CN101115343B - 用于流体处理系统的镇流器电路及在该系统中提供电磁辐射的方法 - Google Patents

Abstract

本发明披露了一种流体处理系统(10)，其包括控制装置(102)，用于控制流体处理系统(10)的整个操作。镇流器电路(103)和电磁辐射发射装置(14)相连。在优选的流体处理系统(10)中，镇流器电路(103)和电磁辐射发射装置(14)感应耦合。感应耦合的镇流器电路(103)根据来自控制装置(102)的预定的电信号以感应方式激励位于电磁辐射发射装置(14)中的电磁辐射发射器件(60)。此外，流体处理系统(10)包括射频识别系统(124)，用于监视在流体处理系统(10)中使用的电磁辐射发射装置(14)和过滤器装置(16)的各个功能和操作。

Description

用于流体处理系统的镇流器电路及在该系统中提供电磁辐射的方法

本申请是申请号为00811869.8、申请日为2000年6月14日、发明名称为“流体处理系统”的发明专利申请的分案申请。

本申请按照35U.S.C.119(e)要求在1999年6月21日申请的序列号为60/140,159，名称为“WatertreatmentSystemwithanInductivelyCoupledBallast”的美国临时专利申请的优先权。本申请按照35U.S.C.119(e)还要求在1999年6月21日申请的序列号为60/140,090，名称为“Point-of-UseWatertreatmentSystem”的美国临时专利申请的优先权。

本申请因此包括和本申请同日申请的名称为“Point-of-UseWatertreatmentSystem”的美国专利申请作为参考。

技术领域

本发明一般涉及水处理系统，尤其涉及用于向水处理系统中的紫外线灯进行非接触功率传递的感应耦合镇流器。

背景技术

本发明解决和以前现场使用的家庭或办公室的水处理系统相关的若干问题。第一个问题是，常规的利用其中具有紫外灯的灯装置的水处理系统在能量利用方面效率低。这种灯装置一般要连续运行，以便防止由于紫外灯未接通而在水处理系统内繁殖微生物。当常规的灯装置接通时，在紫外灯内的气体被充分激发从而输出预定强度的光以便确保充分破坏水处理系统内的微生物之前需要很长的启动时间。在紫外灯被充分激发之前从水处理系统中排出的水可能具有数量不能接受的活的微生物。连续运行的灯装置使用大量的能量，因而效率是低的。此外，在灯装置连续运行的情况下，例如整夜连续运行，则可能使水处理系统中的水成为温的而不舒服。

第二个问题和水处理系统内的反射器装置的设计有关。在试图增加灯的效率时，反射器装置可以被放置在紫外灯和水管周围，在所述水管中，微生物被照射。未照射到水管的来自紫外灯的入射光被从反射器壁向回反射，因而有机会再次照射到水管上。通常这些反射器装置的截面是圆形的。遗憾的是，所产生的许多紫外光永远不会照射到水管上。而是，很大的一部分光被紫外灯装置重新吸收。

第三个问题涉及灯装置和水处理系统的电连接。每当灯装置在水处理系统中被安装或者被拆下时，所述灯装置必须被相对于所述水处理系统进行机械的和电的连接和拆下。这通常需要复杂而昂贵的安装装置。此外，必须小心，以便确保在向水处理系统输送电能时所述电连接不被暴露于湿气中。

有时使用同轴对准的灯装置和过滤器装置以便使水处理系统具有最小的尺寸。在特定水处理系统中的一种灯装置和过滤器装置可以或者不可以从所述水处理系统中被除去。如果这些装置被同时除去，它们通常非常笨重，因为它们被充满水，并且其自身就具有很大的重量。此外，即使灯装置和过滤器装置单独地被从水处理系统中除去，在处理期间经常发生从这些装置的一个装置中溢出的问题。

由具有灯装置的水处理系统面对的另一个问题是需要复杂的监视系统来监视灯装置。随着灯装置的老化，从灯装置输出的光的强度逐渐变弱。最后，光的强度下降到为实现所需的微生物杀伤率需要的值以下。灯装置应当在达到临界最小强度之前被除去。因而，需要一种监视系统检查在水处理系统内的光强度。这些监视系统一般是昂贵的。它们通常需要具有石英窗的昂贵的紫外线检测器。

常规的镇流器控制电路使用双极晶体管和饱和变压器驱动灯装置。镇流器控制电路在和材料以及这些变压器的绕组装置的磁性能有关的频率下振荡。具有饱和变压器振荡器的电路产生方波类型的输出，要求半桥的晶体管在有载的条件下强制转换，并需要单独的电感器限制通过放电灯的电流。

使用灯装置和过滤器装置的现有的水处理系统的这些和其它的缺点由本发明解决了。

现有技术的镇流器电路结构和不使用感应耦合镇流器电路的水处理系统由美国专利4752401，5230792，5324423，5404082，和5853572公开了。现有技术的使用射频识别系统的装置和系统由美国专利5892458和EP-A-0825577公开了。

发明内容

本发明披露了一种用于水处理系统的包括感应耦合的镇流器电路的电子控制系统。所述水处理系统尤其通过把水流从水源引向过滤器装置对水进行过滤。所述过滤器装置从水流中除去有害的颗粒。在通过过滤器装置之后，水被引向可更换的紫外灯装置。紫外灯装置借助于当水通过紫外灯装置时把水暴露于高强度的紫外光下破坏水源中的有机物质。紫外灯装置在操作的开始提供实际上瞬时的高强度的紫外光，这优于需要预热时间的现有技术的水处理系统。在水流从紫外灯装置出来之后，通过输出装置把水流引出水处理系统。

水处理系统的整个操作被一个和紫外灯装置以及过滤器装置电连接的控制装置控制。在优选实施例中，控制装置还和流量检测器、环境温度检测电路、环境光检测电路、紫外光检测电路、电源检测电路、显示装置、声音发生电路、存储装置、通信端口和射频识别系统电连接。这些装置都被控制装置监视或控制，并对水处理系统提供许多优点，如下所述。

流量检测电路由控制装置用于确定水流动的时间，从而可以向紫外灯装置供电。并保持跟踪由水处理系统处理的水的体积。环境温度检测电路测量大气的环境温度，使得水处理系统可以把温度值保持在冰点或某个预定的温度以上。紫外光检测电路对控制装置提供相应于由紫外灯装置发射的紫外光的强度的电信号。这是重要的，因为这些测量使得控制装置能够进行调整，从而可以增加或者减少发送的紫外光的强度。

电源检测电路对控制装置提供电信号，所述电信号表示是否由常规的外部电源例如墙壁插座向水处理系统供电。显示装置由控制装置控制，用于显示水处理系统的状态的信息。声音产生电路由控制装置控制用于在水处理系统中发生预定的需要关注的状态的情况下提供可听的声音。

水处理系统还包括和控制装置相连的存储装置。所述存储装置用于存储和水处理系统及其相关元件相关的各种数据值。在本发明的优选实施例中，存储装置是EEPROM或某些其它某些相当的存储装置。通信端口和控制装置相连，其提供在控制装置和外围装置例如个人计算机或手持监视装置之间进行双向通信的能力。

射频识别系统包括位于每个紫外灯装置中的紫外光应答器。此外，射频识别系统还包括位于过滤器装置中的过滤器应答器。紫外光应答器和过滤器应答器使用射频和射频识别系统通信。每个应答器含有对于紫外灯装置和过滤器装置是特定的某个信息。本领域的技术人员应当理解，可以使用接触型识别系统代替射频识别系统。

优选的紫外灯装置由感应耦合的镇流器电路供电。一种优选的感应耦合镇流器电路是一种自激振荡半桥开关结构，其在用于实际上提供瞬时紫外灯照明的高频下操作。此外，使用MOSFET作为开关元件的感应耦合镇流器电路自激振荡容易达到谐振，其被设计适用于空心变压器耦合结构，这简化了紫外灯装置的结构。因为由感应耦合镇流器电路形成的空心变压器耦合结构，这种紫外灯装置容易更换。

