⑩和⑥端生產(chǎn)正脈沖電壓為Vo1正＝(Ns/Nv)*Vv；所述變壓器的次級繞組Np的①和②端生產(chǎn)正脈沖電壓為Vo2正＝(Np/Nv)*Vv；則所述變壓器⑩端和所述直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓(高頻準正弦波的正半周)為Vo正＝Vo1正+Vo2正+Vin+Vc＝((Ns+Np)/Nv)*Vv+(1+(Ns/Np))*Vn；對氣體放電燈供電，此供電電流并對磁心去磁，由諧振電容的放電使磁心工作到第三象限；所述電壓Vv值由脈沖控制電路的電壓控制電路確定；上述的脈沖電壓，在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波；施加于氣體放電燈管上的電壓為V燈＝Vo/0.7072如此循環(huán)周而復始，產(chǎn)生高頻正弦波加于氣體放電燈上，使其發(fā)光；改變Np、Ns和Nv的數(shù)值即可改變輸出的電壓，以適應不同參數(shù)的氣體放電燈。
2、 一種氣體放電燈的驅動裝置，包括變壓器，由初級繞組Np (匝數(shù)為Np)、次級繞組Ns由W股并繞組成(壓數(shù)為Ns)、輔助繞組 Nf (匝數(shù)為Nf)和輔助繞組NV (匝數(shù)為NV)組成；用于產(chǎn)生高頻電壓；所述初級繞組Np的兩端分 別連接到①和②端上，其中①為同名端；所述多股(設Wi)次級繞組Ns的一端都連接到(D端、另一端 分別連接到⑦、⑧、⑨和⑩端上，其中⑥為同名端所述輔助繞組Nf的兩端分別連接到③和⑤端上，其 中⑤為同名端；所述輔助繞組Nv的兩端分別連接到③和④端上，其中③為同名端；所述同名端為繞組繞 線方向一致的始端(或終端)；所述①、②、。。。、⑩端號是變壓器骨架上的接線柱的端號，只是用來方便 區(qū)分繞組相互之間的相對位置和關聯(lián)，所述端號完全可以從新排列所述變壓器的①端連接到直流電源Vin的正端，所述Vin為電源電壓；所述變壓器的②端連接到開關管的漏極D (或集電極c),所述變壓器的③端連接到直流電源Vin的負端，所述變壓器的④端和⑤端分別連接到脈沖控制電路，所述變壓器的⑦、⑧、⑨和⑩端分別連接到諧振電容1、 2、 3和4的一端，所述 諧振電容l、 2、 3和4的另一端分別連接到氣體放電燈1、 2、 3和4的一端，所述氣體放電燈l、 2、 3和 4的另一端都連接到直流電源Vin的負端，其中所述變壓器的⑥端又連接到所述變壓器的②端；開關管，由漏極D (或集電極c)、柵極G (或基極b)和源極S (或發(fā)射極e)組成，其中所述漏極 D (或集電極c)連接到變壓器的②端，所述源極S (或發(fā)射極e)連接到所述直流電源Vin的負端，所述 柵極G (或基極b)連接到脈沖控制電路，所述開關管和所述變壓器在脈沖控制電路的作用下產(chǎn)生高頻交 流電壓；脈沖控制電路，所述脈沖控制電路有6個引出腳①、②、③、 、⑤和⑥腳；所述脈沖控制電路 的①腳連接到所述直流電源Vin的正極，所述脈沖控制電路的②腳連接到所述變壓器的(g)端，所述脈沖控 制電路的③腳連接到所述直流電源Vin的負極，所述脈沖控制電路的④腳連接到所述變壓器的④端，所述 脈沖控制電路的⑤腳連接到異?？刂齐娐返妮敵龆耍雒}沖控制電路的⑥腳連接到所述開關管的槲極G (或基極b);從所述變壓器的④端和⑤端分別連接到所述脈沖控制電路②和④腳的的信號，經(jīng)過脈沖控制 電路內(nèi)部的處理，產(chǎn)生調(diào)頻和調(diào)寬脈沖，去控制所述開關管的柵極G (或基極b)，達到控制所述氣體放電 燈驅動器(鎮(zhèn)流器)的輸出頻率和功率；異?？刂齐娐罚霎惓？刂齐娐酚?個引出腳①、②、③和④腳，所述①腳連接到所述開光管 漏極D (或集電極c),所述②腳(為異常控制電路的輸出端)連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，所述③腳 連接到所述直流電源Vin的負極，所述④腳連接到所述變壓器的⑤端，所述異?？