螢光調光鎮流器的製作方法
2023-06-23 22:41:31
專利名稱：螢光調光鎮流器的製作方法
技術領域：
背景技術：
採用可調光鎮流器系統來提供多種等級的光輸出。常規調光鎮流器包括多個離散鎮流器，通過選擇性地將一個或多個斷電以提供更低的光輸出。但是，此方法無法實現連續調光，而是限定於有限數量的離散光輸出等級。此技術還受限於多個燈安裝的情況。常規連續調光方法操作串聯的燈。但是此技術可能由於非期望的燈冷卻和/或熄滅而導致燈的性能過早下降或故障。而且，此方法在一個或多個燈故障時會遇到無法發光的問題。還建議了另一個方法，其中通過脈寬調製(PWM)控制來改變DC總線幅度，以對用於驅動一個或多個燈的電壓饋電逆變器或電流饋電逆變器供電，但是此技術增加了成本並僅對額定燈電流的約10%證明是可行的，並因此對於某些應用來說未提供期望的調光量。因此，一直需要改進的螢光燈調光設備和技術，用於提供節省成本的變化光等級，而不會導致燈壓力或損壞。
發明內容
本公開提供簡單且低成本的調光鎮流器裝置和控制技術，可採用它們以促進寬範圍的輸出電平上(低至小於額定電流的1%)的調光操作，同時不會有燈損壞以及多燈設備中的燈之間的不均勻光強度，在並聯輸出鎮流器中更換一個或多個燈時產生光。公開一種調光鎮流器，其包括驅動產生AC信號以對一個或多個螢光燈供電的頻率受控自激振蕩逆變器的輸入整流器和DC-DC轉換器。提供一種逆變器控制系統，其包括第一調節器和第二調節器，以控制逆變器工作頻率，從而調整逆變器輸出電流和電壓。第一控制調節器至少部分地基於感測的燈電流值和電流設定點值(例如，外部調光控制信號) 來修改逆變器工作頻率。第二調節器根據電壓設定點值和感測的AC總線節點電壓值來調整逆變器輸出。鎮流器因此能夠用於在多燈配置中執行調光控制，同時適應一個或多個燈的拆除而不允許過電流情況出現。在一個實施例中，該逆變器提供跨過DC輸入串聯耦合的第一開關器件和第二開關器件以及相關聯的驅動電路，這些驅動電路各包括驅動控制電感和諧振電感。在本實施例中，逆變器還包括諧振電路，該諧振電路具有與驅動電路電感電感耦合併且連接在開關器件的中心節點與AC總線節點之間的電感，以使得這些驅動電路振蕩，用於按逆變器工作頻率來互補促動第一開關器件和第二開關器件。該逆變器提供輸出，該輸出具有在AC總線節點與燈負載(一個或多個)之間耦合的一個或多個鎮流器電容，從而以受控方式驅動這些燈。在此實施例中，第一調節器包括頻率控制電感，該電感與驅動電路控制電感電感耦合，以及第一調節器根據電流設定點值和感測的燈電流選擇性地使與第一頻率控制電感相關聯的負載變化以修改驅動電路電感，並因此控制逆變器工作頻率，使得對逆變器輸出進行調整。該第一調節器因此以正常調光模式操作，以在調光控制(電流)設定點附近調節燈電流。第二調節器也具有(第二)頻率控制電感，該電感與驅動電路控制電感電感耦合， 並操作為基於電壓設定點值和感測的AC總線節點電壓值選擇性地使第二頻率控制電感的負載改變，以控制逆變器工作頻率，從而對逆變器的輸出進行調整。在示範實施例中，該第二調節器執行電壓調整以將AC總線節點電壓調整到處於或低於電壓閾值。這在燈數量減少(delamp)期間或當燈最終故障時限制了逆變器的輸出電壓。在一些實施例中，第二調節器還包括陰極加熱電路，其在感測的燈電流值低於閾值時，選擇性地加熱一個或多個燈陰極並控制逆變器頻率，以將輸出降低到預定值。這些陰極有效地並聯操作，以維持恆定電壓。第一調節器的某些實施例包括電流設定點電路以及電流感測電路和電流調節器， 該電流設定點電路具有接收調光等級設定點信號的輸入端子，該電流感測電路操作地與逆變器耦合以感測燈電流值，並且該電流調節器根據調光等級設定點信號來調整燈電流。提供一種方法以用於對至少一個螢光燈供電，其包括對自激振蕩逆變器賦能以產生AC信號從而對至少一個螢光燈供電，感測逆變器的AC總線節點電壓值，感測燈電流值， 接收電流設定點值，在調光控制模式中，至少部分地基於該電流設定點值和感測的燈電流值來選擇性地調整逆變器工作頻率以控制逆變器的輸出，選擇性地調整逆變器工作頻率以控制逆變器的輸出從而將AC總線節點電壓調節到處於或低於電壓閾值，以及在感測的燈電流值低於燈電流閾值時，選擇性地加熱一個或多個燈陰極並選擇性地調整逆變器工作頻率從而將逆變器的輸出降低到預定值。
