電子鎮流器及其點火控制裝置和點火方法
2023-06-14 12:15:16
專利名稱：電子鎮流器及其點火控制裝置和點火方法
技術領域：
本發明涉及一種電子鎮流器，尤其涉及一種電子鎮流器及其點火控制裝置和點火 方法。
背景技術：
氣體放電燈，如螢光燈、高壓鈉燈、金屬滷化物燈等，通常需要電子鎮流器提供交 流驅動電壓以使其正常工作。一般地，電子鎮流器以電網或電池作為供電電源，將接收到的 交流電網電壓或直流電池電壓轉換為一直流輸入電壓，再通過逆變電路將該直流輸入電壓 轉換為所需的交流驅動電壓。氣體放電燈在不同的工作階段需要的驅動電壓不同，其在點火階段需要較高的驅 動電壓(根據燈的特性和應用場合的不同由幾百伏到幾萬伏不等)，而在穩態下的工作電 壓則比較低(例如小於200伏)。常用的點火方法有兩種，一種為諧振式點火方法，通過諧 振電路和掃頻來得到點火電壓；另一種為脈衝式點火方法，通過一開關和耦合電感器產生 一高壓脈衝以點亮燈。通常情況下，若第一次點火失 敗，電子鎮流器可能停止工作，也可能 在一段時間後(例如幾秒)再次嘗試點火。圖1為現有的採用脈衝點火方法的電子鎮流器的框圖，包括電壓變換電路101、逆 變電路102、脈衝產生電路103、電感器L、耦合電感器Lrauple和點火開關Ssteike。電壓變換電 路101接收來自於電網或電池的輸入電壓Vin，並將其轉換為直流輸入電壓Vd。。電壓變換電 路101可包含整流橋、直流/直流變換電路、交流/直流變換電路中的一個或者幾個。逆變 電路102電耦接至電壓變換電路101，接收直流輸入電壓Vde並通過電感器L在燈兩端產生 交流驅動電壓V。ut。逆變電路102可採用任何直流/交流變換拓撲結構，例如全橋、半橋等。 耦合電感器Lrauple磁耦合至電感器L，一端接收直流輸入電壓Vd。。點火開關Ssteike電連接在 耦合電感器L。。一和地之間。脈衝產生電路電耦接至點火開關Sste-的控制端，在電子鎮流 器啟動時產生點火脈衝，將點火開關Ssteike導通一段時間後關閉，從而在電感器L兩端感應 出一高電壓，該高電壓被疊加至燈兩端，從而點亮燈。圖2為現有的採用諧振點火方法的電子鎮流器的框圖，包括電壓變換電路201、逆 變電路202、掃頻電路204、串聯電容器Cs、電感器L和並聯電容器Cp，其中電壓變換電路201 和逆變電路202的作用如前所述。串聯電容器Cs串聯連接至電感器L，並聯電容器Cp並聯 在燈兩端。串聯電容器Cs、電感器L和並聯電容器Cp構成諧振電路。逆變電路202包含至 少一個開關。掃頻電路204電耦接至逆變電路202，在電子鎮流器啟動時將逆變電路202中 開關的開關頻率從一較高值(大於諧振電路的諧振頻率)向下掃，從而在燈兩端產生高電 壓以將其點亮。在上述兩種點火方法中，點火電壓的大小均直接與直流輸入電壓Vd。相關，直流輸 入電壓vd。越大，點火電壓越大。在電子鎮流器剛啟動時，直流輸入電壓vd。尚未穩定，可能 遠大於或小於預設值，從而導致點火電壓過高或過低。點火電壓過高會對燈及電子鎮流器 造成損壞，而過低則無法及時將燈點亮。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種電子鎮流器及其點火控制裝置和點火方法， 能提供穩定的點火電壓，以及時可靠地點亮放電燈並保護放電燈和自身免於損壞。為了解決上述技術問題，本發明提供了一種用於電子鎮流器的點火控制裝置，所 述電子鎮流器包括將直流輸入電壓轉換為交流電壓以驅動氣體放電燈的逆變電路，所述點 火控制裝置包括穩定判斷電路，判斷所述直流輸入電壓是否穩定；以及可控點火電路，電 耦接至所述穩定判斷電路，對所述氣體放電燈進行點火；其中所述可控點火電路直至所述 直流輸入電壓穩定才啟動。為了解決上述技術問題，本發明還提供了一種電子鎮流器，包括逆變電路，將直 流輸入電壓轉換為交流電壓以驅動氣體放電燈；穩定判斷電路，判斷所述直流輸入電壓是 否穩定；以及可控點火電路，電耦接至所述穩定判斷電路，對所述氣體放電燈進行點火；其 中所述可控點火電路直至所述直流輸入電壓穩定才啟動。