具有起輝電壓控制的鎮流器的製作方法

2023-05-09 16:34:26 1

專利名稱：具有起輝電壓控制的鎮流器的製作方法
技術領域：
本發明一般地涉及用於給放電燈供電的電路。更具體地說，本發明涉 及包括用於控制提供給一個或多個氣體放電燈的起輝電壓的電路的鎮流 器。
背景技術：
用於給氣體放電燈供電的電子鎮流器根據給燈供電並且使之起輝的 工作模式通常分為兩類。在預熱型鎮流器(包括所謂的"快速啟動"和"程
序啟動"鎮流器)中，在施加用於使燈起輝的高電壓(例如350V rms)之前 最初要將燈絲預熱。相反在瞬時啟動型鎮流器中，不對燈絲進4亍預熱；因 此對於瞬時啟動型鎮流器，需要高得多的電壓(例如600V rms)以便使燈正 確起輝。
對於瞬時啟動型鎮流器，普通電路拓樸包括電流饋電驅動逆變器(推 挽式或半橋式)和並聯諧振輸出電路；並聯諧振輸出電路通常包括用於尤 其提供電隔離輸出的輸出變壓器。雖然在用於給普通類型的燈例如標準 T8型燈供電的鎮流器中已經廣泛並且成功地採用了這種拓樸，但是已經 證實它對於某些其它類型的燈例如54瓦T5 HO燈而言相當不理想(從物 理尺寸、材料成本和/或電效率方面看)。
可選的電5M6樸採用了包括一個或多個串聯諧振電路的輸出電路,其 中對於由鎮流器供電的每個燈採用了單獨的串聯諧振電路。對於瞬時啟動 應用而言，其中起輝電壓必須非常高以便正確可靠地使燈起輝，這種拓樸 存在某些挑戰，其中最突出的挑戰來自於起輝電壓的大小取決於在兩個主 要參數，即(i)逆變器的工作頻率和(ii)串聯諧振電路的諧振頻率之間的關 系這個事實。
在許多現有鎮流器中，逆變器的工作頻率通常設定在諧振輸出電路的 標稱諧振頻率處或其附近。實際上，不幸地是，諧振輸出電路的有效諧振頻率會由於許多因素而變化。該變化會明顯妨礙產生適於使燈正確起輝的 高電壓。
如本領域所公知的一樣，串聯諧振電路的有效諧振頻率取決於某些參 數，包括諧振電感器的電感和諧振電容器的電容。實際上，這些參數存在 部件公差，並且會有相當大的變化。另外，串聯諧振電路的有效諧振頻率
也會受到引線長度和/或用來使鎮流器與燈連接的電線的特性的影響；電 線產生出寄生電容，這些電^效地改變輸出電路內串聯諧振電路的有效 自然諧振頻率，並且因此影響了由鎮流器提供給燈的起輝電壓的大小。這 種參數變化使得預先規定(即在先驗的基礎上)逆變器的工作頻率以便確 保將適當的高起輝電壓提供給燈變得困難和/或不切實際。
如在這裡更詳細說明的一樣，由於參數變化導致的上述困難在諧振輸 出電路包括多個諧振電路時和/或在鎮流器輸出接線和燈之間的電線具有 相當長的長度時甚至更加有問題；在後者的情況中，所得到的寄生電容變 為非常明顯的因素。因此，對於給定的預定逆變器工作頻率而言，由串聯 諧振電5yi:供的起輝電壓的大小會明顯變化，並且在一些情況下對於按照 所期望的方式使燈起輝而言起輝電壓不夠或者至少明顯小於理想電壓。
為了解決上述問題，現有技術包括了幾種方案，例如在美國專利 No.5680015和No.592599^中所披露的方案，其中調整逆變器工作頻率， 以嘗試確保提供足夠的起輝電壓。儘管在這些專利中披露的方案看起來代 表了該領域的有用的進步，但是這些方案仍然具有控制電路複雜的缺點， 這種電路不僅昂貴，而且看起來其操作方式對鎮流器的能量效率有不好的 影響。
因此，需要這樣一種整流器，其控制電路能確保提供用於起輝一個或 者多個燈的適當的起輝電壓，並且能以一種經濟和具有能量效率的方式用 於現有的鎮流器。這種鎮流器代表著在現有技術基礎上的巨大進步。


圖1是根據本發明的優選實施方案用於給一個或者多個氣體放電燈供電的鎮流器的方框電路圖2是根據本發明的第一優選實施方案用於給一個氣體放電燈供電 的鎮流器的方框電路圖3是根據本發明的第二優選實施方案用於給兩個氣體放電燈供電 的鎮流器的方框電路圖。
具體實施例方式
圖1是用於給包括至少一個氣體放電燈的燈負載70供電的鎮流器 10。鎮流器10包括逆變器200、諧振輸出電路400以及控制電路600。
逆變器200包括輸入端202和逆變器輸出端204。在操作過程中，逆 變器200通過輸入端202接》!^本上直流(DC )的電壓V rail。 Vrail 一 般通過適當的整流電路(例如全波橋式整流器和功率因素校正DC-DC 轉換器例如升壓轉換器的組合)來提供，所述電路接收來自傳統的交流 (AC)電壓電源的電壓(例如60赫茲120伏rms或者277伏rms )的功 率。在操作過程中，逆變器200在逆變器輸出端204 (相對於接地電路) 提供其工作頻率一般被選為大於大約20000赫茲的逆變器輸出電壓。
諧振輸出電路400連接在逆變器輸出端202和燈負載70之間。諧振
在操作過程中，諧振輸出電路400提供用於起輝燈負栽7(T中的一個或者 多個燈的起輝電壓、以及用於對其進行操作的振幅限定的電流。
控制電路600連接至逆變器200和諧振輸出電路400。在操作過程中， 控制電路600監視諧振輸出電路400中的電壓。所監視的電壓達到規定值 時，表示起輝電壓(例如在燈起輝之前在輸出接線402和404之間的電壓) 的振幅足以使燈正確起輝，響應於此，控制電路600使逆變器200將其工 作頻率在預定的一段時間內保持在當前值。通過將其工作頻率保持在當前 值，控制電路600允許諧振輸出電路400在預定的一段時間內將^^輝電壓 保持在用於使燈負載70內的燈起輝的適當7jC平。如果燈在預定的一段時 間內起輝，控制電路600停止控制逆變器200將其工作頻率保持在當前值， 也就是，控制電路600允許工作頻率降低為低於當前值。相反，如果燈不能在預定的一段時間內起輝，控制電路600使逆變器200不工作。
控制電路600在燈起輝之後還另外提供燈穩定周期，在該周期中控制 電路600防止逆變器200的工作頻率降低至規定的最小值之下。通過防止 工作頻率降低至規定的最小值之下，控制電路600防止逆變器在所謂的 "電容切換模式，，下工作，其會伴隨著逆變器電晶體210和222中不理想 的高的並且具有潛在破壞性的電壓、電流和/或能量消耗。
圖2顯示了用於在瞬時啟動操作模式中給一個氣體放電燈72供電的 鎮流器10的第一優選實施方案(以下稱之為鎮流器20 )。
參考圖2，輸出電路400優選實現為並聯負載串聯諧振類型輸出電路， 它包括第一和第二輸出接線402、 404、諧振電感器420、諧振電容器422、 分壓電容器426和直流(DC)阻斷電容器428。第一和第二輸出接線402、 404用來與燈72連接。諧振電感器420連接在逆變器輸出端204和第一 輸出接線402之間。諧振電容器422連接在第一輸出接線402和第一節點 424之間。分壓電容器426連接在第一節點424和接地電路60之間。DC 阻斷電容器428連接在第二輸出接線404和接地電路60之間。在鎮流器 20的操作期間，輸出電路400接收逆變器輸出電壓(通過逆變器輸出端 204),並且提供(通過輸出接線402、 404)用於起輝的高電壓以及用於使燈 72工作的限幅電流。例如，如果燈72實現為T8型燈，則用於使燈72起 輝的高電壓通常選擇為大約為600伏特rms級別，並且通常將限幅工作 電流選擇為大約180毫安級別。
