用於放電燈的鎮流器的製作方法
2024-03-08 09:13:15
專利名稱：用於放電燈的鎮流器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於放電燈的鎮流器(ballast)，該鎮流器以高頻功率開啟放電燈。
背景技術：
日本專利號No.3106592公開了一種包括一直流電源和一逆變器電路的用於放電燈的鎮流器。直流電源接收一輸入電壓，並且為逆變器電路提供一已調節的直流輸出電壓。逆變器電路將該直流輸出電壓轉換為一高頻電壓，以將其作用於放電燈而驅動放電燈。直流電源包括一電感、一電容和一開關元件，並且通過開啟和關閉該輸入電壓，在一濾波電容兩端產生一預定直流輸出電壓。逆變器電路包括串聯連接後與濾波電容並聯的兩個開關元件，並且通過交替地開啟和關閉這兩個開關元件產生一高頻電壓。該鎮流器還包括一第一控制單元，開啟和關閉直流電源的開關元件，以將直流輸出電壓保持在一預定值；一第二控制單元，開啟和關閉逆變器電路的開關元件，以將來自逆變器電路的高頻電壓保持在一預定值，或者改變高頻電壓；以及一驅動電路，接收分別從第一控制單元和第二控制單元產生的一第一控制信號和一第二控制信號，並且產生一用以驅動開關元件的信號。
在該常規鎮流器中，控制直流電源的第一控制單元和控制逆變器電路的第二控制單元形成為分立的集成控制電路，並且設計為每個集成控制電路包括一驅動電路。因此，安裝有這兩個集成控制電路的印刷電路板上的電路圖形會受到限制，並且直流電源和逆變器電路的安裝位置，特別是用於它們中的開關元件的安裝位置的靈活度很低，所以難以小型化鎮流器電路。
發明內容
實現本發明是為了解決上述不足，本發明的目的在於提供一種可小型化的用於放電燈的鎮流器。按照本發明的用於放電燈的鎮流器包括一直流電源、一逆變器電路、一負載電路以及一集成控制電路。該直流電源接收一輸入電壓和提供一已調節的直流輸出電壓。該直流電源包括一開關元件，該開關元件以一受控方式被驅動開啟和關閉，以提供該直流輸出電壓。該逆變器電路將該直流輸出電壓轉換為一高頻電壓。該逆變器電路包括至少一對的兩個開關元件，該開關元件串聯地跨接在該直流輸出電壓的兩端，並且被控制為交替地開啟和關閉，以提供該高頻電壓。該負載電路接收該高頻電壓，以將其作用於放電燈，用以驅動該放電燈。該集成控制電路控制該直流電源和該逆變器電路的該開關元件。該集成控制電路包括一第一控制單元、一第二控制單元和一驅動電路。該第一控制單元產生一第一控制信號，用於控制該直流電源的該開關元件。該第二控制單元產生一第二控制信號，用於控制該逆變器電路的開關元件。該驅動電路提供驅動信號，用以按照該第一控制信號和該第二控制信號，驅動該直流電源和該逆變器電路的每個開關元件。
如上所述，因為用以控制直流電源和逆變器電路的控制電路被集成到單個部件中，可減少安裝於印刷電路板上的部件的數量，因此可簡化該印刷電路板上的電路圖形，結果直流電源、逆變器電路和負載電路在印刷電路板上的安裝位置靈活度高。所以鎮流器可小型化。
優選地，該直流電源是一升壓斬波電路，用以將輸入電壓升壓到該直流輸出電壓。也優選地，該負載電路包括相互配合而形成一共振電路的一電感和一電容，該高頻電壓經過該共振電路作用於該放電燈。該集成控制電路包括一啟動器電路、一第一定時器和一選擇器。該啟動器電路提供一受控功率，用以激勵該第一控制單元、該第二控制單元和該驅動電路。一旦激勵該第一控制單元、該第二控制單元和該驅動電路，該第一定時器開始計時，用以限定一預熱時間期間，在該預熱時間期間內，該放電燈的燈絲被加熱，並且用以限定一後續的燈啟動時間期間，在該燈啟動時間期間內一啟動電壓作用於該放電燈。該選擇器響應於該第一定時器的輸出，改變該逆變器電路的開關元件的佔空率和開關頻率中的至少一個，該逆變器電路用以在該預熱時間期間內提供一預熱電流到該燈絲，並且用以在該燈啟動時間期間內提供該啟動電壓。如上所述，該從預熱到啟動一直控制著放電燈的電路也設置於單個集成控制電路中。
而且，優選地，該集成控制電路包括一調光器控制單元，該調光器控制單元接收一外部調光信號，並且將其轉換為一內部調光信號，供應至該第二控制單元，用以改變該放電燈的燈輸出。與此相關，該逆變器電路包括一燈監測器，該燈監測器監測該放電燈的燈工作狀態，並且提供標示該工作狀態的一檢測信號。這時，該調光器控制單元包括一信號轉換器，該信號轉換器將該外部調光信號轉換為該內部調光信號；以及一比較器單元，該比較器單元比較該內部調光信號與該檢測信號，並且將反映一比較結果的一校正信號提供到該第二控制單元。該第二控制單元響應於該校正信號，改變該逆變器電路的開關元件的佔空率和開關頻率中的至少一個，用以調節該放電燈。因此，放電燈的亮度可按照放電燈的工作狀態來改變。
優選地，該調光器控制單元保持禁能，直至該第一控制單元、該第二控制單元和該驅動電路被激勵，以激活該直流電源和該逆變器電路的開關元件為止。這時，可防止過度的壓力施加於構成逆變器電路和負載電路的電路元件。
而且，優選地，該調光器控制單元保持禁能，直至該燈啟動時間期間結束為止。這時，即使調光器控制單元在該期間無意地接收到外部調光信號，放電燈仍可確定地啟動，而不受該外部調光信號的影響。
而且，優選地，本發明的鎮流器還包括一燈監測器，該燈監測器監測該放電燈的工作狀態，並且提供一標示所監測的燈工作狀態的監測器信號。與此相關，該集成控制電路包括一故障鑑別器和一第一輸出限制器。該故障鑑別器分析該監測器信號，以確定它是否標示該放電燈的異常狀態，並且在該異常狀態持續了一預定臨界時間期間時提供一故障信號。該第一輸出限制器響應於該故障信號，提供一第一限制信號到該第一和第二控制單元中的至少一個，由此該第一和第二控制單元中的至少一個進行動作，以減少或停止提供該輸出。因此，在檢測到放電燈的異常狀態時，通過減少或停止提供輸出到放電燈，可防止過度的壓力施加於構成逆變器電路和負載電路的電路元件。
這時，優選地，該集成控制電路包括一第三定時器，該第三定時器限定一受限時間期間，在該受限時間期間，該第一輸出限制器被使能，以保持提供該第一限制信號，該第三定時器進行工作，以在該受限時間期間過去之後激活該第一定時器，以再次給出用以重啟該放電燈的該預熱時間期間和該燈啟動時間期間。因此，在利用對異常狀態的檢測來保護電路之後，該第三定時器可重啟放電燈，並且如果異常狀態已消除，則放電燈可自動重啟。
