專(zhuān)利名稱(chēng)：氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法和電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣體放電燈(gas discharge lamp)中改進(jìn)波峰因素(CF, CrestFactor)的技術(shù),尤其涉及氣體放電燈中通過(guò)減小氣體放電燈在電流換向(lamp currentcommutat ion)的峰值電流來(lái)改進(jìn)波峰因素的方法和電路。
背景技術(shù)：
圖I示出了傳統(tǒng)的氣體放電燈的原理。請(qǐng)參見(jiàn)圖1，傳統(tǒng)的氣體放電燈的電路主要包括功率因子校正電路10 (PFC, Power Factor Circuit)、直流/直流變換器12 (DC/DC converter)、逆變器14(Inverter)。三者是依序連接的關(guān)系,逆變器14的輸出連接氣體放電燈16。如圖I所示，直流/直流變換器12為氣體放電燈提供合適的功率能量，逆變器14為氣體放電燈提供低頻率(例如150Hz)的方波電壓信號(hào)，這些都是現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。在氣體放電燈中有一個(gè)參數(shù)是波峰因素(氣體放電燈的峰值電流和有效電流的比值)，波峰因素是影響氣體放電燈壽命的重要參數(shù)。波峰因素在理想狀態(tài)下的數(shù)值是1，但由于實(shí)際使用中峰值電流往往大于有效電流，因此波峰因素在實(shí)際使用中的數(shù)值大于I。如果波峰因素的數(shù)值越大，則說(shuō)明其峰值電流越高，容易導(dǎo)致氣體放電燈的電極損毀，從而減少氣體放電燈的使用壽命。因此，在氣體放電燈的電路中，需要設(shè)計(jì)一個(gè)輔助電路，用于降低峰值電路，控制波峰因素，使其數(shù)值接近理想值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于接近上述問(wèn)題，提供了一種氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法，改進(jìn)氣體放電燈使用過(guò)程中的波峰因素，延長(zhǎng)氣體放電燈的使用壽命。本發(fā)明的另一目的在于提供了一種改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路。本發(fā)明的又一目的在于提供了另一種改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路。本發(fā)明的技術(shù)方案為本發(fā)明揭示了一種氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法，包括步驟I :采樣氣體放電燈的判斷信號(hào)；步驟2 :根據(jù)判斷信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段；步驟3 :根據(jù)氣體放電燈所處的階段選擇預(yù)設(shè)的參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)；步驟4 :根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或者所述第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出控制信號(hào)，以改進(jìn)氣體放電燈的波峰因素。根據(jù)本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的一實(shí)施例，所述判斷信號(hào)為反映燈狀態(tài)的信號(hào)或者反映燈功率的信號(hào)。
根據(jù)本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的一實(shí)施例，所述反映燈狀態(tài)的信號(hào)包括氣體放電燈的燈電壓或者電路占空比，所述反映燈功率的信號(hào)包括氣體放電燈的燈功率、系統(tǒng)輸入功率或者系統(tǒng)輸出功率。根據(jù)本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的一實(shí)施例，步驟4包括根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)輸出第二或第三電流給定信號(hào)；根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)維持時(shí)間；輸出第一電流給定信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的一實(shí)施例，步驟4包括 根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)輸出第二或第三電流反饋信號(hào)；根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)維持時(shí)間；輸出第一電流反饋信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的一實(shí)施例，步驟4包括禁能氣體放電燈電路中的直流/直流變換器；根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)輸出不同的延時(shí)；根據(jù)所輸出的延時(shí)使能所述直流/直流變換器。根據(jù)本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的一實(shí)施例，所述判斷信號(hào)為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)信號(hào)。