專利名稱：用于操作放電燈的鎮(zhèn)流器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于操作放電燈的一種鎮(zhèn)流器電路，本發(fā)明尤其涉及一種電子放電燈鎮(zhèn)流器，它具有燈壽命狀態(tài)終點的電路保護。
背景技術(shù)：
為了保護電子鎮(zhèn)流器不會由于燈達到其壽命狀態(tài)終點流過鎮(zhèn)流器電路的過電流，現(xiàn)有技術(shù)的電子鎮(zhèn)流器設(shè)計成檢測燈壽命的終點并且一旦檢測到壽命終點，就限制鎮(zhèn)流器工作。日本專利特許公開No JP11-31594中公開了具有這種保護的電子鎮(zhèn)流器的典型實例。該公開的鎮(zhèn)流器利用電壓檢測器，檢測燈電壓，即燈兩端的電壓，用于確定燈電壓是否超過了燈達到其壽命終點所表示的預(yù)定閾值。然而，要求鎮(zhèn)流器的檢測器承受在起動燈時所施加的高電壓，因而必須采用能承受高電壓的電阻器等元件，增加了鎮(zhèn)流器的成本和有些龐大的組件。在另一個現(xiàn)有技術(shù)即美國專利No.5,925,990中解決了這一問題，其中，將檢測器配置成檢測與放電燈串聯(lián)插入鎮(zhèn)流器中的電容器兩端的電壓。雖然現(xiàn)有技術(shù)成功地避免了向檢測器施加高電壓，但是，檢測器必須構(gòu)成為導(dǎo)出出現(xiàn)在電容器兩端電壓的變化寬度，以便確定燈壽命的終點。這個檢測燈壽命終點的方案要求更復(fù)雜的電路配置，附帶的增加制造成本。而且，隨著包括與放電燈串聯(lián)的電容器，用于放電燈的兩個輸出端子相對于鎮(zhèn)流器電路地線總是高電勢，這要求附加事故保護以便避免在更換放電燈時的電擊。

發(fā)明內(nèi)容
從上述不足來看，本發(fā)明已經(jīng)實現(xiàn)提供一種用于放電燈的鎮(zhèn)流器電路，能在燈達到其壽命終點時以簡單而成本有效的電路配置保護該電路，還確保安全更換該燈。根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)流器電路包括DC電壓電源，提供驅(qū)動DC電壓；一對第一和第二逆變器開關(guān)；和一串諧振電路，產(chǎn)生和提供高頻諧振電壓給放電燈。第一和第二逆變器開關(guān)串聯(lián)跨在DC電壓電源上并驅(qū)動交替地接通和斷開。第一逆變器開關(guān)定義高端開關(guān)(high-side switch)，而第二逆變器開關(guān)定義低端開關(guān)(low-side switch)，其一端與鎮(zhèn)流器電路的地線連接。諧振電路由電感器和電容器組成，通過阻隔電容器跨接在第二逆變器開關(guān)上，以便響應(yīng)第一和第二逆變器開關(guān)的交替接通和斷開產(chǎn)生高頻諧振電壓。諧振電路的電容器適于跨接在放電燈上，用于向它提供諧振電壓。設(shè)置電壓比較器用來檢測作為放電燈達到其燈壽命終點的結(jié)果在鎮(zhèn)流器電路中出現(xiàn)的DC電壓，并將檢測的DC電壓與預(yù)定閾值進行比較，當(dāng)DC電壓超過閾值時產(chǎn)生燈壽命終點信號?？刂破髋c電壓比較器連接，控制器接收燈壽命終點信號并控制第一和第二逆變器開關(guān)，以便減小或停止饋送到放電燈的輸出功率。本發(fā)明的特征在于DC傳感電容器跨在第二逆變器開關(guān)上與電阻器和阻隔電容器串聯(lián)，以便檢測DC電壓，其特征還在于DC傳感電容器跨在諧振電路的電容器上與電阻器和諧振電路的電感器串聯(lián)，DC傳感電容器的一端與鎮(zhèn)流器電路的地線連接。由于DC傳感電容器與諧振電路外的阻隔電容器串聯(lián)，所以可以保持與諧振電路產(chǎn)生的并在起動燈時加在燈上的高電壓無關(guān)。從這點看，DC傳感電容器及其相關(guān)部分不必承受高電壓，因而可以是低成本的，以便減小鎮(zhèn)流器制造成本。而且，由于DC傳感電容器與諧振電路的電容器并聯(lián)，DC傳感電容器的一端與鎮(zhèn)流器電路的地線連接，所以在DC傳感電容器本身檢測的DC電壓可以直接表示該燈是否達到壽命終點，即簡單地將本身的DC電壓與閾值進行比較而不要求評價檢測電壓的變化寬度，從而簡化了確定燈壽命終點的電路配置還降低了制造成本，另外放電燈的一端可以保持為地電勢，用于降低在更換燈時的安全危險。