刂齐娐穼λ鲩_光管漏 極D (或集電極c)上的脈沖電壓進行監(jiān)控，和對所述變壓器的⑤端的脈沖電壓進行監(jiān)控，把監(jiān)測到的異 常信號進行處理，并透過所述脈沖控制電路的⑤腳來控制和保護所述開關管，使之處于安全狀態(tài)；諧振電容1、 2、 3和4，起隔直流和諧振的作用，分別連接到所述變壓器⑦、⑧、⑨和⑩端上，諧 振電容l、 2、 3和4的另一端分別連接到氣體放電燈1、 2、 3和4的一端，用于和所述變壓器的繞組電感 諧振，產(chǎn)生高頻電壓點燃氣體放電燈；所述諧振電容，也使脈沖波變?yōu)闇收也?；預熱啟動電路，在熒光燈點亮之前對熒光燈燈絲施加(大約0.4秒的)預熱電流，用于預熱熒光燈 燈管，在熒光燈點亮之后關斷熒光燈燈絲所施加的預熱電流；所述預熱啟動電路是串聯(lián)在兩級燈絲中間的 PCT (正溫度系數(shù))熱敏電阻，當高頻電壓施加于所述氣體放電燈管兩端時，所述電壓通過兩級的燈絲施 加于所述PCT上，經(jīng)過(大約0.4秒的)時間PCT發(fā)熱斷開(變?yōu)楦咦?，這樣，由于燈絲流過了加熱電 流就對所述氣體放電燈管進行了預熱；所述預熱啟動電路也可以取消(或不用)在所述氣體放電燈燈管 未點燃之前所述氣體放電燈燈管相當于空載，由于變壓器的漏感會產(chǎn)生瞬時高壓，當所述瞬時高壓的功率設計得足夠大時，使得所述氣體放電燈燈管對ta輝光放電階段，直接到達弧光放電階段(相當于高速的汽車越過凹坑車輪是懸空而過的一樣)，點燃所述氣體放電燈燈管，使得所述氣體放電燈燈管達到延長壽命 的目的；在納燈或金鹵燈的應用場合，所述預熱啟動就是觸發(fā)(器)啟動，在觸發(fā)電壓小于等于3000V的 所述納燈或金鹵燈，可以取消觸發(fā)啟動，本電路自己就可以啟動；當直流電源Vin連接到電路時，由所述脈沖控制電路使所述開關管導通，所述直流電源電壓Vin加 于初級繞組Np上，同時所述變壓器次級繞組Ns產(chǎn)生負脈沖電壓，即輸出所述高頻交流電壓的負半周，分 別對所述諧振電容l、 2、 3和4充電，充電電流分四路由所述的直流電源Vin的負端，分別通過所述氣體 放電燈l、 2、 3和4,到與之串聯(lián)的所述諧振電容l、 2、 3和4，再到所述變壓器次級繞組Ns的⑦、⑧、 ⑨和⑩端到達⑥端，再經(jīng)過飽和導通的開關管的漏極D和源極S回到所述的直流電源Vin的負端；同時， 所述變壓器輔助繞組Nf(③和⑤上)產(chǎn)生正脈沖電壓，通過所述脈沖控制電路，進一步作用于所述開關管， 控制輸出功率；當所述脈沖控制電路在經(jīng)過t時間后(t由脈沖控制電路內(nèi)部的功率控制電路和或電壓控制 電路設定)，使所述開關管截止，則所述變壓器初級繞組Np與直流電源Vin斷開，由于所述初級繞組Np 上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則所述變壓器的次級繞組Ns的⑩端電位 由負極性變正極性，施加于所述氣體放電燈上，所述施加于所述氣體放電燈上的正脈沖電壓為所述變壓 器的次級繞組Ns和次級繞組Np上生產(chǎn)的正脈沖相加，再加上所述電源電壓Vin和所述諧振電容在負半周 所充的電壓，并通過所述諧振電容點燃氣體放電燈(燈管)；同時，所述輔助繞組Nv0和③上產(chǎn)生正脈沖 電壓，加于所述脈沖控制電路上，通過所述脈沖控制電路內(nèi)部整流濾波，產(chǎn)生直流電壓Vv用于供應所述 脈沖控制電路，同時，脈沖控制電路也通過采樣所述直流電壓Vv,來穩(wěn)定所述變壓器初級繞組Ns的⑩和 ⑥上產(chǎn)生的輸出電壓；并在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波；如上所述當開關管飽和導通時，電源電壓加于初級繞組Np上，同時次級繞組Ns的⑩至⑥端上生產(chǎn) 負脈沖電壓為V。