為了解決上述技術問題，本發明還提供了一種電子鎮流器的點火方法，所述電子 鎮流器包括將直流輸入電壓轉換為交流電壓以驅動氣體放電燈的逆變電路，該點火方法包 括啟動電子鎮流器；判斷所述直流輸入電壓是否穩定；以及若所述直流輸入 電壓穩定，則 開始點火。本發明採用上述結構的電路/方法，通過判斷直流輸入電壓是否穩定，並在直流 輸入電壓穩定時才開始點火，避免了不穩定的直流輸入電壓對點火電壓造成的影響，使得 放電燈能被及時可靠地點亮，並有效地保護了電子鎮流器和放電燈。
下面結合附圖對本發明的具體實施方式
作進一步的說明圖1為現有的採用脈衝點火方法的電子鎮流器的框圖；圖2為現有的採用諧振點火方法的電子鎮流器的框圖；圖3為本發明電子鎮流器的第一實施方式的電路圖；圖4為本發明電子鎮流器的第二實施方式的電路圖；圖5為本發明電子鎮流器的第三實施方式的電路圖；圖6為本發明電子鎮流器的第四實施方式的電路圖；圖7為本發明電子鎮流器的點火方法的流程圖。
具體實施例方式下面將詳細描述本發明的具體實施例，應當注意，這裡描述的實施例只用於舉例 說明，並不用於限制本發明。本發明提供一種電子鎮流器，包括逆變電路和點火控制裝置，其中點火控制裝置 包括穩定判斷電路以及可控點火電路。逆變電路將直流輸入電壓Vd。轉換為交流電壓以驅 動氣體放電燈。穩定判斷電路判斷直流輸入電壓Vd。是否穩定。可控點火電路電耦接至穩 定判斷電路，對氣體放電燈進行點火。其中可控點火電路受穩定判斷電路控制，直至直流輸 入電壓Vd。穩定才啟動。
圖3為本發明電子鎮流器的第一實施方式的電路圖，其中逆變電路採用全橋拓撲 結構，點火控制裝置的穩定判斷電路通過直流輸入電壓Vd。的電壓值來判斷其是否穩定，若 直流輸入電壓vd。的電壓值處於預設範圍，即處於正常工作範圍，則判斷直流輸入電壓VdcJI 定，而點火控制裝置的可控點火電路則採用脈衝點火方式。 穩定判斷電路包括電壓採樣電路305和電壓比較電路306。電壓採樣電路305電 耦接至逆變電路的輸入端，採樣直流輸入電壓vd。，並產生代表直流輸入電壓vd。的電壓採樣 信號vs_。在本實施方式中，電壓採樣電路305為電阻分壓電路，包括電阻Rsl和Rs2。電壓 比較電路306電耦接至電壓採樣電路305，將電壓採樣信號Vsense與閾值Vthl和閾值Vth2進 行比較，其中閾值Vthl小於閾值Vth2。若電壓採樣信號Vs_大於閾值Vthl並小於閾值Vth2， 則判斷直流輸入電壓Vd。穩定，並啟動可控點火電路。在本實施方式中，電壓比較電路包括 比較器COMl、COM2和與門AND。比較器COMl的同相輸入端電連接至電壓採樣電路305以 接收電壓採樣信號Vsmse,反相輸入端接收閾值Vthl。比較器COM2的反相輸入端電連接至電 壓採樣電路305以接收電壓採樣信號Vsmse,同相輸入端接收閾值Vth2。與門AND的兩個輸 入端分別電連接至比較器COMl和比較器COM2的輸出端，與門AND的輸出端電耦接至可控 點火電路。若與門AND輸出高電平，則啟動可控點火電路。其中閾值Vthl和閾值Vth2的值取 決於電壓採樣的比例和燈的額定點火電壓。可控點火電路包括脈衝產生電路303、電感器L、耦合電感器L。。uple和點火開關 Ssteike。電感器L串聯耦接在逆變電路和氣體放電燈之間。耦合電感器L。。uple磁耦合至電感 器L，一端接收直流輸入電壓Vd。。點火開關Ssteike電連接在耦合電感器Lrauple的另一端和地 之間。脈衝產生電路303電耦接至穩定判斷電路和點火開關Ssteilre的控制端，控制點火開關 Sstrike的導通與關斷。脈衝產生電路303直至直流輸入電壓Vd。穩定才產生點火脈衝以點亮 燈。