專利名稱：鎮(zhèn)流器反饋方案的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于電子鎮(zhèn)流器的反饋方案，更具體地，涉及用于因?yàn)榉答伓惯^(guò)量電壓情況減至最小的方案。
例如由美國(guó)專利5，404，082號(hào)中所公開(kāi)的常規(guī)的鎮(zhèn)流器通過(guò)部分地取消一個(gè)預(yù)調(diào)節(jié)器級(jí)而體積變小并且成本降低。這種鎮(zhèn)流器也包括由一個(gè)反向換流器和一個(gè)諧振電路構(gòu)成的一個(gè)輸出級(jí)，并且通常稱為單級(jí)反向換流器。
跟隨在燈啟輝器之后的預(yù)調(diào)節(jié)器級(jí)(即在穩(wěn)定狀態(tài)條件期間)通常用于在調(diào)節(jié)施加到反向換流器上的電壓時(shí)增加(即提高)鎮(zhèn)流器輸入電壓。在沒(méi)有此預(yù)調(diào)節(jié)器級(jí)時(shí)，利用從諧振電路反饋的一個(gè)高頻信號(hào)來(lái)補(bǔ)充鎮(zhèn)流器輸入電壓以實(shí)現(xiàn)鎮(zhèn)流器輸入電壓的提高。該高頻信號(hào)代表諧振電感電流。
鎮(zhèn)流器輸入電壓(一般已整流)然后被提高加到緩沖電容器上，該緩沖電容器起反向換流器的DC電源的作用。當(dāng)高頻反饋信號(hào)高于需要時(shí)，過(guò)高電壓被加到緩沖電容器兩端。在過(guò)壓狀況下，非常高的壓力施加在各種鎮(zhèn)流器元件上，包括緩沖電容器和反向換流器內(nèi)的開(kāi)關(guān)。緩沖電容器一般為電解電容器型的。反向換流器開(kāi)關(guān)一般是功率MOSFET(MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。在過(guò)壓狀況下，緩沖電容器和反向換流器開(kāi)關(guān)兩者都可能損壞和失效。
在燈啟動(dòng)期間，例如在美國(guó)專利4，511，823號(hào)中公開(kāi)的鎮(zhèn)流器方案也會(huì)導(dǎo)致過(guò)壓狀況，并且部分地是由于流過(guò)諧振電感的電流被反饋和充電緩沖電容器。需要復(fù)雜的控制電路以避免這種過(guò)壓會(huì)導(dǎo)致鎮(zhèn)流器制造成本更高和更困難。
因此希望提供一種改進(jìn)的鎮(zhèn)流器反饋方案，該方案減少高頻反饋信號(hào)以避免在啟動(dòng)和穩(wěn)定狀態(tài)工作期間的過(guò)壓狀況。該方案可以特別適用于具有一個(gè)帶有電流反饋和大功率因子的單級(jí)的反向換流器。
按照本發(fā)明的第一個(gè)方面，一種鎮(zhèn)流器，包括一個(gè)整流器；一個(gè)緩沖電容器，連接至所述整流器的輸出端；一對(duì)串聯(lián)在一起的開(kāi)關(guān)，其間具有一個(gè)開(kāi)關(guān)結(jié)點(diǎn)并連接至所述緩沖電容器兩端。該鎮(zhèn)流器還包括一個(gè)諧振電感和一個(gè)諧振電容器的一個(gè)第一串聯(lián)組合一起構(gòu)成一個(gè)諧振電路，并且連接在所述開(kāi)關(guān)接點(diǎn)與一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)之間，該基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)將所述緩沖電容器與一對(duì)開(kāi)關(guān)的其中之一連接在一起。一個(gè)燈負(fù)載和一個(gè)第一電抗器的一個(gè)第二串聯(lián)組合與所述諧振電容器并聯(lián)連接。該鎮(zhèn)流器還包括一個(gè)第二電抗器，用于分離流過(guò)其自身和所述第一電抗器之間的所述燈負(fù)載的電流。包括第二附加電抗器的一個(gè)反饋路徑起增加緩沖電容器上電壓的作用。