負=-(Ns/Np)*Vin;通過氣體放電燈對諧振電容進行充電，因為在開關管飽和導通時，所述變壓器⑥端接通了直流電源Vin的 負端，穩(wěn)態(tài)后諧振電容上的電壓Vc為Vc= Vo負--(Ns /Np)*Vin; 所述脈沖控制電路在經(jīng)過t時間后(t由脈沖控制電路內(nèi)部的功率控制電路和或電壓控制電路設定)， 使所述開關管截止，即刻關斷開關管，則所述變壓器初級繞組Np與直流電源Vin斷開，此時，由于所述 變壓器的初級繞組Np上的能量不能突變，所以不能在瞬時內(nèi)將電流切斷或改變方向，則次級繞組Ns的⑩ 和⑥端生產(chǎn)正脈沖電壓為Vol正:=(Ns/Nv)*Vv;所述變壓器的次級繞組Np的①和②端生產(chǎn)正脈沖電壓為Vo2正=(Np/Nv)*Vv;則所述變壓器⑩端和直流電源負端之間的輸出正脈沖電壓(高頻正弦波的正半周)為Vo正=Vol正十Vo2正+Vin+Vc=((Ns+Np)/Nv)*Vv+ (l+(Ns/Np)) *Vin; 對氣體放電燈供電，此供電電流并對磁心去磁，由諧振電容的放電使磁心工作到第三象限；所述電 壓Vv值由脈沖控制電路的電壓控制電路確定；上述的脈沖電壓，在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波；施加于氣體放電燈管上 的電壓為Vw =Vo/0.7072如此循環(huán)周而復始，產(chǎn)生高頻正弦波加于氣體放電燈上，使其發(fā)光；改變Np、 Ns和Nv的數(shù)值即可 改變輸出的電壓，以適應不同參數(shù)的氣體放電燈。
3、 一種基于權利要求1或2所述氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，其特征在 于包括兩個完全相同的所述變壓器1和2;其特征在于所述變壓器1和2，由初級繞組Npl和Np2串聯(lián)組成的多燈系統(tǒng)；所述變壓器2的①端連接到直流電源Vin的正端，所述變壓器1的①端連接到所述變壓器2的②端， 所述變壓器1的②端連接到開關管的漏極D (或集電極c);所述變壓器1和2的⑥端都連接到開關管的漏 極D (或集電極c);所述變壓器1和2的⑩端分別連接到各自的所述諧振電容的一端(或⑦、⑧、⑨和⑩ 端分別連接到諧振電容1、 2、 3和4的一端)，變壓器2或1的@@ 端分別連接到所述脈沖控制電路的 ③,腳；其他連接或結構保持不變；其特征還在于所述變壓器1和2，由初、次級繞組Np2和Npl 、 Ns2和Nsl分別串聯(lián)組成的系統(tǒng)；所述變壓器2的①端連接到直流電源Vm的正端，所述變壓器1的①端連接到所述變壓器2的②端， 所述變壓器1的②端連接到開關管的漏極D (或集電極c);所述變壓器1的⑩端連接到所述變壓器2的 端，所述變壓器l的⑥端連接到開關管的漏極D (或集電極c);所述變壓器2的⑩端連接到所述諧振電容 的一端，變壓器2或1的③④⑤端分別連接到所述脈沖控制電路的③(SXD腳其他連接或結構保持不變；其特征還在于所述變壓器1和2，由初級繞組Npl和Np2分別串聯(lián)二極管a和b后并聯(lián)組成的多燈 系統(tǒng)；所述變壓器1和2的①端都連接到直流電源Vin的正端，所述變壓器1的②端連接到所述二極管a的 正極，所述變壓器2的②端連接到所述二極管b的正極，所述二極管a和b的負極都連接到開關管的漏極D (或集電極c);所述變壓器1的⑩端連接到所述變壓器2的⑥端，所述變壓器1的⑥端連接到開關管的漏極D (或集電極c):所述變壓器l和2的⑩端分別連接到各自的所述諧振電容的一端，變壓器2或1的 ③(M)端分別連接到所述脈沖控制電路的③,腳其他連接或結構保持不變。