圖4為本發明電子鎮流器的第二實施方式的電路圖，其中逆變電路和點火控制裝 置的可控點火電路與圖3所示基本相同，即逆變電路採用全橋拓撲結構，而可控點火電路 採用脈衝點火方式；而點火控制裝置的穩定判斷電路包括計時電路407，從電子鎮流器啟 動開始計時，通過計時時間來判斷直流輸入電壓Vd。是否穩定。計時電路407接收鎮流器啟動信號，從電子鎮流器啟動時開始計時，並將計時時 間與時間閾值Tth進行比較，若計時時間超過該時間閾值Tth，則判斷直流輸入電壓vd。穩定 並啟動可控點火電路。時間閾值Tth的值取決於直流輸入電壓vd。達到穩定所需的時間，例 如幾百毫秒。計時電路407可為數字脈衝計時電路，也可通過電容器充電電路實現。圖5為本發明電子鎮流器的第三實施方式的電路圖，其中點火控制裝置的穩定判 斷電路與圖3所示基本相同，即，穩定判斷電路通過直流輸入電壓Vd。的電壓值來判斷其是 否穩定，若直流輸入電壓Vd。的電壓值處於預設範圍，即處於正常工作範圍，則判斷直流輸 入電壓Vd。穩定；而逆變電路採用半橋拓撲結構，點火控制裝置的可控點火電路採用諧振點 火方式。可控點火電路包括由串聯電容器Cs、電感器L和並聯電容器Cp構成的諧振電路和 掃頻電路504。該諧振電路電耦接在逆變電路輸出端和氣體放電燈之間。掃頻電路504電 耦接至所述逆變電路，直至直流輸入電壓Vd。穩定才開始改變逆變電路的開關頻率，將其從 一較高值(通常大於諧振電路的諧振頻率)向下掃，從而在氣體放電燈兩端產生高電壓以將其點亮。圖6為本發明電子鎮流器的第四實施方式的電路圖，其中逆變電路和點火控制裝 置的可控點火電路與圖5所示基本相同，S卩，逆變電路採用半橋拓撲結構，可控點火電路採 用諧振點火方式；而點火控制裝置的穩定判斷電路則與圖4所示基本相同，即穩定判斷電 路包括計時電路607，從電子鎮流器啟動開始計時，通過計時時間來判斷直流輸入電壓Vd。
是否穩定。本發明還提供一種電子鎮流器的點火方法，其中該電子鎮流器包括將直流輸入電 壓vd。轉換為交流電壓以驅動氣體放電燈的逆變電路。該點火方法的流程圖如圖7所示，包 括步驟A-C。步驟A，啟動電子鎮流器。步驟B，判斷直流輸入電壓Vde是否穩定，若直流輸入電壓Vde穩定則至步驟C，否則 重複步驟B。
步驟C，開始點火。在一個實施方式中，通過直流輸入電壓Vd。的電壓值來判斷其是否穩定。若直流輸 入電壓vd。的電壓值處於預設範圍，則認為直流輸入電壓vd。穩定。該方法還可包括採樣 直流輸入電壓vd。，並產生代表它的電壓採樣信號Vsmse ；將電壓採樣信號Vsmse與閾值Vthl以 及閾值Vth2進行比較，其中閾值Vthl小於閾值Vth2，若電壓採樣信號Vsense大於閾值Vthl且小 於閾值Vth2，則開始點火。其中閾值Vthl和閾值Vth2的值取決於電壓採樣的比例和燈的額定 點火電壓。在另一個實施方式中，從電子鎮流器啟動開始計時，並通過計時時間來判斷直流 輸入電壓vd。是否穩定。若計時時間超過時間閾值Tth，則認為直流輸入電壓vd。穩定。電子鎮流器可採用脈衝點火方法，通過點火開關和耦合電感器在氣體放電燈兩端 產生高壓脈衝，也可採用諧振點火方法，通過諧振電路和掃頻在所述氣體放電燈兩端產生尚壓。雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示 例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實 質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前述的細節，而應在隨附權利要求所限定的精神 和範圍內廣泛地解釋，因此落入權利要求或其等效範圍內的全部變化和改型都應為隨附權 利要求所涵蓋。
權利要求
一種用於電子鎮流器的點火控制裝置，所述電子鎮流器包括將直流輸入電壓轉換為交流電壓以驅動氣體放電燈的逆變電路，所述點火控制裝置包括穩定判斷電路，判斷所述直流輸入電壓是否穩定；以及可控點火電路，電耦接至所述穩定判斷電路，對所述氣體放電燈進行點火；其中所述可控點火電路直至所述直流輸入電壓穩定才啟動。