本發(fā)明還揭示了一種改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，包括直流/直流變換器、逆變器、判斷信號(hào)采樣電路、數(shù)字處理芯片以及控制單元，其中所述直流/直流變換器控制氣體放電燈的電流或功率大?。凰瞿孀兤?，耦接所述直流/直流變換器，進(jìn)行直流電到交流電的轉(zhuǎn)換；所述判斷信號(hào)采樣電路，采集氣體放電燈判斷信號(hào)；所述數(shù)字處理芯片，耦接所述判斷信號(hào)采樣電路，根據(jù)采樣到的判斷信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)，根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給所述控制單元；所述控制單元，耦接所述數(shù)字處理芯片，根據(jù)所述控制信號(hào)改進(jìn)氣體放電燈的波峰因素。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的一實(shí)施例，包括功率因子校正電路，所述功率因子校正電路，將不同的輸入交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣ǖ幕蚩勺兊闹绷麟妷?，所述功率因子校正電路輸出端耦接于所述直?直流變換器的輸入端。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的一實(shí)施例，判斷信號(hào)采樣電路采樣所述直流、直流變換器的輸出電壓。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的一實(shí)施例，判斷信號(hào)包含反映燈狀態(tài)的信號(hào)或者反映燈功率的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的一實(shí)施例，所述數(shù)字處理芯片包括階段判斷單元、參數(shù)選擇單元、控制信號(hào)輸出單元，其中所述階段判斷單元，根據(jù)采樣到的輸出電壓和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段；所述參數(shù)選擇單元，連接所述階段判斷單元，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)；所述控制信號(hào)輸出單元，連接所述參數(shù)選擇單元，根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給所述控制單元。本發(fā)明還揭示了一種改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，包括逆變器、判斷信號(hào)采樣電路、數(shù)字處理芯片以及控制單元，其中所述逆變器，進(jìn)行控制氣體放電燈的電流或功率大小并進(jìn)行直流電到交流電的轉(zhuǎn)換；所述判斷信號(hào)采樣電路，采集氣體放電燈判斷信號(hào)；·
所述數(shù)字處理芯片，耦接所述判斷信號(hào)采樣電路，根據(jù)采樣到的判斷信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)，根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給所述控制單元；所述控制單元，耦接所述數(shù)字處理芯片，根據(jù)所述控制信號(hào)改進(jìn)氣體放電燈的波峰因素。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的一實(shí)施例所述改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路包括功率因子校正電路，所述功率因子校正電路，將不同的輸入交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣ǖ幕蚩勺兊闹绷麟妷?，所述功率因子校正電路輸出端耦接于所述逆變器的輸入端。根?jù)本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的一實(shí)施例，所述判斷信號(hào)采樣電路采樣所述逆變器的占空比信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的一實(shí)施例，判斷信號(hào)包含反映燈狀態(tài)的信號(hào)或者反映燈功率的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的一實(shí)施例，所述數(shù)字處理芯片包括階段判斷單元、參數(shù)選擇單元、控制信號(hào)輸出單元，其中所述階段判斷單元，根據(jù)采樣到的占空比信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段；所述參數(shù)選擇單元，連接所述階段判斷單元，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)；所述控制信號(hào)輸出單元，連接所述參數(shù)選擇單元，根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給所述控制單元。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的一實(shí)施例所述判斷信號(hào)采樣電路采樣計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的另一實(shí)施例所述判斷信號(hào)采樣電路采樣計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)。本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果本發(fā)明的技術(shù)方案是針對(duì)氣體放電燈所處的階段(即處于恒電流的預(yù)熱階段還是處于恒功率階段)選擇不同的參數(shù)，根據(jù)兩個(gè)不同的參數(shù)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，以改進(jìn)波峰因素。對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明主要是在氣體放電燈的不同階段采用不同的控制參數(shù)，是實(shí)現(xiàn)更為精確的控制。


