專利名稱：放電燈的點(diǎn)燃控制方法及相應(yīng)的電子鎮(zhèn)流器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制放電燈的點(diǎn)燃電壓的方法及相應(yīng)的電子鎮(zhèn) 流器電路，其中由 一個(gè)包括兩個(gè)三極管的半橋逆變電路給所述放電燈提 供交流電壓.背景技術(shù)氣體放電燈(如熒光燈)由于其本身特性而需要一個(gè)比正常工作電 壓髙很多的、被稱為啟動(dòng)電壓的高電壓擊穿其內(nèi)部的氣體以產(chǎn)生輝M 電，然后逐漸過渡到正常工作的弧光放電階段.這一特性要求諧振工作 電路必須能產(chǎn)生足夠高的啟動(dòng)電壓以啟動(dòng)熒光燈.與此同時(shí)，此啟動(dòng)電 壓必須被限制在一定的幅度以符合某些要求、如安全規(guī)定等.專利文獻(xiàn)US 2006/0181226A1公開了一種用于運(yùn)行氣體放電燈的電 路裝置，其具有自由振蕩的半橋逆變器.在該電路裝置中采用一種停止 器件St,其只在一個(gè)接通時(shí)間內(nèi)允許半橋開關(guān)的驅(qū)動(dòng)，半橋逆變器的振 蕩頻率可以通過該接通時(shí)間的持續(xù)時(shí)間來可靠地調(diào)節(jié)，從而可以實(shí)現(xiàn)對 燈的工作變量的控制.在該文獻(xiàn)的困1中，闞值器件Sc將開關(guān)S2中的 電流與預(yù)定的參考值進(jìn)行比較.如果超過該參考值，則由閾值器件Sc發(fā) 送一個(gè)中斷信號.然而該文獻(xiàn)并沒有教導(dǎo)對接下來的另一個(gè)開關(guān)S1的驅(qū) 動(dòng)周期的處理.另外，為調(diào)節(jié)接通時(shí)間，該文獻(xiàn)教導(dǎo)的電路相當(dāng)復(fù)雜，專利文獻(xiàn)US 7053561B2也公開了一種用于運(yùn)行放電燈的電路，其中 在燈的啟動(dòng)階段限制流經(jīng)電子鎮(zhèn)流器的半橋部件的電流。為此，通過一 個(gè)限流電路(D1，D2，D3，T3，C3)來驅(qū)動(dòng)半橋晶體管T2的柵極，使得在啟 動(dòng)階段流經(jīng)晶體管T1、 T2的電流被限制，而在放電燈LA的輝光和正常 發(fā)光階段，流經(jīng)晶體管T1、 T2的電流不被限制.這里如此地控制晶體管 T2的柵極，使得流經(jīng)T2的電流不超過預(yù)定的閣值.在燈的啟動(dòng)階段， 晶體管T2被早關(guān)斷，合適的話在每個(gè)開關(guān)周期內(nèi)都被早關(guān)斷.同樣，該 文獻(xiàn)也沒有教導(dǎo)對接下來的另一個(gè)開關(guān)T1的驅(qū)動(dòng)周期的處理.發(fā)明內(nèi)容因此本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種用于控制放電燈的點(diǎn)燃電壓的方法及相應(yīng)的電子鎮(zhèn)流器電路，其能更簡單且更有效地控制放電燈的點(diǎn)燃電 壓.通過本發(fā)明的控制方式，電子鎮(zhèn)流器的半橋諧振電路可以產(chǎn)生一個(gè) 受控的足夠髙的電壓以啟動(dòng)氣體放電燈而同時(shí)又使所產(chǎn)生的高電壓維持 在一定的幅度.該任務(wù)通過以下所述的本發(fā)明方法和電子鎮(zhèn)流器電路來解決.根據(jù)本發(fā)明的用于控制放電燈的點(diǎn)燃電壓的方法，其中所iUt電燈 由一個(gè)包括兩個(gè)三極管的半橋逆變電i^供交流工作電壓，在該方法中， 檢測流過所述兩個(gè)三極管中的一個(gè)三極管的電流，將所檢測的電流與預(yù) 定參考值進(jìn)行比較，以及在所檢測的電流大于預(yù)定參考值的情況下，立 即終止所述一個(gè)三極管的驅(qū)動(dòng)周期，并啟動(dòng)所述兩個(gè)三極管中的另一個(gè) 三極管的驅(qū)動(dòng)周期.此外，控制被啟動(dòng)的所述另一三極管的驅(qū)動(dòng)周期使 得其與所述一個(gè)三極管的被終止的驅(qū)動(dòng)周期相同.