4、 一種基于權利要求1或2或3所述氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，其特征在于還包括電流取樣電路；用于控制輸出(最大)功率，同時也用于保護電路免于損壞；其特征在于，所述電流取樣電路串入所述開關管的源極S (或發(fā)射極e)到所述直流電源Vin的負端 之間，對所述開關管的源極S (或發(fā)射極e)電流進行取樣，并把所述開關管的源極S (或發(fā)射極e)電流 轉換為電壓，把取樣值送到所述脈沖控制電路的②腳和所述異常控制電路的④腳，所述脈沖控制電路對所 述取樣的電流進行控制(或限制)，使最大輸出功率保持基本恒定；同時，取消所述變壓器的(⑤一③端) 繞組Nf;其特征還在于，所述電流取樣電路串入所述氣體放電燈到所述直流電源Vin的負端之間，對所述氣體 放電燈的電流進行取樣，并把所述氣體放電燈電流轉換為電壓，把取樣值送到所述脈沖控制電路的②腳和 所述異?？刂齐娐返蘑苣_，所述脈沖控制電路對所述取樣的電流進行控制(或限制)，使輸出功率保持基 本恒定；同時，取消所述變壓器的(⑤一③端)繞組Nf;所述電流取樣電路由電阻構成，流過所述電阻的電流，在所述電阻的兩端產(chǎn)生電壓。
5、 一種基于權利要求1或2或3或4所述氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路， 在輸入為交流供電的場合，其特征在于還包括整流、濾波和無源功率因素校正電路，用于取代上述直流 電源Vin:所述整流，由整流橋(用四只整流二極管)組成，用于將輸入的交流電壓整流成脈沖直流電壓；所述濾波，由電容4組成，并連接到上述直流電源Vin的位置，用于將所述脈沖直流電壓平滑化，所 述濾波電容4正負極與所述直流電源Vin的正負極位置對應，所述濾波電容4上的電壓為所述的Vin;所述無源功率因素校正電路包括快速二極管2以及電容3組成的高頻泵，電感1和2、電容1和2 組成的高頻諧振電路，用于使輸入的交流電流連續(xù)，提高電路的功率因素和降低交流電流的總諧波失真；所述的二極管2的負極連接到所述濾波電容4的正極,所述二極管2的正極連接到所述整流橋的正極， 所述濾波電容4的負極連接到所述整流橋的負極,所述氣體放電燈的另一端(原來連接到所述直流電源Vin 負極的那一端)連接到所述整流橋的正極；所述電容3的一端，連接到所述二極管2的正極，所述電容3 的另一端連接到所述開關管的漏極D (或集電極C)，所述電容2的兩端分別連接到所述整流橋的正負極， 所述整流橋的兩個交流輸入端分別連接到所述電感1和2的一端，所述電感1和2的另一端分別連接到所 述電容1的兩端；交流電源的N和L線分別連接到所述電容1的兩端；這樣，當交流電源連接到所述電容1的兩端后，就從所述濾波電容4的正負端輸出直流電壓Vin,同時，所述變壓器的次級繞組Ns的⑩端(或⑦、⑧、⑨和逾端)輸出高頻電壓，在輸出高頻電壓負半周時， 所述變壓器的次級繞組Ns的⑩端(或⑦、 、⑨和⑩端)輸出負電壓，所述負電壓通過所述諧振電容和 所述氣體放電燈管連接到所述整流橋的正極，輸入的交流電流通過所述整流橋、所述氣體放電燈對所述諧 振電容(或諧振電容l、 2、 3和4)充電；在輸出高頻電壓正半周時，所述變壓器的次級繞組Ns的逾端(或 ⑦、⑧、⑨和⑩端)輸出正電壓，此正電壓加上所述諧振電容(或諧振電容l、 2、 3和4)上的電壓(在負 半周被充電的電壓)通過所述氣體放電燈和二極管2對所述濾波電容4充電，由于所述濾波電容4容量(相 對諧振電容)很大充電電壓上升很少，同時，在交流電源電壓的瞬時值小于所述電容4兩端的電壓時，整 流橋將無電流通過，即所述電感1和2將無電流通過，由于電感電流不能突變，又由于所述電容l的容量 較大，對高頻電流相當于所述電感1和2的一端(即連接到交流電源的N和L的那端)連接在一起，所述 電感1和2的另一端將分別并通過整流橋對所述電容2充電，保持整流橋處于導通狀態(tài)，也即保持了交流 電流的連續(xù)；當高頻電壓負半周時，所述電容2對所述氣體放電燈等放電；所述電容3主要用于降低電路 的EMI (電磁干擾)和進一步提髙裝置的功率因素。