因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種操作放電燈的改善的鎮(zhèn)流器電路，它能保護該電路不受燈壽命終點狀態(tài)影響，同時降低制造成本和確保燈的安全更換。
鎮(zhèn)流器電路可設(shè)計成操作至少兩個放電燈。為此，鎮(zhèn)流器電路包括至少兩串諧振電路，每個諧振電路由電感器和電容器組成，并且跨在第二逆變器開關(guān)上與阻隔電容器串聯(lián)。至少兩個諧振電路是跨在第二逆變器開關(guān)上相互并聯(lián)，用于提供得到的諧振電壓。每個諧振電路的電容器適于跨在每個放電燈上連接。還在鎮(zhèn)流器電路中包括至少兩個DC傳感電容器，每個DC傳感電容器跨在第二逆變器開關(guān)上與電阻器和每個阻隔電容器串聯(lián)。電壓比較器與至少兩個DC傳感電容器連接，并在任何一個DC傳感電容器的檢測的DC電壓超過閾值時提供燈壽命終點信號。
另一方案中，設(shè)置至少兩個諧振電路操作至少兩個放電燈，多個諧振電路跨在第二逆變器開關(guān)上與阻隔電容器公共串聯(lián)。單個DC傳感電容器跨在第二逆變器開關(guān)上與電阻器和公共阻隔電容器串聯(lián)，并提供指示任何一個燈是否達到壽命終點的DC電壓。這樣，只用一個DC傳感電容器就足以確定任何一個放電燈的燈壽命終點，簡化了電路設(shè)計。
最好地，旁路電阻器跨在第一逆變器開關(guān)上與阻隔電容器串聯(lián)，以便檢測因放電燈緩慢漏氣所造成的燈壽命終點。當(dāng)發(fā)生緩慢漏氣使得燈無法維持工作時，旁路電阻器允許阻隔電容器釋放通過第二逆變器開關(guān)、DC電壓電源和旁路電阻器的電流，從而累積跨在DC傳感電容器上的DC電壓。這樣，可以用跨在DC傳感電容器上的DC電壓的存在成功地檢測燈壽命終點。
本發(fā)明的鎮(zhèn)流器電路最好包括逆變器控制器，它驅(qū)動第一和第二逆變器開關(guān)以變化的頻率接通和斷開。就此而論，鎮(zhèn)流器電路可以包括減光控制器和頻率控制器，減光控制器響應(yīng)外部的減光命令產(chǎn)生減光信號，頻率控制器響應(yīng)減光信號改變逆變器控制器的頻率，用于增加對燈的減光控制。
結(jié)合附圖從下面對優(yōu)選實施例的描述中本發(fā)明的這些和其它優(yōu)點將更清楚了。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例用于操作放電燈的鎮(zhèn)流器電路的電路圖；圖2是修改的鎮(zhèn)流器電路的電路圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的鎮(zhèn)流器電路的電路圖；和圖4是圖3的實施例的修改的鎮(zhèn)流器電路的電路圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考圖1，顯示根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例用于操作放電燈的鎮(zhèn)流器電路。該鎮(zhèn)流器電路包括DC電壓電源10以及一對第一和第二逆變器開關(guān)21和22，DC電壓電源10提供恒定DC電壓，一對第一和第二逆變器開關(guān)21和22跨在DC電壓電源10上串聯(lián)并在逆變器控制器25的控制下由驅(qū)動器24驅(qū)動來交替地接通和斷開。第一逆變器開關(guān)11定義高端開關(guān)，而第二逆變器開關(guān)12定義低端開關(guān)，其一端與電路的地線連接。電路中還包括由電感器31和電容器32組成的一串諧振電路，電感器31和電容器32跨在第二逆變器開關(guān)12上與阻隔電容器26串聯(lián)，電容器32的一端與地線連接。向電容器36供給由第一和第二開關(guān)11和12的交替接通和斷開產(chǎn)生的高頻諧振電壓，跨電容器36兩端連接放電燈40。