如圖2所示，逆變器200通常為被驅動半橋型逆變器，它包括輸入端 202、逆變器輸出端204、第一和第二逆變器開關210、 220以及逆變器驅 動電路230。如上所述，輸入端202用來接^本上為DC電壓的電源 Vrml。第一和第二逆變器開關210、 220優選通過N溝道場效應電晶體 (FET)實現。逆變器驅動電路230與逆變器FET 210、 220連接，並且可 以通過任意數量的可用器件來實現；優選地，逆變器驅動電路230可以通 過合適的集成電路(IC)器件例如由國際鎮流器公司製造的IR2520高壓側 驅動器IC來實現。
在鎮流器20的操作期間，逆變器驅動電路230按照基本上互補的方式轉換逆變器FET210、 220(即，在FET210接通時，FET220斷開，並 且反之亦然)，以在逆變器輸出端204和接地電路60之間提供基本上方波 電壓。逆變器驅動器電路230包括DC電源輸入端232(230的引腳l)和電 壓受控振蕩器(VCO)輸入端234(230的引腳4)。DC電源輸入端232從DC 電壓電源+Vcc接收工作電流(即，用於給逆變器驅動電路230供電)，該電 壓電源通常選擇為提供大約為+15伏級別等的電壓。逆變器200的工作頻 率根據提供給VCO輸入端234的電壓來設定。更具體地說，在VCO輸 入端234出現的瞬時電壓確定瞬時頻率，以該頻率逆變器驅動電路230 轉換逆變器電晶體210、 220;具體地說，頻率隨著在VCO輸入端234處 的電壓增大而減小。本領域普通技術人員要理解的是，逆變器驅動電路 230轉換逆變器電晶體210、 220所用的瞬時頻率與施加在逆變器輸出端 204和接地電路60之間的逆變器輸出電壓的基礎頻率(在這裡被稱為"工 作頻率")相同。與逆變器驅動電路230相關的其它部件包括電容器240、 244以及電阻242、 246、 248，這些部件的功能對於本領域普通技術人員
優選的是，鎮流器20通過主動監測在第一節點424處的電壓並且選 擇用於逆變器200的用於確保(在輸出接線402和404之間)提供用來使 燈72正確起輝的足夠電壓的工作頻率。要理解的是，在第一節點424處 的電壓代表提供在輸出接線402、 404之間的電壓，並且因此表示是否提 供了適當高電壓以便使燈72正確起輝。如上所述，控制電路600允許逆 變器工作頻率減小至少直到所監測的電壓(在第一節點424處)到達規定水 平的時間。 一旦出現那種情況，控制電路600將工作頻率維持在其當前水 平處(由此將在輸出接線402、 404之間的起輝電壓保持在足夠高的水平處) 預定的一段時間，以便給燈72機^輝。這樣，鎮流器20自動地補償輸 出電路400內的M變化(由於在諧振電路部件的數值變化或者由於在鎮 流器輸出接線402、 404和燈72之間的接線所形成的寄生電容而導致的)， 並且因此確保提供適當的高電壓以便正確可靠地使燈72起輝。
下面將參照圖2對用於實現逆變器200和控制電路600的優選電路進 行描述。如圖2所示，逆變器200包括電源開關250。電源開關250優選實現 為具有柵極252、源極254和漏極256的P溝道FET。源極254與逆變器 驅動電路230的DC電源輸入端232連接。漏極256與DC電壓電源+Vcc 連接。用來提供FET 250的偏壓的電阻258連接在漏極256和柵極252 之間。在逆變器200的操作期間，逆變器驅動電路230在接通FET 250 時啟動，並且在斷開FET 250時禁用。通常，FET250是接通的。但是， 如這裡所更詳細說明的一樣，在燈出故障的情況中，通過來自控制電路 600的適當控制信號斷開FET 250。
再次參照圖2，逆變器200還包括頻率初始化電路270,它包括齊納 二極體272、 二極體280和電阻286。齊納二極體272具有陽極274和陰 極276;陽極272與接地電路60連接。二極體280具有與齊納二極體272 的陰極276連接的陽極282以及與逆變器驅動電路230的VCO輸入端234 連接的陰極284。電阻286連接在DC電壓電源+Vcc和齊納二極體272 的陰極276之間。在操作期間，頻率初始化電路270操作用來確保隨著逆 變器驅動電路230的啟動(在向鎮流器20施加電能之後出現)，在VCO輸 入端234處提供的電壓迅速到達與諧振輸出電路400的自然諧振頻率接近 的逆變器工作頻率相對應的水平。由頻率初始化電路270提供的功能是重 要的，因為它確保了鎮流器20能夠與有關瞬時啟動操作的現行規則要求 相適應地在向鎮流器施加電能之後在足夠短的時間內使燈72起輝(例如， 1毫秒燈等，以便在兩個54瓦T5HO燈串聯連接的情況下提供例如大約 2000伏的J^值電壓)。
在優選實施方案中，如圖2所示，控制電路600包括電壓檢測電路 610和頻率保持電路700。用於實現電壓檢測電路610和頻率保持電路700 的優選結構以及這些電路的各種操作細節將在下面進幹說明。
電壓檢測電路610與諧振輸出電路400連接，並且包括檢測輸出端 612。在工作期間，電壓檢測電路610用來響應所監測到的電壓(即跨越電 容器426兩端的電壓)到達規定水平而在檢測輸出端612處提供檢測信號。 如上所述，所監測到的電壓僅僅為在輸出接線402、 404之間的電壓的縮 小版。因此，處於規定水平的監測電壓與處於用於使燈72起輝的所期望電平(例如，600伏rms)的起輝電壓(施加在輸出接線402、 404之間)相對 應。
在第一優選實施方案中，如圖2所示，電壓檢測電路610包括第一二 極管616、第二二極體622、耦合電容器614、包括濾波器電阻器628和 濾波器電容器632的串聯組合的低通濾波器、以及齊納二極體634。第一 二極體616具有陽極618和陰極620。第二二極體622具有陽極624和陰 極626。第一二極體616的陽極618與第二二極體622的陰極626連接。 第二二極體622的陽極624與接地電路60可操作連接；優選地，如圖2 所示，陽極624通過用來限制流經第二二極體622的"^值電流的電阻器 640與接地電路60連接。耦合電容器614連接在諧振輸出電路400(即與 節點424連接)和第一二極體616的陽極618之間。濾波器電阻器628連 接在第一二極體616的陰極620和位於濾波器電阻器628和濾波器電容器 632之間的連接部處的節點630之間。濾波器電容器632連接在節點630 和接地電路60之間。齊納二極體634的陰極638與節點630連接。齊納 二極體634的陽極636與檢測輸出端612連接。
在電壓檢測電路610的操作期間，施加在濾波器電容器632兩端上的 電壓為在節點424處的電壓的正半周期的縮小過濾版本。在濾波器電阻器 628和濾波器電容器632用來抑制在其中的任意高頻分量期間，耦合電容 器614用來^f吏所監測的電壓衰減。當在節點630處的電壓到達齊納二極體 634的齊納擊穿電壓時，齊納二極體634變為導電，並且在檢測輸出端612 處提供表示在第一節點424處的電壓(即，在分壓電容器426上的電壓)已 經到達規定電平的電壓信號。
器驅動電路230的VCO輸入端234之間。在操作期間，響應出現在檢測 輸出端612處的檢測信號(由此表示起輝電壓已經獲得足夠高的電平)，頻 率保持電路700將提供給VCO輸入端234的電壓基本上保持在當前電平 處預定時間(即，起輝時期)。通過使在VCO輸入端234處的電壓保持在 其當前電平處，逆變器200的工作頻率相應地保持在諧振輸出電路400 的有效自然諧振頻率處或附近(解決了由於部件公差或電線電容而導致的參數變化)，由此保持了用於使燈72正確起輝的適當高的起輝電壓。