6、 一種基于權利要求1或2或3或4所述氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路， 在輸入為交流供電的場合，其特征在于還包括有源功率因素校正電路和調(diào)光控制，用于取代上述直流電 源Vin,和調(diào)節(jié)所述氣體放電燈的亮度；所述有源功率因素校正電路具有可調(diào)輸出電壓功能，通過所述調(diào) 光控制電路來控制所述有源功率因素校正電路的輸出電壓Vin的大小，來改變所述氣體放電燈驅動裝置 (鎮(zhèn)流器)的輸出功率，從而實現(xiàn)了調(diào)光；其特征還在于，所述調(diào)光控制電路的輸入控制信號可以是(0-10V 的)模擬量或是脈沖，也可以是編碼數(shù)字信號，還可以是紅外或射頻調(diào)制的數(shù)字信號；所述有源功率因素校正電路包括整流橋、電感變壓器、L6561/L6562、場效應管Q1、 二極管D1、電 阻R1/R2/R3/R4/R15/R16和電容C1/C2/C3/C4/C6,構成輸出電壓Vin為40-200V范圍的可調(diào)直流電壓源；所述整流橋的輸入端分別連接到交流電源的N和L線上，輸出端分別連接到所述電容C6的兩端，所 述電感變壓器的①腳連接到所述整流橋的正極，③腳連接到所述場效應管Ql的漏極D,④和⑨腳連接到所 述整流橋的負極，⑤腳通過所述電阻R3連接到所述L6561/L6562的⑤腳，dZ)腳連接到所述二極管Dl的正 極，所述二極管Dl的負極連接到所述電容C4的正極，所述電容C4的負極連接到所述整流橋的負極，所 述場效應管Ql的源極S通過所述電阻R15連接到所述整流橋的負極，所述場效應管Ql的柵極G通過所述 電阻R4連接到所述L6561/L6562的⑦腳，所述L6561/L6562的④腳連接到所述場效應管Ql的源極S,⑥ 腳連接到所述整流橋的負極，⑧腳連接到輔助電源的正極VCC上，同時也連接到所述電容C3的正極，③ 腳連接到Rl和R2的公共連接端，所述電阻Rl的另一端連接到所述整流橋的正極，所述電阻R2的另一端連接到所述整流橋的負極，所述電容C3的負極連接到所述整流橋的負極，所述電容C1的兩端分別連接端所述L6561/L6562的③腳和所述整流橋的負極，所述電容C2的兩端分別連接端所述L6561/L6562的①腳 和②腳，所述電阻R16的一端連接到所述整流橋的正極，另一端連接到所述電容C3的正極；所述調(diào)光控制電路包括CD4051 、微控制器MCU/DSP 、 二極管D2 、電阻 R5/R6/R7/R8/R9/R10/R11/R12/R13/R14和電容C5，構成可程控的電位器，對所述輸出的直流電壓進行分壓 取樣，把取樣的電壓送到所述L6561/L6562的①腳，使輸出的直流電壓受控，即由所述微控制器MCU/DSP 控制所述CD4051接通某分壓電阻，獲得某一分壓值送到所述L6561/L6562的①腳，從而完成控制某值的 所述電壓Vin輸出；所述二極管D2的正極連接到所述氣體放電燈驅動裝置的變壓器的④端，負極通過所述電阻R14連接 到所述電容C5的正極，同時也連接到所述輔助電源的正極VCC和所述CD4051的服腳，所述電容C5的 負極連接到所述整流橋的負極，所述CD4051的⑨、⑩和(U)腳分別連接到所述微控制器MCU/DSP上，⑥、 ⑦和⑧腳都連接到所述整流橋的負極，③腳連接到所述有源功率因素校正電路L6561/L6562的①腳， 腳 連接到所述電阻R5和R6的公共連接端，②腳連接到所述電阻R6和R7的公共連接端，⑤腳連接到所述電 阻R7和R8的公共連接端，①腳連接到所述電阻R8和R9的公共連接端，QZ)腳連接到所述電阻R9和R10 的公共連接端，a5)腳連接到所述電阻R10和Rll的公共連接端，(M)腳連接到所述電阻Rll和R12的公共連 接端，微腳連接到所述電阻R12和R13的公共連接端，其中所述電阻R5的另一端連接到所述整流橋的負 極，所述電阻R13的另一端連接到所述電容C4的正極；當交流電源(N和L)接入所述整流橋時，就從所述電容C4的正負極輸出直流電壓Vin。