DC傳感電容器51跨在第二逆變器開關(guān)12兩端與電阻器52和阻隔電容器26串聯(lián)。將跨在DC傳感電容器51上檢測的電壓饋送給電壓比較器53，電壓比較器53將檢測的電壓與預(yù)定的正和負閾值進行比較，并在檢測到的正DC電壓超過正的閾值或低于負的閾值時給出燈壽命終點信號。一旦從電壓比較器53收到燈壽命終點信號，逆變器控制器25就響應(yīng)而控制第一和第二逆變器開關(guān)，以便降低或停止向放電燈40提供輸出功率。
在正常工作狀態(tài)下，跨在DC傳感電容器51上出現(xiàn)以0電壓對稱的方波形式的AC電壓，且在1/2的負荷比驅(qū)動第一和第二逆變器開關(guān)時，峰值電壓是從DC電壓電源10供給的DC電壓的1/2。因而，DC傳感電容器5 1不累積DC電壓?？梢赃x擇電容器51和電阻器52給出時間常數(shù)，它相對于逆變器開關(guān)的工作頻率足夠長，使得跨DC傳感電容器51只出現(xiàn)基本為0的電壓而電路處于正常工作狀態(tài)。
然而另一方面，當(dāng)由于燈40中的發(fā)光材料耗盡而燈達到其壽命終點時，燈進入半波放電模式。結(jié)果，取決于半波放電的方向，加在DC傳感電容器兩端的電壓以來自DC電壓源的DC電壓的一半以上或以下的峰值電壓附加增加或降少而上移或下移。這樣，電容器51充電以便累加相應(yīng)于加在電容器兩端的AC電壓相對0電壓電平的偏移量的DC電壓。在比較器53將得到的DC電壓與正和負閾值之一比較，使得比較器53發(fā)出指示該燈達到其燈壽命狀態(tài)終點的燈壽命終點信號。一旦出現(xiàn)燈壽命終點信號，逆變器控制器25就響應(yīng)來限制或中止第一和第二逆變器開關(guān)的開關(guān)操作，從而降低或中止饋送給放電燈的輸出功率，因此保護該電路沒有流過該電路的過電流。
注意，由于負責(zé)檢測DC電壓的DC傳感電容器51和電阻器52連接在電感器30和電容器31的諧振電路以外的電路中，這些部件可以基本不受在起動該燈時在諧振電路產(chǎn)生的高電壓損害，因而是成本有效的。而且，因為定義與燈40的連接的一端的電容器31的一端保持在地電位，所以在更換燈時鎮(zhèn)流器電路是足夠安全的，并且對于家庭使用是有利的。
鎮(zhèn)流器電路還包括頻率控制器61和減光控制器62，減光控制器62具有接收變化電壓的外減光信號的端子63。響應(yīng)減光信號，頻率控制器61工作來變化工作頻率，即第一和第二逆變器開關(guān)接通和斷開用于使燈減光時的頻率。就此而論，第一和第二逆變器開關(guān)21和22以均衡的占空比驅(qū)動，使得即使在為了減光目的改變開關(guān)的工作頻率時，在阻隔電容器26兩端的電容也保持恒定同時該燈處于正常工作狀態(tài)，能夠一致的檢測燈壽命終點。
圖2表示修改的鎮(zhèn)流器電路，除了旁路電阻器54跨在逆變器開關(guān)11兩端與阻隔電容器26串聯(lián)并同時與電阻器52和DC傳感電容器51串聯(lián)之外，它與上述實施例等同。為了檢測由于燈40的慢性泄漏造成的燈壽命終點的目的，增加旁路電阻器54。慢性泄漏典型地是由燈的封裝中的針孔造成的，并導(dǎo)致無法保持燈放電。在慢性泄漏事件中，阻隔電容器26在第二逆變器開關(guān)12接通時通過開關(guān)12、DC電壓電源10和旁路電阻器54的路徑放電，以便在阻隔電容器26兩端產(chǎn)生DC電壓分量，該DC電壓分量再通過電阻器52給DC傳感電容器51充電。