圖I是傳統(tǒng)的氣體放電燈的原理圖。圖2A是本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的第一實(shí)施例的原理圖。圖2B是圖2A實(shí)施例的一個(gè)細(xì)化原理圖。圖2C是圖2A實(shí)施例的另一個(gè)細(xì)化原理圖。圖3是本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的第二實(shí)施例的原理圖。圖4是本發(fā)明的數(shù)字處理芯片的細(xì)化原理圖。圖5是本發(fā)明的數(shù)字處理芯片的控制流程圖。圖6是本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的第一實(shí)施例的流程圖。圖7是本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的第二實(shí)施例的流程圖。圖8是本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的第三實(shí)施例的流程圖。圖9A是本發(fā)明的禁能/使能電流源的示意圖。圖9B是圖9A對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)波形示意圖。圖IOA是本發(fā)明的減少電流源的示意圖。圖IOB是圖IOA對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)波形示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。改講波峰因素的氣體放電燈電路的第一實(shí)施例圖2A示出了本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的第一實(shí)施例的原理。請(qǐng)參見(jiàn)圖2A，本實(shí)施例的氣體放電燈電路包括功率因子校正電路20、直流/直流變換器、逆變器22、判斷信號(hào)采樣電路24、數(shù)字處理芯片26以及控制單元28。這些模塊的連接關(guān)系是判斷信號(hào)采樣電路24的輸入信號(hào)可以是反映燈狀態(tài)的信號(hào)包括氣體放電燈的燈電壓、電路占空比或者所述直流/直流變換器的輸出電壓等信號(hào)，也可以是反映燈功率的信號(hào)包括氣體放電燈的燈功率、系統(tǒng)輸入功率或者系統(tǒng)輸出功率等信號(hào)，也可以是計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)(其中計(jì)數(shù)器也包括定時(shí)器)等信號(hào)，也可以是其他反應(yīng)燈狀態(tài)的信號(hào)。數(shù)字處理芯片26的輸入連接判斷信號(hào)采樣電路24的輸出，控制單元28的輸入連接數(shù)字處理芯片26的輸出?？刂茊卧?8的輸出耦接到直流/直流變換器。功率因子校正電路20，通常采用升壓型(Boost)電路，也可以是其他的升降壓(Buck-Boost)電路,反激式(Flyback)電路等,將不同的輸入交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣ǖ幕蚩勺兊闹绷麟妷?，并改善輸入電流的波形，減小輸入電流的諧波，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路的高功率因素，減小對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。直流/直流變換器，主要實(shí)現(xiàn)燈的電流或功率大小的控制。在燈點(diǎn)亮后的不同階段，通過(guò)直流直流變換器控制不同的燈電流的大小及波形，或不同的燈功率大小。直流/直流變換器通?？梢允墙祲盒?buck)、半橋(half bridge)、反激式變化器(flyback)等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。圖2中的直流/直流變換器是降壓型變換器。
逆變器22進(jìn)行直流電到交流電的轉(zhuǎn)換。逆變器可以是半橋拓?fù)?，也可以是全橋等其它拓?fù)?。判斷信?hào)采樣電路24采集所述氣體放電燈的判斷信號(hào)。判斷信號(hào)采樣電路24的采集對(duì)象是反映燈狀態(tài)的信號(hào)，例如反映燈電壓的信號(hào)，如燈電壓、電路占空比或者所述直流/直流變換器的輸出電壓等信號(hào)，也可以是反映燈功率的信號(hào)，例如燈功率、系統(tǒng)輸入功率、系統(tǒng)輸出功率等信號(hào)，也可以是計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)(其中計(jì)數(shù)器也包括定時(shí)器)，也可以是其他反映燈狀態(tài)的信號(hào)。判斷信號(hào)采樣模塊24以采集所述直流/直流變換器的輸出電壓為例來(lái)說(shuō)明。圖2A所示的逆變器22工作于低頻逆變的工作狀態(tài)，其輸出電壓即燈電壓，近似與直流/直流變換器的輸出電壓相同。故采樣直流/直流變換器的輸出電壓即可反應(yīng)燈電壓的狀態(tài)。數(shù)字處理芯片26根據(jù)采樣到的判斷信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，·當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)，根據(jù)所選擇的第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給控制單元28。