根據(jù)本發(fā)明的用于控制放電燈的點(diǎn)燃電壓的電子鎮(zhèn)流器電路，包括 用于給所i^改電燈提供交流電壓的、包括兩個(gè)三極管的半橋逆變電路； 連接在所述放電燈和所述半橋逆變電漆之間的負(fù)栽電路；以及用于檢測 流過所述兩個(gè)三極管中的一個(gè)三極管的電流的檢測器； 一個(gè)邏輯控制電 路，用于將所述檢測器所檢測的電流與預(yù)定參考值進(jìn)行比較，以及在所 檢測的電流大于預(yù)定參考值的情況下，立即終止所述一個(gè)三極管的驅(qū)動(dòng) 周期，并啟動(dòng)所述兩個(gè)三極管中的另一個(gè)三極管的驅(qū)動(dòng)周期.所述邏輯 控制電路還控制被啟動(dòng)的所述另 一三極管的驅(qū)動(dòng)周期使得其與所述一個(gè) 三極管的被終止的驅(qū)動(dòng)周期相同.通過本發(fā)明的以上邏輯控制，當(dāng)流經(jīng)半橋的電流超過預(yù)定電平時(shí)， 開關(guān)周期將通過所述兩個(gè)晶體管的縮短的驅(qū)動(dòng)周期而被縮短，從而立即 提高開關(guān)頻率，使得整個(gè)負(fù)栽電路的阻抗也得以提高.相應(yīng)地，流經(jīng)半 橋的電流也下降.由于燈上的點(diǎn)燃電壓與流經(jīng)半橋的電流成正比，所以 燈的點(diǎn)燃電壓相應(yīng)地下降，從而起到更有效的降壓作用.優(yōu)選地，所述的比較以電壓比較的方式進(jìn)行，即檢測與所述一個(gè)三 極管串聯(lián)的分流電阻上的電壓，利用比較器比較該電壓和一參考電壓'根據(jù)一種改進(jìn)方案，當(dāng)所述電壓高于所述參考電壓時(shí)由所述比較器 產(chǎn)生一個(gè)高電平的過流信號.然后，所述過流信號可以被用來觸發(fā)所述 一個(gè)三極管的驅(qū)動(dòng)周期的終止和所述另 一個(gè)三極管的驅(qū)動(dòng)周期的啟動(dòng)，優(yōu)選地，所述兩個(gè)三極管為雙極性晶體管或M0SFET，所述放電燈為低壓熒光燈。


下面借助于附困來詳細(xì)講述本發(fā)明. 圖1示出了本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器電路，困2示出了本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器電路的一個(gè)具體實(shí)施例，困3示出了本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器電路工作時(shí)的各個(gè)控制信號曲線，及圖4示出了流經(jīng)半橋^l管的電流與其驅(qū)動(dòng)周期之間的時(shí)序關(guān)系困.具體實(shí)施方式
困1示出了本發(fā)明的一種用于控制放電燈的點(diǎn)燃電壓的電子鎮(zhèn)流器 電路.放電燈1由包括下側(cè)三極管Ql和上側(cè)^管Q2的半橋逆變電路 提供交流電壓.以常規(guī)方式，在所逸故電燈1和所述半橋逆變電珞之間 連接有由電容、電感、以及燈組成的負(fù)栽電路，其中在下側(cè)三極管Ql、 上側(cè)三極管Q2依次導(dǎo)通時(shí)，電感L1分別與電容C2、 C3形成一^H^振回 路.電容C1為放電燈1的點(diǎn)燃提供所需要的高的點(diǎn)燃電壓.這種電路的 以上構(gòu)成方式在本領(lǐng)域已經(jīng)是公知的，在此不再贊述.在上側(cè)和下側(cè)三極管中的下側(cè)三極管Ql上串聯(lián)一個(gè)分流電阻Rl， 用于檢測流經(jīng)三極管Ql的電流.顯然，該分流電阻Rl也可以替代性地 串^上側(cè)三極管Q2上.在困1中用附困標(biāo)記5給出了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明功能的邏輯控制電路 框圖.出于成本因素考慮，該電路可以集成到一個(gè)集成電路芯片中.電壓觸發(fā)單元2用于檢測流經(jīng)下側(cè)三極管Ql的電流信號.該信號由 電流檢測電阻Rl提供. 一旦此電流信號超過一定的閱值，電壓觸發(fā)單元 2將產(chǎn)生一個(gè)過流觸發(fā)信號(參見困3和4中的0C)給頻率發(fā)生器3.頻率發(fā)生器3可以產(chǎn)生所需頻率的控制信號以控制驅(qū)動(dòng)單元4.