這樣，在半波放電模式下，電壓比較器53作出響應(yīng)以輸出燈壽命終點信號，以便限制或停止供給輸出功率，用于保護鎮(zhèn)流器電路。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施例的鎮(zhèn)流器電路，它除了將電路設(shè)計成操作兩個燈并設(shè)有兩個諧振電路之外與上述實施例類似。第一諧振電路由電感器30-1和電容器31-1組成，它們跨在第二逆變器開關(guān)22兩端與阻隔二極管26-1串聯(lián)，同時第二諧振電路由也跨在第二逆變器開關(guān)22兩端與阻隔二極管26-2串聯(lián)的電感器30-2和電容器31-2串聯(lián)。電容器31-1和31-2分別跨在燈40兩端連接，電容器的一端與地線連接。與兩個諧振電路相關(guān)，設(shè)有兩個DC電壓傳感網(wǎng)絡(luò)，每個網(wǎng)絡(luò)由DC電壓傳感電容器51-1、51-2和電阻器52-1、51-2組成，它們跨在第二逆變器開關(guān)22兩端與阻隔電容器261-、26-2串聯(lián)，DC電壓傳感電容器的一端與電路的地線連接。而且，為了檢測除發(fā)光材料耗盡之外因慢性泄漏造成的燈壽命終點，旁路電阻器54-1、54-2跨在第一逆變器開關(guān)21兩端與阻隔電容器26-1、26-2串聯(lián)。連接電壓比較器53用來接收在每個DC傳感電容器51-1、51-2兩端出現(xiàn)的電壓，并在任何電容器檢測的DC電壓超過正閾值或低于負閾值時發(fā)出燈壽命終點信號。一旦收到燈壽命終點信號，逆變器控制器25就響應(yīng)起動驅(qū)動器24，限制或中止饋送給該燈的輸出功率，從而保護鎮(zhèn)流器電路沒有在相反情況下產(chǎn)生的過電流。
圖4表示與圖3的實施例等同的修改的鎮(zhèn)流器電路，但它安排成在操作兩個燈40時利用單個DC電壓傳感網(wǎng)絡(luò)來代替兩個網(wǎng)絡(luò)。類似的部件用類似的標(biāo)號表示。該修改中，由電感器30-1、30-2和電容器31-1、31-2組成的兩個諧振電路的每個諧振電路跨在第二逆變器開關(guān)22兩端與公共阻隔電容器26串聯(lián)，單個DC電壓傳感網(wǎng)絡(luò)由跨在第二逆變器開關(guān)22兩端與阻隔電容器26串聯(lián)的DC傳感電容器51和電阻器52組成。只利用一個旁路電阻器54跨在第一逆變器開關(guān)21兩端與公共阻隔電容器26串聯(lián)，以便檢測由于燈的慢性泄漏造成的燈壽命終點。這樣，電壓比較器53可以使用由電容器51和電阻器52組成的單個DC電壓傳感網(wǎng)絡(luò)檢測這兩個燈的每個燈壽命終點。
應(yīng)當(dāng)注意，該燈可以是包括熒光燈的任何適合的氣體放電燈。為了操作熒光燈，鎮(zhèn)流器電路附加配備有常規(guī)的預(yù)熱電路，用于預(yù)熱燈的燈絲。而且，上述實施例和修改的鎮(zhèn)流器電路可以修改成操作兩個以上的燈，這仍在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。本申請是基于并要求2000年9月6日在日本提交的日本專利特許公開No.2000-270458的優(yōu)先權(quán)，其全文特意引用在此供參考。
權(quán)利要求