該鎮(zhèn)流器通過(guò)提供一個(gè)反饋路徑而避免過(guò)壓狀況，該反饋路徑只包括流過(guò)燈負(fù)載的電流的一部分。換言之，通過(guò)分離流過(guò)第一和第二電抗器之間的燈負(fù)載的電流，用于增加緩沖電容器電壓的反饋電流的數(shù)量遠(yuǎn)小于常規(guī)的反饋方案。繼而并且直到燈被啟動(dòng)，因?yàn)闆](méi)有反饋的燈電流，所以沒(méi)有反饋，即在啟動(dòng)期間緩沖電容器上的電壓沒(méi)有過(guò)高。因此可以很好地控制燈的啟動(dòng)。反之，常規(guī)的反饋方案可能反饋遠(yuǎn)大于引起過(guò)壓狀況的電流電平，如同在美國(guó)專利5，404，082和4，511，823號(hào)中所公開(kāi)的。
本發(fā)明的第一個(gè)方面的一個(gè)特征是流過(guò)燈負(fù)載的電流電平顯著地不同于流過(guò)諧振電感的電流電平。反饋路徑連接至一個(gè)結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)將一對(duì)連接在緩沖電容器和整流器之間的二極管連接。反饋路徑還包括一個(gè)反饋電容器。此反饋電容器與二極管的其中之一并聯(lián)連接。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一個(gè)改進(jìn)的鎮(zhèn)流器反饋方案，該方案可減少高頻反饋信號(hào)以便避免在啟動(dòng)和穩(wěn)定狀態(tài)工作期間的過(guò)壓狀況。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一個(gè)改進(jìn)的鎮(zhèn)流器反饋方案，該方案可以特別適用于具有一個(gè)帶有電流反饋和大功率因子的單級(jí)的反向換流器。
從下列說(shuō)明中本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將更加明顯和清楚。
為更完整地理解本發(fā)明，必須參照結(jié)合下列附圖的說(shuō)明。附圖中

圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的鎮(zhèn)流器的電路示意圖；和圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的鎮(zhèn)流器的電路示意圖。
如圖1所示，一個(gè)正弦的主交流電壓源ACS連接至鎮(zhèn)流器10。電源ACS連接至鎮(zhèn)流器10的一對(duì)輸入節(jié)點(diǎn)N1和N2。一對(duì)線圈L1和L2各分別連接至輸入節(jié)點(diǎn)N1和N2。一對(duì)電容器C1和C2的串聯(lián)組合分別連接至線圈L1和L2的另一端。將電容器C1和C2連接起來(lái)的結(jié)點(diǎn)J1接地。線圈L1和L2與電容器C1和C2的組合構(gòu)成一個(gè)電磁濾波器(EMF)。由鎮(zhèn)流器10產(chǎn)生的諧波成分被該濾波器消除并因此防止饋送給電源ACS。
來(lái)自電源ACS的交流電壓通過(guò)濾波器加給由多個(gè)二極管D1、D2、D3和D4構(gòu)成的一個(gè)全電橋整流器。二極管D1的陽(yáng)極和二極管D2的陰極連接至將電容器C1和線圈L1連接在一起的一個(gè)結(jié)點(diǎn)J2。二極管D3的陽(yáng)極和二極管D4的陰極璉接至將電容器C2和線圈L2連接在一起的一個(gè)結(jié)點(diǎn)J3。電容器C3的一端連接至將二極管D1和D3陰極連接在一起的一個(gè)結(jié)點(diǎn)J8。電容器C3的另一個(gè)端和將二極管D1和D3陽(yáng)極連接在一起的一個(gè)結(jié)點(diǎn)J9接地。電容器C3起濾除由鎮(zhèn)流器10產(chǎn)生的高頻分量的作用。
全電橋整流器對(duì)加到緩沖電容器Cb和二極管D5與D6的一個(gè)串聯(lián)組合的交流電壓進(jìn)行整流。一個(gè)電解電容器通常作為緩沖電容器Cb。
