CN101171888B - 放电灯的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于具有两个阴极的放电灯(10)的驱动装置，包括具有供给输入电压(Val)并适合于在所述阴极的端部提供交流电压的第一装置(1，11)、能监视每个所述电压的状态并适合于测量在所述灯(10)接近老化条件时形成的灯的电压波形的第一直流电压信号(Vdc)的第二装置(3)、连接到所述第二装置(3)并适合于在所述第一直流电压信号(Vdc)的预定的变化发生时使所述第一装置(11)不工作的第三装置(40)，其特征在于，还包括适合于给所述第三装置(40)提供其值与所述电源电压(Val)成比例的第二直流电压信号(Vdca)的第四装置(50)，所述第三装置(40)适合于在与所述第二直流电压信号(Vdca)有关的所述第一直流电压信号(Vdc)的预定的变化发生时，使所述第一装置(11)不工作。

Description

放电灯的控制装置
技术领域
本发明涉及驱动放电灯，尤其是荧光灯的装置。
背景技术
通常，荧光灯由含有少量汞的玻璃管、低压惰性气体和涂在管内部的磷粉末构成。末端是连接到合适的驱动电路的两个电极，它们产生电弧，有了电弧则可以产生并维持气体放电。
在可能的驱动电路中，所谓的高频镇流器电路可以列举如下：这些电路在它们的输出端，以一定的频率和幅度产生使灯保持开启所必须的交流电压信号；这个波形是由含有开关频率达几十KHz的几个晶体管、限流线圈和滤波电容的电路产生的。
当接近灯的老化条件时，该末端的电压会由于阴极上的发射涂层的耗尽而趋于增大，端部的压降也随之增大。通常，这种现象的发生是不对称的，一个阴极在另一个之前老化；这种现象称作“整流效应”。
由此引起的灯的消耗功率的增大会导致过热，这会产生危险的结果，例如灯本身周围的玻璃的熔化；为此，镇流器电路必须在其超过一定程度时，检测这个破坏条件，并采取适当的预防措施，例如关掉镇流器。
已经进行了各种尝试来阻止由老化所引起的灯的过热，例如欧洲专利0681414中公开的。在所述的专利中，放电灯10的镇流器电路具有两个阴极(图1)，其中的镇流器电路包括由装置11驱动的逆变器1，在它的输出端提供交流电压；逆变器1通过来自PFC或来自由主电压Vin依次馈给的整流级100的电压Val馈给。镇流器包括将放电灯10连接到所述的输出端的电路2，测量位于灯和地GND之间的隔直流电容器C1端部的直流电压分量Vdc1的另一电路3，以及在灯接近老化条件时适合于使逆变器1不工作的装置4。在装置4中，测量的直流分量Vdc1和与地GND相关的并由装置5产生的信号Vdcm进行比较；如果所述的分量Vdc1比信号Vdcm小或大，且小于或大于给定值，装置4会通过信号Dis作用于装置11来关掉逆变器1。
所提出的解决方案没有考虑到主要与逆变器的输入电压的变化有关的问题，不论是整流的主电压还是功率因数校正(PFC)级的输出。这些变化的原因可能是逆变器的输入电容的值很低，或者是产生压降的主电压的短时间中断，或者是使它变化的瞬时现象。此外，频率等于主电压频率两倍的振荡叠加在逆变器的输入电压的直流值上；这个振荡的幅度与位于整流器级(通常是二极管桥)的下游或PFC的下游的电容(电解的)的值成反比。
即使灯没有出现任何形式的老化条件，上述专利所提出的电路也存在一种上面提到的逆变器输入电压的变化。
发明内容
根据所描述的技术的现状，本发明的目的是提供一种用于驱动放电灯的装置，它解决了上述的不便之处。
根据本发明，这个目的实现借助于一种用于具有两个阴极的放电灯的驱动装置，包括具有供给输入电压并适合于在所述阴极的端部提供交流电压的第一装置、能监视每个所述电压的状态并适合于测量在所述灯接近老化条件时形成的灯的电压波形的第一直流电压信号的第二装置、连接到所述第二装置并适合于在所述第一直流电压信号的预定的变化发生时使所述第一装置不工作的第三装置，其特征在于，还包括适合于给所述第三装置提供其值与所述电源电压成比例的第二直流电压信号的第四装置，所述第三装置适合于在与所述第二直流电压信号有关的所述第一直流电压信号的预定的变化发生时，使所述第一装置不工作。