在下文詳細描述和附圖中闡述了一個或多個示範實施例，在附圖中圖1是圖示一示範調光鎮流器的示意圖，該示範調光鎮流器具有自激振蕩逆變器，該自激振蕩逆變器帶有提供高級陰極加熱、電壓調節、抗閃爍、和電流調節控制的雙調節器逆變器控制配置；圖2是圖示圖1的調光鎮流器中的一示範整流器和升壓DC-DC轉換器的詳細示意圖；圖3是圖示圖1和圖2的鎮流器中、驅動一個或多個並聯連接的螢光燈的一示範自激振蕩逆變器的詳細示意圖；以及圖4和圖5是圖示圖1-3的鎮流器中、用於控制逆變器的示範第一調節器和第二調節器的詳細示意圖。
具體實施方式
現在參考附圖，其中貫穿附圖同樣的附圖標記用於指代同樣的元件，並且其中多種特徵不必按比例繪製，本公開涉及電子照明，以及更具體地涉及與螢光燈結合使用並將通過具體參考螢光燈來描述的調光鎮流器，儘管本文描述的示範鎮流器還能夠用於其他照明應用，而不受限於前文提到的應用。圖1圖示了調光鎮流器102，其中根據用於調光控制或陰極加熱的感測的燈電流來控制自激振蕩逆變器140的工作頻率，並且控制逆變器的AC總線電壓不超過電壓閾值， 以便防止更換一個或多個燈108時過度驅動工作的燈108。鎮流器102包括從AC輸入104 接收輸入功率的整流器110，其中該整流器可以是有源的或無源的，或者可以備選地通過 DC輸入功率供給鎮流器102而省略整流器110。整流器110具有將整流的DC電壓提供到開關型DC-DC轉換器120的輸出112，開關型DC-DC轉換器120包括由適合的控制信號操作的多種開關器件(未示出)。在一個實施例中(結合圖2在下文進一步圖示和描述)，轉換器120是帶有控制器130的升壓轉換器，控制器130能夠實現功率因數控制(PFC)組件 136，以控制鎮流器102的功率因數。鎮流器102還包括自激振蕩頻率受控的逆變器140，其接收DC電壓122並提供AC輸出106，以在具有第一控制調節器和第二控制調節器150a和 150b的逆變器控制器150的控制下驅動一個或多個燈負載108。第一調節器150a包括電流調節器152，以至少部分地根據調光等級設定點160 (例如，來自外部信號源)來調節燈電流。在一個實施例中，第二調節器150b具有陰極加熱電路154、電壓調節器156、和抗閃爍電路158，並且第二調節器150b可根據用於防止過電壓情況的AC總線電壓閾值161和根據用於控制燈陰極加熱的燈電流閾值162來操作。圖3中進一步圖示了一個示範逆變器 140，並且圖4和圖5中提供了示範的第一逆變器控制調節器和第二逆變器控制調節器的細節。在某些實施例中，逆變器140可以是耦合以提供隔離的AC輸出106的變壓器。圖2圖示可以在調光鎮流器102中使用的整流器110和升壓DC-DC轉換器120的一個適合實施例。整流器Iio分別從輸入104的線路連接(line connection) L和中性連接 N接收輸入AC功率，並且包括用於連接到地EGND的接地連接G以及線路-地電容器Cl 13， 而輸入104可包括多種附加的組件，例如電容器ClOl和電感器Li。整流器110提供全波二極體電橋，其包括二極體D7-D9和輸出濾波器電容器C8，以提供接收為DC-DC轉換器120 的輸入的初始DC輸出112。在此實施例中，通過分流調節器電路相對於電路地ICGND提供了集成電路DC電壓VCC，該分流調節器電路包括15伏特齊納二極體Z108、雙極電晶體Q103 和電阻器R104、R105、R114、R115、R120和R121，以及輸出電容器C104以及Clll0使用二極體DlUa和Dl 12b，將變壓器繞組T5B的中心經電容器C108電容耦合到VCC電源的中心。 示範DC-DC轉換器120是升壓轉換器，其接收初始DC輸出112並根據來自控制器130的信號選擇性地開關FET Q101,以在端子12 和122b處提供用於驅動逆變器140的第二 DC輸出。轉換器120包括具有連接到控制器130的三級控制繞組T5B的升壓轉換器電感T5A，以及用於使用15V齊納Z115、電容器C116和C117、二極體DlOfe和D105b及電阻器R116建立電路電壓15V的二級繞組T5C。