如圖2所示，頻率保持電路700優選包括電子開關702、第一偏壓電 阻器710、第二偏壓電阻器712以及下拉電阻器714。電子開關702優選 由NPN型雙極結電晶體(BJT)形成，它具有基極704、發射極708和集電 極706。 BJT702的發射極708與接地電路60連接。第一偏壓電阻器710 連接在檢測輸出端612和BJT 702的基極704之間。第二偏壓電阻器712 連接在BJT 702的基級704和接地電路60之間。下拉電阻器714連接在 逆變器驅動電路230的VCO輸入端234和BJT 702的集電極706之間。
在鎮流器20工作期間，當在檢測輸出端612處的電壓信號表示所監 測的電壓已經到達規定電平時啟動頻率保持電路700 (即電晶體702導 通)。在電晶體702接通的情況下，逆變器驅動電路230的VCO輸入端 234實質上通過下拉電阻器706與接地電路60連接以便暫時防止在VCO 輸入端234處的電壓出現任何進一步的增大。因此，只要電晶體702保持 接通，則在VCO輸入端234處的電壓基本上保持在其當前數值(由此使得 逆變器工作頻率基本上保持在其當前數值處)。
一旦燈72起輝並且開始導電，所監測到的電壓由於^^輝/工作的燈施 加在諧振輸出電路400的電壓響應上的"加載"作用而從其先前電平(即， 從燈正確起輝所需的規定電平)明顯降低。這時，在檢測輸出端612處的 電壓信號返回到不足以保持電晶體702導通的電平；因此，電晶體702 斷開。在電晶體702斷開時，允許在VCO輸入端234處的電壓增大，由 此降低了逆變器200的工作頻率。但是，如在這裡更詳細說明的，控制電 路600優選包括燈穩定電路760，用來防止逆變器200的工作頻率降低至 會影響逆變器200和鎮流器20的效率和/或可靠性的7]C平。
優選地，如圖2所示，控制電路600還包括微控制器720、燈狀態檢 測電路740、燈穩定電路760和啟動電路780。下面將參照圖2對有關微 控制器720、燈狀態檢測電路740、燈穩定電路760和啟動電路780的優 選結構和/或主要操作細節進行說明。
微控制器包括第一輸入端722、第一輸出端726和第二輸出端728。 第一輸入端722與燈狀態檢測電路740連接。第一輸出端726與燈穩定電路760連接。第二輸出端728與啟動電路780連接。微控制器720優選地 由適當的可編程集成電路例如Part No.PIClOFSlO(由Microchip 7>司製造) 實現，它具有成^目對較低並且操作功率要求較低的優點。
在工作期間，微控制器720用來根據內部定時功能(編入微控制器720 中)以及來自燈狀態檢測電路740的信號來控制燈穩定電路760和啟動電 路780的定時和啟動。更具體地說，微控制器720在燈72起輝之後啟動 燈穩定電路760，並且響應燈出故障情況的出現而禁用啟動電路780。啟 動燈穩定電路760和/或禁用啟動電路780的時間期間才艮據所期望的設計 規範來選擇，並且可以很容易編入微控制器720。
對於瞬時啟動應用而言，如圖2所示，燈72的每個端部僅有一個接 線與鎮流器20連接。更具體地說，與預熱型應用相反(例如快速啟動或程 序啟動)，燈72的燈絲不能用來確定燈72是否存在並與輸出接線402、404 正確連接。因此，在鎮流器20中，通過監測兩個量**測工作燈72的存 在(i)在節點630處的電壓(這在燈72起輝之後降低以反映出由於起輝燈 而導致的"加載作用")；以及(ii)在DC阻斷電容器428上的電壓(即，如 果燈72沒有連接或沒有按照基本上正常的方式工作，則防止在DC阻斷
電容器428上的電壓達到大約+VRAjL—半的正常操作數值)。
如上所述，瞬時啟動鎮流器必須能夠提供非常高的起輝電壓以便正確 迅速地使燈72起輝。但是，現行工業標準處於安全原因需要在燈72沒有 與固定插座連接的情況下則必須存在該高起輝電壓(在輸出接線402、 404 之間)規定時間以上。因此，起輝時期的時間(即，在前面被稱為"預定時 間，，)必須精確控制。
例如，考慮其中燈72由兩個串聯連接在輸出接線402、 404之間的 54瓦T5HO燈構成的應用情形。對於該應用而言，必須保持大約為2000 伏的峰值輸出電壓大約1亳秒，以便使燈正確起輝並且使得鎮流器20能 夠(通過燈狀態檢測電路740)觀察到在燈正確起輝之後出現的"加載作 用"。另外，(通過燈狀態檢測電路740)監測在DC阻斷電容器428上的電 壓以便確認存在工作燈並且與輸出接線402、 404正確連接(如果沒有，貝，J 必須禁用逆變器200或者使之在功率降低模式中工作，以便防止鎮流器20損壞等)。這些功能本身表示需要^嚴密控制的定時。該嚴密控制的定時 由微控制器720最有效經濟地提供。
而且，為了滿足瞬時啟動應用的現行標準，必須i5J4降低逆變器200 的工作頻率(在向鎮流器20施加電能之後的1亳秒內)以便產生出足夠高 的起輝電壓；因此，電容器262選擇為具有相對較低的值(例如，22納法)。 對於大約100亳秒而言，在首先將起輝電壓施加在輸出接線402、 404之 間之後，應該將逆變器工作頻率保持在穩定的數值(即，應該不允i午朝著 正常工作頻率下降)，同時允許燈正確並且完4^輝(伴隨著燈阻抗的相應 降低以及在燈中電SUt電的穩定)；如果在100亳秒期間沒有保持逆變器 的工作頻率(即沒有防止自然降低)，則逆變器200會出現所謂的"電, 式"操作，其特徵體現為逆變器電晶體210、 220的所謂"硬切換"。因此， 微控制器720起到提供用於啟動燈穩定電路760所需的精確定時然後保持 電路760啟動一段受控時間的重要功能。
用於瞬時啟動型鎮流器的現行工業標準還指出在燈起輝之後，燈電流 必須在100亳秒內達到其額定工作電流的卯％。滿足該標準所需並且由 鎮流器20提供的控制動作也需要精確定時控制。
所有前面所述的邏輯和定時功能最優選地通過採用在控制電路600 內的微控制器720以方^更節約的方式實現。由於目前缺乏能夠最佳地用於 瞬時啟動用途的市售控制集成電路，因此控制電路600拔^供了之前非常難 以實現和/或成本昂貴的許多^^作優點。
再次參照圖2，燈狀態檢測電路740連接在諧振輸出電路400、電壓 檢測電路610和微控制器720的輸入端722之間。燈狀態檢測電路740可 以由對於本領域普通技術人員所公知的許多結構來實現，例如通過採用一 個或多個RC網絡(例如，電阻分壓器之後跟隨濾波器電容器)來監測在節 點630處的電壓以及在DC阻斷電容器428上的電壓。應該理解的是，在 節點630處的電壓反應了輸出接線402、 404之間的電壓。在正常^Mt期 間，在燈72起輝之後，在節點630處的電壓由於起輝的燈的"加載作用" 而降低。相反，在節點630處的電壓在各種故障情況下明顯增大(例如， 如果燈72拆除，如果在燈座的插座處出現起弧等)。在工作期間，燈狀態檢測電路740監測在節點630處的電壓和在DC 阻斷電容器428上的電壓以侵束示已經出現燈故障情況(例如，燈拆除或 失效，二極體模式燈等)。例如，如本領域所公知的，二極體模式燈故障 情況通常伴隨著在DC阻斷電容器428上的電壓與大約為+VRA化一半的 正常操作數值明顯不同；這種狀況將由燈狀態檢測電路740檢測出。如果 出現燈故障情況，則燈狀態檢測電路740給微控制器720的輸入端722提 供適當的電壓信號。根據提供給輸入端722的適當電壓信號，微控制器 420在第二輸出端728處提供適當的電壓信號(例如，零伏特等)以便使得 啟動電路780斷開。在這裡將描述有關所導致的啟動電路780的操作的進 一步細節。