优选的感应耦合镇流器电路包括控制电路，振荡器，驱动器，半桥开关电路，串联谐振回路，次级线圈，谐振灯电路和紫外灯。振荡器和控制装置电气相连，控制装置通过向控制电路提供激励所述振荡器的电信号启动所述振荡器。在操作期间，振荡器向驱动器提供电信号，然后，使半桥开关电路激励。半桥开关电路激励串联谐振回路，串联谐振回路接着以感应方式激励紫外灯装置中的紫外灯。

紫外灯装置在物理上容纳着次级线圈，谐振灯电路和感应耦合镇流器电路的紫外灯。一旦串联谐振回路被激励，紫外灯装置中的次级线圈便成为感应激励的，借以照射紫外灯。在优选实施例中，感应耦合的镇流器电路的谐振频率大约是100kHz。这样，在紫外灯装置中的次级线圈也大约在100kHz谐振。如前所述，可以由控制装置上下调整操作的谐振频率，以便适应常规元件的选择。此外，谐振频率也被串联谐振回路中的元件选择控制，这将在下面详细说明。

这样，本发明的优选实施例披露了一种流体处理系统，其包括控制装置；和电磁辐射发射装置感应耦合的感应耦合镇流器电路，其中感应耦合镇流器电路根据来自控制装置的预定的电信号感应激励电磁辐射发射装置中的电磁辐射发射器件。

本发明的另一个优选实施例披露了一种在流体处理系统中提供电磁辐射的方法。所述方法包括以下步骤：利用一个控制装置产生预定的电信号；将所述预定的电信号引导到感应耦合镇流器电路；以及响应来自所述控制装置的预定的电信号感应激励在感应耦合镇流器电路中的电磁辐射发射器件。

在本发明的另一个实施例中，披露了一种具有射频识别系统的流体处理系统。所述流体处理系统包括控制装置；和所述控制装置电连接的基站；以及至少一个位于和所述基站进行射频通信的电磁辐射发射装置中的射频识别应答机。在本发明的另一个优选实施例中，所述电磁辐射发射装置被过滤器装置代替。

本发明披露的另一个优选的方法涉及监视在流体处理系统中的电磁辐射发射装置的信息的方法。所述方法包括以下步骤：提供用于所述流体处理系统中的电磁辐射发射装置；利用位于所述电磁辐射发射装置中的电磁辐射发射识别应答机产生电磁辐射发射装置信息信号；向位于所述流体处理系统中的基站发送电磁辐射发射装置信息信号；以及将所述电磁辐射发射装置信息信号送到一个控制装置。在另一个优选实施例中，所述电磁辐射发射装置可以用过滤器装置代替。

本发明的这些和其它特点和优点通过结合附图阅读下面给出的本发明的优选实施例的详细说明可以更加清楚地看出。

附图说明

图1是水处理系统的主壳体的透视图，其顶部护罩被除去了，并且过滤器装置和紫外灯装置从基本单元中除去了；

图2A-C是水处理系统的主要元件的拆开的透视图；

图3是水处理系统的主要电路和部件的方块图；

图4是感应耦合镇流器电路的方块图；

图5是感应耦合镇流器电路的一部分、镇流器反馈电路和互锁电路的原理图；

图6表示紫外灯装置的次级线圈、谐振灯电路和紫外灯；

图7是启动器电路的原理图；

图8是在水处理系统中使用的射频识别系统的电路原理图；

图9是流量检测器的电路原理图；

图10是环境光检测电路的原理图；

图11是紫外光检测器电路的原理图’

图12是环境温度检测器电路的原理图；

图13是声音产生电路的原理图；以及

图14是通信端口的电路原理图。

具体实施方式

参见图1，本发明披露了一种用于水处理系统10的电子控制系统，所述水处理系统一般使用基于碳的过滤器和紫外光，用于对水进行净化。为了理解本发明，重要的是对于优选的水处理系统10的机械方面有个一般的了解。优选的水处理系统10包括主壳体12，可更换的紫外灯装置14和过滤器装置16。紫外灯装置14和过滤器装置16是可以从主壳体12除去和更换的。主壳体12包括底部护罩18后部护罩20，前部护罩22，顶部护罩24和内部套筒护罩26。透镜28容纳一个显示装置106(见图3)，从而通过显示装置106显示关于水处理系统10的状态的信息。为了装配水处理系统10，紫外灯装置14被牢固地安装在主壳体12上，此后，过滤器装置16被安装在紫外灯装置14的上方，并被固定在主壳体12上。

本领域技术人员应当理解，可更换的紫外灯装置14可以用这种方式制成，使得紫外灯装置14可以是不可更换的。此外，本领域技术人员应当理解，可更换的紫外灯装置14可以和若干不同类型的电磁辐射发射装置互换。这样，本发明不应当局限于只覆盖使用紫外灯装置的水处理系统，并且本领域技术人员应当理解，所披露的紫外灯装置代表本发明的优选实施例。

参见图2A-C，其中以透视图的形式示出了水处理系统10的和本发明相关的主要机械零件。如图2A所示，内部套筒护罩26包括多个内部套筒盖30，入口阀装置32和具有出口杯36的出口杯装置34。还披露了底部护罩装置38，其包括底部护罩18和入口装置40和出口装置42。电子装置44被牢固地固定在底部护罩18中，其细节将在下面详细说明。当水处理系统10被完全装配时，这些元件被牢固地安装在底部护罩18、后部护罩20、前部护罩22、顶部护罩24、内部套筒护罩26和透镜28上。磁保持器46和磁体48也被置于优选实施例的顶部护罩24中。

参见图2B，紫外灯装置14一般包括基座部件50，次级线圈52，底部支撑部件54，顶部支撑装置56，一对石英套筒58，紫外灯60，O形圈62和一对协同操作的封装反射器部件64。一般地说，次级线圈52，底部支撑装置54和封装反射器部件64和基座部件50相连。封装反射器部件64容纳一对石英管58、紫外灯60和O形圈62。当紫外灯装置14被完全装配时，顶部支撑装置56被牢固地装配在封装反射器部件64的顶部上方。

如图2C所示，过滤器装置16一般包括基座装置66，过滤体装置68，过滤器壳体70和弹性体的过滤器壳体夹持装置72。一般地说，过滤体装置68装配在基座装置66上方，基座装置66被封装在过滤器壳体70内。过滤器壳体夹持装置72装配在过滤器壳体的顶部上，借以提供较好的夹持，以便移动过滤器壳体70。过滤器装置66通过在把水流引向紫外灯装置14之前引导水流通过过滤体装置68，对水流进行过滤。

参见图3，本发明披露了一种用于水处理系统10的电子控制系统100，其总体情况已在上面说明。在优选实施例中，水处理系统10被控制装置102控制，其最好是微处理器。如图所示，控制装置102通过感应耦合镇流器电路103和紫外灯装置14电气相连。所述控制装置102还通过双向无线通信和紫外灯装置14电气相连，这在下面还要详细说明。在操作期间，控制装置102能够产生被送到感应耦合镇流器电路的预定的电信号，其瞬时地激励灯装置14，然后，灯装置14提供高强度的紫外光，用于处理水流。

在优选实施例中，控制装置102还和流量检测器电路104、显示装置106、环境光检测器电路108、可见光检测器电路110，电源检测电路112、环境温度检测器电路114、声音产生电路116、存储装置118、通信端口120、镇流器反馈电路122以及射频识别系统124电气相连。如图3所示，紫外光射频识别应答器126和紫外灯装置14相连，过滤器射频识别应答器128和过滤器装置16相连。紫外光射频识别应答器126和过滤器射频识别应答器128使用双向无线通信和射频识别系统124通信，这在下面要详细说明。