該 控制信號至少包括兩個(gè)信號，用于控制由下側(cè)三極管Ql驅(qū)動(dòng)的下側(cè)晶體 管驅(qū)動(dòng)周期LSTDP和由上側(cè)三極管Q2驅(qū)動(dòng)的上側(cè)晶體管驅(qū)動(dòng)周期 HSTDP.所述驅(qū)動(dòng)周期HSTDP會交替出現(xiàn)以控制上側(cè)三極管Q2和下側(cè)三極管Ql交替導(dǎo)通，一M測到由電壓觸發(fā)單元2發(fā)出的過流信號，頻率發(fā)生器3將立 即結(jié)束本開關(guān)驅(qū)動(dòng)周期LSTDP并立即輸出一個(gè)時(shí)間長度等于該被縮短的 LSTDP的HSTDP給驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元4根據(jù)由頻率發(fā)生器3產(chǎn)生的LSTDP和HSTDP信號產(chǎn)生實(shí) 際所需的驅(qū)動(dòng)信號給晶體管.驅(qū)動(dòng)上側(cè)三極管Q2的信號只能在HSTDP信 號有效的情況下產(chǎn)生，而驅(qū)動(dòng)下側(cè)三極管Ql的信號只能在LSTDP信號有 效的情況下產(chǎn)生，顯然，如果沒有檢測到任何的過流信號，半橋的工作頻率維持不變.困2示出了困1所示的鎮(zhèn)流器電路的一個(gè)具體實(shí)施例，其中電壓觸 發(fā)單元由一個(gè)比較器2來實(shí)現(xiàn)，其可以采用任何常規(guī)類型的比較器，在 該比較器2的一個(gè)輸入端輸入所述分流電阻Rl上的電壓CS，另一輸入 端輸入?yún)⒖茧妷篤ref,所述比較器2比較所述電壓CS和所述參考電壓 Vref.在電壓CS高于參考電壓Vref時(shí)，所述比較器產(chǎn)生一個(gè)過流信號 0C，這里該過流信號0C是比較器2的輸出高電平.所述過流信號0C ^發(fā)明的頻率發(fā)生器3和驅(qū)動(dòng)單元4用來立即終 止所述下側(cè)三極管Ql的驅(qū)動(dòng)周期和啟動(dòng)上側(cè)三極管Q2的驅(qū)動(dòng)周期，并 使得被啟動(dòng)的上側(cè)三極管Q2的驅(qū)動(dòng)周期與所述下側(cè)三極管Ql的被終止 的驅(qū)動(dòng)周期相同.下面來參考困3.困3示出了本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器電路工作時(shí)的各個(gè) 控制信號曲線.0sc表示專用集成電路(ASIC)的時(shí)鐘振蕩器信號.0C 表示上述過流信號0C的曲線.DPLST表示圖1中的下側(cè)三極管Ql的驅(qū) 動(dòng)脈沖。DPHST表示圖1中的上側(cè)三極管Q2的驅(qū)動(dòng)脈沖.如困所示，整個(gè)驅(qū)動(dòng)周期可以被劃分成兩部分，也即下側(cè)三極管驅(qū) 動(dòng)周期LSTDP和上側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期HSTDP.每個(gè)三極管的驅(qū)動(dòng)脈沖在 驅(qū)動(dòng)周期開始后的某個(gè)時(shí)間內(nèi)(例如2jis)產(chǎn)生.這在困3中是用位于 點(diǎn)劃線與驅(qū)動(dòng)脈沖的開始上升沿之間的間隔來表示的.一旦比較器2在下側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期LSTDP內(nèi)產(chǎn)生過流信號0C，該 下側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期LSTDP便被本發(fā)明的邏輯控制電路立即終止，參見 圖3中的驅(qū)動(dòng)周期0CP1.與此同時(shí)，上側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期HSTDP被本發(fā) 明的邏輯控制電路立即啟動(dòng)，參見閨3中的驅(qū)動(dòng)周期OCP2.