燈穩定電路760優選包括電子開關762和齊納二極體770。電子開關 762優選實現為具有基級764、集電極766和發射極768的NPN型雙極結 電晶體。電子開關762的基極764與微控制器720的第一輸出端726連接 (通過電阻器730)。電子開關762的發射極768與接地電路60連接。齊納 二極體770具有與電子開關762的集電極766連接的陽極772和與逆變器 驅動電路230的VCO輸入端234連接的陰極774。
在工作期間， 一旦起輝時期結束，則啟動燈穩定電路760，並且該電 路用來防止逆變器200的工作頻率低於規定最小值。更具體地說，在預定 時期結束之後(在此期間逆變器200的工作頻率保持在其當前數值，以便 試圖使燈72起輝)，微控制器720在第 一輸出端726提供適當的電壓信號 (例如，幾伏等)，由此啟動電晶體72。在電晶體762接通情況下，逆變器 驅動電路230的VCO輸入端234處的電壓被有效箝制到齊納二極體770 的齊納擊穿電壓。這樣，燈穩定電路760用來防止電^式切換，或其它 不期望的效果，如果允許逆變器200的工作頻率在燈72起輝之後按照不 受限的方式降低則這些情況會出現。
啟動電路780優選包括可以實現為具有柵極784、漏極786和源極788 的N溝道場效應電晶體(FET)的電子開關782。 FET 782的柵極784與微 控制器720的第二輸出端728連接。FET 782的漏極786與電源開關250 的柵極252連接。FET 782的源極788與接地電路60連接。在正常操作期間(即，在沒有出現燈故障的情況下)，FET782正常接 通，這意味著微控制器720正常提供(通過第二輸出端728)用於使FET 782 保持接通的合適電壓(例如，+5伏等)。在FET 782接通的情況下，FET 250 的柵極252通過FET 782有效接地，由此使得FET 250能夠保持接通。 在FET 250接通情況下，向逆變器驅動電路230連續提供工作電流，並 且允許逆變器200繼續工作。
在異常操作期間(即，響應燈故障情況，例如由在節點630處的過高 電壓或在DC阻斷電容器428上的異常電壓所表示的)，通過微控制器720 提供(通過第二輸出端728)用于禁用FET 782的適當低電壓(例如零伏特等) 而使FET 782斷開。在FET 782斷開的情況下，FET 250相應地斷開。 在FET 250斷開的情況下，逆變器驅動電路230喪失工作電流，並且相 應地停止工作。在逆變器驅動電路230停止工作的情況下，逆變器200 停止操作，由此防止在出現燈故障情況之後對逆變器200和/或輸出電路 400造成任何損壞(由於過電壓和/或過電流和/或過大的功耗所造成的)。這 樣，燈狀態檢測電路740、微控制器720、啟動電路780和電源開關250 用來確保鎮流器20在燈故障情況下受到保護。
由此鎮流器20針對瞬時啟動模式且採用包括串聯諧振輸出電路拓樸 的燈在起輝和工作中存在的問題提供了經濟可靠的解決方案。鎮流器20 通過自動補償在諧振輸出電路中的^變化(由於部件公差導致和/或由於 輸出電線而導致的寄生電容所引起)來實現，由此以可靠並且保持燈的可 用工作壽命的方式提供用於使燈72正確起輝的適當高電壓。
圖3說明了構成用來在瞬時啟動操作模式下給兩個氣體放電燈72、 74供電的鎮流器IO(下面被稱為鎮流器30)的第二優選實施方案。
雖然鎮流器30的優選結構的大部分與鎮流器20(前面參照圖2所述的) 相同，但是存在幾個主要差別。例如，輸出電路400，包括兩個諧振電路(燈 72、 74各一個)，並且控制電路600，包括兩個電壓檢測電路(兩個諧振電路 中各一個)。另外，控制電路600，的操作包括在用來給包括多個燈的燈負 載供電的鎮流器方面所需和/或優選的附加功能。
參照圖3，用於給包括兩個氣體放電燈72、 74的燈負載70，供電的鎮流器30包括逆變器200、諧振輸出電路400，和控制電路600'。
逆變器200優選具有與前面參照圖1和2所描述的相同的結構和^Mt 特徵。
諧振輸出電路400，連接在逆變器輸出端202和燈負載70之間。諧振 輸出電路400，包括多個諧振電路；在圖3中所述的兩個燈的實施方案方 面，輸出電路400，包括第一諧振電路(包括諧振電感器420、諧振電容器 422、分壓電容器426和DC阻斷電容器428)、第二諧振電路(包括諧振電 感器440、諧振電容器442、分壓電容器446和DC阻斷電容器448)以及 用於與第一燈72和第二燈74連接的四個輸出接線402、 404、 406、 408。 在操作期間，諧振輸出電路400，提供用於起輝的起輝電壓和用於使燈72、 74工作的限幅電流。
控制電路600，與逆變器200和諧振輸出電路400，連接。在操作期間， 控制電路600，監測在諧振輸出電路400，內的多個電壓；在圖3中所示的 兩個燈的實施方案中，控制電路600，監測在諧振輸出電路400，內的第一 電壓(即在節點424處的電壓)和第二電壓(即在節點444處的電壓)。響應 所監測電壓中的第一個(即，在節點424處的電壓)到達指示用於其中一個 燈(例如燈72)的起輝電壓處於用於使該燈起輝的適當較高幅度的規定水 平，控制電路600，控制逆變器200使其工作頻率保持在第一當前數值處預 定時間。通過使工作頻率保持在其當前數值處，控制電路600，使得在輸出 電路400，內的相應諧振電路能夠使起輝電壓保持在用於使第一相應燈(例 如燈72)起輝的適當水平處預定時間。如果第一相應燈不能在預定時間內 起輝，則控制電路600，使逆變器200停止工作。
如果第一相應燈(例如燈72)在預定時間內起輝，則控制電路600，做兩 件事情。第一，控制電路600，停止控制逆變器200使其工作頻率保持在第 一當前數值處(即，控制電路600，允許工作頻率降低至低於第一當前數 值)。第二，響應所監測電壓中的第二個(例如在節點444處的電壓)到達指 示另一個燈(例如燈74)的起輝電壓處於用於使該燈起輝的適當高幅度的 規定水平，控制電路600，控制逆變器200使其工作頻率保持在第二當前數 值處預定時間，以便試圖使第二相應燈(例如燈74)起輝。如果第二相應燈不能在預定時間內起輝，則控制電路600，使逆變器200停止工作。相反， 如果第二相應燈在預定時間內起輝，則控制電路600，停止控制逆變器200 使其工作頻率保持在第二當前數值處(即，控制電路600，允許工作頻率降 低至低於第二當前數值)。
控制電路600，另外提供了燈穩定時期，期間控制電路600，防止逆變 器200的工作頻率下降至低於規定的最小值。通過防止工作頻率低於規定 的最小值，控制電路600，防止逆變器200在所謂的"電容切換模式"中工 作，這通常伴隨著在逆變器電晶體210、 220中出現不期望的高且具有潛 在破壞的功耗水平。