有了本发明，可以制造用于放电灯的驱动装置，它能避免该驱动装置的电源电压发生变化时替换放电灯。
本发明的特点和优点可以从下面的结合附图详细描述的本发明的非限制性的实施例中明显的看出。
附图说明
图1是根据现有技术的用于驱动放电灯的设备的电路图；
图2是根据本发明用于驱动荧光灯的装置的电路图；
图3是图2的控制装置的部分的较详细的电路图；
图4是图2的装置的部分的更详细的电路图；
图5是根据现有技术的图1的设备中的信号的时间图；
图6是图4的驱动装置中所讨论的信号的时间图。
具体实施方式
图2是根据本发明的用于放电灯，尤其是用于荧光灯的驱动装置；与图1的电路中的元件相同的元件使用相同的附图标记。图2中的驱动装置，优选是镇流器电路，用于驱动具有两个阴极的荧光灯10。镇流器电路包括由装置11驱动的逆变器1，在它的输出端提供交流电压；逆变器1通过来自功率因数校正(PFC)装置或来自由主电压Vin依次馈给的整流级100的电压Val馈给。镇流器电路包含将荧光灯10连接到所述的输出端的电路2，测量位于灯和地GND之间的隔直流电容器C1的端部的直流电压分量Vdc的另一电路3，以及在灯接近老化(寿命的终结)条件时，即当该灯的一个阴极的发射涂层耗尽时，适合于使逆变器1不工作的装置40，以防止所述阴极的过热。
驱动电路包括装置50，它适合于根据所述的电源电压Val供给直流电压分量Vdca，它的值非常精确地等于电源电压Val或与电源电压Val成比例。
在装置40中，测量的直流分量Vdc与信号Vdca进行比较；如果所述的分量Vdc比信号Vdca小或大，且小于或大于给定值D，装置40会通过信号Dis作用于装置11来关掉逆变器1。所述给定值D例如是在2到52伏特之间。
图3较详细的给出了装置40和50。装置50包括能够供给与电压Val成比例的电压信号的装置，优选的是包括在电源电压Val和地GND之间串连的两个电阻器R51和R52的电阻分压器。两个电阻器R51与R52的公共端是缓冲器51的输入端，该端上有信号Vr；缓冲器51的输出端是两个电阻器R1和R2的公共端，它们的其它端分别连接到两个电流发生器I1和I2，它们又依次分别连接到电源电压Vdd和地GND。阈值电压Vdct1和Vdct2分别取自电阻器R1和电流发生器I1的公共端以及电阻器R2和电流发生器I2的公共端；所述电压Vdct1和Vdct2输入到装置40。后者包括输入电压Vdct1、Vdct2和Vdc的比较器。阈值电压Vdct1和Vdct2提供装置40的参考电压Vdca，它由电源电压Val决定；实际上，电压Vdct1和Vdct2由电压Vr决定，电压Vr根据电压Val的变化而变化。
图4是图2和图3的装置的部分的更加详细的电路图。电路3包括位于电容器C1两端的两个串连的电阻器R31、R32；在两个电阻器R31、R32的公共端检测的信号是输入到装置40的信号Vdc，更准确地说是输入到比较器中的情况。装置50包括具有在电源电压Val和地GND之间串连的两个电阻器R51与R52的电阻分压器。两个电阻器R51与R52的公共端是运算放大器52的反相输入端，该端上有信号Vr；运算放大器52的输出端是晶体管M1的栅极端，晶体管M1的源极端连接到地GND，漏极端连接到电阻器R2的一端。后者的另一端连接到运算放大器52的非反相端和电阻器R1，电阻器R1的另一端连接到电流发生器I1；优选的是所述电流发生器I1由电路带隙53控制以获得精确的电流参考。阈值电压Vdct1和Vdct2分别取自电阻器R1和电流发生器I1的公共端以及电阻R2和晶体管M1的公共端；并输入到装置40的比较器。阈值电压Vdct1和Vdct2提供装置40的参考电压Vdca，它由电源电压Val决定；实际上，电压Vdct1和Vdct2由电压Vr决定，电压Vr根据电压Val的变化而变化。
优选的是，当荧光灯10还是新的时候，调节电阻器R31、R32、R51和R52的大小使Vdc＝Vr。