而且，優選地，均由該第一定時器限定的該預熱時間期間以及該燈啟動時間期間與一環境溫度成正比例地變化，由該故障鑑別器限定的該臨界時間期間與該環境溫度成反比例地變化，以及由該第三定時器限定的該受限時間期間與該環境溫度成正比例地變化。這確保了直流電源和逆變器電路的正確控制和放電燈的穩定操作，即使環境溫度已隨著環境因素或放電燈的異常狀態有所改變。
進而，優選地，本發明的鎮流器包括一檢測該直流電源的輸出電壓的功率輸出檢測器單元。基於該測得的直流電壓，該第一控制單元通過反饋方法改變直流電源的開關元件的佔空率，以給出一固定的直流輸出電壓。另一方面，該功率輸出檢測器監測流過逆變器電路和負載電路之一的共振電流的波形，並且該故障鑑別器分析該波形的相位，以確定放電燈的異常狀態。因此，通過在放電燈變為異常狀態時所產生的共振電流的超前相運動，可防止過度的壓力施加於電路元件。
而且，該功率輸出檢測器單元製備於集成控制電路中，並且只要該直流電源的輸出電壓小於一預定電平，提供一第一禁止信號到第一輸出限制器，以阻止該第一輸出限制器發出第一限制信號。如果在直流電源的直流輸出電壓上升時所見的一過渡期間中，逆變器電路的輸入電壓下降，儘管放電燈正常，在負載電路中的共振電路中會出現超前相運動。這時，產生第一禁止信號可消除過渡期間中不正確的異常狀態的檢測，並且用以進行穩定控制。
代替利用第一禁止信號，該第一輸出限制器可被阻止提供第一限制信號，直至由第一定時器所限定的預熱時間已過去為止。這時，在直流輸出電壓上升時所見的在過渡期間中的不正確異常狀態檢測也可消除，並且可進行穩定的控制。第一輸出限制器可在一時間區間被阻止提供第一限制信號，該時間區間從預熱時間區間的末尾開始，在燈啟動時間期間過去之時或之前結束。
本發明的鎮流器還包括一功率輸入監測器，該功率輸入監測器監測一供應至該直流電源的輸入電壓，並且提供一標示所監測的輸入電壓的輸出。這時，該集成控制電路包括一比較器，該比較器比較該輸入電壓與一第一閾值，並且在該輸入電壓超過該閾值時，將該第一定時器、該第一控制單元和該第二控制單元使能。一般地，在直流電源的輸入電壓為低時，輸出一預定輸出會對逆變器的開關元件和直流電源造成大的壓力。所以，在輸入電壓為低時，將直流電源和逆變器禁能，而在輸入電壓變得充分高時，將它們使能，可保護電路元件。
優選地，該比較器比較該直流電源的該輸入電壓與一小於該第一閾值的第二閾值，並且提供一低壓標示信號，直至該輸入電壓在下降到該第二閾值以下之後又上升到該第一閾值以上為止。在該低壓標示信號已持續了一預定參考時間期間時，該第二禁止器可將該直流電源和該逆變器電路禁能。如果直流電源的輸入電壓為一脈動流動電壓，則具有滯後特性的用以檢測輸入電壓的比較器，可激活逆變器電路，而不受瞬間的電壓下降的影響，並且放電燈可穩定地發光。然而，如果輸入電壓持續下降到較低的第二閾值以下的期間變長，則逆變器電路和放電燈將遭受不必要的壓力。所以，這種情況下，第二禁止器將直流電源和逆變器電路禁能，由此保護鎮流器和放電燈。
而且，優選地，集成控制電路包括一第二輸出限制器，該第二輸出限制器在所測得的輸出電壓下降到一閾值以下時提供一第二限制信號。該第二限制信號使得該第二控制單元降低該逆變器電路的輸出。來自該第二輸出限制器的該第二限制信號在一時間期間被無效，該時間期間從該燈啟動時間期間的起始開始，在一等於或早於該燈啟動時間期間的末尾的時間結束。當直流電源的輸出電壓由於某些原因下降到一預定值時，流過逆變器電路的共振電流的波形變為一超前相，並且逆變器電路的開關元件將遭受壓力。這時，通過提供第二輸出限制器來降低逆變器電路的輸出可防止產生不合需要的壓力。此外，由於在直流電源的輸出功率相對不穩定的燈啟動時間期間，第二輸出限制器的第二限制信號被無效，所以放電燈可確定地從啟動轉移到穩定發光。
進而，優選地，該集成控制電路包括檢測該放電燈的故障狀態的故障檢測裝置。該故障檢測裝置提供一輸出限制信號到該第一和第二控制單元，用以限制該直流電源和該逆變器電路的輸出，並且在該故障狀態已消除時，提供一釋放信號到該第一和第二控制單元，由此恢復該直流電源和該逆變器電路。這時，優選地，該集成控制電路還包括一延遲電路，該延遲電路響應於該釋放信號，將提供到該第一和第二控制單元的用以釋放該輸出限制的該釋放信號延遲一預定時間，並且首先提供該釋放信號到該第二控制單元，然後，提供到該第一控制單元。因此，即使意外地輸出釋放信號，放電燈的異常狀態可在直流電源和逆變器電路已恢復之後被立即檢測到，這時從直流電源提供到逆變器電路的電壓為低。因此，異常狀態可在部件和元件幾乎不遭受壓力的狀態下被檢測到。
優選地，該第一控制單元提供該第一控制信號，該第一控制信號與一環境溫度成反比例地改變該直流電源的輸出直流電壓，並且該第二控制單元提供該第二控制信號，該第二控制信號與該環境溫度成正比例地改變該直流電源的一高頻輸出電壓。
該集成控制電路，以及該直流電源和該逆變器電路安裝於單個印刷電路板上，並且該直流電源的開關元件排列在該驅動電路的輸出端附近，該驅動電路響應於該第一控制單元的第一控制信號而輸出該驅動信號，該逆變器電路的開關元件排列在該驅動電路的輸出端的附近，該驅動電路響應於該第二控制單元的第二控制信號而輸出該驅動信號，該直流電源和該逆變器電路的開關元件以並排關係排列。通過這樣的安排，可簡化印刷電路板上的電路圖形，並且可抑制產生會造成不正確操作的噪聲，多個開關元件可以最優方式來排列。更優選地，容納集成控制單元的矩形封裝在其相對的橫向側面上具有引線，用於連接印刷電路板上的信號線，並且該封裝在其相對的縱向端附近的部分，分別提供有功率輸入端和信號輸出端，並且直流電源、集成控制單元、逆變器電路單元和負載電路沿著該封裝的長度方向順序排列。
圖1是按照本發明第一實施例的用於放電燈的鎮流器的電路圖。
圖2是用於說明上述鎮流器的操作的波形圖。
圖3、4和5是組成上述鎮流器的各部分的布局圖。
圖6是按照本發明第二實施例的用於放電燈的鎮流器的電路圖。
圖7是說明第二實施例的改型實施例的電路圖。
圖8是按照本發明第三實施例的用於放電燈的鎮流器的電路圖。
圖9是用於說明上述鎮流器的操作的波形圖。
圖10是說明用於上述鎮流器的定時器的溫度特性的示意圖。
圖11是說明用於上述鎮流器的定時器的溫度特性的坐標圖。
圖12是按照本發明第四實施例的用於放電燈的鎮流器的電路圖。
圖13是用於說明上述鎮流器的操作的波形圖。
圖14是按照本發明第五實施例的用於放電燈的鎮流器的電路圖。
圖15是圖14的具體電路圖。
圖16是用於說明上述鎮流器的操作的波形圖。