再次參照圖3,輸出電路400，優選包括第 一和第二輸出接線402 、 404、 第三和第四輸出接線406、 408、第一諧振電路420、 422、 426、 428以及 第二諧振電路440、 442、 446、 448。第一和第二輸出接線402、 404用來 與第一燈72連接。第三和第四輸出接線406、 408用來與第二燈74連接。
在輸出電路400，內，第一諧振電路包括第一諧振電感器420、第一諧 振電容器422、第一分壓電容器426和第一DC阻斷電容器428。第一諧 振電感器420連接在逆變器輸出端204和第一輸出接線402之間。第一諧 振電容器422連接在第一輸出接線402和第一節點424之間。第一分壓電 容器426連接在第一節點424和接地電路60之間。第一 DC阻斷電容器 428連接在第二輸出接線404和接地電路60之間。
在輸出電路400，內，第二諧振電路包括第二諧振電感器440、第二諧 振電容器442、第二分壓電容器446和第二DC阻斷電容器448。第二諧 振電感器440連接在逆變器輸出端204和第三輸出接線406之間。第二諧 振電容器442連接在第三輸出接線406和第二節點444之間。第二分壓電 容器426連接在第二節點444和接地電路60之間。第二 DC阻斷電容器 448連接在第四輸出接線408和接地電路60之間。
在鎮流器30工作期間，輸出電路400，接收逆變器輸出電壓(通過逆變 器輸出端204)並且提供(通過輸出接線402、 404、 406、 408)用於起輝的高 電壓和用於使燈72、 74工作的限幅電流。例如，在燈72、 74實現為T8 型燈時，用於使燈72、 74起輝的高電壓通常選擇為大約650伏rms級別，並且通常將限幅工作電流選擇為大約180亳安rms級別。
在許多現有鎮流器內通常釆用的方案中，為了產生出用於l吏燈72、 74起輝的適當高電壓，理想的是將逆變器200的工作頻率設定在諧振輸 出電路400，內的諧振電路的額定自然諧振頻率處或其附近。不幸的是，實 際上，用來確定輸出電路400，內的諧振電路的自然諧振頻率的M會由於 許多因素而出現變化，例如部件公差(例如諧振電感器420、 440的額定電 感和諧振電容器422、442的額定電容的變化)以及由於輸出接線402、404、 406、 408與燈72、 74連接的電線而形成的寄生電容。這些參數變化使之 難以在先驗的基礎上選擇逆變器200的工作頻率以便確保給兩個燈72、 74提供適當高的起輝電壓。
由於參數變化而導致的上述困難在諧振輸出電路400包括多個諧振 電路時(如在圖3中所示的實施方案中)和/或當鎮流器輸出接線和燈負載 之間的電線相當長時(在該情況中寄生電容變為顯著因素)尤其會出現問 題。對於多個諧振電路而言，應該理解的是，實際上多個諧振電路的每一 個幾乎肯定具有至少稍微不同的諧振頻率；因此，使逆變器200在單個預 定頻率下工作的普通方法對於確保多個燈成功正確起輝而言通常不是很 理想。
優選的是，鎮流器30通過主動監測在第一節點424和第二節點444 處的電壓來解決上述問題。應該理解的是(i)在第一節點424處的電壓表 示施加在輸出接線402、 404之間的電壓，並且因此表示是否正在提供適 當的高電壓以使第一燈72正確起輝；以及(ii)在第二節點444處的電壓表 示在輸出接線406、 408之間施加的電壓，並且因此表示是否正在換^供適 當的高電壓以便使第二燈74正確起輝。
如上所述，在向鎮流器30施加電能並且逆變器200啟動之後，控制 電路600，使得逆變器工作頻率能夠降低至少直到至少一個監測電壓(在第 一節點424處的電壓或者在第二節點444處的電壓)到達規定的水平。一 旦出現這種情況，控制電路600，使工作頻率保持在其第一當前水平處(由 此使用於相應燈的起輝電壓保持在足夠高的水平處)預定時間，以<更給相 應的燈起輝的機會。之後，假設第一相應燈已經成功起輝，則控制電路600，使得工作頻率能夠降低至少直到監測電壓中的第二個到達規定的水 平。 一旦出現這種情況，控制電路600，使工作頻率保持在其第二當前水平 處(由此使用於第二相應燈的起輝電壓保持在足夠高的水平處)預定時間， 以便給剩餘燈起輝的機會。這樣，鎮流器20自動地補償在輸出電路400 內的任何參數變化(或者由於鎮流器輸出接線和燈之間的電線所導致)的 任何參數變化，解決在多個串聯諧振電路之間的任何M差異，並且因此 確保提供用於使燈72、 74起輝的適當高電壓。
因此本領域普通技術人員應該理解的是，鎮流器30用來有效地"挑 出"能夠實現這些燈正確成功起輝的合適工作頻率。
現在將參照圖3對用於實現逆變器200和控制電路600，的優選特定電 路進行說明。要指出的是，逆變器200和控制電路600，的結構和IMt與前 面參照在圖2中所示的一個燈鎮流器20大部分相同。但是還要指出的是， 在控制電路600，內，電壓監測電路610，具有比(圖2中所描述的)檢測 電路610明顯更加複雜並且l艮的優選結構和操作。
更具體地說，參照圖3，電壓檢測電路610，包括兩個部分。電壓檢測 電路610，的第一部分用來監測在節點424處的電壓(與用於第一燈72的諧 振電路相關)，同時電壓檢測電路610，的第二部分用來監測在節點444處 的電壓(與用於第二燈74的諧振電路有關)。
電壓檢測電路610，的第一部分包括第一耦合電容器614、第一二極體 616、第二二極體622、第一低通濾波器628、 632、第一齊納二極體634 和第三二極體670。第一二極體616具有陽極618和陰極620。第二二極 管622具有陽極624和陰極626。第一二極體616的陽極618與第二二極 管622的陰極626連接。第二二極體622的陽極624與接地電路60可操 作連接；但是，如圖3所示，優選的是，陽極624通過限流電阻器640與 接地電路60連接。第一耦合電容器614連接在節點424和第一二極體616 的陽極618之間。第一低通濾波器包括第一濾波器電阻器628和第一濾波 器電容器632的串聯組合。第一濾波器電阻器628連接在第一二歐管616 的陰極620和節點630之間。第一濾波器電容器632連接在節點630和接 地電路60之間。第一齊納二極體634具有陽極636和陰極638。第一齊納二極體634的陰極638與第一濾波器電阻器628和第一濾波器電容器 632之間的聯接點(即，節點630)連接。第三二極體670具有陽極6"和 陰極674。第三二極體670的陽極672與第一齊納二極體634的陽極636 連接。第三二極體670的陰極674與檢測輸出端612連接。