圖3圖示示範自激振蕩逆變器140的進一步細節，示範自激振蕩逆變器140與接收來自升壓轉換器120的DC功率的DC端子12 和112b耦合。該逆變器140包括諧振電路213和一對受控開關器件Ql和Q2，在一個示例中，該一對受控開關器件Ql和Q2為η型 M0SFET，儘管還可以採用任何適合的開關器件。由串聯耦合在正電壓節點DC+與耦合到第一電路地GNDl的負節點之間Ql和Q2來選擇性地開關端子12 和122b處接收的輸入DC， 其中，Ql和Q2的這種選擇性開關執行操作，以在逆變器輸出節點211處生成方波，該方波然後激勵諧振電路213以從而驅動節點212處的高頻總線(HFB)。逆變器140包括變壓器T2-T4以及變壓器Tl，變壓器T2-T4用於輸出功率感測和用於具有可調逆變器工作頻率的自激振蕩的控制，變壓器Tl用於陰極加熱操作。變壓器T2具有串聯在逆變器輸出211與HFB 212之間的第一繞組T2A，以及分別與開關器件Ql和Q2相關聯的開關驅動控制電路221和222中的繞組T2B和T2C。在逆變器140的操作中，繞組T2A作為諧振電路213中的初級，而次級繞組T2B和T2C連接在用於 Ql和Q2的柵極驅動電路中，分別用於開關根據電路213的諧振的振蕩促動。變壓器T3具有操作為第二調節器150b中的頻率控制電感的第一繞組T3A和開關控制電路221和222中的繞組KB和T3C，其中每個驅動控制電路221、222包括來自Τ2和 Τ3的繞組的串聯組合。第三變壓器Τ3由控制器150使用，以選擇性地控制柵極驅動電路 221和222的電感，並由此控制用於逆變器140的閉環操作的逆變器工作頻率，從而控制在輸出106處遞送到燈108的功率量。來自高頻總線212的AC功率經對應的鎮流電容器C205-C208提供用於驅動一個或多個燈負載108(圖3的圖示示例中示出四個燈108)的AC輸出106，其中由此能夠將任何數量的燈108與高頻總線212耦合。該示範輸出106還可以包括附加電路，例如電阻器 R219-R222、二極體D223-D226、和用於輝紋控制的隔直電容器C210。提供變壓器Tl以實現燈陰極的選擇性加熱，其包括初級繞組T1A，初級繞組TlA經電容器C223耦合到逆變器輸出211以及經節點FT耦合到用於在燈電流低於閾值162時進行選擇性促動的陰極加熱電路154(下文的圖幻。變壓器Tl包括用於加熱個別的上方燈陰極的次級繞組T1C、T1D、T1E和TlF以及所有下方陰極與之耦合以便進行加熱的公共次級繞組T1B。下方公共燈端子穿過電容器210和變壓器T4的初級繞組T4A耦合到GNDl，變壓器 T4具有分別在第一調節器和第二調節器156a和156b中的次級T4C和T4B。由逆變器140和諧振電路213在節點212處生成高頻總線，諧振電路213包括諧振電感T2A以及等效諧振電容，該等效諧振電容包括串聯在DC+節點與GNDl節點之間的電容器Cl和C2的等效物(具有經電容器213耦合到總線212的中心節點)。通過以並聯方式分別與電容Cl和C2個別耦合的二極體Dl和D2形成鉗位電路。交替地激活開關Ql 和Q2，以在公共逆變器輸出節點211處提供幅度為VDC/2的方波(例如，跨過端子11 與 122b的DC總線電壓的一半)，並且此方波逆變器輸出激勵諧振電路213。柵極線路或控制線路214和216包括電阻Rl和R2，以分別向Ql和Q2的控制端子提供控制信號。使用驅動電路221和222生成開關柵極信號，其中第一驅動電路221耦合在逆變器輸出節點211與第一電路節點218之間，以及第二驅動電路222耦合在電路地GNDl與節點216之間。驅動電路221和222包括變壓器T2的第一驅動電感器和第二驅動電感器T2B 和T2C，它們是互相耦合到諧振電路213的諧振電感器T2A以在驅動電感器T2B和T2C中感應出與諧振電路213中的電流瞬態變化率成比例的、用於逆變器140的自激振蕩操作的電壓的次級繞組。此外，驅動電路221和222包括串聯連接到相應的第一驅動電感器和第二驅動電感器T2B和T2C及柵極控制線路214和216的次級電感器BB和T3C。