一般地说，流量检测器电路104被控制装置102用于确定水或流体流动的时间，并保持跟踪由水处理系统10处理的水或流体的体积。显示装置106由控制装置102用来显示关于水处理系统10的状态的信息。在本发明中可以使用现有技术中若干种不同类型的显示装置，不过，优选的显示装置是真空荧光显示装置。环境光检测器电路108测量环境光的数量，并且然后对控制装置102提供电信号，使得其可以相应地调整显示装置106的强度。

可见光检测器电路110向控制装置101提供关于由紫外灯装置14发出的光的强度值的电信号。这是重要的，因为这些信号使得控制装置102能够增加或者减少由紫外灯装置14发出的电磁辐射的强度。本领域技术人员应当理解，可见光检测器电路110可以用不同的电磁辐射检测器电路替换，所述检测器电路能够检测由可以用于本发明中的各种电磁辐射发射装置发出的电磁辐射的强度。

电源检测电路112向控制装置102提供表示水处理系统10的电源有无的电信号。电源由例如常规的电源插座由外部电源向水处理系统10提供。本领域技术人员应当理解，具有不同的监视外部电源的电路，并响应消耗的功率提供相应的电信号。

环境温度检测器电路114测量大气的环境温度，使得水处理系统10可以维持在冰点以上的温度值，或者维持某个预先设定的温度值。控制装置102可以激励紫外灯60，以便在需要时产生热量。声音产生电路116由控制装置102用于产生听觉表示。所述的听觉表示一般在水处理系统10经受预定的系统状态期间发生。这些预定的系统状态由控制装置102识别，然后，控制装置102启动声音产生电路116，从而产生可听的指示。

如前所述，存储装置118也和控制装置102电气相连。存储装置118用于存储和水处理系统10以及其相关的元件相关的各种数据值。在本发明的优选实施例中，存储装置118是EEPROM或一些其它的等效存储装置。本领域技术人员应当理解，可用于本发明的各种存储装置是可以得到的。

通信端口120也可以和控制装置102电气相连，其使得水处理系统10能够在控制装置102和外围装置例如个人计算机或手持监视装置之间进行双向通信。在本发明的优选实施例中，通信端口120使用RS-232通信平台和外围装置进行通信。在其它优选实施例中，通信端口120还可以和紫外灯装置14以及过滤装置16相连，以便监视和控制这些器件的各个操作特性。不过，在本发明的本优选实施例中，射频识别系统124被用于向控制装置102报告关于紫外灯装置14和过滤装置16的信息。

在图3所示的优选实施例中，射频识别系统124使用来自紫外光射频识别应答器126和过滤器射频识别应答器128的信号向控制装置102报告各种信息。在操作期间，紫外光射频识别应答器126和过滤器射频识别应答器128使用无线电和射频识别系统124通信。因为紫外灯装置14和过滤器装置16被设计成在其使用寿命结束时是可以更换的，每个紫外灯装置14和过滤器装置16含有存储每个装置的特定信息的应答器126，128。本领域技术人员应当理解，紫外光射频应答器可以和其它的电磁辐射发射器件或装置结合使用。射频识别系统124将在下面详细说明。

参见图4，在本发明的当前的优选实施例中，紫外灯装置14由和控制装置102电连接的感应耦合镇流器电路103激励。感应耦合镇流器电路103是一种自激振荡的半桥开关结构，其在高频下工作，在实际上提供瞬时的紫外灯照射。此外，使用MOSFET作为开关元件的感应耦合镇流器电路103自激振荡容易达到谐振，其被设计适用于空心变压器耦合结构，这简化了紫外灯装置14的结构。因为由感应耦合镇流器电路103形成的空心变压器耦合结构，这种紫外灯装置14或其它电磁辐射发射装置容易更换。本领域技术人员应当理解，感应耦合镇流器电路103也适合于作为一般的镇流器电路。

如图4所示，感应耦合镇流器电路103包括控制电路142，振荡器144，驱动器146，半桥开关电路148，串联谐振回路150，次级线圈52(见图2)，谐振灯电路152和紫外灯60。振荡器144和控制装置102电气相连，所述控制装置通过向控制电路142提供激励所述振荡器的电信号激励振荡器144。在操作期间，振荡器144向驱动器146提供电信号，然后，使半桥开关电路148被激励。半桥开关电路148激励串联谐振回路150，串联谐振回路150接着以感应方式激励紫外灯装置14中的紫外灯60。

还如图4所示，紫外灯装置14容纳着次级线圈52，谐振灯电路152和紫外灯60，同时电子装置44(图2)包括控制电路142，振荡器144，驱动器146，半桥开关电路148和串联谐振回路150。如前所述，一旦串联谐振回路被激励，紫外灯装置14中的次级线圈52便成为感应激励的。在优选实施例中，镇流器电路103的谐振频率大约是100kHz。这样，在紫外灯装置14中的次级线圈52也大约在100kHz谐振。如前所述，可以由控制装置102上下调整操作的谐振频率，以便适应常规元件的选择。此外，谐振频率也被在串联谐振回路150中选择的元件控制，这将在下面详细说明。

现在参看图5，控制电路142和控制装置102以及振荡器144电气相连。控制电路142包括多个电阻156，158，160，162，164，166，多个电容器168，170，172，二极管174，第一运算放大器176，第二运算放大器178。如图所示，电阻156和第一直流(“DC”)电源180、控制装置102的输出和电阻158相连。电阻158还和二极管174，电阻160以及电阻168相连。第一直流电源180和电容器168相连，电容器168还和二极管174相连。二极管174还和接地连线182相连，如同本领域技术人员理解的那样。电阻160和运算放大器176的负输入以及运算放大器178的正输入相连，从而完成从控制装置102到运算放大器176，178的电流通路。

再次参看图5所示的控制电路142，电阻162和第二直流电源184相连，并和电阻164，166串联。电阻166和接地连线182以及电容器170相连，电容器170又和直流电源180以及电阻164相连。运算放大器176的正输入被电气连接在电阻162和164之间，这在操作期间对运算放大器176提供直流参考电压。运算放大器178的负输入被电气连接在电阻164和166之间，这在操作期间对运算放大器178提供直流参考电压。运算放大器176，178的输出和振荡器144相连，这在下面详细说明。

在操作期间，控制电路142接收来自控制装置102的电信号，接着，其作为窗口比较器，使得只有当由控制装置102产生的输入电压在某个电压窗口内时才转换，来自控制装置102的优选的信号是交流信号，所述交流信号和其占空比信号一道，使得控制装置102能够通过感应耦合镇流器电路103的其余元件接通和断开紫外灯60，如下所述。控制电路142还防止误触发，并当控制装置102故障时使得能够进行正控制。

如图5所示，第一直流电源180和第二直流电源184对图5所示的电流提供电源。电子电路领域的技术人员应当理解，所述直流电源电路在所述领域内是熟知的，并且超出了本发明的范围。为了实现本发明的目的，重要的是注意到这种电路存在，并且能够被设计，以便由给定的交流或直流电源产生各种直流电压值。在本发明的优选实施例中，使用+14VDC和+19VDC的信号，如整个附图所示。本领域技术人员应当理解，图5披露的电路可以被设计用于在不同的直流电压下操作，并且这些值不应当作为对本发明的限制。

在图5所示的优选实施例中，控制电路142的输出和互锁电路190相连，从而防止当水处理系统10没有被正确地装配时紫外灯60被激励。互锁电路190包括磁互锁传感器192，多个电阻193，194，196，198，200，202，204，晶体管206和二极管208。参见图1，在本发明的优选实施例中，磁互锁传感器192被如此设置，使得当顶部护罩24没有被固定在内部套筒护罩26上时，水处理系统10将不激励紫外灯60。不过，本领域技术人员应当理解，磁互锁传感器192也可以被置于水处理系统10的其它的合适的位置。

