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鎮(zhèn)流器、電弧保護(hù)裝置及方法_2

文檔序號:9203292閱讀:來源:國知局
的兩端電壓將為零,燈負(fù)載90不會產(chǎn)生電弧,也即有效地消除了電弧的危害。
[0030] 在另外一種實施方式中,控制電路16用于響應(yīng)觸發(fā)信號控制逆變器10產(chǎn)生時間 變化率增大的交流電流。具體地,諧振電路12包括與燈負(fù)載90串聯(lián)連接的諧振電感,該時 間變化率增大的交流電流流過該諧振電感,使得該諧振電感的兩端電壓增大(備注:電感兩 端的電壓V=L^;其中i為流過電感的電流),進(jìn)而使得燈負(fù)載90的兩端電壓減小。由于 dt 燈負(fù)載90的兩端電壓已降低,因此也有效地消除了電弧的危害。
[0031] 請參閱圖2,其為一種實施方式的整流器200的電路圖。圖2所示整流器200的電 路圖可應(yīng)用于圖1所示整流器100中。
[0032] 逆變器10包括第一電子開關(guān)Q1及第二電子開關(guān)Q2,第一電子開關(guān)Q1的第一導(dǎo)電 端用于接收直流電壓Vcc,第一電子開關(guān)Q1的第二導(dǎo)電端與第二電子開關(guān)Q2的第一導(dǎo)電端 電性禪合,第二電子開關(guān)Q2的第二導(dǎo)電端接地。
[0033] 在一種實施方式中,第一電子開關(guān)Q1及第二電子開關(guān)Q2均為N溝道金屬氧化物 半導(dǎo)體場效應(yīng)管(metaloxidesemiconductorfiledeffecttransistor,MOS陽T),相對 應(yīng)地,第一電子開關(guān)Q1及第二電子開關(guān)Q2的控制端均為柵極,第一電子開關(guān)Q1及第二電 子開關(guān)Q2的第一導(dǎo)電端均為漏極,第一電子開關(guān)Q1及第二電子開關(guān)Q2的第二導(dǎo)電端均為 源極。在一種實施方式中,第一電子開關(guān)Q1及第二電子開關(guān)Q2均為絕緣柵雙極型晶體管 (insulatedgatebipolartransistor,IGBT)等其他類型的電子開關(guān)。
[0034] 可W理解的是,在另外的實施方式中,逆變器10可W采用其他類型的開關(guān)拓?fù)洌?例如全橋或者推挽等。
[00巧]諧振電路12包括諧振電感Lr及諧振電容化。燈負(fù)載90的第一端通過諧振電感Lr的第一端與第一電子開關(guān)Q1的第二導(dǎo)電端電性禪合,燈負(fù)載90的第二端與第二電子開 關(guān)Q2的第二導(dǎo)電端電性禪合。
[0036] 電弧偵測電路14包括感測變壓器T1、整流二極管D1、齊納二極管D2及電阻R1。 感測變壓器T1包括初級線圈L1及次級線圈L2,初級線圈L1的第一端通過諧振電容化接 地,初級線圈L1的第二端通過諧振電感Lr與第一電子開關(guān)Q1的第二導(dǎo)電端電性禪合。
[0037] 次級線圈L2與初級線圈L1磁性禪合;次級線圈L2的第一端與整流二極管D1的 陽極電性禪合,整流二極管D1的陰極與齊納二極管D2的陰極電性禪合,齊納二極管D2的 陽極通過電阻R1接地,次級線圈L2的第二端接地,齊納二極管D2的陽極還與控制電路16 電性禪合。
[0038] 控制電路16包括控制器160,控制器160具有使能端162、第一輸出端164及第二 輸出端166。使能端162與齊納二極管D2的陽極電性禪合。第一輸出端164與第一電子開 關(guān)Q1的控制端電性禪合,第二輸出端166與第二電子開關(guān)Q2的控制端電性禪合。
[0039]W下部分介紹鎮(zhèn)流器200的工作原理:
[0040] 當(dāng)燈負(fù)載90未產(chǎn)生電弧時,控制器160的使能端162不會接收到觸發(fā)信號,因此 控制器160的使能端162處于低電平狀態(tài),控制器160的第一輸出端164輸出第一驅(qū)動電 壓,控制器160的第二輸出端166輸出第二驅(qū)動電壓;該第一驅(qū)動電壓用于控制第一電子 開關(guān)Q1周期性地導(dǎo)通或者關(guān)斷,該第二驅(qū)動電壓用于控制第二電子開關(guān)Q2周期性地導(dǎo)通 或者關(guān)斷。在本實施方式中,當(dāng)?shù)谝浑娮娱_關(guān)Q1導(dǎo)通時,第二電子開關(guān)Q2呈關(guān)斷狀態(tài)。因 此,逆變器10將直流電壓轉(zhuǎn)換成交流電壓,并將該交流電壓提供給諧振電路12。