繞組BB和 T3C操作為驅動控制電感，同時逆變器控制調節器150a和150b各具有三級頻率控制電感繞組(分別為T3D和T3A)，通過該三級頻率控制電感繞組，控制器150能夠通過使繞組BB 和T3C的電感發生變化來改變逆變器140的振蕩頻率，而繞組BB和T3C的電感的變化通過對流過頻率控制電感(一個或多個)的電流進行控制來實現。在操作中，柵極驅動電路221和222對於周期的前一半將Ql保持在「開(ON) 」狀態，以及對於周期的後一半將開關Q2保持在「開」狀態，以在輸出節點211處生成用於激勵諧振電路213的大致方波。在一個實施例中，開關器件Ql和Q2的柵極-源極電壓Vgs由分別耦合在開關源極與柵極控制線路214和216之間的雙向電壓鉗位Zl、Z2和Z3、Z4 (例如，背靠背齊納二極體)來限制。在本實施例中，個別雙向電壓鉗位Z1、Z2和D、Z4與相應的電感器BB和T3C協同，以控制跨過諧振電路213的電壓的基頻分量與諧振電感器T2A 中的AC電流之間的相位角。為了啟動逆變器140，跨過輸入端子12 和122b串聯耦合的電阻器R3和R4與電阻器RllO (耦合在逆變器輸出節點211與電路GNDl之間)協同，以發起柵極驅動電路221 和222的再生操作(regenerative operation)。逆變器開關控制電路還包括分別與繞組 T3B和T3C串聯耦合的電容器C3和C4。當最初將DC功率提供到逆變器140時，從正DC輸入12 經R3、R4和RllO對C3充電，同時電阻器R5分流驅動電路222中的電容器C4以防止C4充電，並從而防止同時激活Ql和Q2。因為跨過C3的電壓最初為零，所以由於用於電容器C3充電的相對長的時間常數，T2B和T3B的串聯組合充當短路。一旦C3充電達到Ql 的Vgs的閾值電壓(例如，在一個實施例中為2-3伏特)，Ql轉成開，並且小偏置電流流過 Ql。此電流以共漏極A類放大器配置偏置Ql，共漏極A類放大器配置具有足夠增益以允許諧振電路213與柵極控制電路221的組合產生再生動作，從而開始逆變器140在網絡(包括C3、T3B和T2B)的諧振頻率(其高於諧振電路213的固有諧振頻率)處或附近的振蕩。 結果，在高頻總線節點212處見到的諧振電壓滯後於節點211處的逆變器輸出電壓的基準， 從而促進了逆變器140的軟開關操作。因此，逆變器140在起動時以線性模式開始操作，並過渡到開關D類模式。逆變器將在5V電源達到至少耗盡模式MOSFET Q106的閾值之後才啟動。當此情況發生時，Q2的柵極處的電壓上升，並允許逆變器140開始振蕩。在鎮流器102的穩態操作中，逆變器輸出節點211處的方波電壓具有正端子11 的電壓的大約一半(例如，Vdc/2)的幅度，並且跨過C3的初始偏置電壓下降。在圖示的逆變器中，包括電容器C3和電感器T3B的第一網絡2M和包括電容器C4和電感器T3C的第二網絡226以高於第一網絡和第二網絡224、226的諧振頻率的工作頻率等效地感應。在穩態振蕩操作中，這導致柵極電路的相位偏移，以允許流經電感器T2A的電流滯後於逆變器輸出節點211處產生的電壓的基準頻率，從而促進了逆變器140的穩態軟開關。在一個實施例中，由串聯連接的鉗位二極體Dl和D2將逆變器140的輸出電壓鉗位，以限制通過諧振電路電容器Cl和C2見到高電壓。隨著節點211處的逆變器輸出電壓增高，鉗位二極體D1、 D2開始執行鉗位，從而防止跨過電容器Cl和C2的電壓改變符號，並將輸出電壓限制到防止造成逆變器140的組件熱損壞的值。控制器150感測由初級繞組T4A感測的輸出負載電流信號，以執行多種控制功能， 從而通過使逆變器繞組BB和T3C的電感變化而調節燈電流，並且由此通過改變三級繞組 T3A和T3D的其中之一或二者見到的負載來調節逆變器140的工作頻率。在圖示的逆變器 140中，隨著工作頻率降低，輸出電流增加，以及反之亦然。而且，逆變器頻率隨著T3A或T3D之一的負載減少而降低。因此，控制調節器150a和/或150b(下面的圖4和圖5)分別增加或減少T3D和/或T3A上的負載，以降低或增加燈電流。圖4圖示第一調節器的一個實施例，在此情況中是逆變器控制器150中的線性調光器調節器150a。在操作中，第一調節器150a選擇性地使與第一頻率控制電感(T3D)相關聯的負載變化，以控制逆變器工作頻率，從而至少部分地基於感測的燈電流值和至少部分地基於電流設定點值160來調整逆變器輸出106，電流設定點值160可以是內部預設的或在電流設定點電路151的端子159a和159b處接收的外部調光等級設定點信號(例如，在一個示例中為0-10伏特DC)。