圖17是按照本發明第六實施例的用於放電燈的鎮流器的電路圖。
圖18是用於說明上述鎮流器的操作的波形圖。
圖19是按照本發明第七實施例的用於放電燈的鎮流器的電路圖。
圖20是圖19的具體電路圖。
圖21是按照本發明第八實施例的用於放電燈的鎮流器的電路圖。
圖22是用於說明上述鎮流器的操作的波形圖。
圖23是按照本發明第九實施例的用於放電燈的鎮流器的電路圖。
具體實施例方式
圖1為按照本發明第一實施例的用於放電燈的鎮流器。該鎮流器包括一整流電路10，連接於一交流電源並且提供一整流直流電壓；一直流電源20，接收該整流直流電壓並且提供一預定的已調節直流輸出電壓；一逆變器電路30，將該直流輸出電壓轉換為高頻電壓；以及一負載電路40，從逆變器電路30接收該高頻電壓並且將其作用於放電燈L。
直流電源20組成為一升壓(step-up)斬波電路，包括一開關元件21、一電感22和一濾波電容23。開關元件21由MOSFET實現，其串聯連接於電感22後與整流電路10並聯，並且高頻地開啟和關閉，以經過二極體24在濾波電容23中累計一濾波電壓。用以開啟和關閉開關元件21的第一控制信號，由集成控制電路100中所提供的第一控制單元121來產生。第一控制信號供應至驅動電路122，並且轉換為一驅動信號，然後作用於開關元件21。
逆變器30是半橋逆變器電路的形式，其包括與濾波電容23並聯的開關元件31、32的串聯電路。每個開關元件31、32由MOSFET實現。逆變器30通過交替地開啟和關閉開關元件31、32，將來自直流電源20的直流輸出電壓轉換為一高頻電壓。用以開啟和關閉開關元件31、32的第二控制信號，由集成控制電路100中所提供的第二控制單元131來產生。第二控制信號供應至驅動電路132，並且轉換為一驅動信號，然後作用於開關元件31、32。
負載電路40由一串聯電路組成，該串聯電路包括一電感41、一電容42和一隔直電容43，並且連接於低端(low-side)開關元件31的漏極和源極之間。放電燈L並聯連接於電容42。電感41和電容42相互配合而形成一共振電路，該共振電路隨著由逆變器電路30的開關元件31、32的開關操作所產生的高頻電壓，產生一高頻共振電流，並且將共振電流作用於放電燈L以驅動它。
除了第一控制單元121、第二控制單元131和驅動電路122、132之外，在單個晶片中，集成控制電路100還具有一啟動器電路110、一第一定時器140和一選擇器150。啟動器電路110從濾波電容23中接收一電壓，產生一加在電容50兩端的控制電壓Vcc，並且將控制電壓Vcc提供給集成控制電路100的每個部分，以激勵它們。也就是說，當鎮流器連接於交流電源時，第一控制單元121會響應於來自啟動器電路110的控制電壓，產生第一控制信號以開啟和關閉直流電源20的開關元件21，第二控制單元131產生第二控制信號以交替地開啟和關閉逆變器電路30的開關元件31、32。這時，第一定時器140開始計時。
第一定時器140和選擇器150通過在啟動開始一段時間過去後，改變逆變器電路30的開關元件31、32的開關頻率，來改變提供到放電燈L的電流和電壓。也就是說，它們獲得一預熱電流用以預熱放電燈，一啟動電流用以啟動放電燈，以及一發光保持電流用以保持啟動之後的穩定發光。第一定時器140具有兩個輸出端OUT1、OUT2。如圖2中所示，緊接著啟動之後，在時刻T0和時刻T1之間，從兩個輸出端OUT1、OUT2提供低電平信號給選擇器150。選擇器150響應於該信號，發出指令到第二控制單元131，從而逆變器電路30應提供預熱電流。當第一定時器140已經計數到一預定時刻T1時，從輸出端OUT1的輸出變為高電平，並且響應於此，選擇器150發出指令到第二控制單元131，從而逆變器電路30應提供啟動電流。此後，當第一定時器140已經計數到一預定時刻T2(T2＞T1)時，從輸出端OUT2的輸出也變為高電平，並且響應於此，選擇器150發出指令到第二控制單元131。從而逆變器電路30應提供發光保持電流。以這樣的方式，在打開電源之後，第一定時器140安排一預熱時間期間、一燈啟動時間期間和一穩定發光時間期間。以使得放電燈穩定發光。每個期間中的開關頻率的關係是f1(預熱時間期間)＞f2(燈啟動時間期間)＞f3(穩定發光時間期間)。
如圖1所示，集成控制電路100還包括一調光器控制單元160，其接收一外部調光信號並將其轉換為一內部調光信號，並且將由內部調光信號所確定的一輸出校正信號提供給第二控制單元131，以改變開關元件31、32的開關頻率，從而逆變器電路30的輸出應改變為一由外部調光信號所指定的電平。調光器控制單元160包括一信號轉換器161，將外部調光信號轉換為內部調光信號；以及一輸出校正器162，接收內部調光信號，發出輸出校正信號，並且將其提供給第二控制單元131。輸出校正器162內置有一計數器，並且如圖2所示，被阻止提供輸出校正信號到第二控制單元131，直到計數器在啟動之後計數了預定經過的時間t1(T1＜t1≤T2)為止，而與外部調光信號的存在無關。
圖3至5說明封裝實例，在這些封裝實例中，作為集成控制電路100的具體化的IC封裝與整流器10、直流電源20、負載電路40和開關元件21、31、32一起安裝於單個的印刷電路板90上。IC封裝100是一矩形平行六面體，並且設計為它的縱向與印刷電路板90的縱向一致。在封裝100的兩側面中設置的引線101連接於印刷電路板90上的信號線，並且在封裝100的一個縱向端的相鄰部分設置的功率輸入端102和信號輸出端103，分別連接於直流電源20的輸出端和開關元件21，而在另一縱向端相鄰的部分設置的信號輸出端104，連接到開關元件31，32。該整流器10經過一輸入連接器106連接於交流電源，並且負載電路40經過輸出連接器107連接到放電燈。由於包括許多電路元件和線路的集成控制電路100被裝入到一個封裝之中，所以可簡化印刷電路板90上的電路圖形，並且直流電源20的開關元件21和逆變器電路的開關元件31、32的布局靈活性變高。結果，如圖3至5中所示，能夠這樣布局，所有沿著印刷電路板的縱向排列的開關元件，或逆變器電路的開關元件31、32和直流電源20的開關元件21以彼此間隔的關係來放置，而這會有益於印刷電路板90的小型化。
圖6為按照本發明第二實施例的用於放電燈的鎮流器。該實施例的鎮流器與第一實施例一致，不同的是配備有一用以監測放電燈工作狀態的燈監測器80，並且調光控制按照放電燈的工作狀態來進行。因此，這些實施例的相似部分由相同的標記字符來標示，並且這裡不進行重複的說明。