開(kāi)關(guān)S1和S2的一個(gè)串聯(lián)組合通常稱為推挽輸出設(shè)置，它與緩沖電容器Cb相并聯(lián)。開(kāi)關(guān)S1和S2通常是功率MOSFET，其柵極分別為G1和G2，并由一個(gè)連接至柵極G1和G2的驅(qū)動(dòng)器(未示出)輪流地接通或斷開(kāi)。一個(gè)隔直流電容器C4連接至結(jié)點(diǎn)J4。結(jié)點(diǎn)J5(即作為接地基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn))將開(kāi)關(guān)S2、緩沖電容器Cb、二極管D6、諧振電容器Cr和電抗器CS1連接起來(lái)。電容器C4于開(kāi)關(guān)S1和S2一起構(gòu)成一個(gè)半電橋型反向換流器。
電容器C4、諧振電感Lr和諧振電容器Cr的一個(gè)串聯(lián)組合并聯(lián)連接在開(kāi)關(guān)S2兩端。諧振電感Lr和諧振電容器Cr構(gòu)成一個(gè)諧振電路。電抗器CS1和一個(gè)燈LA例如熒光燈的串聯(lián)組合與諧振電容器Cr兩端并聯(lián)連接。燈LA可以是預(yù)熱型或快速啟動(dòng)型。電抗器CS1可以是一個(gè)電容器(如圖1所示)或是一個(gè)電感。一旦燈LA被啟動(dòng)并在穩(wěn)定狀態(tài)工作模式(即電感模式)，諧振電路一般工作在略高于諧振電路的諧振頻率上。反向換流器的開(kāi)關(guān)頻率在非常高頻率上(例如大約120KHz)并且朝向諧振電路的諧振頻率下落。燈LA啟動(dòng)例如在大約70-70KHz出現(xiàn)，而穩(wěn)定工作狀態(tài)例如在45-50KHz。
諧振電感Lr最好是一個(gè)變壓器T的一個(gè)主線圈。一對(duì)次級(jí)線圈SW1和SW2連接起來(lái)分別用于加熱燈LA的一對(duì)燈絲F1和F2。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，燈LA可以是瞬時(shí)啟動(dòng)型，由此通過(guò)線圈SW1和SW2對(duì)燈絲F1和F2的加熱可以被取消。
第二電抗器CS2連接在將電抗器CS1和燈LA連接在一起的一個(gè)結(jié)點(diǎn)J6與將二極管D5和D6連接在一起的一個(gè)結(jié)點(diǎn)J7之間。電抗器CS2可以是一個(gè)電容器(如圖1所示)或是一個(gè)電感。反饋電容器Cf與二極管D6并聯(lián)連接。電抗器CS2和反饋電容器Cf一起構(gòu)成一個(gè)反饋路徑，沿該路徑流過(guò)燈LA高頻電流的一部分被提供給緩沖電容器Cb以升高電容器Cb的電壓。
在鎮(zhèn)流器10工作期間，施加到緩沖電容器Cb上的由全電橋整流器提供的整流后的電壓被沿反饋路徑流過(guò)燈LA的高頻電流提升。鎮(zhèn)流器10通過(guò)提供包括只流過(guò)燈負(fù)載LA的一部分電流的反饋路徑而避免過(guò)壓狀況。通過(guò)分離流過(guò)第一電抗器CS1與第二電抗器CS2之間的燈負(fù)載LA的電流，提高緩沖電容器Cb兩端電壓的反饋電流的量遠(yuǎn)小于常規(guī)的反饋方案。繼而并且直到燈LA啟動(dòng)，由于沒(méi)有燈電流反饋而沒(méi)有反饋，即在啟動(dòng)期間在緩沖電容器Cb上沒(méi)有過(guò)壓。因此燈LA的啟動(dòng)可以很好地控制。
電抗器CS1和CS2的數(shù)值是根據(jù)燈電流和燈電壓條件而選擇的。對(duì)高燈電流條件，通過(guò)增加反饋路徑的阻抗(例如使電抗器CS2的阻抗高于電抗器CS1的阻抗)，燈LA電流的更小部分可以設(shè)計(jì)成反饋給緩沖電容器Cb。對(duì)高燈電壓條件，通過(guò)減少反饋路徑的阻抗燈LA電流的大部分可以設(shè)計(jì)成反饋給緩沖電容器Cb(例如使電抗器CS1的阻抗高于電抗器CS2的阻抗)。