數(shù)字處理芯片26的具體工作流程如圖5所示，根據(jù)采集到的電壓信號(hào)進(jìn)行判斷，在燈電流需要換向時(shí)，在電壓低于某個(gè)設(shè)定值時(shí)采用第一參數(shù)在換向時(shí)將第一控制信號(hào)輸出給控制單元28，在電壓高于某個(gè)設(shè)定值時(shí)采用第二參數(shù)在換向時(shí)將第二控制信號(hào)輸出給控制單元28。如圖4所示，數(shù)字處理芯片包括階段判斷單元、參數(shù)選擇單元、控制信號(hào)輸出單元，這三個(gè)單元之間是依序連接的關(guān)系。階段判斷單元根據(jù)采樣到的輸出電壓和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段。參數(shù)選擇單元中，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)?？刂菩盘?hào)輸出單元根據(jù)所選擇的第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給控制單元28?？刂茊卧?8根據(jù)控制信號(hào)改進(jìn)氣體放電燈的波峰因素。具體的改進(jìn)措施為例如可以控制降低降壓型變換器的輸出電流，通過(guò)改變控制單元28輸出電流的給定信號(hào)或者電流采樣的反饋信號(hào)降低降壓型變換器的輸出電流。也可以直接控制控制單元28工作與不工作的時(shí)間，在需要重新啟動(dòng)控制單元28工作時(shí)，再發(fā)送控制單元28重新啟動(dòng)工作的信號(hào)。而控制單元28的內(nèi)部原理可以有兩種實(shí)現(xiàn)方式，第一種實(shí)現(xiàn)的控制單元28a如圖2B所示，控制單元28a內(nèi)部由燈電流采樣電路280a、電流給定處理電路282a、反饋處理電路284a和調(diào)變電路286a組成。首先，由判斷信號(hào)采樣電路24a進(jìn)行判斷信號(hào)采樣后，送入數(shù)字處理芯片26a進(jìn)行處理，數(shù)字處理芯片26a的輸出信號(hào)作為送入電流給定信號(hào)處理電路282a的輸入。電流給定處理電路282a的輸出為電流給定信號(hào)，控制回路使得電路的輸出跟隨電流給定信號(hào)。第二種實(shí)現(xiàn)的控制單元28b如圖2C所示，控制單元28b內(nèi)部由燈電流采樣電路280b、電流給定處理電路282b、反饋處理電路284b以及調(diào)變電路286b組成。首先，由判斷信號(hào)采樣電路24b進(jìn)行判斷信號(hào)采樣后，送入數(shù)字處理芯片26b進(jìn)行處理，數(shù)字處理芯片26b的輸出信號(hào)與燈電流采樣信號(hào)一起送入反饋處理電路284b，處理后輸出反饋信號(hào)。改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的第二實(shí)施例圖3示出了本發(fā)明的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路的第二實(shí)施例的原理。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，本實(shí)施例的氣體放電燈電路包括整流器38、功率因素校正電路37、逆變器35、驅(qū)動(dòng)器36、判斷信號(hào)采樣模塊30、數(shù)字處理芯片32以及控制單元34。這些模塊的連接關(guān)系是判斷信號(hào)采樣模塊30的輸出連接數(shù)字處理芯片32的輸入，數(shù)字處理芯片32的輸出連接控制單元34的輸入，控制單元34的輸出分別連接到驅(qū)動(dòng)器36。整流器38，用于將輸入交流電壓整流為脈動(dòng)的直流電壓。
驅(qū)動(dòng)器36，用于將控制單元輸出的信號(hào)進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換及信號(hào)驅(qū)動(dòng)能力的放大，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通及關(guān)斷的控制。功率因子校正電路37，通常采用升壓型(Boost)電路，也可以是其他的升降壓(Buck-Boost)電路,反激式(Flyback)電路等,將不同的輸入交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣ǖ幕蚩勺兊闹绷麟妷海⒏纳戚斎腚娏鞯牟ㄐ?，減小輸入電流的諧波，實(shí)現(xiàn)線(xiàn)路的高功率因素，減小對(duì)電網(wǎng)的諧波污染。逆變器35進(jìn)行直流電到交流電的轉(zhuǎn)換。逆變器可以是半橋拓?fù)?，也可以是全橋等其它拓?fù)?。判斷信?hào)采樣模塊30所述氣體放電燈的判斷信號(hào)。判斷信號(hào)采樣電路30的采集對(duì)象是反映燈狀態(tài)的信號(hào)，例如反映燈電壓的信號(hào)，如燈電壓、電路占空比等信號(hào)，也可以是反映燈功率的信號(hào)，例如燈功率、系統(tǒng)輸入功率、系統(tǒng)輸出功率等信號(hào)，也可以是計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)(其中計(jì)數(shù)器也包括定時(shí)器)，也可以是其他反映燈狀態(tài)的信號(hào)。判斷信號(hào)采樣模塊30以采集氣體放電燈電路的占空比信號(hào)為例來(lái)說(shuō)明。圖3所示的是半橋架構(gòu)的直流/直流變換器，由于半橋架構(gòu)的燈電壓較難直接采樣得到，因此需要采樣線(xiàn)路的低壓信號(hào)，即占空比(duty)信號(hào)。占空比信號(hào)在線(xiàn)路中與輸出電壓之間有一線(xiàn)性關(guān)系，如下式所示Lamp voltage = (duty-0. 5) XVbus,由于PFC電路輸出的Vbus電壓一般比較固定，例如為450V，因此占空比信號(hào)也可以反映燈電壓的狀態(tài)。