2.如權利要求1所述的點火控制裝置，其中所述穩定判斷電路通過所述直流輸入電壓 的電壓值來判斷所述直流輸入電壓是否穩定。
3.如權利要求2所述的點火控制裝置，其中若所述直流輸入電壓的電壓值處於預設範 圍，則所述穩定判斷電路判斷所述直流輸入電壓穩定。
4.如權利要求3所述的點火控制裝置，其中所述穩定判斷電路包括電壓採樣電路，電耦接至所述逆變電路的輸入端，採樣所述直流輸入電壓，並產生代表 所述直流輸入電壓的電壓採樣信號；以及電壓比較電路，電耦接至所述電壓採樣電路，將所述電壓採樣信號與第一閾值和第二 閾值進行比較，其中所述第一閾值小於所述第二閾值；其中若所述電壓採樣信號大於所述第一閾值並小於所述第二閾值，則啟動所述可控點 火電路。
5.如權利要求4所述的點火控制裝置，其中所述電壓採樣電路為電阻分壓電路。
6.如權利要求4所述的點火控制裝置，其中所述電壓比較電路包括第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端電連接至所述電壓採樣電路以接收所述電 壓採樣信號，所述第一比較器的反相輸入端接收所述第一閾值；第二比較器，所述第二比較器的反相輸入端電連接至所述電壓採樣電路以接收所述電 壓採樣信號，所述第二比較器的同相輸入端接收所述第二閾值；以及與門，所述與門的兩個輸入端分別電連接至所述第一比較器和第二比較器的輸出端， 所述與門的輸出端電耦接至所述可控點火電路；其中若所述與門輸出高電平，則啟動所述可控點火電路。
7.如權利要求1所述的點火控制裝置，其中所述穩定判斷電路包括計時電路，從所述 電子鎮流器啟動開始計時，通過計時時間來判斷所述直流輸入電壓是否穩定。
8.如權利要求7所述的點火控制裝置，其中若所述計時時間超過一時間閾值，則所述 穩定判斷電路判斷所述直流輸入電壓穩定。
9.如權利要求8所述的點火控制裝置，其中所述計時電路為數字電路。
10.如權利要求8所述的點火控制裝置，其中所述計時電路採用電容器充電電路。
11.如權利要求1至10中任一項所述的點火控制裝置，其中所述可控點火電路包括 電感器，串聯耦接在所述逆變電路和所述氣體放電燈之間；耦合電感器，與所述電感器磁耦合；點火開關，電連接在所述耦合電感器和地之間；以及脈衝產生電路，電連接至所述點火開關和穩定判斷電路，控制所述點火開關的導通與 關斷；其中所述脈衝產生電路直至所述直流輸入電壓穩定才產生點火脈衝。
12.如權利要求1至10中任一項所述的點火控制裝置，其中所述逆變電路包括至少一個開關，所述可控點火電路包括諧振電路，電耦接在所述逆變電路和氣體放電燈之間；以及掃頻電路，電耦接至所述至少一個開關，直至所述直流輸入電壓穩定才開始改變所述 至少一個開關的開關頻率。
13.一種電子鎮流器，包括逆變電路，將直流輸入電壓轉換為交流電壓以驅動氣體放電燈； 穩定判斷電路，判斷所述直流輸入電壓是否穩定；以及 可控點火電路，電耦接至所述穩定判斷電路，對所述氣體放電燈進行點火； 其中所述可控點火電路直至所述直流輸入電壓穩定才啟動。
14.如權利要求13所述的電子鎮流器，其中所述穩定判斷電路通過所述直流輸入電壓 的電壓值來判斷所述直流輸入電壓是否穩定。
15.如權利要求14所述的電子鎮流器，其中若所述直流輸入電壓的電壓值處於預設範 圍，則所述穩定判斷電路判斷所述直流輸入電壓穩定。
16.如權利要求15所述的電子鎮流器，其中所述穩定判斷電路包括電壓採樣電路，電耦接至所述逆變電路的輸入端，採樣所述直流輸入電壓，並產生代表 所述直流輸入電壓的電壓採樣信號；以及電壓比較電路，電耦接至所述電壓採樣電路，將所述電壓採樣信號與第一閾值和第二 閾值進行比較，其中所述第一閾值小於所述第二閾值；其中若所述電壓採樣信號大於所述第一閾值並小於所述第二閾值，則啟動所述可控點 火電路。
17.如權利要求16所述的電子鎮流器，其中所述電壓採樣電路為電阻分壓電路。