[0041] 在燈負(fù)載90的啟動階段,控制器160被編程為控制逆變器10產(chǎn)生的交流電壓的 頻率等于由諧振電感Lr與諧振電容Cr構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路的自然諧振點(diǎn)頻率fO,其中, fO= (備注:由于感測變壓器T1的初級線圈L1的電感量遠(yuǎn)小于諧振電感Lr的電 感量,因此計算自然諧振點(diǎn)頻率fO可不考慮初級線圈L1的電感量);由于處于自然諧振點(diǎn) 頻率fO時,由諧振電感Lr與諧振電容化構(gòu)成的串聯(lián)諧振電路的阻抗最低,因此諧振電路 12提供幅值較高的點(diǎn)火電壓W點(diǎn)亮燈負(fù)載90。在一種實施方式中,燈負(fù)載90的啟動階段 是與瞬時啟動型整流器對應(yīng)的啟動階段,瞬時啟動型整流器提供的點(diǎn)火電壓通常為800伏 特左右。在另一種實施方式中,燈負(fù)載90的啟動階段是與預(yù)熱啟動型整流器或者其他類型 整流器對應(yīng)的啟動階段,預(yù)熱啟動型整流器提供的點(diǎn)火電壓通常為500伏特左右。
[0042] 在啟動階段之后的正常工作階段,控制器160被編程為控制逆變器10產(chǎn)生的交流 電壓的頻率低于自然諧振點(diǎn)頻率fO,因此諧振電路12提供正常工作電壓給燈負(fù)載90,該正 常工作電壓小于點(diǎn)火電壓;使得燈負(fù)載90進(jìn)入穩(wěn)定發(fā)光狀態(tài)。
[0043] 當(dāng)燈負(fù)載90由于燈插座的缺陷或者線路的缺陷或者不恰當(dāng)?shù)匕惭b等原因?qū)е陆?觸不良而產(chǎn)生電弧時,通過燈負(fù)載90的電流是斷斷續(xù)續(xù)的;會導(dǎo)致流過初級線圈L1的電流 的時間變化率增大,進(jìn)而導(dǎo)致初級線圈L1兩端的電壓增大。相對應(yīng)地,次級線圈L2兩端的 電壓也會增大,上述增大的次級線圈L2的兩端電壓經(jīng)過整流二極管D1整流后,將齊納二極 管D2擊穿,因此電弧偵測電路14會產(chǎn)生觸發(fā)信號并將該觸發(fā)信號傳送至控制器160的使 能端162。在本實施方式中,圖1中描述的預(yù)定變化率是指當(dāng)次級線圈L2兩端的電壓達(dá)到 齊納二極管D2的擊穿電壓時,流過初級線圈L1的電流的時間變化率。
[0044] 控制器160響應(yīng)該觸發(fā)信號控制第一輸出端164停止輸出第一驅(qū)動電壓W及控制 第二輸出端166停止輸出第二驅(qū)動電壓。因此逆變器10停止輸出交流電壓至諧振電路12。 因此燈負(fù)載90的兩端電壓為零,有效地避免了電弧的產(chǎn)生。
[0045] 在操作過程中,控制電路16在燈負(fù)載90的啟動階段無論電弧是否存在都啟用逆 變器10并允許逆變器10嘗試啟動燈負(fù)載90。因此,在啟動階段中電弧保護(hù)被有效地禁止, 之所W希望在啟動階段禁止電弧保護(hù)是因為在燈負(fù)載90的啟動階段一般伴隨有與真正的 電弧狀況無法區(qū)分的電干擾。為了實現(xiàn)上述目的,控制電路16還進(jìn)一步地包括濾波電容 C11。濾波電容C11的第一端與控制器160的使能端162電性禪合,濾波電容C11的第二端 接地;由于濾波電容C11可濾除上述與真正的電弧狀況無法區(qū)分的電干擾,因此在啟動階 段中電弧保護(hù)被有效地禁止。在一種實施方式中,啟動階段被選擇為大約1砂,該通常提供 允許點(diǎn)亮和穩(wěn)定燈的充足時間,即使在涉及到老化燈或低環(huán)境溫度的條件下。
[0046] 請參閱圖3,其為另一種實施方式的鎮(zhèn)流器300的電路圖。圖3所示鎮(zhèn)流器300與 圖2所示鎮(zhèn)流器200的區(qū)別在于;圖3所示電弧偵測電路14A與圖2所示電弧偵測電路14 不同,圖3所示控制電路16A不包括圖2所示控制電路16中的濾波電容C11。
[0047] 電弧偵測電路14A包括線性光禪Q3、齊納二極管D11、第一電阻R1、第二電阻R2 及濾波電容C11。線性光禪Q3包括第一發(fā)光二極管D1、第二發(fā)光二極管D2及光電H極管 Q11。第一發(fā)光二極管D1的陽極通過諧振電容化接地,第一發(fā)光二極管D1的陰極通過諧 振電感Lr與逆變器10電性禪合。第二發(fā)光二極管D2的陰極與第一發(fā)光二極管D1的陽極 電性禪合,第二發(fā)光二極管D2的陽極與第一發(fā)光二極管D1的陰極電性禪合。光電H極管 Q11的集電極與齊納二極管D11的陰極電性禪合,光電H極管Q11的發(fā)射極接地。齊納二極 管D11的陽極通過第一電阻R1接地,齊納二極管D11的陽極還通過第二電阻R2與控制電 路16A電性禪合。濾波電容C11的第一端電性禪合于第二電阻R2與控制電路16A之間,濾 波電容C11的第二端接地。
[004引W下部分介紹電弧偵測電路14A的工作原理。當(dāng)燈負(fù)載90未產(chǎn)生電弧時,有如下 關(guān)系式;1總=11+12,其中I總為流過諧振電感Lr的電流,II為流過發(fā)光二極管D2的電 流,12為流過燈負(fù)載90的電流。此時光電H極管Q11的集電極電壓不足W擊穿齊納二極 管D11,因此電弧偵測電路14A不產(chǎn)生指示電弧狀態(tài)的觸發(fā)信號。在一種實施方式中,該觸 發(fā)信號為電壓信號。
[0049]當(dāng)燈負(fù)載90由于燈插座的缺陷或者線路的缺陷或者不恰當(dāng)?shù)匕惭b等原因?qū)е陆?觸不良而產(chǎn)生電弧時,不管是瞬時電弧還是持續(xù)電
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