數(shù)字處理芯片32根據(jù)采樣到的判斷信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)，根據(jù)所選擇的第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給控制單元34。數(shù)字處理芯片32的具體工作流程如圖5所示，根據(jù)采集到的判斷信號(hào)進(jìn)行判斷，在燈電流需要換向時(shí)，在判斷信號(hào)低于某個(gè)設(shè)定值時(shí)采用第一參數(shù)在換向時(shí)將第一控制信號(hào)輸出給控制單元34，在判斷信號(hào)高于某個(gè)設(shè)定值時(shí)采用第二參數(shù)在換向時(shí)將第二控制信號(hào)輸出給控制單元34。如圖4所示，數(shù)字處理芯片包括階段判斷單元、參數(shù)選擇單元、控制信號(hào)輸出單元，這三個(gè)單元之間是依序連接的關(guān)系。階段判斷單元根據(jù)采樣到的判斷信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段。參數(shù)選擇單元中，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)?？刂菩盘?hào)輸出單元根據(jù)所選擇的第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給控制單元34。控制單元34根據(jù)控制信號(hào)改進(jìn)氣體放電燈的波峰因素。具體的改進(jìn)措施為例如可以控制降低半橋型變換器的輸出電流，通過(guò)改變控制單元34輸出電流的給定信號(hào)或者電流采樣的反饋信號(hào)降低半橋型變換器的輸出電流。也可以直接控制控制單元34工作與不工作的時(shí)間，在需要重新啟動(dòng)控制單元34工作時(shí)，再發(fā)送控制單元34重新啟動(dòng)工作的信號(hào)。
氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的第一實(shí)施例圖6示出了本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的第一實(shí)施例的流程。請(qǐng)參見(jiàn)圖6，下面是對(duì)本實(shí)施例的方法中的各個(gè)步驟的詳細(xì)描述。本實(shí)施例對(duì)應(yīng)的實(shí)體電路如圖2B所示。請(qǐng)以圖2B所示的電路為實(shí)施基礎(chǔ),參看下述的步驟。步驟SlO :判斷電流是否換向，如果電流換向則進(jìn)入步驟S11，否則流程結(jié)束。步驟Sll :采樣氣體放電燈的判斷信號(hào)。判斷信號(hào)采集對(duì)象可以是反映燈狀態(tài)的信號(hào)，例如反映燈電壓的信號(hào)，如燈電壓、電路占空比等信號(hào)，也可以是反映燈功率的信號(hào)，例如燈功率、系統(tǒng)輸入功率、系統(tǒng)輸出功率等信號(hào)，也可以是計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)(其中計(jì)數(shù)器也包括定時(shí)器)，也可以是其他反映燈狀態(tài)的信號(hào)。步驟S12:判斷采集到的信號(hào)和設(shè)定值的大小關(guān)系，如果信號(hào)大于設(shè)定值則進(jìn)入步驟S14，否則進(jìn)入步驟S13。在本步驟中，實(shí)際上是根據(jù)采樣信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段。由于氣體放電燈主要由預(yù)熱階段(Warm Up)和恒功率階段兩個(gè)時(shí)間段組成，這兩個(gè)階段中的調(diào)節(jié)方式是不同的，因此需要對(duì)這兩個(gè)階段進(jìn)行區(qū)別處理。步驟S13 :選擇第一參數(shù)。在判斷出氣體放電燈當(dāng)前處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)。步驟S14 :選擇第二參數(shù)。在判斷出氣體放電燈當(dāng)前處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)。步驟S15 :根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)輸出第二或第三電流給定信號(hào)，即第一參數(shù)對(duì)應(yīng)的第二電流給定信號(hào)，第二參數(shù)對(duì)應(yīng)的第三電流給定信號(hào)。步驟S16 :根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)維持時(shí)間，其中第一參數(shù)與第二參數(shù)的電流給定信號(hào)的維持時(shí)間可以是不同的，也可以是相同的。步驟S17 :第一參數(shù)與第二參數(shù)的維持時(shí)間之外輸出第一電流給定信號(hào)。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)燈電流的給定信號(hào)的大小，通過(guò)控制系統(tǒng)中燈電流的反饋信號(hào)組成的電流調(diào)節(jié)環(huán)路調(diào)節(jié)控制燈電流的大小。第二電流給定信號(hào)與第三電流給定信號(hào)可以是相同的，也可以是不同的。維持時(shí)間主要是用于控制改變電流給定信號(hào)作用的時(shí)間，通過(guò)合適的維持時(shí)間和合適的電流給定信號(hào)的結(jié)合作用，可以控制調(diào)節(jié)燈電流在換向時(shí)的電流波形，從而改善波峰因素。本實(shí)施例的原理對(duì)應(yīng)如IOA所示,根據(jù)燈狀態(tài)選擇參數(shù)I或參數(shù)2,并根據(jù)參數(shù)I或參數(shù)2在換向時(shí)控制減小電流源，其信號(hào)的關(guān)系如圖IOB所示。氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的第二實(shí)施例圖7示出了本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的第二實(shí)施例的流程。請(qǐng)參見(jiàn)圖7，下面是對(duì)本實(shí)施例的方法中的各個(gè)步驟的詳細(xì)描述。本實(shí)施例對(duì)應(yīng)的實(shí)體電路如圖2C所示。請(qǐng)以圖2C所示的電路為實(shí)施基礎(chǔ),參看下述的步驟。步驟S20 :判斷電流是否換向，如果電流換向則進(jìn)入步驟S21，否則流程結(jié)束。步驟S21 :采樣氣體放電燈的判斷信號(hào)。判斷信號(hào)采集對(duì)象可以是反映燈狀態(tài)的信號(hào)，例如反映燈電壓的信號(hào)，如燈電壓、 電路占空比等信號(hào)，也可以是反映燈功率的信號(hào)，例如燈功率、系統(tǒng)輸入功率、系統(tǒng)輸出功率等信號(hào)，也可以是計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)(其中計(jì)數(shù)器也包括定時(shí)器)，也可以是其他反映燈狀態(tài)的信號(hào)。步驟S22 :判斷采集到的信號(hào)和設(shè)定值的大小關(guān)系，如果信號(hào)大于設(shè)定值則進(jìn)入步驟S24，否則進(jìn)入步驟S23。在本步驟中，實(shí)際上是根據(jù)采樣信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段。由于氣體放電燈主要由預(yù)熱階段(Warm Up)和恒功率階段兩個(gè)時(shí)間段組成，這兩個(gè)階段中的調(diào)節(jié)方式是不同的，因此需要對(duì)這兩個(gè)階段進(jìn)行區(qū)別處理。步驟S23 :選擇第一參數(shù)。在判斷出氣體放電燈當(dāng)前處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)。步驟S24 :選擇第二參數(shù)。在判斷出氣體放電燈當(dāng)前處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)。步驟S25 :根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)輸出第二或第三電流反饋信號(hào)，即第一參數(shù)對(duì)應(yīng)的第二電流反饋信號(hào)，第二參數(shù)對(duì)應(yīng)的第三電流反饋信號(hào)。步驟S26 :根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)維持時(shí)間，其中第一參數(shù)與第二參數(shù)的電流反饋信號(hào)的維持時(shí)間可以是不同的，也可以是相同的。步驟S27 :第一參數(shù)與第二參數(shù)的維持時(shí)間之外輸出第一電流反饋信號(hào)。系統(tǒng)會(huì)根據(jù)燈電流的反饋信號(hào)的大小，通過(guò)控制系統(tǒng)中燈電流的給定信號(hào)組成的電流調(diào)節(jié)環(huán)路調(diào)節(jié)控制燈電流的大小。第二電流反饋信號(hào)與第三電流反饋信號(hào)可以是相同的，也可以是不同的。維持時(shí)間，主要是用于控制改變電流反饋信號(hào)作用的時(shí)間，通過(guò)合適的維持時(shí)間和合適的電流反饋信號(hào)的結(jié)合作用，可以控制調(diào)節(jié)燈電流在換向時(shí)的電流波形，從而改善波峰因素。氣體放電燈中改講波峰因素的方法的第三實(shí)施例圖8示出了本發(fā)明的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法的第三實(shí)施例的流程。請(qǐng)參見(jiàn)圖8，下面是對(duì)本實(shí)施例的方法中的各個(gè)步驟的詳細(xì)描述。步驟S30 :判斷電流是否換向，如果電流換向則進(jìn)入步驟S31，否則流程結(jié)束。步驟S31 :采樣氣體放電燈的判斷信號(hào)。判斷信號(hào)采集對(duì)象可以是反映燈狀態(tài)的信號(hào)，例如反映燈電壓的信號(hào)，如燈電壓、電路占空比等信號(hào)，也可以是反映燈功率的信號(hào)，例如燈功率、系統(tǒng)輸入功率、系統(tǒng)輸出功率等信號(hào)，也可以是計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)(其中計(jì)數(shù)器也包括定時(shí)器)，也可以是其他反映燈狀態(tài)的信號(hào)。步驟S32 :判斷采集到的信號(hào)和設(shè)定值的大小關(guān)系，如果信號(hào)大于設(shè)定值則進(jìn)入步驟S34，否則進(jìn)入步驟S33。在本步驟中，實(shí)際上是根據(jù)采樣信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段。由于氣體放電燈主要由預(yù)熱階段(Warm Up)和恒功率階段兩個(gè)時(shí)間段組成，這兩個(gè)階段中的調(diào)節(jié)方式是不同的，因此需要對(duì)這兩個(gè)階段進(jìn)行區(qū)別處理。步驟S33 :選擇第一參數(shù)。在判斷出氣體放電燈當(dāng)前處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參 數(shù)。步驟S34 :選擇第二參數(shù)。在判斷出氣體放電燈當(dāng)前處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)。