在一個實施例中，該電流設定點電路包括由交叉耦合的MOSFET Q309和310、及串聯連接的齊納二極體和B16b、以及電容器C309組成的誤接線保護電路，以在無意間將調光控制端子159連接到高電壓線路時防止器件損壞，並且在一個實施例中，該保護電路在節點DIM+處提供了 0-10伏特的調光信號，表示預定義工作範圍中期望的燈電流。保護MOSFET Q309和Q310是耗盡模式器件，其保持開狀態操作直到將它們的柵極-源極電壓置於負值為止(例如，在一個實施例中，約為-2. 5V)，從而允許器件Q309 和Q310在未對控制輸入端子159a和159b施加電壓時保持開。通過包括耗盡模式η溝道 MOSFET Q303、放大器U302、電阻器R306-R311和電容器C302的電路，縮放和緩衝電流設定點信號160，以將表示設定點值的信號呈交到U301的反相輸入處的加法節點。電流調節器電路152的U301將該設定點與感測的燈電流值進行比較，以通過電阻器R304、R302和R312以及電容器C304來控制開關Q301，從而控制第一頻率控制電感T3D 的負載，其中完全將整流器短接到T3D(Q301完全開)加載了繞組T3D，並由此降低逆變器輸出106。在閉環方式下，電流調節器152選擇性地使頻率控制電感T3D的負載變化，以控制逆變器工作頻率，以便根據調光等級設定點信號160來調節燈電流，從而實現鎮流器102 的調光器控制操作，其中當感測的燈電流電平高於設定點值時，增加T3D的負載(例如，通過增加至Q301的選通信號)來降低變壓器繞組BB和T3C的電感，並且由此增加逆變器頻率和降低輸出燈電流，而當感測的燈電流電平低於設定點160時反之依然。電流調節器 152由此操作為選擇性地使頻率控制電感T3D的負載變化，以控制逆變器工作頻率，從而根據調光等級設定點信號160來調節燈電流。而且，示範第二調節器150a參照第二地GND2， 其中使用經5伏特齊納二極體Z301、電阻器R301和電容器C301的、來自15V電源的電流建立用於U301和U302的DC電源電壓5V。又參考圖5，除了通過第一調節器150a進行穩態調光控制外，控制器150還提供第二調節器150b，當更換燈108時或其他情況下從輸出106移除燈108時，第二調節器150b 可操作為選擇性地調節逆變器工作頻率，以控制逆變器輸出，從而將高頻AC總線節點212 處的電壓調節到處於或低於用於過電壓保護的電壓閾值161。當感測的燈電流值低於燈電流閾值162時，第二調節器150b還選擇性地加熱一個或多個燈陰極，並將逆變器輸出降低到預定值。在圖5的實施例中，第二調節器150b包括電壓調節器156，其操作為選擇性地使 T3A的負載變化，以控制逆變器工作頻率，從而將節點212處的AC總線電壓調節到處於或低於電壓閾值161。電壓調節器156通過由電容器C216電容耦合到總線節點212的電阻器 R212來感測HFB電壓，以控制η溝道增強模式控制MOSFET Q203的柵極。起動時將至Q203 的柵極信號按由R206、R207和C203設置的時間常數延遲，以使得電壓調節器156在完成初始預加熱之後才開始控制逆變器140。齊納二極體Z209(在一個實施例中為33伏特)和電容器C225相對於GNDl鉗位Q203的漏極的電壓，並且另一個齊納二極體Z208 (例如，7. 5 伏特)鉗位(claim)MOSFET源極。調節器156包括串聯連接在Q203的柵極和源極之間的電阻器R213和電容器C219。第二頻率控制電感T3A連接到四二極體整流器以及連接到下面描述的陰極加熱電路154的端子CT3和CT4。電阻器R213和R207建立用於電壓調節操作的偏置點，以使得較高的總線電壓引起Q203增加T3A上的負載，以便增加逆變器的頻率從而降低輸出功率，由此節點212處的高頻總線電壓將不會超過偏置點設置的預定閾值161。在操作中，當終端用戶拆除一個或多個燈108時或如果燈108故障且第一調節器150a的正常電流控制將逆變器140驅動到設定點總輸出電流電平時，一旦感測的HFB電壓上升得太遠，則電壓調節器156就接管，並且將總線電壓調節到處於或低於電壓閾值161。