参见图5，当磁互锁传感器192检测到水处理系统10未被正确装配时，磁互锁电路190通过把控制电路142的输出通过电阻206输入到接地连接182进行操作，如上所述。本领域技术人员应当理解，如果水处理系统10未被正确装配，磁互锁传感器192的输出便产生流经电阻194，196和198的电流，从而激励晶体管206的栅极，借以使控制电路142的输出信号对接地连接182短路。磁互锁传感器192通过电阻193由第二直流电源184供电，并且也和接地连接182相连。此外，磁互锁传感器192通过电阻200，202和204，二极管208，第一直流电源180和第二直流电源184的组合向控制装置102发送信号。所述信号还使控制装置102能够确定水处理系统10是否被正确地装配。为此，互锁电路190提供两种方法，确保当水处理系统10未被正确地装配时紫外灯60不被激励。

再次参见图5，振荡器144当水处理系统10正在处理水流时提供激励驱动器146的电信号。一旦电信号通过控制电路142从控制装置102发出，振荡器144便立即开始操作，如上所述。优选的振荡器144包括运算放大器210，线性偏置电阻212，缓冲器电路214，缓冲区反馈保护电路216和正反馈电路218。在操作期间，运算放大器210从控制电路142、线性偏置电阻212和正反馈电路218接收输入信号。运算放大器210还和第二直流电源184以及接地连接182相连，所述第二直流电源激励所述运算放大器210。

如图5所示，优选的缓冲器电路214包括第一晶体管220，第二晶体管222和一对电阻224，226。运算放大器210的输出和晶体管220，222的栅极相连，借以控制晶体管220，222的操作。第二直流电源184和电阻224相连，电阻224还和晶体管220的集电极相连。晶体管220的发射极和电阻226、晶体管222的发射极以及驱动器146的输入相连。晶体管222的集电极和接地连接182相连。在操作期间，缓冲器电路214缓冲来自运算放大器210的输出信号，并阻止负载改变拉动振荡频率。此外，缓冲器电路214增加感应耦合镇流器电路103的有效增益，这有助于确保振荡器144的快速启动。

缓冲器反馈保护电路216包括一对二极管228，230，它们和缓冲器电路214的输出借助于电阻226电气相连。如图5所示，第二直流电源184和二极管228的阴极相连。二极管228的阳极和二极管220的阴极和电阻226以及线性偏置电阻212相连。线性偏置电阻212向运算放大器210的负输入提供偏置反馈信号。此外，二极管230的阳极和接地连接182相连，这完成缓冲器反馈保护电路216。在水处理系统10的操作期间，缓冲器反馈电路216保护缓冲器电路214不向栅极泄漏密勒效应反馈。

如图5所示，正反馈电路218包括第一多绕组变压器232，多个电阻234，236，238，一对二极管240，242，和电容器244。变压器的二次侧和半桥开关电路148的输出以及串联谐振回路150相连，如图5所示。此外，来自多绕组变压器232的每个次级线圈的一个绕组和变压器232中的相对的次级线圈的另一个绕组相连。

变压器232的第一初级绕组和电阻234，236，238，二极管240，242，以及运算放大器210的正输入相连。变压器232的第二初级绕组和电阻238，二极管242的阴极，二极管240的阳极以及电容器244相连。这样，电阻238和二极管242，244和变压器232的第一、第二次级绕组并联，如图5所示。电容244还和运算放大器210的负输入电气相连。此外，电阻234和第二直流电源184相连，电阻236和接地连接182相连。电阻234，236和238保护运算放大器210免遭过电流，并且二极管240，242限制被发送给运算放大器210的输入端的反馈信号。

在操作期间，振荡器144接收来自控制电路142的对电容器244充电的信号，然后，所述电容器向运算放大器210的负输入发送一个电信号。运算放大器210的输出被输入到驱动器146，所述驱动器激励半桥开关电路148。如图5所示，变压器232被连接在这个电流通路中，并通过限制电流的电阻234，236，和238向回发送电信号，并且最终把电信号回送到运算放大器210的输入端。变压器232使得振荡器144能够自激振荡，感应耦合镇流器电路103维持振荡，直到控制装置102关闭水处理系统10，或者互锁电路190的晶体管206下拉振荡器144的输入。

再次参见图5，振荡器144的输出和驱动器146电气相连，在本实施例中，所述驱动器包括第二多绕组变压器246的第一初级绕组。第二变压器246是优选的驱动器146，因为变压器246的相位布置确保半桥开关电路148被交替地驱动，这避免了击穿导通。电容器248，250的双重结构和变压器246的次级绕组相连，借以阻止晶体管246中发生直流过电流。电容器246还和接地连接182相连，电容器250还和第二直流电源184相连。

变压器246的两个次级绕组和半桥开关电路148电气相连，所述半桥开关电路在操作期间从变压器246接收能量。如图5所示，半桥开关电路148在电气上被布置成为一个被变压器246的两个次级线圈驱动的MOSFET图腾柱半桥开关电路252。所述MOSFET图腾柱半桥开关电路252包括第一MOSFET晶体管254和第二MOSFET晶体管256，这优于常规的双极晶体管电路。能量通过多个电阻258，260，262，264从驱动器146传递给MOSFET晶体管254，256。MOSFET晶体管254，256被设计成一个在0电流下的软开关，并且只在操作期间具有导通损耗。由MOSFET晶体管254，256产生的输出更接近正弦的形式，其和传统的双极晶体管相比具有较少的谐波。使用MOSFET晶体管254，256还具有减少在操作期间在转换时由MOSFET晶体管254，256产生的射频干扰的优点。

在图5所示的优选的半桥开关电路148中，变压器246的第一次级绕组和电阻258，260相连。变压器246的第二次级绕组和电阻262，264相连。电阻260和MOSFET晶体管254的栅极相连，电阻264和MOSFET晶体管256的栅极相连。如图所示，变压器246的第一次级绕组以及电阻258和MOSFET晶体管254的发射极相连。变压器246的次级绕组以及电阻264和MOSFET晶体管256的栅极相连。MOSFET晶体管254的集电极和第二直流电源184相连，MOSFET晶体管254的发射极和MOSFET晶体管256的集电极相连。MOSFET晶体管256的发射极以及电阻262和接地连接182相连。

驱动器146的另一个优点在于，多绕组变压器246是一种非常普通的装置，用于向MOSFET晶体管254，256提供超过第二直流电源184的栅极电压，这是一个为了有效地操作所必须的条件。MOSFET晶体管254，256提供其它的优点，因为在其结构中固有地具有二极管，用于保护MOSFET图腾柱半桥开关电路252免受负载瞬变的影响。此外，在负载改变时，由串联谐振回路150反射的过电压通过在MOSFET晶体管254，256内的固有的二极管返回电源线。

参见图5，半桥开关电路148的输出和串联谐振回路150的输入相连，所述串联谐振回路接着以感应方式激励紫外灯装置14的次级线圈52。如上所述，在本发明的优选实施例中，振荡器144的正反馈电路和半桥开关电路148的输出以及串联谐振回路150的输入相连，用于在操作期间向振荡器144的运算放大器210提供反馈。不过，半桥开关电路148的输出通过变压器232的次级线圈和串联谐振回路150的输入相连，如图5所示。

参见图5，串联谐振回路150包括感应耦合器270，一对储能电容器271，272的并联组合，一对二极管274，276和电容器278。感应耦合器270和变压器的次级线圈相连，并被连接在储能电容271，272之间。储能电容271也和第二直流电源184相连，储能电容272也和接地连接182相连。此外，储能电容271和第二直流电源184和二极管274的阳极相连。二极管274的阴极和电容器278两者和第二直流电源184相连。电容器278和二极管276的阳极以及接地连接182相连。储能电容272还和二极管276的阴极相连。