在該情形下， 被提前終止的驅(qū)動(dòng)周期0CP1顯然要小于原來的下側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期 LSTDP。這里，被啟動(dòng)的所述上側(cè)三極管Q2的驅(qū)動(dòng)周期HSTDP被控制使 得與所述下側(cè)三極管Ql的前面被終止的驅(qū)動(dòng)周期0CP1相同，iUJt^ 示為0CP2.例如，原來的下側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期LSTDP的時(shí)間間隔為10jis， 而在第9jis產(chǎn)生一個(gè)過流信號，那么下側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期LSTDP被減少為9jis，而上側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期HSTDP也相應(yīng)被減少為9ns而不再是 10jis,在下一個(gè)下側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期LSTDP中再次檢測流經(jīng)下側(cè)三極管 Ql的電流，并重復(fù)以上處理過程.按照如上所述的控制邏輯，困4更清楚地示出了流經(jīng)下側(cè)^L管Ql 的電流6和流經(jīng)上側(cè)三極管Q2的電流7與上側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期HSTDP、 下側(cè)三極管驅(qū)動(dòng)周期LSTDP以及過流信號0C之間的時(shí)序關(guān)系圖.本發(fā)明適合他激型電壓串聯(lián)諧振半橋電路.三極管Ql和Q2可以是 雙極型晶體管或場效應(yīng)管.本發(fā)明的控制具有相當(dāng)廣泛的適應(yīng)性，從而不但可以應(yīng)用在熒光燈 啟動(dòng)時(shí)的電壓限制，還可以通過更改其電壓觸發(fā)閾值從而實(shí)現(xiàn)其他的保 護(hù)功能。由此可見，通過本發(fā)明的這種控制邏輯，當(dāng)流經(jīng)半橋的電流超過預(yù) 定電平時(shí)，開關(guān)周期將通過過流信號0C而被縮短，從而立即提高開關(guān)頻 率，使得整個(gè)負(fù)栽電路的阻抗也得以提高.相應(yīng)地，流經(jīng)半橋的電流也 下降。另外，由于燈上的點(diǎn)燃電壓與流經(jīng)半橋的電流成正比，所以燈的 點(diǎn)燃電壓也通過本發(fā)明的邏輯控制電路相應(yīng)地下降，從而在燈點(diǎn)燃時(shí)起 到更加有效的降壓作用.此外，因?yàn)橥ㄟ^本發(fā)明的邏輯控制電路限制了流經(jīng)半橋三極管Ql、 Q2 (雙極性晶體管或M0SFET)的最大電流，所以這些三極管的額定電流 被最優(yōu)化。
權(quán)利要求
1. 用于控制放電燈(1)的點(diǎn)燃電壓的方法，其中所述放電燈(1)由一個(gè)包括兩個(gè)三極管(Q1，Q2)的半橋逆變電路提供交流工作電壓，在該方法中，檢測流過所述兩個(gè)三極管(Q1，Q2)中的一個(gè)三極管(Q1)的電流，將所檢測的電流與預(yù)定參考值進(jìn)行比較，以及在所檢測的電流大于預(yù)定參考值的情況下，立即終止所述一個(gè)三極管(Q1)的驅(qū)動(dòng)周期，并啟動(dòng)所述兩個(gè)三極管(Q1，Q2)中的另一個(gè)三極管(Q2)的驅(qū)動(dòng)周期，其特征在于控制被啟動(dòng)的所述另一三極管(Q2)的驅(qū)動(dòng)周期使得其與所述一個(gè)三極管(Q1)的被終止的驅(qū)動(dòng)周期相同。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述的比較以電壓比較 的方式進(jìn)行，即檢測與所述一個(gè)三極管(Ql)串聯(lián)的分流電阻(Rl)上 的電壓(CS),利用比較器(2)比較該電壓(CS)和一參考電壓(Vref),
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述電壓高于所述參 考電壓(Vref)時(shí)由所述比較器產(chǎn)生一個(gè)高電平的過流信號(0C).