當用戶之後更換了燈(一個或多個)108時， 則第一整流器150a能夠在另一個預加熱周期之後恢復調光等級設定點值160附近的穩態電流調整。電壓調節器156還包括含有MOSFET Q204、電容器C226和電阻器R211的抗閃爍電路158積分器，如果調光設定點值160低，則該積分器操作為在預加熱之後延遲過渡以允許緩慢地充電。在操作中，這允許電壓調節器156在較低總線電壓時開始調節，直到跨過的電壓逐漸增加到穩定電平為止。現在參考圖3和圖5，圖5的第二調節器150b還包括陰極加熱電路154，其操作為在感測的燈電流值低於燈電流閾值162時選擇性地加熱一個或多個燈陰極。電流感測電路15 經整流器連接的次級繞組T4B、電阻器R220和電容器C222感測燈電流，以將感測的電流信號提供到運算放大器U202的反相輸入，同時U202的同相輸入被偏置於由電阻器 R233和R234設置的燈電流閾值162處。經U202和增益電阻器R232將誤差信號放大，並通過電阻器R131和電容器C217對其濾波，以驅動MOSFET Q208的柵極端子，MOSFET Q208 具有耦合到在陰極加熱控制端子FT處的陰極加熱變壓器初級繞組T1A(圖幻的漏極(該漏極還通過二極體D221耦合到DC+電壓)。當來自T4B的感測的電流值低於燈電流閾值 162時，Q208轉成開，從而對陰極加熱控制初級繞組TlA賦能。這引起加熱電流在次級繞組 TlB-TlF(圖3)中流過，以加熱燈108的陰極。在一個實施例中，閾值162設置成使得低於約140mA的燈電流將引起陰極加熱電路154進入到對變壓器Tl賦能的加熱模式。在圖示的實施例中，加熱模式持續由通過khmidt觸發器U201、電阻器R223、和電容器C210形成的單觸發電路設置的預定時間，該單觸發電路由包括齊納Z210、電容器C220 和電阻器R225的5. 3伏特齊納電路來供電。單觸發器U201的輸出耦合到U202的輸出，以在此預設時間期間之後結束Tl的加熱激活。經電阻器R2M將單觸發信號輸出上拉到5V 電源，並且該單觸發信號還激活用於在加熱期間經端子CT3和CT4選擇性地將頻率控制電感T3A短接的MOSFET對Q205a、Q205b。以此方式，在陰極加熱期間當感測的燈電流值低於燈電流閾值162時，陰極加熱電路IM也使T3A的負載變化，從而將逆變器輸出減少到預定的低值。公開的技術還提供對一個或多個螢光燈供電的方法，其包括對自激振蕩逆變器 140賦能以產生AC信號212從而對至少一個螢光燈108供電，感測逆變器140的AC總線節點電壓值，感測燈電流值，接收電流設定點值160，在調光控制模式中，至少部分地基於電流設定點值160和感測的燈電流值來選擇性地調整逆變器工作頻率從而控制逆變器140的輸出，選擇性地調整逆變器工作頻率以控制逆變器140的輸出從而將AC總線節點電壓(HFB) 調節到處於或低於電壓閾值161，以及在感測的燈電流值低於燈電流閾值162時，選擇性地加熱一個或多個燈陰極並選擇性地調整逆變器工作頻率從而將逆變器140的輸出降低到
預定值。 上文的示例僅是說明本公開多種方面的多個可能實施例，其中本領域技術人員在閱讀並理解本說明書和附圖時將會想到等效的變更和/或修改。具體針對由上述組件(組裝件、裝置、系統、電路等)執行的多種功能而言，除非另行指明，否則用於描述此類組件的術語(包括對「手段」的引用)意在對應於執行描述的組件的特定功能(即，功能上等效) 的任何組件(例如，硬體、軟體或它們的組合)，即便在結構上不等效於執行本公開圖示的實現中的功能的、公開的結構。此外，雖然已關於多種實現的僅一種來圖示和/或描述了本公開的具體特徵，但是當對於任何給定應用或具體應用可能是期望的和有優點的時候，此類特徵可與其他實現的一個或多個其它特徵組合。另外，除非另行指明，對單數組件或項的引用意在涵蓋兩個或多個此類組件或項。而且，就詳細描述和/或權利要求中使用的術語 「包括」、「具有」、「帶有」或其變形來說，此類術語意在與術語「包含」相似的方式進行包容。 本發明已參考優選實施例進行了描述。顯然，其他人在閱讀和理解前文的詳細描述時，將會想到修改和變更。本發明意在解釋為包括了所有此類修改和變更。