重要的是注意到串联谐振回路150承受感应耦合镇流器电路103的元件组合的所有的杂散电感。这是重要的，因为作为由串联谐振回路150承受的组合电感的杂散电感将在谐振外部的任何条件下极大地限制电源瞬变。次级线圈52和谐振灯电路152的电感也被阻抗值反射，所述阻抗值帮助确定和限制被提供给紫外灯装置的次级线圈52的功率。一般地说，因为杂散和反射电感，强制振荡器/变压器组合具有功率传递限制。换句话说，变压器和电容器的电感在负载中是串联的。

串联谐振回路150的操作频率被设置为大约100KHz，这由感应耦合器270的电感和储能电容器271，272的并联电容值确定，所述电容器在优选实施例中是0，1uF。储能电容器271，272必须具有低的耗散系数，并且能够处理大的电流值，所述电流在启动时是14安培。所述谐振频率可以被上下调整，并且已经被选择，使得能够选用常规的元件。

感应耦合器270包括10匝导线，用于产生感应激励紫外灯装置14中的次级线圈52所需的功率。感应耦合器270被设置在水处理系统10的出口杯36(见图2A)中，并且导线围绕直径大约为3.5英寸的出口杯缠绕。在优选实施例中，使用绞合线作为感应耦合器270，这是因为，由于在100KHz下操作时产生的大电流引起的边缘效应，绞合线在性能和工作温度方面尤其有效。如上所述，在操作期间，感应耦合器270以感应方式激励紫外灯装置14的次级线圈52。

参见图2A，当水处理系统10被装配时，紫外灯装置14的次级线圈52被设置在出口杯36和内部套筒护罩26中。在优选实施例中，次级线圈52具有55匝小直径的导线，这些导线被缠绕在大约2英寸的直径的次级线圈52内。重要的是注意到出口杯36和容纳次级线圈52的基座装置50之间的连接被设计成具有大的气隙允差和非对准允差。事实上，所述间隙用于调整耦合系数，借以调整紫外灯60的工作点。此外，因为感应耦合镇流器电路103，本发明通过提供不需要紫外灯装置14的特定接点的连接，提供了其它的优点。

本领域的技术人员显然可以看出，上面提出的感应耦合镇流器电路103可以容易地被包括在其它照明系统中，并提供优于现有技术的镇流电路的优点，因为其不需要物理连接便能驱动灯。这使得紫外灯装置14一旦达到其操作寿命便能够容易地被更换。感应耦合镇流器电路103能够瞬时地激励若干种不同类型的灯或灯泡。

再次参见图5，镇流器反馈电路122和串联谐振回路150的感应耦合器270以及控制装置102电气相连。在感应耦合镇流器电路103驱动紫外灯60时，镇流器反馈电路122对控制装置102提供反馈。这使得控制装置102能够控制由感应耦合器270提供给紫外灯装置14的次级线圈的能量。这使得控制装置102能够确定紫外灯装置60是否被接通，此外，在其它的实施例中，还可以确定被加于紫外灯60的电流和电压的数量。

如图5所示，镇流器反馈电路122包括运算放大器280，一对电阻282，284，一对二极管286，288和电容器290。来自串联谐振回路150的信号被送到二极管286的阳极。二极管286的阴极和电容器290以及电阻282相连。此外，电阻282和二极管288的阳极、电阻284以及运算放大器280的正输入相连。电阻284还和运算放大器280的正输入以及直流电源180相连。电容器290还和第一直流电源180相连，同时二极管288的阴极和第二直流电源184相连。运算放大器280的负输入和运算放大器280的输出直接相连。运算放大器280的输出和控制装置102相连，借以由运算放大器280向控制装置102提供反馈信号。

参见图6，紫外灯装置14包括紫外灯60，谐振灯电路152和次级线圈52。紫外灯60包括一对灯泡300，302，和一对灯丝304，306。灯泡300，302利用上连接支架308和下连接支架310被保持在一起。次级线圈52和谐振灯电路152相连，所述谐振灯电路又和紫外灯60的灯丝304，306相连。谐振灯电路152包括和启动器电路314电气相连的电容器312。

虽然在本发明的优选实施例中提出了一种紫外灯装置14，如前所述，但是，本领域的技术人员应当理解，在本发明中可以使用其它的电磁辐射发射装置。例如，紫外灯装置14可以使用脉冲的白光灯或绝缘阻挡层放电灯，用于杀伤水流中的微生物。本领域技术人员应当理解，感应耦合镇流器电路103可以用于驱动可以用于本发明的不同类型的电磁辐射发射装置。因而，本发明不应当只限于覆盖使用包括紫外灯30的紫外灯装置14的水处理系统。

如图7所示，启动器电路314包括桥式整流电路320，可控硅整流器322，串联连接的二极管324，326，328，330，三端双向可控硅元件332，多个晶体管334，336，多个电阻338，340，342，344，346和多个电容器348，350。本领域技术人员应当理解，三端双向可控硅332可以是任何等效的器件，例如FET晶体管或可控硅整流器。此外，本领域技术人员应当理解，桥式整流电路320包括多个二极管352，354，456，358，它们和紫外灯60的灯丝304，306相连。

参见图7，桥式整流电路320和可控硅整流器322、电阻338以及接地连接182相连。可控硅整流器322还和串联连接的二极管324、326、328、330以及三端双向可控硅332相连，它们还和接地连接182相连。电阻338和三端双向可控硅332、电阻340以及电阻342相连。电阻340和晶体管334的集电极、晶体管336的栅极、电容器348以及电阻344相连。电容器348和电阻344还和接地连接182相连。电阻342和晶体管336的发射极以及电容器350相连，它们还和接地连接182相连。三端双向可控硅332和晶体管334的发射极相连，晶体管334的栅极和晶体管336的集电极以及电阻346相连。电阻346和接地连接182相连从而完成启动器电路314。

再次参见图6，在操作期间，电容器312通过串联谐振回路150的感应耦合器270(见图5)改变紫外灯60的反射阻抗来改变和限制提供给紫外灯60的电流。启动器电路314被设计用于在启动期间使灯丝304，306短路，借以使灯泡300，302得到最大的预热。这使得紫外灯60能够使灯泡300，302内的最大的水银分散体放电，从而产生最大紫外光强度，并且当水通过紫外灯装置14时向水提供最高剂量的紫外光。换句话说，启动器电路314被这样设计，使得紫外灯60在最大强度下即时点燃。为了获得最大的输出，在灯泡300，302中的水银的位置是重要的。当水银在等离子通路内凝结时，水银在灯泡300，302内分布得更均匀。较快的散布还使得能够较快地达到峰值强度，借以使得在启动时能够给予水流更快更强的紫外光剂量。

参见图2B，O形圈62作为散热器被特意地设置在流过一对石英管58的水的通路和紫外灯60的等离子通路之间，从而使水银能够在等离子通路内凝结，以便改善瞬时的紫外光输出。在紫外灯60被激励时，整个电路的电压被加于电容器312，灯丝304，306和启动器电路314上。因为灯丝304，306和在启动时作为短路的启动器电路314的低的阻抗值，产生的电流很大，以便最大程度地使紫外灯60预热。这使得紫外灯60预热，以便在启动时分散一些初始水银。当启动器电路314发热时，启动器电路314的RC时间常数释放短路器件，所述短路器件在优选实施例中是三端双向可控硅，借以使全部电压加于灯丝304，306上。启动器电路314比热敏电阻使得能够更好地启动，因为热敏电阻在断开之后消耗较多的能量，并且不能快速地断开。

参见图8，其中示出了和控制装置102电气相连的优选的射频识别系统124。射频识别系统124使用基站和紫外光射频识别应答器126以及过滤器射频识别应答器128进行通信。射频识别系统124使得能够非接触地读出和写入数据，所述数据被双向地在基站360和应答器126，128之间传递。在优选实施例中，射频识别系统124由TEMIC半导体公司制造，型号是TR5551A-PP。