4. 如權(quán)利要求3所迷的方法，其特征在于，所述過流信號(0C)被 用來觸發(fā)所述一個(gè)三極管(Ql)的驅(qū)動(dòng)周期的終止和所述另一個(gè)三極管(Q2)的驅(qū)動(dòng)周期的啟動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述兩個(gè)三極管 (Q1，Q2)為雙極性晶體管或MOSFET.
6. 如權(quán)利要求l-4之一所述的方法，其特征在于，所逸故電燈(l) 為低壓熒光燈.
7. 用于控制放電燈(1)的點(diǎn)燃電壓的電子鎮(zhèn)流器電路，包括 用于給所逸故電燈(l)提供交流電壓的、包括兩個(gè)三極管(Q1，Q2)的半橋逆變電路，連接在所述放電燈(l)和所述半橋逆變電路(Q1,Q2)之間的負(fù)栽電 路(L1，C1，C2，C3)，用于檢測流過所述兩個(gè)三極管(Q1，Q2)中的一個(gè)三極管(Ql)的電 流的檢測器，以及一個(gè)邏輯控制電路(2, Rl )，用于將所i^測器所檢測的電流與預(yù)定參考值進(jìn)行比較，以及在所檢測的電流大于預(yù)定參考值的情況下，立即終止所述一個(gè)三極管(Ql)的驅(qū)動(dòng)周期，并啟動(dòng)所述兩個(gè)三極管(Q1，Q2) 中的另一個(gè)三極管(Q2)的驅(qū)動(dòng)周期， 其特征在于邏輯控制電路(2，Rl)控制被啟動(dòng)的所述另一三極管(Q2)的驅(qū)動(dòng) 周期使得其與所述一個(gè)三極管(Ql)的被終止的驅(qū)動(dòng)周期相同.
8. 如權(quán)利要求7所述的電子鎮(zhèn)流器電路，其特征在于，所逸除測器 是一個(gè)與所述一個(gè)三極管(Ql)串聯(lián)的分流電阻(Rl),且所述邏輯控制電路(2， Rl)包括一個(gè)比較器(2 )，用于將所述分 流電阻(Rl)上的電壓(CS)和一參考電壓(Vref)進(jìn)行比較.
9. 如權(quán)利要求8所述的電子鎮(zhèn)流器電路，其特征在于，所述比較器 在所述電壓高于所述參考電壓(Vref)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)高電平的過流信號(0C),
10. 如權(quán)利要求9所述的電子鎮(zhèn)流器電路，其特征在于，所述邏輯控 制電路(2，Rl)利用所述過流信號(OC)來觸發(fā)所述一個(gè)三極管(Ql) 的驅(qū)動(dòng)周期的終止和所述另一個(gè)三極管(Q2)的驅(qū)動(dòng)周期的啟動(dòng).
11. 如權(quán)利要求7-10之一所述的電子鎮(zhèn)流器電路，其特征在于，所 述兩個(gè)三極管(Q1，Q2)為雙極性晶體管或MOSFET.
12. 如權(quán)利要求7-10之一所述的電子鎮(zhèn)流器電路，其特征在于，所 n電燈(1)為低壓熒光燈.
全文摘要
用于控制放電燈(1)的點(diǎn)燃電壓的方法和相應(yīng)的電子鎮(zhèn)流器電路，其中所述放電燈(1)由一個(gè)包括兩個(gè)三極管(Q1，Q2)的半橋逆變電路提供交流工作電壓，檢測流過所述兩個(gè)三極管(Q1，Q2)中的一個(gè)三極管(Q1)的電流，將所檢測的電流與預(yù)定參考值進(jìn)行比較，以及在所檢測的電流大于預(yù)定參考值的情況下，立即終止所述一個(gè)三極管(Q1)的驅(qū)動(dòng)周期，然后啟動(dòng)所述兩個(gè)三極管(Q1，Q2)中的另一個(gè)三極管(Q2)的驅(qū)動(dòng)周期，并使得所述另一三極管(Q2)的驅(qū)動(dòng)周期與所述一個(gè)三極管(Q1)的被終止的驅(qū)動(dòng)周期相同。
文檔編號H05B41/28GK101277571SQ20071009219
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月30日
發(fā)明者煒 高 申請人:電燈專利信托有限公司