燈監測器80監測放電燈兩端的電壓，並且提供給比較器單元163一標示燈的操作狀態的檢測信號。比較器單元163將該檢測信號與從信號轉換器161發出的內部調光信號做比較，從而提供給第二控制單元131一校正信號，以通過反饋控制使放電燈變暗。也就是說，內部調光信號和檢測信號根據所表示出的燈電壓來創建，當放電燈的輸出下降，並且該檢測信號變得低於內部調光信號時，比較器163發出改變開關元件31、32的開/關時間的校正信號，而使放電燈的輸出變大。並且，當該檢測信號變得高於內部調光信號時，比較器163發出改變開關元件31、32的開/關時間的校正信號，而使放電燈的輸出變小。
如圖7所示，檢測放電燈工作狀態的燈監測器，可利用電阻81兩端的電壓作為表示放電燈工作狀態的檢測信號。電阻81連接於低端開關元件31的源極和地之間。在該改型的實施例中，集成電路用作接收內部調光信號的輸出校正器，並且如圖7所示，該集成電路包括一運算放大器164、一電阻165和一電容166。內部調光信號輸入到運算放大器164的同相輸入端，來自燈監測器81的檢測信號經過一電阻165輸入到運算放大器164的反相輸入端，並且一電容166連接於運算放大器164的輸出端和反相輸入端之間。為了按照外部調光信號調節放電燈，運算放大器164將該檢測信號與該內部調光信號做比較，以提供用以改變開關頻率的校正信號，從而穩定從逆變器電路30到放電燈的燈電流。用作集成元件的電阻165和電容166可形成於集成控制電路100的外部。
圖8為按照本發明第三實施例的用於放電燈的鎮流器。該實施例的鎮流器與圖6中所示的第二實施例一致，不同的是還包括一故障鑑別器170和一第一輸出限制器180。所以，這些實施例的相似部分由相同的標記字符來標示，並且這裡不進行重複說明。故障鑑別器170包括一故障檢測器171，其分析來自燈監測器80的表示燈電壓的電壓，以確定放電燈是否處於異常狀態，並且在異常狀態已持續了由第二定時器172所決定的一預定臨界定時器期間時，提供一故障信號。第一輸出限制器180響應於該故障信號，分別提供一限制信號到第一控制單元121和第二控制單元131，以降低或停止直流電源20和逆變器電路30的輸出。
標示著第一輸出限制器180發出了第一限制信號或第二限制信號的信號，被供應至第三定時器190，並且當在第三定時器190中過去一預定的受限時間期間之後，第三定時器190提供一復位信號到第一定時器140。第一定時器140響應於該復位信號，再一次設置預熱時間期間、燈啟動期間和穩定的發光時間期間，以重啟放電燈。
圖9為說明異常狀態檢測時的操作的信號波形圖。如果在放電燈以全功率穩定發光的同時，在時刻t3檢測到放電燈的異常狀態，則在時刻t4，如故障鑑別器170中的第二定時器172在該狀態下計數到三個時鐘脈衝時，故障鑑別器170供應故障信號至第一輸出限制器180。第一輸出限制器180響應於此，提供一高電平限制信號到第一控制單元121和第二控制單元131。結果，直流電源20的輸出和逆變器電路30的輸出下降到最低。第三定時器190在時刻t4啟動操作，並且在時刻t5，如第三定時器190計數到七個時鐘脈衝時，提供復位信號到第一輸出限制器180和第一定時器140，從而該限制信號被改變為低電平，並且在經過預熱時間期間和燈啟動期間之後，第一定時器140被再次激活從而重啟放電燈。如果在該時刻，異常狀態已被消除，則放電燈可保持穩定的發光。如果異常狀態仍未消除，則重複上述操作。並且，如果復位信號在一預定時間期間內產生多次，則認為在放電燈中有嚴重的異常狀態進而停止鎮流器。
上述異常狀態可歸咎於，比如放電燈中封閉氣體的洩漏和燈絲的斷開，二者均由於隨時間的變化而造成。這樣的異常狀態基於流過逆變器電路的共振電流的相位來確定。也就是說，如圖10所示，當放電燈正常時，當逆變器電路30的開關元件31從開狀態切換到關狀態時，會流過正電流。但是，如果放電燈異常，則包括電感41和電容43的共振電路中的共振電流相對於流過開關元件31的電流變為一超前相，結果是，當開關元件31從開狀態切換到關狀態時，該開關元件31會流過負電流。因此，放電燈的異常狀態可通過在到達開關元件31的驅動信號被切斷時，檢查流過開關元件31的電流的相位來檢測到。
另外，由於直流電源20的輸出電壓在放電燈的預熱時間期間中總是很低，即使放電燈正常，到達逆變器30的輸入電壓也很低。這樣，共振電流相對於流過開關元件31的電流變為一超前相，故障檢測器171可檢測到異常狀態，並且故障鑑別器170可產生故障信號，結果就是限制了逆變器電路的輸出。為了避免這種不便，在該實施例中，將第一輸出限制器的工作禁能，直至直流電源20的輸出電壓超過一預定電平為止，以經過預熱時間期間和燈啟動時間期間轉移到穩定的發光。
為了防止在預熱時間期間中錯誤的輸出限制，提供一功率輸出檢測器單元210，其檢測來自直流電源20的直流輸出電壓，並且當該直流輸出電壓下降到一預定電平以下時，從功率輸出檢測器單元210中的第一禁止器220供應一第一禁止信號至第一輸出限制器180和故障鑑別器170，以阻止第一輸出限制器180限制直流電源20和逆變器電路30的輸出。此外，功率輸出檢測器單元210總是發送該直流輸出電壓到第一控制單元121，從而，第一控制單元121通過基於該輸出電壓的反饋控制，來改變開關元件21的佔空率或頻率，以將該輸出電壓控制為一預定值。
雖然在該實施例中，第一禁止器220提供於功率輸出檢測器單元210中，以在直流電源20上升時輸出第一禁止信號，用以阻止第一輸出限制器180的工作，但是本發明並不限於此，例如可用一定時器來代替第一禁止器220。該定時器建立直流電源20的輸出可上升至足夠電平的時間期間，並且在該時間期間中，該定時器輸出第一禁止信號。該定時器可共享第一定時器。
此外，在集成控制電路100中提供的每個定時器可利用從同一個脈衝產生器中輸出的時鐘脈衝。
而且，如圖11中所示，第一定時器140、第二定時器172和故障鑑別器170中的定時器分別具有一溫度特性，從而隨著環境溫度而改變將被計數的時間。第一定時器建立預熱時間期間和燈啟動時間期間，而當環境溫度下降時，放電燈的初始放電會難以發生。為此，第一定時器具有一負溫度特性，並且預熱時間期間和燈啟動時間期間隨著環境溫度的下降而延長。也就是說，時鐘脈衝的寬度會隨著環境溫度而變化，由此改變了由相同數目的計數所決定的時間期間。