射频识别系统124被控制装置102用于保持跟踪每个紫外灯装置14和过滤装置16的特定信息。如前所述，紫外灯装置14和过滤装置16两者都被设计成为容易更换的。因为紫外光射频识别应答器126和过滤器射频识别应答器128位于紫外灯装置14或过滤装置16内，所以这些装置永远不会分离，这使得控制装置102能够通过基站360对应答器126，128写入和读出信息。

再次参见图8，紫外光射频识别应答器126包括应答器天线362和读写(e5551)芯片364。读写(e5551)芯片还包括EEPROM器件366，其在存储位置物理地存储各个紫外灯装置14的相关信息。在当前的优选实施例中，所述信息包括紫外灯序列号，紫外灯启动限制，紫外灯接通时间限制，紫外灯安装时间限制，紫外灯循环接通时间，循环方式低温，最小的紫外灯接通时间，紫外灯高方式时间和紫外灯预热时间。此外，在紫外光射频识别应答器126中的EEPROM366使得控制装置102能够保持跟踪紫外灯安装时间，紫外灯通电时间，紫外灯启动和总的紫外灯冷启动。

紫外灯序列号对于每个紫外灯装置14是唯一的，并且使得水处理系统10的控制装置102能够保持跟踪在水处理系统10中已经安装了哪些紫外灯装置14。紫外灯启动限制涉及最大允许的紫外灯启动次数，紫外灯接通时间限制涉及紫外灯60的最大允许的安装时间。紫外灯安装时间限制涉及紫外灯装置14的最大可允许安装时间，紫外灯循环接通时间涉及在低温方式下紫外灯60需要被激励的最低时间量。循环方式低温信息涉及这样一个温度值，在此温度下水处理系统10转换成低温方式，最小紫外灯接通时间涉及紫外灯60必须保持被激励的最小时间量。紫外灯高方式时间信息涉及紫外灯60在高方式下工作的时间量，紫外灯预热时间涉及紫外灯60需要被预热的时间量。

如前所述，在紫外光射频识别应答器126中的EEPROM还能够保持跟踪紫外灯的安装时间。这个信息跟踪当前的紫外灯60被装入水处理系统10中的小时数。在优选实施例中，紫外灯60被插入水处理系统10中一分钟，则总时间增加一分钟。EEPROM器件336还保持跟踪紫外灯的通电时间和总的紫外灯通电时间。紫外灯通电时间和总的紫外灯通电时间保持跟踪紫外灯60被接通的时间量，使得控制装置102能够确定是否需要安装新的紫外灯装置14。紫外灯启动存储位置存储紫外灯60已被启动的次数，使得控制装置102可以使用这个信息确定紫外灯60的寿命是否终结。总的紫外灯冷启动存储位置跟踪紫外灯60在环境温度检测器114指示温度在预定的门限值以下时被启动的次数。

再次参见图8，过滤器射频识别应答器128包括应答器天线368和读写(e5551)芯片370。读写(e5551)芯片还包括EEPROM器件372，其在物理上在存储位置存储各个过滤器装置16的相关信息。在当前的优选实施例中，相关信息包括过滤器装置的序列号，过滤器装置的容积限制，过滤器装置安装时间限制，以及插入的过滤器装置门限百分数。

过滤器装置序列号用于唯一地识别不同的过滤器装置16，使得控制装置102可以监视在水处理系统10中已经安装了哪些过滤器装置16。过滤器装置容积限制和过滤器装置被设计在达到其寿命结束前过滤器装置过滤的水的体积相关。过滤器装置安装时间限制用于由控制装置102根据预定的可允许浸湿时间计算过滤器装置16的剩余寿命。插入的过滤器装置门限百分数含有在过滤器装置16需要被更换之前最大可允许的流量减少百分数。这包括在插入的过滤器装置16的错误被控制装置102发现之前过滤器装置16劣化的百分数。

射频识别系统124包括基站360，线圈380，多个二极管382，384，386，388，390，392，394，多个电阻396，398，400，402，404，406，408，410，412，414，416，418，420，以及按照图8连接的多个电容器422，424，426，428，430，432，434，436。本领域技术人员应当理解，上述的元件的连接是本领域技术人员熟知的。射频识别系统124已经使用对于TK5551A-PP提出的规范被安装在水处理系统10中，如前所述，其由TEMIC半导体公司制造。为实现本发明，重要的是注意到基站360使用线圈380和紫外光射频识别应答器126以及过滤器射频识别应答器128进行双向通信。

控制装置102和基站360电气相连，使得控制装置102可以和基站360通信。这样，控制装置102便可以使用线圈380通过基站360在紫外光射频识别应答器126以及过滤器射频识别应答器128中写入和读出信息。射频识别系统124和第一直流电源180以及第二直流电源184相连，如图8所示，在操作期间，这些电源为射频识别系统124提供能量。

本领域技术人员应当理解，其它的识别系统例如接触型识别系统也可以用于本发明。不过，本发明目前优选的实施例使用射频识别系统124，因为这种系统能够提供其固有的优点。

参见图9，流量检测器电路104和控制装置102相连，用于向控制装置102提供表示水正在通过水处理系统10流动的电信号。所述流量检测器电路104包括流量检测器440，多个电容器442，444和电阻446。流量检测器由Allegro制造，型号为3134。电容器442和流量检测器440，第一直流电源180，以及第二直流电源184相连。在和控制装置102连接之前，流量检测器440的输出和电阻446与电容器444的并联组合相连。电阻446和电容器444还和第二直流电源184相连。在操作期间，流量检测器440向控制装置102提供电信号，所述电信号表示水正在水处理系统10中流动，从而使控制装置102向紫外灯60立刻供电。本领域技术人员应当理解，所披露的流量检测器电路104可以具有许多改变，因而所披露的流量检测器电路104只是一个例子，并不构成对本发明的限制。

参见图10，环境光检测器电路108包括光敏二极管450，运算放大器452，多个电阻454，456，458，460，二极管462，以及电容器464，它们如图所示电气相连。为实现本发明，注意到以下的事实便足够了：光敏二极管450向运算放大器452的负输入提供电信号，然后，运算放大器调节所述信号，以便用于控制装置102。环境光检测器电路108由第一直流电源电路180和第二直流电源电路184供电。本领域技术人员应当理解，环境光检测器电路108的结构可以改变，现在披露的优选实施例不应当作为本发明的限制。

参见图11，如前所述，可见光检测器电路110和控制装置102相连，以便在操作期间向控制装置102提供相应于紫外灯60的强度的电信号。在优选实施例中，可见光检测器电路110包括光敏电阻470，运算放大器472，二极管474，多个电阻476，478，480，482，484，486以及电容器488，它们按照图11所示电气相连。此外，可见光检测器电路110由第一直流电源180和第二直流电源184供电。本领域技术人员应当理解，可见光检测器电路110取由光敏电阻470产生的电信号，并利用运算放大器472对其放大，然后输入到控制装置102。此外，本领域技术人员应当理解，可见光检测器电路110的结构可以改变，此处披露的仅是一个例子，不应当作为对本发明的限制。

参见图12，如前所述，优选的环境温度检测器电路114和控制装置102相连，用于向控制装置102提供随环境温度的相应改变而改变的电信号。环境温度检测器电路114包括热敏电阻490，运算放大器492，多个电阻494，496，498和电容器500，它们如图12所示电气相连。在操作期间，在热敏电阻490上的电压降随环境温度的改变而改变，借以使从运算放大器492的输出向控制装置102发送的电信号增加或减少。本领域技术人员应当理解，环境温度检测器电路114的结构可以改变。图12所示的环境温度检测器电路114仅是一个例子，不应当构成对本发明的限制。

参见图13，如前所述，优选的声音发生电路116和控制装置102相连，用于根据预定的系统状态产生可听的表示。优选的声音发生电路116包括压电元件510，多个晶体管512，514，516，多个电阻518，520，522，524，526，528，530，532，534，多个电容器536，538，二极管540，它们按照图13所示电气相连。本领域技术人员容易看出，控制装置102能够激励压电元件510，借以使压电元件510通过振动产生可听的声音。本领域技术人员应当理解，借以许多发生可听声音的装置和电路。现在披露的声音发生电路116只是一个例子，同样不应当构成对本发明的限制。