步驟S35 :關(guān)閉控制單元，即禁能氣體放電燈電路中的直流/直流變換器。步驟S36 :根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)維持時(shí)間，其中第一參數(shù)與第二參數(shù)的禁止控制單元工作的時(shí)間可以是不同的，也可以是相同的。步驟S37 :使能控制單元，即根據(jù)所輸出的延時(shí)使能氣體放電燈電路中的直流/直流變換器。本實(shí)施例的步驟對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)原理請(qǐng)參見(jiàn)圖9A,根據(jù)燈狀態(tài)選擇參數(shù)I或參數(shù)2 (例如燈狀態(tài)指示氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇參數(shù)I，燈狀態(tài)指示氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇參數(shù)2)。在燈電流換向時(shí)控制關(guān)閉電流源，并在重啟信號(hào)作用下進(jìn)行重啟。其信號(hào)示意圖如圖9B所示。上述實(shí)施例是提供給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)或使用本發(fā)明的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可在不脫離本發(fā)明的發(fā)明思想的情況下，對(duì)上述實(shí)施例做出種種修改或變化，因而本發(fā)明的保護(hù)范圍并不被上述實(shí)施例所限，而應(yīng)該是符合權(quán)利要求書(shū)提到的創(chuàng)新性特征的最大范圍。
權(quán)利要求
1.一種氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法，包括 步驟I:采樣氣體放電燈的判斷信號(hào)； 步驟2 :根據(jù)判斷信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段； 步驟3 :根據(jù)氣體放電燈所處的階段選擇預(yù)設(shè)的參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)； 步驟4 :根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或者所述第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出控制信號(hào)，以改進(jìn)氣體放電燈的波峰因素。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法，其特征在于，所述判斷信號(hào)為反映燈狀態(tài)的信號(hào)或者反映燈功率的信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法，其特征在于，所述反映燈狀態(tài)的信號(hào)包括氣體放電燈的燈電壓或者電路占空比，所述反映燈功率的信號(hào)包括氣體放電燈的燈功率、系統(tǒng)輸入功率或者系統(tǒng)輸出功率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法，其特征在于，步驟4包括 根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)輸出第二或第三電流給定信號(hào)； 根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)維持時(shí)間； 輸出第一電流給定信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法，其特征在于，步驟4包括 根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)輸出第二或第三電流反饋信號(hào)； 根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)維持時(shí)間； 輸出第一電流反饋信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法，其特征在于，步驟4包 括 禁能氣體放電燈電路中的直流/直流變換器； 根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)輸出不同的延時(shí)； 根據(jù)所輸出的延時(shí)使能所述直流/直流變換器。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法，其特征在于，所述判斷信號(hào)為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)信號(hào)。
8.一種改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，包括直流/直流變換器、逆變器、判斷信號(hào)采樣電路、數(shù)字處理芯片以及控制單元，其中 所述直流/直流變換器控制氣體放電燈的電流或功率大?。? 所述逆變器，耦接所述直流/直流變換器，進(jìn)行直流電到交流電的轉(zhuǎn)換； 所述判斷信號(hào)采樣電路，采集氣體放電燈判斷信號(hào)； 所述數(shù)字處理芯片，耦接所述判斷信號(hào)采樣電路，根據(jù)采樣到的判斷信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)，根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給所述控制單元; 所述控制單元，耦接所述數(shù)字處理芯片，根據(jù)所述控制信號(hào)改進(jìn)氣體放電燈的波峰因素。