權利要求
1.一種用於操作至少一個螢光燈的調光鎮流器，所述鎮流器包括 輸入整流器，其操作為接收AC輸入和產生初始DC輸出；DC-DC轉換器，其操作地耦合到所述輸入整流器，以接收所述初始DC輸出並提供第二 DC輸出；頻率受控的自激振蕩逆變器，其操作地耦合到DC-DC轉換器，以轉換所述第二 DC輸出從而產生對至少一個螢光燈供電的AC信號；以及逆變器控制系統，其操作地與所述逆變器耦合，以控制所述逆變器工作頻率，所述逆變器控制系統包括第一調節器，其操作為至少部分地基於電流設定點值和感測的燈電流值來選擇性地使所述逆變器工作頻率變化，以調整所述逆變器的輸出；以及第二調節器，其操作為至少部分地基於電壓設定點值和感測的AC總線節點電壓值來選擇性地使所述逆變器工作頻率變化，以調整所述逆變器的所述輸出。
2.根據權利要求1所述的調光鎮流器， 其中，所述逆變器包括第一開關器件，其具有與第一驅動電路耦合的控制端子，所述第一驅動電路包括第一驅動控制電感和第一諧振電感，第二開關器件，其具有與第二驅動電路耦合的控制端子，所述第二驅動電路包括第二驅動控制電感和第二諧振電感，所述第一開關器件和第二開關器件跨過所述第二 DC輸出串聯耦合，諧振電路，其包括操作地耦合在所述開關器件的中心節點與AC總線節點之間的諧振電感，所述諧振電感與所述第一諧振電感和所述第二諧振電感電感耦合，以引起所述第一驅動電路和所述第二驅動電路振蕩，用於按逆變器工作頻率來互補促動所述第一開關器件和第二開關器件，以及輸出，其包括耦合在所述AC總線節點與至少一個螢光燈之間的至少一個鎮流器電容； 其中，所述第一調節器包括與所述驅動電路的所述第一驅動控制電感和所述第二驅動控制電感電感耦合的第一頻率控制電感，所述第一調節器操作為至少部分地基於所述電流設定點值和所述感測的燈電流值來選擇性地使與所述第一頻率控制電感相關聯的負載變化，以控制所述逆變器工作頻率從而調整所述逆變器的所述輸出；以及其中，所述第二調節器包括與所述驅動電路的所述第一驅動控制電感和所述第二驅動控制電感電感耦合的第二頻率控制電感，所述第二調節器操作為至少部分地基於所述電壓設定點值和所述感測的AC總線節點電壓值來選擇性地使與所述第二頻率控制電感相關聯的負載變化，以控制所述逆變器工作頻率從而調整所述逆變器的所述輸出。
3.根據權利要求2所述的調光鎮流器，其中，所述第二調節器包括電壓調節器，所述電壓調節器操作為選擇性地使與所述第二頻率控制電感相關聯的所述負載變化，以控制所述逆變器工作頻率，從而將所述AC總線節點電壓調節到處於或低於電壓閾值。
4.根據權利要求3所述的調光鎮流器，其中，所述第二調節器還包括陰極加熱電路，所述陰極加熱電路操作為在感測的燈電流值低於燈電流閾值時，選擇性地加熱一個或多個燈陰極。
5.根據權利要求4所述的調光鎮流器，其中，所述陰極加熱電路還操作為在所述感測的燈電流值低於所述燈電流閾值時，選擇性地使與所述第二頻率控制電感相關聯的所述負載變化，以控制所述逆變器工作頻率，從而將所述逆變器的所述輸出減少到預定值。
6.根據權利要求5所述的調光鎮流器，其中，所述第一調節器包括 電流設定點電路，其具有接收調光等級設定點信號的輸入端子； 電流感測電路，其與所述逆變器操作地耦合以感測燈電流值；以及電流調節器，其操作為根據所述調光等級設定點信號選擇性地使與所述第一頻率控制電感相關聯的負載變化，以控制所述逆變器工作頻率，從而調整所述燈電流。
7.根據權利要求4所述的調光鎮流器，其中，所述第一調節器包括 電流設定點電路，其具有接收調光等級設定點信號的輸入端子； 電流感測電路，其與所述逆變器操作地耦合以感測燈電流值；以及電流調節器，其操作為根據所述調光等級設定點信號選擇性地使與所述第一頻率控制電感相關聯的負載變化，以控制所述逆變器工作頻率，從而調整所述燈電流。
8.根據權利要求3所述的調光鎮流器，其中，所述第一調節器包括 電流設定點電路，其具有接收調光等級設定點信號的輸入端子； 電流感測電路，其與所述逆變器操作地耦合以感測燈電流值；以及電流調節器，其操作為根據所述調光等級設定點信號選擇性地使與所述第一頻率控制電感相關聯的負載變化，以控制所述逆變器工作頻率，從而調整所述燈電流。