故障鑑別器170中的第二定時器172判斷放電燈的異常狀態是否持續了一預定時間期間，並且建立從產生異常狀態到輸出限制的時間期間。當放電燈中產生故障狀態時，一大於正常狀態時的壓力(stress)會作用於構成逆變器電路30的電子部件上，而使這些電子部件的溫度上升。為此，第二定時器具有一負溫度特性，並且將被計數的時間期間會隨著由於電子部件的溫度的上升所造成環境溫度的上升來縮短。因此，從產生異常狀態到輸出限制的時間期間變短，從而降低了作用於該電子部件的壓力。
第三定時器190的任務是在伴隨著檢測放電燈異常狀態的輸出限制啟動之後，復位第一定時器140；以及建立一從直流電源20和逆變器電路30的初始狀態到重啟的時間期間。也就是說，第三定時器建立受限的時間期間。當放電燈中產生故障狀態時，一壓力會作用於電子部件而使電子部件的溫度上升。考慮到這一點，提供該受限的時間期間，以降低已經在該異常狀態下上升的電子部件的溫度。為此，第三定時器具有一正溫度特性，並且該受限的時間期間隨著電子部件的溫度的上升而延長，由此可確保足夠的時間來降低電子部件的溫度。也就是說，電子部件的溫度上升得越高，該受限的時間期間增加得就越多。
圖12為按照本發明第四實施例的用於放電燈的鎮流器。該實施例的鎮流器與圖8中所示的鎮流器實質上相同，不同的是故障檢測器171監測作用於放電燈的燈電壓，以檢測放電燈的異常狀態。所以，這些實施例的相似部分由相同的標記字符來標示，並且這裡不進行重複說明。在燈電壓超過一預定閾值時，故障檢測器171檢測異常狀態，並且在異常狀態已持續了一由第二定時器172所確定的預定時間期間時，故障鑑別器170產生故障信號以限制直流電源和逆變器電路的輸出。然而，即使放電燈處於正常狀態，在燈啟動時間期間內，燈電壓仍可能超過一閾值。因此，在該實施例中，第一輸出限制器180的功能在燈啟動時間期間被禁能，從而，直流電源20和逆變器30的輸出在燈啟動時間期間不會意外地受到限制。也就是說，決定燈啟動時間期間的第一定時器140在燈啟動時間期間向第二定時器172提供了一使第二定時器172的操作無效的信號。由此，如圖13所示，即使燈電壓在燈啟動時間期間暫時超過了一預定閾值，故障鑑別器170也不會產生故障信號，從而防止了直流電源20和逆變器電路30的輸出受到限制。
圖14為按照本發明第五實施例的用於放電燈的鎮流器。該實施例的鎮流器與如圖1所示的鎮流器相同，不同的是包括一比較器單元240和一監測直流電源20的輸入電壓的功率輸入監測器230。因此，這些實施例的相似部分由相同的標記字符來標示，並且這裡不進行重複說明。
如圖15所示，功率輸入監測器230包括串聯連接後與整流電路10的輸出端並聯的一對電阻231、232；以及並聯連接於該電阻232的電容233。功率輸入監測器230通過電容233平滑從整流電路10輸入到直流電源20的脈動流動電壓，並且提供該電容兩端的平滑電壓到比較器單元240的同相輸入端。比較器單元240比較該輸入電壓與第一閾值Vth1，並且在該輸入電壓超過第一閾值Vth1時，輸出將第一控制單元121、第二控制單元131和第一定時器140使能的信號。比較器240提供於集成控制電路100中，並且它的輸出被供應至AND門252、253，以及經過反相器254被供應至第一定時器140中的計時器141的STOP端。
第一定時器140從參考電源255接收一從控制電壓Vcc發出的功率。第一定時器140包括一電流鏡電路，其包括一連接於參考電源255和多個FET的恆定電流源256；一比較器單元142；以及計數器141。該電流鏡電路被連接到一外部電容256以提供一充電和放電電流到外部電容256，以及連接到比較器單元142，它在該電容256的兩端產生一三角波電壓，並將該三角波電壓與提供給比較器單元142的同相輸入端的一參考值做比較，以發送一時鐘信號到計數器141。
計數器141具有一STOP端，當STOP端的輸入為高電平時，即當功率輸入監測器230的輸出低於閾值Vth1時，計數器停止計數以保持OUT1和OUT2的輸出為低電平，如圖16所示。選擇器150識別該狀態，並且選擇器150發出一指令到第二控制單元131，從而逆變器電路30提供預熱電流。此後，當STOP端的輸入變為低電平時，也就是說，當功率輸入監測器230的輸出超過閾值Vth1，以及提供給直流電源20充分的輸入時，計數器141開始計數，並且在一預定時間過去之後，計數器141在時刻T1將輸出端OUT1變為高電平，並發出一指令到選擇器150以啟動燈啟動時間期間。此後，在過去了一預定時間之後的時刻T2，計數器141將輸出端OUT2變為高電平，並且發出一指令到選擇器150，以停止燈啟動時間期間和啟動穩定的發光。
如果交流電源的輸出瞬間中斷或瞬間下降，則功率輸入監測器230的輸出也同時下降，如果功率輸入監測器230的輸出下降到比較器單元240的閾值Vth1以下時，來自第一控制單元121和第二控制單元131的控制信號並不會到達驅動電路122、132，結果直流電源20的開關元件21和逆變器電路30的開關元件31、32關閉，並且鎮流器停止。當交流電源恢復時，計數器在復位之後開始工作，因此放電燈按照正常過程開啟；預熱時間期間和燈啟動時間期間。於是，不會有大的壓力作用於該電子部件。
圖17為按照本發明第六實施例的用於放電燈的鎮流器。該實施例的鎮流器與圖7所示的鎮流器相同，不同的是功率輸入監測器230監測脈動流動電壓，該脈動流動電壓為整流電路10的輸出，並且基於脈動流動電壓來控制逆變器電路30。所以，這些實施例的相似部件由相同的標記字符來標示，並且這裡不進行重複說明。功率輸入監測器230包括串聯連接於整流電路10的輸出端之間的電阻231、232，並且如圖18所示，它輸出脈動流動電壓到比較器單元240的同相輸入端，該脈動流動電壓為交流電壓的全波整流。
比較器單元240將脈動流動電壓與具有滯後特性的閾值Vth1、Vth2(Vth2＜Vth1)做比較。比較器單元的輸出供應至第二禁止器260，該第二禁止器在直流電源20的輸入電壓下降之後，延遲一段時間以復位第一定時器140。閾值Vth1、Vth2由滯後電路242準備，並且如果脈動流動電壓超過第一閾值Vth1，則第二閾值Vth2供應至比較器單元240的反相輸入端，如果脈動流動電壓下降到第二閾值以下，那麼第一閾值Vth1供應至比較器單元240的反相輸入端。