参见图14，如前所述，通信端口120和控制装置102相连。通信端口120由控制装置102用于和外围装置(未示出)例如个人计算机或手持装置进行双向通信。在优选实施例中，通信端口120包括多个齐纳二极管550，552，554和多个电阻556，558，560，562，566，568，570，它们按照图14所示电气相连。第一直流电源180和第二直流电源184向通信端口120提供电源。通信端口120被设计使用RS-232通信标准，这在本领域中是熟知的。提供端口连接器572，使得外围装置可以和通信端口120相连。本领域技术人员应当理解，可以使用不同类型的通信端口，这不属于本发明的范围。所以，此处披露的优选的通信端口120只是一个例子，不应当构成对本发明的限制。

虽然本发明以其当前最好的操作方式和实施例进行了说明，但是，本领域技术人员显然可以设想出本发明的其它操作方式和实施例。此外，虽然本发明的优选实施例针对水处理系统10，本领域技术人员应当理解，本发明可以容易地被包括在许多不同类型的流体处理系统中。

Claims (67)

1.一种镇流器电路，包括：

控制电路；

和所述控制电路电气相连的振荡器，其中所述振荡器响应于来自所述控制电路的预定的电信号被启动；

和所述振荡器电气相连的驱动器，其中所述振荡器的输出控制所述驱动器；

和所述驱动器电气相连的半桥开关电路，其中所述驱动器的输出控制所述半桥开关电路；

和所述半桥开关电路电气相连的串联谐振回路，其中所述串联谐振回路包括感应耦合器；

和所述串联谐振回路感应耦合的次级线圈，所述次级线圈能够从对所述串联谐振回路充分接近的位置除去，

其中所述串联谐振回路以感应方式激励所述次级线圈；以及

和所述次级线圈电气相连的负载，借此由所述次级线圈向所述负载供电。

2.如权利要求1所述的镇流器电路，其中所述负载还被定义为谐振灯电路。

3.如权利要求2所述的镇流器电路，其中所述谐振灯电路和所述串联谐振回路在相同的频率周围谐振。

4.如权利要求2所述的镇流器电路，其中所述谐振灯电路包括电磁辐射发射器件。

5.如权利要求4所述的镇流器电路，其中所述电磁辐射发射器件是紫外灯、白炽灯、发光二极管灯、脉冲白光灯和绝缘阻挡层放电灯中的一种。

6.如权利要求1所述的镇流器电路，其中所述振荡器包括缓冲器电路，其阻止负载变化拉动所述振荡器的振荡频率。

7.如权利要求1所述的镇流器电路，其中所述驱动器包括多绕组变压器。

8.如权利要求1所述的镇流器电路，其中所述开关电路包括MOSFET图腾柱半桥开关电路。

9.如权利要求1所述的镇流器电路，其中所述串联谐振回路还包括一对储能电容器、一对二极管和电容器。

10.如权利要求2所述的镇流器电路，其中所述谐振灯电路包括电容器和启动器电路。

11.一种镇流器电路，包括：

包括次级线圈的电磁辐射发射装置；以及

包括感应耦合器的电子装置，所述感应耦合器和所述电磁辐射发射装置分开一个气隙，当所述电子装置被激励时，所述感应耦合器可操作地用于在所述次级线圈中感应电压，

其中所述气隙的磁导作为在所述感应耦合器和所述次级线圈之间的距离的函数可调，所述电磁辐射发射装置的工作点作为所述磁导的函数可调。

12.如权利要求11所述的镇流器电路，其中所述感应耦合器在串联谐振回路中包括感应阻抗。

13.如权利要求11所述的镇流器电路，其中所述感应耦合器可操作地用于在所述气隙中产生交变磁通，所述交变磁通可操作地用于在所述次级线圈中感应电压。

14.如权利要求11所述的镇流器电路，其中所述气隙可操作地用于在所述感应耦合器和所述次级线圈之间提供互感磁通路径。

15.如权利要求11所述的镇流器电路，其中所述气隙可操作地用于执行限流功能。

16.如权利要求11所述的镇流器电路，其中所述感应耦合器和所述次级线圈可操作地配合以形成空心变压器。

17.如权利要求11所述的镇流器电路，其中所述电磁辐射发射装置还包括谐振灯电路和电磁辐射发射器件。

18.如权利要求11所述的镇流器电路，其中所述电子装置还包括振荡器、驱动器、半桥开关电路和串联谐振回路，其中所述振荡器向所述驱动器提供电信号，所述驱动器然后使所述半桥开关电路激励，并且所述半桥开关电路激励所述串联谐振回路。

19.一种镇流器电路，包括：

电磁辐射发射装置，该装置包括和电磁辐射发射器件电气相连的次级线圈；

串联谐振回路，该电路包括感应耦合器，所述感应耦合器和所述次级线圈可操作地用于形成空心变压器，以便以感应方式耦合所述电磁辐射发射装置和所述串联谐振回路，所述次级线圈能够从对所述感应耦合器充分接近的位置除去；

所述次级线圈和所述感应耦合器形成耦合系数，所述电磁辐射发射装置的工作点作为所述耦合系数的函数可调；

和所述串联谐振回路电气相连的半桥开关电路；

和所述半桥开关电路电气相连的驱动器；以及

和所述驱动器以及所述串联谐振回路电气相连的振荡器，所述振荡器可操作地用于指导所述半桥开关电路激励所述串联谐振回路，作为来自所述串联谐振回路的反馈的函数，所述串联谐振回路可操作地用于以感应方式激励所述电磁辐射发射器件。

20.如权利要求19所述的镇流器电路，其中所述电磁辐射发射装置还包括和所述次级线圈以及所述电磁辐射发射器件电气相连的谐振灯电路。

21.如权利要求19所述的镇流器电路，其中所述串联谐振回路和所述电磁辐射发射装置的谐振频率相似，以便最优化所述空心变压器的功率传递。

22.如权利要求19所述的镇流器电路，其中所述串联谐振回路还包括串联储能电容器，所述镇流器电路的谐振频率被确定为所述感应耦合器、所述串联储能电容器和所述电磁辐射发射装置的函数。

23.如权利要求19所述的镇流器电路，其中所述电磁辐射发射装置还包括电容器，所述电容器和所述电磁辐射发射器件电气串联，以便使所述电磁发射装置和所述串联谐振回路的阻抗匹配。

24.如权利要求19所述的镇流器电路，其中所述电磁辐射发射装置还包括和所述电磁辐射发射器件电气相连的启动器电路，当所述电磁辐射发射器件被以感应的方式激励时，所述启动器电路可独立地操作用于起到短路预定时间常数的作用。

25.如权利要求19所述的镇流器电路，其中所述电磁辐射发射装置还包括和所述次级线圈以及所述电磁辐射发射器件电气相连的启动器电路，所述启动器电路由缺乏导体的外部控制机构指导。