1.一種用于操作放電燈的鎮(zhèn)流器電路，所述鎮(zhèn)流器包括提供驅(qū)動DC電源電壓的DC電壓電源；第一和第二逆變器開關(guān)，跨在DC電壓電源兩端串聯(lián)并受驅(qū)動交替地接通和斷開，所述第一逆變器開關(guān)定義高端開關(guān)，所述第二逆變器開關(guān)定義低端開關(guān)，其一端與鎮(zhèn)流器電路的地線連接；由電感器和電容器組成的一串諧振電路，所述串諧振電路通過阻隔電容器跨接在所述第二逆變器開關(guān)上，以便響應(yīng)所述第一和第二逆變器開關(guān)的交替接通和斷開產(chǎn)生高頻諧振電壓，所述電容器適于跨接在所述放電燈上，用于向其提供諧振電壓；電壓比較器，檢測作為放電燈達到其燈壽命終點的結(jié)果的鎮(zhèn)流器電路中出現(xiàn)的DC電壓，并將所述DC電壓與預(yù)定閾值比較，當(dāng)檢測的DC電壓超過所述閾值時產(chǎn)生燈壽命終點信號，和控制器，連接用來接收所述燈壽命終點信號并控制所述第一和第二逆變器開關(guān)，以便減小或停止饋送給所述放電燈的輸出功率；其中所述鎮(zhèn)流器電路包括跨在所述第二逆變器開關(guān)兩端與電阻器和所述阻隔電容器串聯(lián)的DC傳感電容器，以便檢測所述DC電壓，和所述DC傳感電容器是跨在所述諧振電路的電容器兩端與所述電阻器和所述電感器串聯(lián)，同時其一端與所述地線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器電路，其中所述電路包括至少兩個串聯(lián)諧振電路，每個諧振電路由電感器和電容器組成，跨在所述第二逆變器開關(guān)兩端與阻隔電容器串聯(lián)，所述至少兩個諧振電路跨在所述第二逆變器開關(guān)兩端彼此并聯(lián)，用于向至少兩個放電燈提供得到的諧振電壓。每串所述諧振電路的電容器適于跨在每個所述放電燈兩端連接，所述鎮(zhèn)流器電路包括至少兩個DC傳感電容器，每個DC傳感電容器跨在所述第二逆變器開關(guān)兩端與電阻器和每個所述阻隔電容器串聯(lián)，和所述電壓比較器與所述至少兩個DC傳感電容器連接，并在任何一個DC傳感電容器檢測的DC電壓超過所述閾值時提供燈壽命終點信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器電路，其中所述電路包括至少兩串諧振電路，每串諧振電路由電感器和電容器組成，并且它們跨在所述第二逆變器開關(guān)兩端共同與阻隔電容器串聯(lián)，所述至少兩個諧振電路跨在所述第二逆變器開關(guān)兩端彼此并聯(lián)，用于向至少兩個放電燈提供得到的諧振電壓，每串所述諧振電路的電容器適于跨在所述放電燈兩端連接，和所述電路包括單個DC傳感電容器，它跨在所述第二逆變器開關(guān)兩端與電阻器和所述公共阻隔電容器串聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器電路，其中旁路電阻器跨在所述第一逆變器開關(guān)兩端與所述阻隔電容器串聯(lián)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器電路，包括逆變器控制器，驅(qū)動第一和第二逆變器開關(guān)以變化的頻率交替地接通和斷開；減光控制器，響應(yīng)外減光命令產(chǎn)生減光信號；和頻率控制器，響應(yīng)所述減光信號變化所述頻率。
全文摘要
一種用于放電燈的鎮(zhèn)流器電路，能在燈達到其壽命終止時以成本有效的電路配置保護電路。該電路包括DC電壓傳感網(wǎng)絡(luò)，用于讀出顯示該燈達到其壽命終止的結(jié)果的DC電壓。一旦讀出的DC電壓超過閾值時，就進行控制限制或停止向燈供應(yīng)輸出功率，用于保護鎮(zhèn)流器電路而不產(chǎn)生過電流。傳感網(wǎng)絡(luò)由DC傳感電容器和電阻器組成，DC傳感電容器和電阻器在諧振電路以外的電路中連接，諧振電路用于產(chǎn)生高頻電壓操作該燈。這樣，DC傳感電容器可以保持與諧振電路產(chǎn)生的高電壓無關(guān)并且是低成本的，用于降低制造成本。
文檔編號H05B41/24GK1483301SQ01815212
公開日2004年3月17日 申請日期2001年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月6日
發(fā)明者西本和弘, 信, 濱本勝信, 光, 水川宏光 申請人:松下電工株式會社