7、 一種基于權利要求1或2或3或4或5或6所述氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校 正電路，其特征在于所述異常控制電路包括電阻R3、 R13、 R14、 R15、 R16、 R17和R18,電容C5、 C6和C7，齊納二極管Zl,觸發(fā)二極管DB1，三極管Q3和Q4;所述電阻R18可以用壓敏電阻或TVS或 多個普通電阻串聯(lián)組成；所述電阻R13和所述電容C5兩端并聯(lián)其中一端連接到所述三極管Q4的發(fā)射極E，另一端連接到所 述三極管Q4的基極b,所述電阻R15和所述電容C6兩端并聯(lián)其中一端連接到所述三極管Q3的發(fā)射極E， 另一端連接到所述三極管Q3的基極b，所述電阻R14的一端連接到所述三極管Q4的發(fā)射極E，所述電阻 R14的另一端連接到所述異?？刂齐娐返蘑谀_，所述三極管Q4的基極b連接到所述三極管Q3的集電極C, 所述三極管Q3的基極b連接到所述三極管Q4的集電極C,所述三極管Q3的發(fā)射極E連接到所述異常控 制電路的③腳，所述電阻R16的一端連接到所述三極管Q3的基極b，所述電阻R16的另一端連接到所述 觸發(fā)二極管的一端，所述觸發(fā)二極管的另一端連接到所述電容C7的正極，所述電容C7的負極連接到所述異?？刂齐娐返蘑勰_，所述電阻R17的兩端與所述電容C7的兩端并聯(lián)，所述電阻R18的一端連接到所述電容C7的正極，所述電阻R18的另一端連接到所述異?？刂齐娐返蘑倌_，所述電阻R3的一端連接到所 述三極管Q3的基極b,所述電阻R3的另一端連接到所述齊納二極管Zl的正極，所述齊納二極管Zl的負極連接到所述異?？刂齐娐返蘑苣_；所述三極管Q3和Q4組成一種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路，當所述異?？刂齐娐返蘑倌_的電位升高，通過所述電阻R18使所述電容C7正極的電壓高于所述觸發(fā)二極管DB1時，所述C7的電壓通過所述R16向所述三極管Q3的基極b放電，使所述三極管Q3導通，由于所述三極管Q4的基極b連接到所述三極管Q3的集電極C，因此所述三極管Q4也導通，又由于所述三極管Q3的基極b連接到所述三極管Q4的集電極C， 進一步使三極管Q3和Q4都飽和導通，又由于所述電阻R14連接在所述Q4的發(fā)射極E和所述異常控制 電路的②腳之間，從而使異?？刂齐娐返蘑谀_通過所述電阻R14、所述三極管Q4 (E-C極)和Q3 (E《 極)連接到所述異?？刂齐娐返蘑勰_(即所述直流電源Vin的負極)，因此，通過所述脈沖控制電路的⑤， 把所述開關管的柵極G (或基極b)連接到所述直流電源Vin的負極，從而保護了所述的開關管；同理， 由于所述變壓器繞組Nf ( —③端)的脈沖電壓(Vf)正比于所述直流電源電壓(Vf-Vin* (NWIp)), 通過所述變壓器的⑤端連接到所述異常控制電路的④腳，把采樣到的脈沖電壓加到所述齊納二極管Zl的負極，當所述直流電源電壓異常升高時，所述齊納二極管Z1導通，脈沖電流通過所述電阻R3到達所述三 極管Q3的基極b，使所述三極管Q3飽和導通，則如上所述，保護了開關管免受損壞；還可以用可控硅取代由所述三極管Q3和Q4、電阻R13電容C5所組成的電路，即所述可控硅的陽極A連接到所述電阻R14的一端(R14的另一端連接狀態(tài)不變)，所述可控硅的陰極K連接到所述異?？刂齐娐返蘑勰_，所述可控硅的柵極G連接到所述C6/R15/R16/R3的公共端(所述C6/R15/R16/R3的另一端 連接狀態(tài)不變)，獲得上述相同的保護功能。
8、 一種基于權利要求l或2或3或4或5或6或7所述氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，其特征在于，所述脈沖控制電路還包括功率控制電路、正反餓電路、電壓控制電路和偏置電路;所述功率控制電路，由三極管Q1、電阻R2、 R4、 R5、電容C1和齊納(zener) 二極管Z2組成； 所述三極管Q1的集電極C連接到所述脈沖控制電路的⑤腳和所述偏置電路二極管D1的負極，所述三極管Ql的發(fā)射極E連接到所述脈沖控制電路的③腳，所述電阻R2的一端連接到所述三極管Ql的基極 b，所述電阻R2的另一端連接到所述電阻R4的一端，所述電阻R4的另一端連接到所述脈沖控制電路的 ②腳，所述電阻R5的一端連接到所述電阻R2和R4的公共端(即電阻R2和R4相連接的一端)，所述電阻R5的另一端連接到所述齊納二極管Z2的正極，所述齊納二極管Z2的負極連接到所述脈沖控制電路的②腳，所述電容C1的一端連接到所述電阻R2和R4的公共端，所述電容C1的另一端連接到所述脈沖控制電路的③腳；所述功率控制電路用于在不同供電電壓(一定的范圍內(nèi))時，產(chǎn)生脈寬不同的輸出脈沖提供給開關管， 達到控制輸出功率的作用；所述正反餓電路，由電阻RIO、 Rll、電容C2、 C4和齊納二極管Z5組成；所述電容C4的一端連接到所述脈沖控制電路的②腳，所述電容C4的另一端連接到所述齊納二極管 Z5的正極，所述齊納二極管Z5的負極連接到所述電阻R10的一端，所述電阻R10的另一端連接到所述偏 置電路的二極管D1的正極，所述電阻Rll的一端連接到所述齊納二極管Z5的正極，電阻Rll的另一端 連接到所述電容C2的一端，所述電容C2的另一端連接到所述偏置電路二極管Dl的正極；所述正反饋電路，在不同供電電壓下，用于給開關管提供可靠的正反饋；所述電壓控制電路，由三極管Q2、電阻R8、 R9、 R12、電容C3、 二極管D2和齊納二極管Z4組成；所述三極管Q2的集電極C連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，所述三極管Q2的發(fā)射極E連接到所述 脈沖控制電路的③腳，所述電阻R8和R9的一端分別都連接到所述三極管的基極B,所述電阻R8的另一 端連接到所述三極管Q2的發(fā)射極E，所述電阻R9的另一端連接到齊納二極管Z4的正極，所述齊納二極 管Z4的負極連接到所述二極管D2的負極，所述二極管D2正極連接到所述脈沖控制電路的④腳，所述電 阻R12和所述電容C3的一端都連接到所述三極管Q2的發(fā)射極E，所述電阻R12和所述電容C3的另一端 都連接到所述二極管D2的負極；所述變壓器的繞組Nv ( —③端)的正脈沖，通過所述二極管D2整流，和所述電容C3濾波后，產(chǎn) 生一個所述參考電壓Vv,通過所述齊納二極管Z4以及所述電阻R9和R8的分壓，給入所述三極管Q2的 基極b，當所述參考電壓Vv高于所述齊納二極管Z4的齊納電壓時，所述齊納二極管Z4導通，導致所述 三極管Q2導通，使給入開關管柵極G (或基極b)的脈沖提前結束，即縮短了開關管的導通脈沖的寬度， 使輸出電壓降低，因此達到穩(wěn)定輸出電壓的作用；所述偏置電路，由電阻R1、 R6、 R7二極管D1和齊納二極管Z3組成；所述電阻R1的一端連接到所述二極管D1的正極，電阻R1的另一端連接到所述脈沖控制電路的①腳， 所述二極管D1的負極連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，所述電阻R6的一端連接到所述脈沖控制電路的⑥ 腳，所述電阻R6的另一端連接到所述二極管Dl的正極，所述齊納二極管Z3的負極連接到所述二極管 Dl的正極，所述齊納二極管Z3的正極連接到所述脈沖控制電路的③腳，所述電阻R7的一端連接到所述 齊納二極管Z3的負極，所述電阻R7的另一端連接到所述電壓控制電路的所述二極管D2的負極所述電阻R6用于防止開關管寄生振蕩，所述電阻R1用來給所述開關管提供開機偏置電壓，根據(jù)不同 的供電電壓，所述電阻R1可以由多個電阻串聯(lián)組成(提高電阻的耐壓)，所述二極管D1用來提高本裝置 的效率，當所述開關管選擇用雙極性的晶體管時要用短路線(導線)來取代所述二極管D1，所述電阻R7 用來給所述開關管提供穩(wěn)態(tài)偏置電壓，所述齊納二極管Z3用來給所述開關管提供柵極保護，同時給所述 變壓器的繞組Nf的負脈沖提供通路。