電壓檢測電路610，的第二部分包括第二耦合電容器644、第四二極體 646、第五二極體652、第二低通濾波器658、 662、第二齊納二極體664 和第第六二極體680。第四二極體646具有陽極648和陰極650。第五二 極管652具有陽極654和陰極656。第四二極體646的陽極648與第五二 極管652的陰極656連接。第五二極體652的陽極654與接地電路60可 操作連接；但是，如圖3所示，優選的是，陽極654通過限流電阻器640 與接地電路60連接。第二耦合電容器644連接在節點444和第四二極體 646的陽極648之間。第二低通濾波器包括第二濾波器電阻器658和第二 濾波器電容器662的串聯組合。第二濾波器電阻器658連接在第四二極體 646的陰極620和節點660之間。第二濾波器電容器662連接在節點660 和接地電路60之間。第二齊納二極體664具有陽極666和陰極668。第 二齊納二極體664的陰極668與第二濾波器電阻器658和第二濾波器電容 器662之間的聯接點(即，節點660)連接。第六二極體680具有陽極682 和陰極684。第六二極體680的陽極682與第二齊納二極體664的陽極666 連接。第六二極體680的陰極684與檢測輸出端612連接。
在電壓檢測電路610，的操作期間，施加在濾波器電容器632、 662上 的電壓為在節點424、 444處的電壓的正半周期的縮小過濾版本。耦合電 容器614、 644用來衰減在節點424、 444處的監測電壓，而濾波器電阻器 628、 658和濾波器電容器632、 662用來抑制在節點424、 444處的監測 電壓中所存在的任意高頻分量。
在電壓檢測電路610，的第一部分中，當在節點630處的電壓到達齊納 二極體634的齊納擊穿電壓時，齊納二極體634變為導電，並且在檢測輸 出端612處拔:供表示在第一節點424處的電壓(即在分壓電容器426上的 電壓)已經達到規定水平的電壓信號。同樣，在電壓檢測電路610，的第二 部分中，當在節點660處的電壓到達齊納二極體664的齊納擊穿電壓時，齊納二極體664變為導電，並且在檢測輸出端612處提供表示在第二節點 444處的電壓(即，在分壓電容器446上的電壓)已經達到規定水平的電壓 信號。因此，電壓檢測電路610，操作用來在輸出電路400，內的兩個監測 電壓中的任意一個已經達到預定水平(表示正在給相關燈提供足夠高的起 輝電壓)的情況下在檢測輸出端612處提供電壓信號。這樣，電壓檢測電 路610，有皿測輸出電路400，內的多個電壓。
要理解的是，在電壓檢測電路610，內優選包括二極體674、 680以便 使電壓檢測電路610，的兩個部分中的每一個有效ilM目互絕緣。在不存在二 極管674、 680的情況下，電壓檢測電路610，的兩個部分可能不能如所期 望的以及前面所述的那樣按照基本上獨立的方式工作。
如圖3所示，燈狀態檢測電路740，優選包括兩個附加輸入端(即，其 中一個與節點660連接，並且另一個與DC阻斷電容器448連接)以便解 決鎮流器30用來給兩個燈(而不是一個燈)供電這種情況。同樣，微控制 器720，優選包括一個附加輸入端724。除了這些差別，微控制器720，和燈 狀態檢測電路740，的優選實施方式和所期望的功能與前面參照圖2針對 微控制器720和燈狀態檢測電路740所描述的基本上相同。
由此在每個燈具有其自身相關的串聯諧振電路時，鎮流器30為在瞬 時啟動模式中使兩個燈起輝和工作的問題提供了經濟可靠的解決方案。鎮 流器30通過自動地補償在諧振輸出電路中的參數變化(由於部件公差和/ 或由於輸出電線導致的寄生電容引起)來實現，由此以可靠並且延長燈的 有用工作壽命的方式提供了用於使燈72、 74正確起輝的適當高電壓。
雖然已經參照某些優選實施方案對本發明進行了說明，但是本領域普 通技術人員可以在不脫離本發明的新穎精神和範圍的情況下作出許多變 型和變化。例如，雖然在這裡所述的具體優選實施方案涉及用於給一個或 兩個氣體放電燈供電的鎮流器，但是可以想到本發明的原理可以在對電壓 檢測電路610，等進行適當變化的情況下很容易適用於用於給三個或更多 燈供電的鎮流器。
權利要求
1. 一種用於給至少一個氣體放電燈供電的鎮流器，該鎮流器包括逆變器，具有逆變器輸出端，並且可操作用來在逆變器輸出端提供具有工作頻率的逆變器輸出電壓；諧振輸出電路，連接在逆變器輸出端和燈之間，可操作用來提供用於使燈起輝的起輝電壓；控制電路，與輸出電路和逆變器連接，其中所述控制電路可操作用來(a)監測在所述諧振輸出電路內的電壓；(b)響應所監測到的電壓到達規定水平，控制逆變器以使其工作頻率保持在當前數值預定時間，以便使諧振輸出電路在預定時間內將起輝電壓保持在用於使燈起輝的適當水平；(c)響應燈在預定時間內起輝(i)停止使逆變器的工作頻率保持在當前數值的控制；以及(ii)在燈穩定期間，防止工作頻率低於規定的最小值；以及(d)響應燈不能在預定時間內起輝，使逆變器停止工作。
2. 如權利要求1所述的鎮流器，其中所述諧振輸出電路包括並聯 負載串聯諧振型輸出電路。
3. 如權利要求2所述的鎮流器，其中所述諧振輸出電路包括 用來與第 一燈連接的第 一和第二輸出接線；連接在所述逆變器輸出端和所述第一輸出接線之間的諧振電感連接在所述第 一輸出接線和第 一節點之間的諧振電容器； 連接在所述第一節點和接地電路之間的分壓電容器；以及 連接在所述第二輸出接線和接地電路之間的直流(DC)阻斷電容器。
4. 如權利要求l所述的鎮流器，其中所述逆變器包括 用於接收基本上直流(DC)電壓電源的輸入端； 逆變器輸出端；至少一個笫一逆變器開關；以及逆變器驅動電路，與所述至少一個第一逆變器開關連接並且可操 作用來在所述工作頻率下轉換所述第一逆變器開關，所述逆變器驅動 電路包括用於從DC電壓電源接收工作電流的DC電源輸入端；以及 電壓控制振蕩器(VCO)輸入端，其中所述工作頻率根據提供給所述 VCO輸入端的電壓來設定。
5. 如權利要求4所述的鎮流器，其中所述逆變器還包括具有柵極、 源極和漏極的電源開關，其中所述源極與DC電壓電源連接，並且所 述漏極與所述逆變器驅動電路的DC電源輸入端連接。
6. 如權利要求4所述的鎮流器，其中所述逆變器還包括連接在所 述DC電壓電源和所述逆變器驅動電路的VCO輸入端之間的頻率初始 化電路，其中所述頻率初始化電路包括具有陽極和陰極的齊納二極體，所述陽極與接地電路連接； 二極體，具有與所述齊納二極體的陰極連接的陽極以及與所述逆 變器驅動電路的VCO輸入端連接的陰極；以及連接在所述DC電壓電源和所述齊納二極體的陰極之間的電阻。
7. 如權利要求4所述的鎮流器，其中所述控制電路包括 與所述諧振輸出電路連接的電壓檢測電路，可操作用來響應在諧信號；以及連接在所述電壓檢測電路的所述檢測輸出端和所述逆變器驅動電 路的所述VCO輸入端之間的頻率保持電路，可操作用來響應所述檢測 信號將提供給所述VCO輸入端的電壓基本上保持在當前水平預定時 間。
8.如權利要求7所述的鎮流器，其中所述電壓檢測電路包括 具有陽極和陰極的第一二極體；具有陽極和陰極的第二二極體，其中所述第一二極體的陽極與第 二二極體的陰極連接，並且第二二極體的陽極與接地電路可操作連接； 連接在所述諧振輸出電路和所述第一二極體的陽極之間的耦合電容器；低通濾波器，具有濾波器電阻和濾波器電容的串聯組合，其中所 述濾波器電阻與所述第一二極體的陰極連接，並且所述串聯組合連接 在所述第一二極體的陰極和接地電路之間；以及具有陽極和陰極的齊納二極體，其中所述陽極與所述檢測輸出端 連接，並且所述陰極與所述濾波器電阻和所述濾波器電容之間的連接 點連接。