提供第二禁止器260，用以在直流電源20的輸入電壓瞬時下降時，防止第一定時器140被復位。第二禁止器260具有一計數器261和一反相器262。計數器261的OUT端保持在低電平，直至輸入到比較器單元240的脈動流動電壓在上升到第一閾值Vth1以上之後又下降到第二閾值以下為止。也就是說，計數器261的輸出端OUT保持在低電平，以在直流電源的輸入電壓充分高時，不控制第一定時器140。雖然當一時鐘信號從第一定時器140的振蕩器141供應至計數器261的時鐘輸入端CLK時，計數器261計數一次，但是STOP端的輸入保持在高電平，從而輸出端OUT保持在低電平，直至輸入到比較器單元240的脈動流動電壓在上升到第一閾值Vth1以上之後又下降到第二閾值之下為止。另一方面，當脈動流動電壓下降到第二閾值Vth2之下時，比較器單元240的輸出從高電平切換到低電平，然後計數器261開始計數。如果這樣的狀態一直持續到兩次檢測到時鐘信號的後沿，則計數器261的輸出變為高電平，並且該高電平輸出經過反相器262、263提供到第一定時器140的計數器142，從而停止計數器142。由此，復位第一定時器140的計數器142，並且建立預熱時間期間、燈啟動時間期間和穩定發光時間期間以啟動放電燈。那時，從反相器262到AND門252、253的輸出為低電平，該AND門252、253停止驅動電路122、132以停止直流電源20和逆變器電路30。
如上所述，當直流電源20的輸入電壓下降並且這樣的狀態已持續了一預定時間期間(在該時間期間兩次檢測到時鐘信號的後沿)時，第二禁止器260復位第一定時器140的預熱時間期間和燈啟動時間期間。結果就是，即使輸入電壓瞬間下降，仍不會復位第一定時器140，並且鎮流器持續工作，免於不小心地啟動重啟操作。
圖19為按照本發明第七實施例的用於放電燈的鎮流器。該實施例的鎮流器與圖17所示的鎮流器相同，不同的是還包括一第二輸出限制器280，其監測直流電源20的輸出，並且基於直流電源20的輸出限制逆變器30的輸出。所以，這些實施例的相似部件由相同的標記符號來標示，並且這裡不進行重複說明。
如圖20所示，第二輸出限制器280具有一比較器單元281，其比較功率輸出監測器270的輸出與第三閾值Vth3，並且將比較結果反映給第一定時器140，該功率輸出監測器270包括串聯連接後與直流電源20並聯的兩個電阻271、272。第一定時器140具有AND門143、144以及振蕩器141和計數器142。比較器單元281的輸出供應至AND門143、144。計數器142的輸出端OUT1、OUT2的輸出供應至選擇器150，以建立預熱時間期間、燈啟動時間期間和穩定發光時間期間。如基於圖2的第一實施例中所示，當輸出端OUT1、OUT2的輸出端的輸出都為低電平時，建立預熱時間期間，並且當輸出端OUT1的輸出為高電平而輸出端OUT2的輸出為低電平時，建立燈啟動時間期間，並且當輸出端OUT1、OUT2的輸出都為高電平時，建立穩定發光時間期間。這些輸出端OUT1、OUT2的輸出分別供應至AND門143、144。因此，強制預熱時間期間持續，直至直流電源的輸出超過閾值Vth3為止，從而限制了逆變器電路30的輸出。
圖21為按照本發明第八實施例的用於放電燈的鎮流器。該實施例的鎮流器與圖20中所示的鎮流器相同，不同的是第二輸出限制器280和第一定時器140的組成變為，即使在從燈啟動時間期間的開始起過去一預定時間期間之前，直流電源20的輸出瞬間下降，也不復位第一定時器，並且僅當在從燈啟動時間期間的開始起過去了一預定時間期間之後，直流電源20的輸出下降時，才復位第一定時器以重啟放電燈。所以，這些實施例的相似部件由相同的標記字符來標示，並且這裡不進行重複說明。
第一定時器140的計數器142具有三個輸出端OUT1、OUT2和OUT3。如圖22所示，計數器142在時刻t24開始工作，此時，控制電壓Vcc被提供給集成控制電路100，並且輸出端OUT1、OUT2的輸出保持在低電平直到時刻t25為止，以限定該預熱時間期間。輸出端OUT1的輸出在時刻t25變為高電平，以限定該燈啟動時間期間。輸出端OUT1和OUT2的輸出在時刻t27都變為高電平，以限定該穩定發光時間期間。每個時間期間由選擇器150來識別，並且第二控制單元131以對應於每個時間期間的開關頻率，驅動逆變器30的開關元件，從而向放電燈提供對應於每個時間期間的電流。計數器142將輸出端OUT3保持在低電平直至時刻t26為止，並且在時刻t26之後將其保持在高電平。建立時刻t26，使其在時刻t25之後而在時刻t27之前(t25＜t26≤t27)，在該時刻t25，燈啟動時間期間開始，而在該時刻t27，穩定發光時間期間開始。
而且，第一定時器140具有NAND門145，其接收來自第二輸出限制器280的比較器單元281的輸出，以及來自計數器142的輸出端OUT3的輸出，並且具有NAND門146，其接收來自NAND門145和第二禁止器260的輸出。NAND門146的輸出端連接於計數器142的輸入端STOP。NAND門145的輸出與輸出端OUT1、OUT2的輸出一起被輸入到AND門143、144。
當直流電源20的輸出低於閾值Vth3時，也就是說當直流電源20的輸出不充分時，第二輸出限制器280的比較器單元281提供一高電平輸出給NAND門145。當直流電源的輸出足夠高時，比較器單元提供一低電平輸出給NAND門145。因為計時器142的輸出端OUT3的輸出保持在低電平直至時刻t26過去為止，所以NAND門145的輸出保持在高電平，而與比較器單元281的輸出無關。並且在時刻t25，意味著燈啟動時間期間的開始的高電平輸出，從輸出端OUT1經過AND門143供應至選擇器150，並且逆變器電路30在燈啟動時間期間開始工作。在輸出端OUT3的輸出在時刻t26變為高電平之後，只要比較器單元281的輸出為低電平，換句話說，只要直流電源20的輸出保持足夠高，NAND145的輸出就會保持在高電平。並且當計數器142的輸出端OUT2在時刻t27變為高電平時，燈啟動時間期間結束，穩定發光時間期間開始。
如圖22所示，如果直流電源20的輸出由於某些原因，比如在時刻t26之後的時刻t28下降，比較器單元281的輸出就會變為高電平，然後，NAND門145的輸出就會變為低電平，NAND門146的輸出就會變為高電平，並且復位計數器142，以及第一定時器140再次建立預熱時間期間和燈啟動時間期間以重啟放電燈。雖然在圖22中時刻t26＜時刻t27(穩定發光時間期間的開始)，但是時刻t27可等於時刻t26(t26＝t27)，在該時刻t27，從計數器142的輸出端OUT3的輸出變為高電平。