9、 一種基于權利要求l或2或3或5或6或7所述氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校 正電路，其特征在于，所述脈沖控制電路還包括輔助電源，電壓電平轉換，電流(功率)電平轉換，微 控制器(MCU/DSP)，啟動電路和輸出驅動電路；所述輔助電源，連接到所述脈沖控制電路的④腳，對所述變壓器Nv繞組( —③端)輸出的脈沖 進行整流后輸出電壓Vv;為所述所述脈沖控制電路提供電源供應；所述電壓電平轉換，由所述電壓Vv按比例匹配輸出至微控制器(MCU/DSP)，通過所述微控制器 (MCU/DSP)(在此場合)起穩(wěn)定所述電壓Vv，間接起穩(wěn)定所述氣體放電燈驅動裝置輸出的電壓的作用；所述電流(功率)電平轉換，連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，對外部連接到所述脈沖控制電路的 ⑤腳的電流(或功率)信號電平轉換為電平Vf，所述電平Vf按比例匹配輸出至微控制器(MCU/DSP), 通過所述微控制器(MCU/DSP)對如(1):連接到所述脈沖控制電路的⑤腳的所述變壓器Nf繞組輸出的 脈沖進行整流后輸出電壓Vf，由所述電壓Vf按比例匹配輸出至微控制器(MCU/DSP),所述電壓Vf正比 于輸入的供電電壓，根據(jù)輸入的供電電壓起恒定所述氣體放電燈驅動裝置的輸出功率，和起限制所述氣體 放電燈驅動裝置的最大輸出功率的作用；或對如(2):連接到所述脈沖控制電路的⑤腳的所述開關管源極 S (或發(fā)射極e)上的所述電流取樣電路輸出的取樣電流Ip進行控制，起限制所述取樣電流Ip的作用，間 接地控制了最大的輸出功率；或對如(3):連接到所述脈沖控制電路的⑤腳的所述氣體放電燈上的所述電 流取樣電路輸出的取樣電流I進行控制，起恒定所述取樣電流I的作用，間接地恒定了輸出功率；所述微控制器(MCU/DSP),用于對輸入的所述電平Vf和Vv與內(nèi)部產(chǎn)生的三角波進行比較，產(chǎn)生 調(diào)寬脈沖，加上外部使能控制端，所述使能控制端連接到所述脈沖控制電路的⑤腳，對所述調(diào)寬脈沖進行 控制和處理，輸出至所述輸出驅動電路；所述啟動電路，連接到所述脈沖控制電路的①腳，在所述輔助電源還沒有起作用時，給所述脈沖控 制電路供電，并啟動系統(tǒng)；所述輸出驅動電路，連接到所述脈沖控制電路的⑥腳，對所述微控制器(MCU/DSP)輸出的調(diào)寬脈 沖，進行電流放大并輸出，驅動所述開關管的柵極G (或基極b)。
10、 一種基于權利要求9所述氣體放電燈驅動裝置(鎮(zhèn)流器)及其功率因素校正電路，其特征在于所 述脈沖控制電路還包括亮度控制電路，用于控制或調(diào)節(jié)氣體放電燈的發(fā)光亮度，所述亮度控制電路包括: 微控制器(MCU/DSP)，由外部輸入亮度信號至所述微控制器(MCU/DSP)，產(chǎn)生不同脈寬和(或)不同頻率的脈沖，給入所述開關管的柵極G,使所述的氣體放電燈驅動裝置產(chǎn)生不同占空比的高頻脈沖(或同 時也改變脈沖的頻率)，改變或控制脈沖的脈寬就調(diào)節(jié)了氣體放電燈的亮度；其特征還在于，所述微控制 器(MCU/DSP)的輸入控制信號可以是(0-10V的)模擬量或是脈沖，也可以是編碼數(shù)字信號，還可以是紅 外或射頻調(diào)制的數(shù)字信號。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氣體放電燈的驅動裝置(鎮(zhèn)流器)的方案，是一種建立在單諧振電路上的裝置，所述裝置同時利用了順向方式和回掃方式，還利用了諧振電路，來產(chǎn)生高頻交流電源，對氣體放電燈進行驅動，包括變壓器、開關管、諧振電容、脈沖控制電路以及異?？刂齐娐返?；其中，變壓器在開關管的作用下產(chǎn)生高頻交流電壓，變壓器在諧振電容的作用下使電路產(chǎn)生諧振，輸出高頻準正弦波，又在脈沖控制電路的控制下，在較寬輸入電壓范圍內(nèi)，變壓器以基本恒定的高頻功率輸出；當輸入為交流電源時，還包括輸入整流、濾波和功率因素校正電路等。
文檔編號H05B41/14GK101207960SQ200610167539
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月24日 優(yōu)先權日2006年12月24日
發(fā)明者葉建國 申請人:葉建國