9. 如權利要求7所述的鎮流器，其中所述頻率保持電路包括 具有基極、發射極和集電極的電子開關，其中所述發射極與接地電路連接；連接在所述電壓檢測電路的檢測輸出端和所迷電子開關的基極之 間的第一偏壓電阻；連接在所述電子開關的基極和接地電路之間的第二偏壓電阻；以及連接在所述逆變器驅動電路的vco輸入端和所述電子開關的集電極之間的下拉電阻。
10. 如權利要求4所述的鎮流器，其中所述逆變器還包括連接在所述DC電壓電源和所述逆變器驅動電 路的DC電源輸入端之間的電源開關；以及 所述控制電路還包括具有至少一個輸入端以及第一和第二輸出端的微控制器，其中所 述微控制器可操作用來至少根據至少一個燈是否在預定起輝時間內起 輝來在第一和第二輸出端提供信號；連接在所述諧振輸出電路和所述微控制器的至少一個輸入端之間 的燈狀態檢測電路；連接在所述微控制器的第一輸出端和所述逆變器驅動電路的VCO 輸入端之間的燈穩定電路，其中所述燈穩定電路在燈穩定期間內可操 作用來防止工作頻率低於規定最小值；以及連接在所述微控制器的第二輸出端和電源開關之間的啟動電路， 其中所述啟動電路可操作用來響應燈出故障情況而使得電源開關不通電。
11. 如權利要求10所述的鎮流器，其中所述燈穩定電路包括 具有基極、集電極和發射極的電子開關，其中所述基極與所述微控制器的第一輸出端可操作連接，並且所述發射極與接地電路連接； 以及具有與所述電子開關的集電極連接的陽極和與所述逆變器驅動電 路的vco輸入端連接的陰極的齊納二極體。
12. 如權利要求10所述的鎮流器，其中所述啟動電路包括具有柵 極、漏極和源極的電子開關，其中所述柵極與所述微控制器的所述第 二輸出端連接，所述漏極與所述電源開關連接，並且所述源極與接地 電路連接。
13. —種用於給至少一個氣體放電燈供電的鎮流器，所述鎮流器包括逆變器，包括用於接收基本上直流(DC)電壓電源的輸入端； 逆變器輸出端；連接在所述輸入端和逆變器輸出端之間的第一逆變器開關； 連接在所述逆變器輸出端和接地電路之間的第二逆變器開關；以及逆變器驅動電路，與所述第一和第二逆變器開關連接並且可 操作用來在工作頻率下轉換所述第一和第二逆變器開關，其中所述逆 變器驅動電路包括(i)用於從DC電壓電源接收工作電流的DC電源輸 入端；以及(ii)電壓控制振蕩器(VCO)輸入端，其中才艮據在所述VCO輸 入端的電壓來設定所述工作頻率；諧振輸出電路，連接在所述逆變器輸出端和燈之間，並且可操作 用來提供用於使燈起輝的起輝電壓；與所述輸出電路和逆變器連接的控制電路，其中所述控制電路包括電壓檢測電路，與所述諧振輸出電路連接，並且可操作用來提供檢測信號；頻率保持電路，連接在所述電壓檢測電路的檢測輸出端和所 述逆變器驅動電路的VCO輸入端之間，並且可操作用來響應所述檢測 信號使得提供給所述VCO輸入端的電壓基本上保持在當前水平下預 定時間；微控制器，具有至少一個輸入端和多個輸出端，並且可操作 用來至少根據所述燈是否已經在預定起輝時間內起輝來在所述輸出端 提供信號；燈狀態檢測電路，連接在所述諧振輸出電路和所述微控制器 的至少一個輸入端之間，並且可操作用來檢測燈是否起輝；以及燈穩定電路，連接在所述微控制器的第一輸出端和所述逆變 器驅動電路的VCO輸入端之間，其中所述燈穩定電路在預定起輝時間 之後可操作用來防止工作頻率低於規定最小值。
14. 如權利要求13所述的鎮流器，其中所述諧振輸出電路包括 用來與第一燈連接的第一和第二輸出接線；連接在所述逆變器輸出端和所述第一輸出接線之間的諧振電感器；連接在所述第一輸出接線和第一節點之間的諧振電容器； 連接在所述第一節點和接地電路之間的分壓電容器；以及 連接在所述第二輸出接線和接地電路之間的直流(DC)阻斷電容
15. 如權利要求13所述的鎮流器，其中所述逆變器還包括連接在 所述DC電壓電源和所述逆變器驅動電路的VCO輸入端之間的頻率初 始化電路，其中所述頻率初始化電路包括具有陽極和陰極的齊納二極體，所述陽極與接地電路連接； 具有與所述齊納二極體的陰極連接的陽極以及與所述逆變器驅動 電路的VCO輸入端連接的陰極的二極體；以及連接在所述DC電壓電源和所述齊納二極體的陰極之間的電阻。
16. 如權利要求13所述的鎮流器，其中所述電壓檢測電路包括 具有陽極和陰極的第一二極體；具有陽極和陰極的第二二極體，其中所述笫一二極體的陽極與第二二極體的陰極連接，並且第二二極體的陽極與接地電路可操作連接； 連接在所述諧振輸出電路和所述第一二極體的陽極之間的耦合電 容器5低通濾波器，具有濾波器電阻和濾波器電容的串聯組合，其中所 述濾波器電阻與所述第一二極體的陰極連接，並且所述串聯組合連接 在所述第一二極體的陰極和接地電路之間；以及具有陽極和陰極的齊納二極體，其中所述陽極與所述檢測輸出端 連接，並且所述陰極與所述濾波器電阻和所述濾波器電容之間的連接 點連接。
17. 如權利要求13所述的鎮流器，其中所述頻率保持電路包括 具有基極、發射極和集電極的電子開關，其中所述發射極與接地電路連接；連接在所述電壓檢測電路的檢測輸出端和所述電子開關的基極之 間的第一偏壓電阻；連接在所述電子開關的基極和接地電路之間的第二偏壓電阻；以及連接在所述逆變器驅動電路的vco輸入端和所述電子開關的集電極之間的下拉電阻。
18. 如權利要求13所述的鎮流器，其中所述燈穩定電路包括 具有基極、集電極和發射極的電子開關，其中所述基極與所述微控制器的第一輸出端可操作連接，並且所述發射極與接地電路連接； 以及具有與所述電子開關的集電極連接的陽極和與所述逆變器驅動電 路的vco輸入端連接的陰極的齊納二極體。
19. 如權利要求13所述的鎮流器，其中所述逆變器還包括連接在所述DC電壓電源和所述逆變器驅動電 路的DC電源輸入端之間的電源開關；以及所述控制電路還包括連接在所述微控制器的第二輸出端和電源開 關之間的啟動電路，其中所述啟動電路包括具有柵極、漏極和源極的電子開關，其中所述柵極與所述微控制器的第二輸出端連接，所述漏 極與所述電源開關連接，並且所述源極與接地電路連接。
20. —種用於給包括至少一個氣體放電燈的燈負載供電的鎮流器， 該鎮流器包括逆變器，具有逆變器輸出端並且可操作用來在逆變器輸出端提供 具有操作頻率的逆變器輸出電壓；連接在所述逆變器和所述燈負載之間的輸出電路，其中所述輸出 電路包括多個諧振電路，其中每個諧振電路連接在逆變器輸出端和所 述燈負載內的相應燈之間，並且可操作用來提供用於使所述相應燈起 輝的起輝電壓；與輸出電路和逆變器連接的控制電路，其中所述控制電路可操作 用來(a) 監測多個電壓，所述多個電壓包括在所述諧振電路的每一個內 的被監測電壓；(b) 響應所監測到的電壓中的第 一個到達規定水平，控制逆變器以 使其工作頻率保持在第 一 當前數值下預定時間，以便使第 一相應諧振電路在預定時間內將起輝電壓保持在用於使所述第一相應燈起輝的適 當水平；(c) 響應所述第一相應燈不能在預定時間內起輝，使所述逆變器停 止工作；(d) 響應所述第一相應燈在預定時間內起輝(i) 停止使逆變器的工作頻率保持在第一當前數值的控制，從 而使得工作頻率從所述第一當前數值開始減小；以及(ii) 響應所監測到的電壓中的第二個到達規定水平，控制逆變 器使其工作頻率保持在第二當前數值下預定時間，以便使第二相應諧振電路在預定時間內使起輝電壓保持在適合用於使第二相應燈起輝的水平；(e) 響應所述第二相應燈不能在預定時間內起輝，使逆變器停止工 作；以及(f) 響應所述第二相應燈在預定時間內起輝，停止使逆變器的工作頻率保持在第二當前數值的控制，從而使得工作頻率從所述第二當前 數值開始減小。