現(xiàn)在參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，構(gòu)造鎮(zhèn)流器10’并工作在與鎮(zhèn)流器基本上相同的方式上。與工作在鎮(zhèn)流器10和10’中在結(jié)構(gòu)上相同的元件用相同的標(biāo)號(hào)/字符表示。鎮(zhèn)流器10’通過(guò)改變分別由電容器CS1’和CS2’表示的電容器CS1和CS2的阻抗而反射對(duì)反饋路徑的影響，從而不需要反饋電容器Cf。
權(quán)利要求
1．一種鎮(zhèn)流器(10，10’)，包括一個(gè)整流器(D1，D2，D3，D4)；一個(gè)緩沖電容器(Cb)，連接至所述整流器的輸出端；一對(duì)串聯(lián)在一起的開(kāi)關(guān)(S1，S2)，其間具有一個(gè)開(kāi)關(guān)結(jié)點(diǎn)(J4)并連接至所述緩沖電容器兩端；一個(gè)諧振電感(Lr)和一個(gè)諧振電容器(Cr)的一個(gè)第一串聯(lián)組合一起構(gòu)成一個(gè)諧振電路，并且連接在所述開(kāi)關(guān)接點(diǎn)與一個(gè)基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)(J5)之間，該基準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)將所述緩沖電容器與一對(duì)開(kāi)關(guān)(S2)的其中之一連接在一起；一個(gè)燈負(fù)載(LA)和一個(gè)第一電抗器(CS1，CS1’)的一個(gè)第二串聯(lián)組合，它與所述諧振電容器并聯(lián)連接；和一個(gè)第二電抗器(CS2，CS2’)，用于分離流過(guò)其自身和所述第一電抗器之間的所述燈負(fù)載的電流，其中，包括第二附加電抗器的一個(gè)反饋路徑起增加緩沖電容器上電壓的作用。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器(10，10’)，其特征在于，流過(guò)所述燈負(fù)載的電流電平顯著地不同于流過(guò)所述諧振電感的電流電平。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器(10，10’)，其特征在于，所述反饋路徑連接至一個(gè)結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)將一對(duì)連接在所述緩沖電容器和整流器之間的二極管(D5，D6)連接。
4．根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器(10，10’)，其特征在于，所述反饋路徑還包括一個(gè)反饋電容器(Cf)。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎮(zhèn)流器(10，10’)，其特征在于，所述反饋路徑還包括一個(gè)反饋電容器(Cf)。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的鎮(zhèn)流器(10，10’)，其特征在于，所述反饋電容器(Cf)與二極管(D6)的其中之一并聯(lián)連接。
全文摘要
一種鎮(zhèn)流器方案包括一個(gè)單級(jí)電流反饋反向換流器。為避免施加在緩沖電容器兩端的電壓過(guò)高,在燈的啟動(dòng)和穩(wěn)定狀態(tài)工作期間只將一部分高頻燈電流反饋到緩沖電容器。燈的啟動(dòng)可以良好地受到控制。
文檔編號(hào)H05B41/24GK1295780SQ99802964
公開(kāi)日2001年5月16日 申請(qǐng)日期1999年12月1日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月18日
發(fā)明者J·楊察克, A·F·赫爾南德茲 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司