26.如权利要求25所述的镇流器电路，其中所述外部控制机构可操作地用于用光学控制信号、射频控制信号和电磁控制信号中的至少一种指导所述启动器电路。

27.如权利要求19所述的镇流器电路，其中所述镇流器电路可操作地用于自激振荡，以便保持谐振频率作为所述电磁辐射发射装置的反射阻抗的函数。

28.如权利要求19所述的镇流器电路，其中所述镇流器电路可用于水处理系统中。

29.一种激励作为负载的电磁辐射发射器件的方法，该方法包括：

激励半桥开关电路；

用半桥开关电路的输出激励串联谐振回路，以便产生感应耦合器两端之间的电压；

用所述感应耦合器在次级绕组中感应电压，所述次级绕组和所述感应耦合器分开一个气隙；以及

用在所述次级绕组中感应的电压激励所述负载并且改变在所述感应耦合器和所述次级绕组之间的距离来调整耦合系数，其中所述负载的工作点作为所述耦合系数的函数可调。

30.如权利要求29所述的方法，其中激励所述开关电路包括用来自所述串联谐振回路的反馈信号控制所述开关电路的激励以便最大化功率传递。

31.如权利要求29所述的方法，包括用和所述负载串联连接的电容器阻抗匹配所述串联谐振回路和所述次级绕组的初始步骤。

32.如权利要求31所述的方法，其中激励所述负载包括在所述次级绕组、所述电容器和所述负载的谐振频率下激励所述串联谐振回路。

33.如权利要求29所述的方法，其中激励负载包括使和所述负载电气串联的启动器电路短路一个预定的时间，以便在缺乏所述启动器电路的外部控制的启动期间最大化所述次级绕组中的电流。

34.如权利要求29所述的方法，其中在所述次级绕组中感应电压包括执行限流作为所述气隙的函数。

35.如权利要求29所述的方法，其中在所述次级绕组中感应电压包括用所述感应耦合器和所述次级绕组形成空心变压器。

36.如权利要求29所述的方法，其中在所述次级绕组中感应电压包括在所述气隙中产生交变磁通。

37.如权利要求29所述的方法，其中激励所述串联谐振回路包括振荡施加在所述感应耦合器两端的所述电压的频率作为由所述负载反射到所述串联谐振回路的阻抗的函数。

38.一种镇流器电路，包括：

振荡器；

和所述振荡器电气相连的驱动器，其中所述振荡器的输出控制所述驱动器；

和所述驱动器电气相连的半桥开关电路，其中所述驱动器的输出控制所述半桥开关电路；

和所述半桥开关电路电气相连的串联谐振回路，其中所述串联谐振回路包括初级线圈，所述串联谐振回路能够感应地与电磁辐射发射装置耦合，其中所述电磁辐射发射装置能够从对所述串联谐振回路充分接近的位置除去；以及

和所述振荡器以及所述串联谐振回路电气耦合的正反馈电路，所述正反馈电路检测所述串联谐振回路中的电信号，并且提供输入到所述振荡器作为所述电信号的函数。

39.如权利要求38所述的镇流器电路，其中所述正反馈电路包括耦合到所述串联谐振回路的电流传感变压器。

40.如权利要求38所述的镇流器电路，其中所述正反馈电路包括耦合到所述串联谐振回路中的一对初级线圈上的电流传感变压器。

41.如权利要求40所述的镇流器电路，其中所述串联谐振回路是包含有感应耦合器和一对储能电容器的串联谐振回路。

42.如权利要求41所述的镇流器电路，其中所述开关电路是包含有一对次级线圈和一对晶体管的开关电路，所述次级线圈极性相反以便提供所述晶体管的交替操作。

43.如权利要求42所述的镇流器电路，其中所述开关电路和所述串联谐振电路电气相连，其中所述晶体管的交替操作交替地对所述储能电容器充电和放电。

44.如权利要求43所述的镇流器电路，其中所述电流传感变压器耦合到在所述开关电路和所述初级线圈之间的所述镇流器电路。

45.如权利要求38所述的镇流器电路还包括限流电路。

46.如权利要求45所述的镇流器电路，其中所述限流电路包括耦合到所述串联谐振回路的电流传感变压器。

47.如权利要求46所述的镇流器电路，其中所述限流电路包括运算放大器，所述电流传感变压器被电气连接到所述限流电路的所述运算放大器的第一输入端。

48.如权利要求47所述的镇流器电路，其中所述限流电路包括被电气连接到所述限流电路的所述运算放大器的第二输入端的参考信号，所述参考信号对应于所需的阈值。

49.如权利要求48所述的镇流器电路，还包括用于启动和禁止所述镇流器电路的控制电路；以及

其中所述限流电路包括其一个输出端电气连接到所述控制电路的锁存器，所述控制电路响应于从所述锁存器接收到的所述输出启动和禁止所述镇流器电路，所述限流电路的所述运算放大器的一个输出端被电气连接到所述锁存器的一个输入端。

50.如权利要求49所述的镇流器电路，其中所述限流电路包括用于复位所述锁存器的复位。

51.如权利要求50所述的镇流器电路，其中所述锁存器是触发器。

52.如权利要求51所述的镇流器电路，其中所述正反馈电路的所述电流传感变压器包括围绕一个芯缠绕的次级线圈，所述限流电路的所述电流传感变压器包括围绕所述芯缠绕的次级线圈。

53.一种镇流器电路，包括：

控制电路；

和所述控制电路电气相连的振荡器；

和所述振荡器电气相连的驱动器，其中所述振荡器的输出控制所述驱动器；

和所述驱动器电气相连的半桥开关电路，其中所述驱动器的输出控制所述半桥开关电路；

和所述半桥开关电路电气相连的串联谐振回路，其中所述串联谐振回路包括初级线圈；

和所述振荡器以及所述串联谐振回路电气相连的正反馈电路，所述正反馈电路检测所述串联谐振回路中的电信号，并且提供输入到所述振荡器作为所述电信号的函数；以及

电气连接到所述串联谐振回路并且电气连接到所述控制电路的限流电路，其中所述控制电路响应于来自所述限流电路的预定信号禁止该镇流器电路。

54.如权利要求53所述的镇流器电路，其中所述限流电路包括耦合到所述串联谐振回路的电流传感变压器。

55.如权利要求54所述的镇流器电路，其中所述限流电路包括运算放大器，所述电流传感变压器被电气连接到所述限流电路的所述运算放大器的第一输入端。

56.如权利要求55所述的镇流器电路，其中所述限流电路包括被电气连接到所述限流电路的所述运算放大器的第二输入端的参考信号，所述参考信号对应于所需的阈值。

57.如权利要求56所述的镇流器电路，其中所述限流电路包括其一个输出端电气连接到所述控制电路的锁存器，所述控制电路响应于从所述锁存器接收到的输出启动和禁止所述镇流器电路。

58.如权利要求57所述的镇流器电路，其中所述限流电路的所述运算放大器的一个输出端被电气连接到所述锁存器的一个输入端。

59.如权利要求58所述的镇流器电路，其中当所述第一输入超过所述第二输入时，所述运算放大器提供一个信号输出。

60.如权利要求59所述的镇流器电路，其中所述限流电路包括用于复位所述锁存器的复位。

61.如权利要求60所述的镇流器电路，其中所述锁存器是触发器。

62.如权利要求61所述的镇流器电路，其中所述正反馈电路的所述电流传感变压器包括围绕一个芯缠绕的次级线圈，所述限流电路的所述电流传感变压器包括围绕所述芯缠绕的次级线圈。

63.如权利要求53所述的镇流器电路，其中所述串联谐振回路是包含有感应耦合器和一对储能电容器的串联谐振回路。

64.如权利要求63所述的镇流器电路，其中所述开关电路是包含有一对次级线圈和一对晶体管的半桥开关电路，所述次级线圈的每一个唯一地和所述一对晶体管的其中一个电气相连，所述次级线圈的极性相反以便提供所述晶体管的交替操作。

65.如权利要求53所述的镇流器电路，其中所述正反馈电路包括耦合到所述串联谐振回路的电流传感变压器。

66.如权利要求64所述的镇流器电路，其中所述半桥开关电路和所述串联谐振回路电气相连，其中所述晶体管的交替操作交替地对所述一对储能电容器充电和放电。

67.一种用于通过感应耦合向负载供电的方法，包括以下步骤：

在一个频率下向具有初级线圈的感应耦合的串联谐振回路提供一个信号；

监视在所述串联谐振回路中的所述信号；以及

调整该提供到串联谐振回路的信号的频率作为在所述串联谐振回路中的所述信号的函数。