21. 如權利要求20所述的鎮流器，其中所述控制電路還可操作用 來防止所述工作頻率低於規定的最小值。
22. 如權利要求20所述的鎮流器，其中所述輸出電路包括 用來與第一燈連接的第一和第二輸出接線； 用來與第二燈連接的第三和第四輸出接線；第一諧振電路，包括連接在所述逆變器輸出端和所述第 一輸出接線之間的第 一諧振電感器；連接在所述第一輸出接線和第一節點之間的第一諧振電容器；連接在所述第一節點和接地電路之間的第一分壓電容器；以及連接在所述第二輸出接線和接地電路之間的第一直流(DC)阻 斷電容器；以及第二諧振電路，包括連接在所述逆變器輸出端和所述第三輸出接線之間的第二諧振電感器；連接在所述第三輸出接線和第二節點之間的第二諧振電容器；連接在所述第二節點和接地電路之間的第二分壓電容器；以及連接在所述第四輸出接線和接地電路之間的第二直流(DC)阻斷電容器。
23. 如權利要求20所述的鎮流器，其中所述逆變器還包括 用於接收基本上直流(DC)電壓電源的輸入端； 逆變器輸出端；至少第一逆變器開關；以及逆變器驅動電路，與所述至少第一逆變器開關連接並且可操作用來在所述工作頻率下轉換所述第一逆變器開關，所述逆變器驅動電路包括用於從DC電壓電源接收工作電流的DC電源輸入端；以及 電壓控制振蕩器(VCO)輸入端，其中所述工作頻率根據提供給所述 VCO輸入端的電壓來設定。
24. 如權利要求23所述的鎮流器，其中所述逆變器還包括連接在 所述DC電壓電源和所述逆變器驅動電路的DC電源輸入端之間的電源 開關，其中所述電源開關具有柵極、源極和漏極，其中所述源極與DC 電壓電源連接，並且所述漏極與所述逆變器驅動電路的DC電源輸入 端連接。
25. 如權利要求23所述的鎮流器，其中所述逆變器還包括連接在 所述DC電壓電源和所述逆變器驅動電路的VCO輸入端之間的頻率初 始化電路，其中所述頻率初始化電路包括具有陽極和陰極的齊納二極體，所述陽極與接地電路連接；具有與所述齊納二極體的陰極連接的陽極以及與所述逆變器驅動 電路的VCO輸入端連接的陰極的二極體；以及連接在所述DC電壓電源和所述齊納二極體的陰極之間的電阻。
26. 如權利要求23所述的鎮流器，其中所述控制電路還包括 電壓檢測電路，與所述輸出電路的第一和第二諧振電路連接，所述電壓檢測電路包括檢測輸出端並且可操作用來響應第 一監測電壓和 第二監測電壓中的至少 一個到達規定水平而在檢測輸出端提供檢測信 號；以及頻率保持電路，連接在所述電壓檢測電路的公共檢測輸出端和所 述逆變器驅動電路的VCO輸入端之間，並且可操作用來響應所述檢測 信號將提供給所述VCO輸入端的電壓基本上保持在當前水平第一預 定時間和第二預定時間中的至少一個。
27. 如權利要求26所述的鎮流器，其中所述電壓檢測電路包括 具有陽極和陰極的第一二極體；具有陽極和陰極的第二二極體，其中所述第一二極體的陽極與所 述第二二極體的陰極連接，並且所述第二二極體的陽極與接地電路可操作連接；連接在所述第一諧振電路和所述第一二極體的陽極之間的第一耦 合電容器；第一低通濾波器，包括第一濾波器電阻和第一濾波器電容的串聯 組合，其中所述第一濾波器電阻與所述第一二極體的陰極連接，並且 所述串聯組合連接在所述第一二極體的陰極和接地電路之間；具有陽極和陰極的第一齊納二極體，其中所述陰極與所述第一濾 波器電阻和所述第 一濾波器電容之間的連接點連接；具有陽極和陰極的第三二極體，其中所述陽極與所述第一齊納二 極管的陽極連接，並且所述陰極與所述檢測輸出端連接；具有陽極和陰極的第四二極體；具有陽極和陰極的第五二極體，其中所述第四二極體的陽極與所 述第五二極體的陰極連接，並且所述第五二極體的陽極與接地電路可 操作連接；連接在所述第二諧振電路和所述第四二極體的陽極之間的第二耦 合電容器；第二低通濾波器，包括第二濾波器電阻和第二濾波器電容的串聯 組合，其中所述第二濾波器電阻與所述第四二極體的陰極連接，並且 所述串聯組合連接在所述第四二極體的陰極和接地電路之間；具有陽極和陰^^的第二齊納二極體，其中所述陰極與所述第二濾 波器電阻和所述第二濾波器電容之間的連接點連接；以及具有陽極和陰極的第六二極體，其中所述陽極與所述第二齊納二 極管的陽極連接，並且所述陰極與所述檢測輸出端連接。
28.如權利要求26所述的鎮流器，其中所述頻率保持電路包括具有基極、發射極和集電極的電子開關，其中所述發射極與接地 電路連接；連接在所述電壓檢測電路的檢測輸出端和所述電子開關的基極之 間的第一偏壓電阻；連接在所述電子開關的基極和接地電路之間的第二偏壓電阻；以及連接在所述逆變器驅動電路的vco輸入端和所述電子開關的集電極之間的下拉電阻。
29. 如權利要求23所述的鎮流器，其中所述逆變器還包括連接在所述DC電壓電源和所述逆變器驅動電 路的DC電源輸入端之間的電源開關；以及 所述控制電路還包括具有至少一個輸入端以及第一和第二輸出端的微控制器，其中所 述微控制器可操作用來至少根據第 一燈和第二燈兩者是否在預定起輝 時間內起輝來在第 一和第二輸出端提供信號；連接在所述第一和第二諧振電路與所述微控制器的至少一個輸入 端之間的燈狀態檢測電路；連接在所述微控制器的第一輸出端和所述逆變器驅動電路的VCO 輸入端之間的燈穩定電路，其中所述燈穩定電路在燈穩定期間內可操 作用來防止工作頻率低於規定的最小值；以及連接在所述微控制器的第二輸出端和電源開關之間的啟動電路， 其中所述啟動電路可操作用來響應燈出故障情況而使得電源開關不通 電。
30. 如權利要求29所述的鎮流器，其中 所述燈穩定電路包括具有基極、集電極和發射極的電子開關，其中所述基極與所 述微控制器的第一輸出端可操作連接，並且所述發射極與接地電路連 接；以及具有與所述電子開關的集電極連接的陽極和與所述逆變器驅 動電路的VCO輸入端連接的陰極的齊納二極體；以及所述啟動電路包括具有柵極、漏極和源極的電子開關，其中所述 柵極與所述微控制器的所述第二輸出端連接，所述漏極與所述電源開 關連接，並且所述源極與接地電路連接。
全文摘要
本發明公開一種用於給包括一個或多個氣體放電燈(72，74)的電燈負載(70)供電的鎮流器(10)，包括逆變器(200)、諧振輸出電路(400)以及控制電路(600)。在鎮流器(10)操作期間，控制電路(600)監測在輸出電路(400)的一個或多個串聯諧振電路內的至少一個電壓。在所監測到的電壓到達規定電平時，控制電路(600)控制逆變器(200)以使其工作頻率保持在當前數值預定時間，以便讓輸出電路(400)能夠提供用於使燈起輝的高電壓。如果燈在預定時間內起輝，則控制電路(600)停止使逆變器(200)的工作頻率保持在當前數值的控制，以便實現燈的正常操作。控制電路(600)還提供了燈穩定功能，其中防止逆變器的工作頻率低於規定的最小值，並且還提供保護功能，其中響應燈不能在預定時間內起輝而使逆變器(200)停止工作。
文檔編號H05B41/285GK101304626SQ200810096948
公開日2008年11月12日 申請日期2008年5月12日 優先權日2007年5月11日
發明者於清紅, 約瑟夫·L·帕裡塞拉 申請人:奧斯蘭姆施爾凡尼亞公司