9.根據權利要求2所述的調光鎮流器，其中，所述第二調節器還包括陰極加熱電路，所述陰極加熱電路操作為在感測的燈電流值低於燈電流閾值時，選擇性地加熱一個或多個燈陰極。
10.根據權利要求9所述的調光鎮流器，其中，所述陰極加熱電路還操作為在所述感測的燈電流值低於所述燈電流閾值時，選擇性地使與所述第二頻率控制電感相關聯的所述負載變化，以控制所述逆變器工作頻率，從而將所述逆變器的所述輸出減少到預定值。
11.根據權利要求10所述的調光鎮流器，其中，所述第一調節器包括 電流設定點電路，其具有接收調光等級設定點信號的輸入端子；電流感測電路，其與所述逆變器操作地耦合以感測燈電流值；以及電流調節器，其操作為根據所述調光等級設定點信號選擇性地使與所述第一頻率控制電感相關聯的負載變化，以控制所述逆變器工作頻率，從而調整所述燈電流。
12.根據權利要求9所述的調光鎮流器，其中，所述第一調節器包括 電流設定點電路，其具有接收調光等級設定點信號的輸入端子； 電流感測電路，其與所述逆變器操作地耦合以感測燈電流值；以及電流調節器，其操作為根據所述調光等級設定點信號選擇性地使與所述第一頻率控制電感相關聯的負載變化，以控制所述逆變器工作頻率，從而調整所述燈電流。
13.根據權利要求1所述的調光鎮流器，其中，所述第二調節器還包括陰極加熱電路， 所述陰極加熱電路操作為在感測的燈電流值低於燈電流閾值時，選擇性地加熱一個或多個燈陰極。
14.根據權利要求13所述的調光鎮流器，其中，所述第一調節器包括 電流設定點電路，其具有接收調光等級設定點信號的輸入端子；電流感測電路，其與所述逆變器操作地耦合以感測燈電流值；以及電流調節器，其操作為根據所述調光等級設定點信號選擇性地控制所述逆變器工作頻率，以調整所述燈電流。
15.根據權利要求14所述的調光鎮流器，其中，所述第二調節器包括電壓調節器，所述電壓調節器操作為選擇性地控制所述逆變器工作頻率，以將所述AC總線節點電壓調節到處於或低於電壓閾值。
16.根據權利要求13所述的調光鎮流器，其中，所述第二調節器包括電壓調節器，所述電壓調節器操作為選擇性地控制所述逆變器工作頻率，以將所述AC總線節點電壓調節到處於或低於電壓閾值。
17.根據權利要求1所述的調光鎮流器，其中，所述第二調節器包括電壓調節器，所述電壓調節器操作為選擇性地控制所述逆變器工作頻率，以將所述AC總線節點電壓調節到處於或低於電壓閾值。
18.根據權利要求17所述的調光鎮流器，其中，所述第一調節器包括 電流設定點電路，其具有接收調光等級設定點信號的輸入端子；電流感測電路，其與所述逆變器操作地耦合以感測燈電流值；以及電流調節器，其操作為根據所述調光等級設定點信號選擇性地控制所述逆變器工作頻率，以調整所述燈電流。
19.根據權利要求1所述的調光鎮流器，其中，所述第一調節器包括 電流設定點電路，其具有接收調光等級設定點信號的輸入端子； 電流感測電路，其與所述逆變器操作地耦合以感測燈電流值；以及電流調節器，其操作為根據所述調光等級設定點信號選擇性地控制所述逆變器工作頻率，以調整所述燈電流。
20.一種對至少一個螢光燈供電的方法，所述方法包括對自激振蕩逆變器賦能，以產生AC信號從而對至少一個螢光燈供電； 感測所述逆變器的AC總線節點電壓值； 感測燈電流值； 接收電流設定點值；在調光控制模式中，至少部分地基於所述電流設定點值和所述感測的燈電流值來選擇性地調整所述逆變器工作頻率，以控制所述逆變器的輸出；選擇性地調整所述逆變器工作頻率以控制所述逆變器的所述輸出，從而將AC總線節點電壓調節到處於或低於電壓閾值；以及在所述感測的燈電流值低於燈電流閾值時，選擇性地加熱一個或多個燈陰極並選擇性地調整所述逆變器工作頻率，從而將所述逆變器的輸出降低到預定值。
全文摘要
提出一種可調光鎮流器和方法，其中根據用於調光控制或陰極加熱的感測的燈電流來控制自激振蕩逆變器的工作頻率，並且將逆變器的AC總線電壓控制到位於或低於電壓閾值，從而防止更換一個或多個燈時過度驅動工作的燈。
文檔編號H05B41/392GK102326455SQ201080009552
公開日2012年1月18日 申請日期2010年1月20日 優先權日2009年2月23日
發明者L·R·內羅內 申請人:通用電氣公司