18.如權利要求16所述的電子鎮流器，其中所述電壓比較電路包括第一比較器，所述第一比較器的同相輸入端電連接至所述電壓採樣電路以接收所述電 壓採樣信號，所述第一比較器的反相輸入端接收所述第一閾值；第二比較器，所述第二比較器的反相輸入端電連接至所述電壓採樣電路以接收所述電 壓採樣信號，所述第二比較器的同相輸入端接收所述第二閾值；以及與門，所述與門的兩個輸入端分別電連接至所述第一比較器和第二比較器的輸出端， 所述與門的輸出端電耦接至所述可控點火電路；其中若所述與門輸出高電平，則啟動所述可控點火電路。
19.如權利要求13所述的電子鎮流器，其中所述穩定判斷電路包括計時電路，從所述 電子鎮流器啟動開始計時，通過計時時間來判斷所述直流輸入電壓是否穩定。
20.如權利要求19所述的電子鎮流器，其中若所述計時時間超過一時間閾值，則所述 穩定判斷電路判斷所述直流輸入電壓穩定。
21.如權利要求20所述的電子鎮流器，其中所述計時電路為數字電路。
22.如權利要求20所述的電子鎮流器，其中所述計時電路採用電容器充電電路。
23.如權利要求13至22中任一項所述的電子鎮流器，其中所述可控點火電路包括 電感器，串聯耦接在所述逆變電路和所述氣體放電燈之間；耦合電感器，與所述電感器磁耦合；點火開關，電連接在所述耦合電感器和地之間；以及脈衝產生電路，電連接至所述點火開關和穩定判斷電路，控制所述點火開關的導通與 關斷；其中所述脈衝產生電路直至所述直流輸入電壓穩定才產生點火脈衝。
24.如權利要求13至22中任一項所述的電子鎮流器，其中所述逆變電路包括至少一個 開關，所述可控點火電路包括諧振電路，電耦接在所述逆變電路和氣體放電燈之間；以及掃頻電路，電耦接至所述至少一個開關，直至所述直流輸入電壓穩定才開始改變所述 至少一個開關的開關頻率。
25.一種電子鎮流器的點火方法，所述電子鎮流器包括將直流輸入電壓轉換為交流電 壓以驅動氣體放電燈的逆變電路，該點火方法包括啟動電子鎮流器；判斷所述直流輸入電壓是否穩定；以及若所述直流輸入電壓穩定，則開始點火。
26.如權利要求25所述的點火方法，其中通過所述直流輸入電壓的電壓值來判斷所述 直流輸入電壓是否穩定。
27.如權利要求26所述的點火方法，其中若所述直流輸入電壓的電壓值處於預設範 圍，則判斷所述直流輸入電壓穩定。
28.如權利要求27所述的點火方法，還包括採樣所述直流輸入電壓，並產生代表所述直流輸入電壓的電壓採樣信號；將所述電壓採樣信號與第一閾值和第二閾值進行比較，其中所述第一閾值小於所述第 二閾值；以及若所述電壓採樣信號大於所述第一閾值並小於所述第二閾值，則開始點火。
29.如權利要求25所述的點火方法，其中從所述電子鎮流器啟動開始計時，通過計時 時間來判斷所述直流輸入電壓是否穩定。
30.如權利要求29所述的點火方法，其中若所述計時時間超過時間閾值，則判斷所述 直流輸入電壓穩定。
31.如權利要求25至30中任一項所述的點火方法，其中所述電子鎮流器採用脈衝點 火，通過點火開關和耦合電感器在所述氣體放電燈兩端產生高壓脈衝以點亮燈。
32.如權利要求25至30中任一項所述的點火方法，其中所述電子鎮流器採用諧振點 火，通過諧振電路和掃頻在所述氣體放電燈兩端產生高壓以點亮燈。
全文摘要
本發明提供了一種電子鎮流器及其點火控制裝置和點火方法，能提供穩定的點火電壓以及時可靠地點亮放電燈並保護放電燈和電子鎮流器免於損壞。該電子鎮流器包括逆變電路，將直流輸入電壓轉換為交流電壓以驅動氣體放電燈；穩定判斷電路，判斷所述直流輸入電壓是否穩定；以及可控點火電路，電耦接至所述穩定判斷電路，對所述氣體放電燈進行點火；其中所述可控點火電路直至所述直流輸入電壓穩定才啟動。
文檔編號H05B41/285GK101848587SQ20101021874
公開日2010年9月29日 申請日期2010年6月30日 優先權日2010年6月30日
發明者徐清, 胡進, 鄔權松 申請人:杭州大邦科技有限公司