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，其特征在于包括功率因子校正電路，所述功率因子校正電路，將不同的輸入交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣ǖ幕蚩勺兊闹绷麟妷?，所述功率因子校正電路輸出端耦接于所述直?直流變換器的輸入端。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，其特征在于，判斷信號(hào)采樣電路采樣所述直流、直流變換器的輸出電壓。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，其特征在于，判斷信號(hào)包含反映燈狀態(tài)的信號(hào)或者反映燈功率的信號(hào)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，其特征在于，所述數(shù)字處理芯片包括階段判斷單元、參數(shù)選擇單元、控制信號(hào)輸出單元，其中 所述階段判斷單元，根據(jù)采樣到的輸出電壓和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段； 所述參數(shù)選擇單元，連接所述階段判斷單元，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)； 所述控制信號(hào)輸出單元，連接所述參數(shù)選擇單元，根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給所述控制單元。
13.—種改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，包括逆變器、判斷信號(hào)采樣電路、數(shù)字處理芯片以及控制單兀，其中 所述逆變器，進(jìn)行控制氣體放電燈的電流或功率大小并進(jìn)行直流電到交流電的轉(zhuǎn)換； 所述判斷信號(hào)采樣電路，采集氣體放電燈判斷信號(hào)； 所述數(shù)字處理芯片，耦接所述判斷信號(hào)采樣電路，根據(jù)采樣到的判斷信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)，根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給所述控制單元; 所述控制單元，耦接所述數(shù)字處理芯片，根據(jù)所述控制信號(hào)改進(jìn)氣體放電燈的波峰因素。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，其特征在于包括功率因子校正電路，所述功率因子校正電路，將不同的輸入交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)楹愣ǖ幕蚩勺兊闹绷麟妷?，所述功率因子校正電路輸出端耦接于所述逆變器的輸入端?br> 15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，其特征在于，判斷信號(hào)采樣電路采樣所述逆變器的占空比信號(hào)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，其特征在于，判斷信號(hào)包含反映燈狀態(tài)的信號(hào)或者反映燈功率的信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，其特征在于，所述數(shù)字處理芯片包括階段判斷單元、參數(shù)選擇單元、控制信號(hào)輸出單元，其中 所述階段判斷單元，根據(jù)采樣到的占空比信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段； 所述參數(shù)選擇單元，連接所述階段判斷單元，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)； 所述控制信號(hào)輸出單元，連接所述參數(shù)選擇單元，根據(jù)所選擇的所述第一參數(shù)或第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出相應(yīng)的控制信號(hào)給所述控制單元。
18.根據(jù)權(quán)利要求8所述的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，其特征在于，判斷信號(hào)采樣電路采樣計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的改進(jìn)波峰因素的氣體放電燈電路，其特征在于，判斷信號(hào)采樣電路采樣計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了氣體放電燈中改進(jìn)波峰因素的方法和電路，改進(jìn)氣體放電燈使用過(guò)程中的波峰因素，延長(zhǎng)氣體放電燈的使用壽命。其技術(shù)方案為方法包括采樣氣體放電燈的判斷信號(hào)；根據(jù)判斷信號(hào)和預(yù)設(shè)值的大小關(guān)系判斷氣體放電燈當(dāng)前所處的階段是預(yù)熱階段抑或恒功率階段；根據(jù)氣體放電燈所處的階段選擇預(yù)設(shè)的參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于預(yù)熱階段時(shí)選擇第一參數(shù)，當(dāng)氣體放電燈處于恒功率階段時(shí)選擇第二參數(shù)；根據(jù)所選擇的第一參數(shù)或者第二參數(shù)在氣體放電燈電流換向時(shí)輸出控制信號(hào)，以改進(jìn)氣體放電燈的波峰因素。
文檔編號(hào)H05B41/36GK102892247SQ201110201429
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者張琪, 張偉強(qiáng), 應(yīng)建平 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子企業(yè)管理(上海)有限公司