此外，第二禁止器260的輸出提供給NAND門146，並且當發現直流電源20的輸入電壓在一預定時間期間為低時，NAND門146的輸入變為低電平，從而計數器142被該NAND門146復位。
圖23為按照本發明第九實施例的用於放電燈的鎮流器。該實施例的鎮流器與圖1中所示的鎮流器相同，不同的是集成控制電路100還包括一異常負載檢測器300、一超前相檢測器310、燈連接檢測器320和一延遲電路330。所以，這些實施例的相似部件由相同的標記字符來標示，並且這裡不進行重複說明。
異常負載檢測器300監測放電燈L的燈電壓，並且在發現燈電壓指示放電燈的異常狀態時，發出一指令到第一控制單元121和第二控制單元131，以限制或停止它們的輸出。
超前相檢測器310監測流經逆變器電路30的開關元件的共振電流。當開關元件31、32以低於包括電感41和電容42的共振電路的共振頻率的頻率開啟和關閉，並且由放電燈的不穩定放電狀態所造成的超前相電流流過開關元件31、32時，超前相檢測器310檢測該超前相電流，並且確定放電燈異常，然後限制或停止直流電源20和逆變器電路30的輸出。
燈連接檢測器320檢測放電燈是否正確地連接於燈座，如果檢測到放電燈未正確連接時，則燈連接檢測器限制或停止直流電源20和逆變器電路30的輸出。
當異常負載檢測器300、超前相檢測器310和燈連接檢測器320發出到直流電源20和逆變器電路30用以限制它們的操作的指令之後，提供用以釋放對直流電源20和逆變器電路30的限制的釋放信號時，延遲電路330延遲用以釋放對直流電源20和逆變器電路30的限制的操作，以便在該延遲的時間期間再次檢測放電燈的異常狀態。因此，即使由於檢測的障礙意外地發出釋放信號，放電燈的狀態可在電路部件幾乎不遭受壓力的情況下被鑑別出來。這時優選地，第二控制單元131首先被激活，然後第一控制單元被激活。
雖然在上述實施例中描述半橋逆變器電路作為逆變器電路30，但是逆變器電路30並不限於此，還可使用具有兩對的四個開關元件的全橋逆變器電路。此外，如果對逆變器電路的開關元件的開關頻率進行校正，該校正為按照環境溫度改變開關頻率，則逆變器電路的輸出功率可按照環境溫度來正確地控制。例如，如果確定開關元件頻率的振蕩器的振蕩頻率具有一正溫度特性，也就是說，對振蕩頻率進行校正，該校正為隨著環境溫度的上升而提高頻率，則當溫度低時逆變器電路30的輸出增大，當溫度高時輸出下降，因此，用以將光輸出保持在恆定值的一輸出功率可被提供給放電燈。
而且，直流電源20的開關頻率具有一負溫度特性也是有用的，也就是說，直流電源20的輸出在溫度低時增加，直流電源的輸出在溫度高時減少，並且直流電源由按照環境溫度的反饋控制來控制，以防備環境溫度的變化。
雖然為便於理解，每個實施例解釋了本發明的典型特徵，但是本發明並不限於這些實施例，應當涵蓋單個特徵的任意組合。
權利要求
1.一種用於放電燈的鎮流器，包括一直流電源，該直流電源接收一輸入電壓並提供一已調節的直流輸出電壓，所述直流電源包括一開關元件，該開關元件以一受控方式被驅動開啟和關閉，以提供所述直流輸出電壓；一逆變器電路，該逆變器電路將所述直流輸出電壓轉換為一高頻電壓，所述逆變器電路包括至少一對的兩個開關元件，所述開關元件串聯地跨接在所述直流輸出電壓的兩端，並且被控制為交替地開啟和關閉，以提供所述高頻電壓；一負載電路，該負載電路接收所述高頻電壓，以將其作用於放電燈，用以驅動所述放電燈；一集成控制電路，該集成控制電路控制所述直流電源和所述逆變器電路的所述開關元件；其中，所述集成控制電路包括一第一控制單元，該第一控制單元產生一第一控制信號，用於控制所述直流電源的所述開關元件；一第二控制單元，該第二控制單元產生一第二控制信號，用於控制所述逆變器電路的開關元件；一驅動電路，該驅動電路提供驅動信號，用以按照所述第一控制信號和所述第二控制信號，驅動所述直流電源和所述逆變器電路的每個開關元件。
2.如權利要求1所述的電子鎮流器，其中所述直流電源是一升壓斬波電路，用以將所述輸入電壓升壓到所述直流輸出電壓；所述負載電路包括相互配合而形成一共振電路的一電感和一電容，所述高頻電壓經過該共振電路作用於所述放電燈；所述集成控制電路包括一啟動器電路，該啟動器電路提供一受控功率，用以激勵所述第一控制單元、所述第二控制單元和所述驅動電路；一第一定時器，一旦激勵所述第一控制單元、所述第二控制單元和所述驅動電路，該第一定時器開始計時，用以限定一預熱時間期間，在該預熱時間期間內該放電燈的燈絲被加熱，並且用以限定一後續的燈啟動時間期間，在該燈啟動時間期間內一啟動電壓作用於該放電燈；一選擇器，該選擇器響應於所述第一定時器的輸出，改變所述逆變器電路的開關元件的佔空率和開關頻率中的至少一個，所述逆變器電路用以在所述預熱時間期間內提供一預熱電流到所述燈絲，並且用以在所述燈啟動時間期間內提供所述啟動電壓。
3.如權利要求1所述的鎮流器，其中所述集成控制電路包括一調光器控制單元，該調光器控制單元接收一外部調光信號，並且將其轉換為一內部調光信號，供應至所述第二控制單元，用以改變所述放電燈的燈輸出。
4.如權利要求3所述的鎮流器，其中所述逆變器電路包括一燈監測器，該燈監測器監測該放電燈的燈工作狀態，並且提供一標示該工作狀態的檢測信號；所述調光器控制單元包括一信號轉換器，該信號轉換器將所述外部調光信號轉換為所述內部調光信號；以及一比較器單元，該比較器單元比較所述內部調光信號與所述檢測信號，並且將反映一比較結果的一校正信號提供到所述第二控制單元；所述第二控制單元響應於所述校正信號，改變所述逆變器電路的開關元件的佔空率和開關頻率中的至少一個，用以調節該放電燈。
5.如權利要求4所述的鎮流器，其中所述調光器控制單元保持禁能，直至所述第一控制單元、所述第二控制單元和所述驅動電路被激勵，以激活所述直流電源和所述逆變器電路的開關元件為止。
6.如權利要求4所述的鎮流器，其中所述調光器控制單元保持禁能，直至所述燈啟動時間期間結束為止。
7.如權利要求1所述的鎮流器，還包括一燈監測器，該燈監測器監測該放電燈的工作狀態，並且提供一標示所監測的燈的工作狀態的監測器信號；所述集成控制電路包括一故障鑑別器，該故障鑑別器分析所述監測器信號，以確定它是否標示該放電燈的異常狀態，並且在所述異常狀態已持續了一預定臨界時間期間時提供一故障信號；一第一輸出限制器，該第一輸出限制器響應於所述故障信號，提供一第一限制信號到所述第一和第二控制單元中的至少一個，由此所述第一和第二控制單元中的至少一個進行動作，以減少或停止提供該輸出。