优选的是电流发生器I1满足I1＝f(b)，电阻器R1和R2的选择满足R1＝(L1/W1)×b和R2＝(L2/W2)×b，其中L1、L2是电阻组件R1、R2的长度，W1、W2是所述电阻组件的宽度。
图5是根据现有技术的图1中的电路所讨论的信号的时间图。我们注意到电源电压Val的变化使电压Vdc1产生类似的变化。如果我们认为参考信号Vdcm由两个固定的阈值电压构成，超过Vt2的阈值电压和低于Vt1的阈值电压，我们注意电压Vdcm的变化怎样使低于阈值电压Vt1的所述电压Vdc1降低。这产生了发送过去使装置11不工作的信号Dis。以这种方式，根据现有技术的镇流器电路以不正确的方式工作，它不在同样的老化条件下，而在电源电压Val变化时，关掉荧光灯10。
使用根据本发明的驱动电路不会发生这种情形。实际上，如图6所示，电源电压Val的变化会使电压Vdc产生类似的变化，但不将信号Dis发送给电路系统11。电压Val的变化也会使阈值电压Vdct1和Vdct2产生类似的变化，因此，电压Vdc不会低于阈值电压Vdct1。因此，信号Dis仍然是零信号。以这种方式，根据本发明的驱动电路正确地工作，在电源电压Val变化时，不会关掉荧光灯10。

Claims (6)

1.一种用于具有两个阴极的放电灯(10)的驱动装置，包括具有电源电压(Val)并适合于在所述阴极的端部提供交流电压的第一装置(1，11)、能监视每个所述阴极的状态并适合于测量在所述灯(10)接近老化条件时形成的灯的电压波形的第一直流电压信号(Vdc)的第二装置(3)、耦接到所述第二装置(3)并适合于在所述第一直流电压信号(Vdc)的预定的变化发生时使所述第一装置(11)不工作的第三装置(40)，其特征在于，所述驱动装置还包括适合于给所述第三装置(40)提供其值与所述电源电压(Val)成比例的第二直流电压信号(Vdca)的第四装置(50)，所述第三装置(40)适合于在与所述第二直流电压信号(Vdca)有关的所述第一直流电压信号(Vdc)的预定的变化发生时，使所述第一装置(11)不工作，所述第二直流电压信号(Vdca)包括第一分量(Vdct1)和第二分量(Vdct2)，所述第一和第二分量分别形成所述第一直流电压信号(Vdc)的较高的阈值电压(Vdct1)和较低的阈值电压(Vdct2)。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电源电压(Val)是主电压(Vin)的整流器级(100)的输出电压。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述电源电压(Val)是输入了主电压(Vin)的功率因数校正装置(100)的输出电压。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述驱动装置是镇流器电路，所述第一装置(1，11)包括逆变器(1)和逆变器的驱动装置(11)。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述第四装置(50)包括位于所述电源电压(Val)和参考电压(GND)之间的电阻分压器(R51，R52)，所述电阻分压器(R51，R52)的输出电压信号(Vr)被用来获得所述较高的阈值电压(Vdct1)和所述较低的阈值电压(Vdct2)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于所述第四装置(50)包括输入了来自电阻分压器(R51，R52)的所述输出电压信号(Vr)的缓冲器(51)、具有连接到所述缓冲器(51)的公共端的第一(R1)和第二(R2)电阻器、以及适合于产生流入所述第一(R1)和所述第二(R2)电阻器的电流的装置，在所述第一(R1)和所述第二(R2)电阻器的端部而不是它们的公共端上检测的电压信号是所述较高的阈值电压(Vdct1)和所述较低的阈值电压(Vdct2)。
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