8.如權利要求7所述的鎮流器，其中所述集成控制電路包括一第三定時器，該第三定時器限定一受限時間期間，在該受限時間期間，所述第一輸出限制器被使能，以保持提供所述第一限制信號，所述受限時間期間從出現所述第一限制信號開始；所述第三定時器進行工作，以在所述受限時間期間過去之後激活所述第一定時器，以便再次給出用以重啟該放電燈的所述預熱時間期間和所述燈啟動時間期間。
9.如權利要求8所述的鎮流器，其中均由所述第一定時器限定的所述預熱時間期間以及所述燈啟動時間期間與一環境溫度成正比例地變化；由所述故障鑑別器限定的所述臨界時間期間與所述環境溫度成反比例地變化；以及由所述第三定時器限定的所述受限時間期間與所述環境溫度成正比例地變化。
10.如權利要求7所述的鎮流器，其中所述故障鑑別器分析流過所述逆變器電路和負載電路中之一的一共振電流的波形的相位，以確定該放電燈的異常狀態；所述集成控制電路還包括一檢測所述直流電源的輸出電壓的功率輸出檢測器單元；只要所述直流電源的輸出電壓小於一預定電平時，所述功率輸出檢測器提供一第一禁止信號，該第一禁止信號阻止所述第一輸出限制器發出所述第一限制信號。
11.如權利要求7所述的鎮流器，其中阻止所述第一輸出限制器提供所述第一限制信號，直至由所述第一定時器限定的所述預熱時間期間已過去為止。
12.如權利要求7所述的鎮流器，其中阻止所述第一輸出限制器在一時間區間提供所述第一限制信號，該時間區間從所述預熱時間區間的末尾開始，在所述燈啟動時間期間過去之時或之前結束。
13.如權利要求2所述的鎮流器，還包括一功率輸入監測器，該功率輸入監測器監測一供應至所述直流電源的輸入電壓，並且提供一標示所監測的輸入電壓的輸出；所述集成控制電路包括一比較器，該比較器比較所述輸入電壓與一第一閾值，並且在所述輸入電壓超過所述閾值時，將所述第一定時器、所述第一控制單元和所述第二控制單元使能。
14.如權利要求13所述的鎮流器，其中所述比較器比較所述輸入電壓與一小於所述第一閾值的第二閾值，並且提供一低壓標示信號，直至所述輸入電壓在下降到所述第二閾值以下之後又上升到所述第一閾值以上為止；一第二禁止器，該第二禁止器在所述低壓標示信號持續一預定參考時間期間時，將所述直流電源和所述逆變器電路禁能。
15.如權利要求13所述的鎮流器，還包括一功率輸出檢測器單元，該功率輸出檢測單元檢測所述直流電源的所述直流輸出電壓；所述第一控制單元進行工作，以按照所測得的直流輸出電壓和所監測的輸入電壓，控制所述直流電源的開關元件的佔空率，用以調節所述直流輸出電壓。
16.如權利要求14所述的鎮流器，其中所述集成控制電路包括一第二輸出限制器，該第二輸出限制器在所測得的輸出電壓下降到一閾值以下時提供一第二限制信號，所述第二限制信號使得所述第二控制單元降低所述逆變器電路的輸出；來自所述第二輸出限制器的所述第二限制信號在一時間期間被無效，該時間期間從所述燈啟動時間期間的起始開始，在一等於或早於所述燈啟動時間期間的末尾的時間結束。
17.如權利要求1所述的鎮流器，其中所述集成控制電路包括故障檢測裝置，該故障檢測裝置檢測所述放電燈的一故障狀態，並且提供一輸出限制信號到所述第一和第二控制單元，用以限制所述直流電源和所述逆變器電路的輸出，所述故障檢測裝置在所述故障狀態已消除時，提供一釋放信號到所述第一和第二控制單元，由此恢復所述直流電源和所述逆變器電路；所述集成控制電路還包括一延遲電路，該延遲電路響應於所述釋放信號，將提供到所述第一和第二控制單元的用以釋放所述輸出限制的所述釋放信號延遲一預定時間，並且首先提供所述釋放信號到所述第二控制單元，然後提供到所述第一控制單元。
18.如權利要求14所述的鎮流器，其中所述集成控制電路包括產生一時鐘信號的振蕩器；所述第一定時器和所述第一禁止器包括計數器，所述計數器對分別分配給所述第一定時器和所述第二禁止器的時鐘信號的數量計數，以限定所述預熱時間期間、所述燈啟動時間期間和所述參考時間期間。
19.如權利要求1所述的鎮流器，其中所述第一控制單元提供所述第一控制信號，該第一控制信號與一環境溫度成反比例地改變該直流電源的該輸出直流電壓，以及所述第二控制單元提供所述第二控制信號，該第二控制信號與所述環境溫度成正比例地改變來自所述直流電源的一高頻輸出電壓。
20.如權利要求1所述的鎮流器，其中所述直流電源、所述逆變器電路和所述集成控制電路安裝於單個印刷電路板上；所述直流電源的開關元件排列在所述驅動電路的輸出端附近，該驅動電路響應於所述第一控制單元的第一控制信號而輸出所述驅動信號，所述逆變器電路的開關元件排列在所述驅動電路的輸出端附近，該驅動電路響應於所述第二控制單元的第二控制信號而輸出所述驅動信號；該直流電源和所述逆變器電路的開關元件以並排關係排列。
21.如權利要求1所述的鎮流器，其中所述直流電源、所述逆變器電路和所述集成控制電路安裝於單個印刷電路板上；所述集成控制電路被裝入一具有一長度的矩形封裝中，所述封裝在其相對的橫向側面上具有引線，用以連接所述印刷電路板上的信號線，所述封裝在其相對的縱向端附近的部分，分別提供有功率輸入端和信號輸出端；所述直流電源、所述集成控制單元、所述逆變器電路單元和所述負載電路沿著所述封裝的長度方向順序排列；所述直流電源的開關元件排列在所述驅動電路的端附近，該驅動電路響應於所述第一控制單元的第一控制信號而輸出所述驅動信號，所述逆變器電路的開關元件排列在所述驅動電路的端附近，該驅動電路響應於所述第二控制單元的第二控制信號而輸出所述驅動信號，該直流電源和所述逆變器電路的開關元件以並排關係排列。
全文摘要
本發明的鎮流器包括一直流電源、一逆變器電路、一負載電路和一集成控制電路。該集成控制電路控制直流電源和逆變器電路的開關元件。該集成控制電路包括一第一控制單元、一第二控制單元和一驅動電路。該第一控制單元產生一第一控制信號，用於控制直流電源的開關元件。該第二控制單元產生一第二控制信號，用於控制逆變器電路的開關元件。該驅動電路提供驅動信號，用以按照第一控制信號和第二控制信號，驅動直流電源和逆變器電路的每個開關元件。如上所述，用以控制直流電源和逆變器電路的控制電路被集成到單個部件中，從而減少了安裝於印刷電路板上的部件的數目。
文檔編號H05B41/282GK1615675SQ0282715
公開日2005年5月11日 申請日期2002年12月26日 優先權日2001年12月28日
發明者光安啟, 佐藤勝己, 濱本勝信, 山中正弘, 黑木芳文 申請人:松下電工株式會社