CN101341802B - 用于驱动气体放电灯的方法和电路 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于驱动气体放电灯的方法并且涉及一种根据这种方法驱动气体放电灯的灯驱动电路。这种方法包括：向这种气体放电灯提供电流；将提供给这种灯的电流的方向反转；以及基本上在反转电流的步骤的同时将高于这种工作电压的反转电压加到这种气体放电灯。所产生的高压用于避免可导致这种气体放电灯的可视闪烁或导致这种气体放电灯的熄灭的气体放电灯的一系列重新点火。

Description

用于驱动气体放电灯的方法和电路
技术领域
本发明涉及一种用于驱动气体放电灯的方法和电路。
背景技术
在用于驱动气体放电灯如汽车氙气灯的一种公知的方法中，将交流电加到这种气体放电灯。例如，在灯驱动电路中产生一种频率约为400Hz的方波电流。这种灯驱动电路可包括一种直流电源和一种用于将直流变换成交流的换向电路。还可提供一种点火电路以将这种灯点火。这种点火电路可包括脉冲变压器，以提供用于将这种灯点火的理想的电压脉冲。
在包括驱动电路、点火电路和气体放电灯的公知的系统中，已观察到基本上在电流方向的反转之后尤其是在灯的电流经过零电流之后立即出现在电流中的相对较短的中断。
在公知的灯驱动电路中，在电流反转之后，由这种灯驱动电路输出的电压基本上等于工作电压，即灯在稳定运行期间的电压。灯驱动电路的工作电压与灯的实际灯电压之间的差异相对较小。由于这种相对较小的电压差异和驱动电路与灯之间的点火电路的电感的原因，电流变化尤其是在电流经过零电流水平之后的电流变化缓慢。由于变化缓慢即增加的电流的原因，所以就出现电流中断。虽然人通常看不到这种中断，但在某些情形中，这种中断导致可看到的灯的闪烁。灯甚至可以熄灭。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于驱动气体放电灯的方法和电路，其中，至少部分地消除电流的中断。
这种目的通过一种在气体放电灯的点火之后驱动气体放电灯的方法实现，这种方法包括：向这种气体放电灯提供电流，从而在这种气体放电灯上产生工作电压；将提供给这种灯的电流的方向反转；以及基本上在反转电流的步骤的同时将高于这种工作电压的反转电压加到这种气体放电灯。
通过提供具有基本上高于工作电压的电压水平的反转电压，就增加灯驱动电压与灯电压之间的电压差异。这种增加的电压差异使电流能够在电流经过零电流水平之后较快地增加。而且，将较高的重新点火电压加到点火电路，并因此而加到气体放电灯。在灯电流穿过零水平时，提供最大电压水平是有利的。这样就不出现电流中断，或至少将电流中断减少，以不导致气体放电灯的闪烁和/或熄灭。
在本发明的一个实施例中，反转电压约为工作电压的两倍。
在一个实施例中，根据本发明的方法包括通过谐振电路产生这种反转电压。
在本发明的另一个方面，提供一种用于驱动气体放电灯的灯驱动电路，这种灯驱动电路包括：电流源，这种电流源用于向这种气体放电灯提供电流；换向电路，这种换向电路操作性地连接到这种电流源并用于将提供给这种气体放电灯的电流的方向反转；点火电路，这种点火电路可连接到这种气体放电灯并用于产生适于将这种气体放电灯点火的点火电压；以及反转电压发生电路，这种反转电压发生电路用于在基本上与气体放电灯点火之后的电流方向反转的同时产生加到这种气体放电灯的反转电压。
在一个实施例中，这种反转电压发生电路是一种连接到电流源的输出端的谐振电路。将适当的谐振电路设计并构造成产生相对较高的电压，以回应于提供给这种谐振电路的电压的瞬时极性转变，该电压即由这种电流源所提供的电压。现已注意到，在现有技术中，如从US 6,194,845获知的那样，提供耦合到电流源的输出端的附加谐振电路，以提供一种回应于高频点火电流或(电压)的高点火电压。在稳定运行时，即在点火之后，采用具有较低的频率的工作电流。不过，这种谐振电路并不适于，即并不设计并构造成在以这种较低的频率的正常运行期间的电流方向反转时产生适当的高压。
附图说明
从参考下面描述的实施例就会明白本发明的这些和其它方面，且参考下面描述的实施例对本发明的这些和其它方面进行说明。
在这些图中：
图1示出了用于现有技术中的灯驱动电路的随时间变化的电压和电流的曲线图；
图2示出了用于根据本发明的灯驱动电路的随时间变化的电压和电流的曲线图；
图3示出了根据本发明的灯驱动电路的实施例。
具体实施方式
图1示出了随时间t(横轴)变化的灯驱动电压1、灯电压2和灯电流3(竖轴)的曲线图。在现有技术的灯驱动电路上已对灯驱动电压1、灯电压2和灯电流3进行了测量，现有技术的这种灯驱动电路耦合到一种气体放电灯，尤其是一种汽车氙气灯。
在稳定的运行时间段t0至t1，灯驱动电压1处于负工作电压水平-Vop。灯电压2基本上等于灯驱动电压1。灯电流3处于稳定的工作电流水平-Iop。
在时间t1，灯驱动电压1从负工作电压水平-Vop实质上瞬时变化到正工作电压水平Vop。因此，灯电压2和灯电流3也开始变化，但由于电路中的阻抗的原因，灯电压2和灯电流3逐渐变化。在时间段t1至t2，(绝对)灯电压2和(绝对)灯电流3降低至零水平，且在时间t2之后，灯电压2和灯电流3开始再次以反向增加。
灯电流3在零电流时增加得非常慢，如可从灯电流3的曲线图看出的那样。这种缓慢增加的原因在于灯驱动电压1与灯电压2之间的相对较小的差异，这种差异是这种电流增加的驱动力。出于这种低电流水平的原因，在时间段t2至t3出现灯的多次重新点火。在时间t3之后，灯电流3已达到将灯稳定点火且灯电流3可再次逐渐增加的电流水平。
图2示出了随时间t(横轴)变化的灯驱动电压11、灯电压12和灯电流13(竖轴)的曲线图。在根据本发明的灯驱动电路上已对灯驱动电压11、灯电压12和灯电流13进行了测量，根据本发明的这种灯驱动电路耦合到一种气体放电灯，尤其是一种汽车氙气灯。
在稳定的运行时间段t0至t1，灯驱动电压11处于负工作电压水平-Vop。灯电压12基本上等于灯驱动电压11。灯电流13处于稳定的工作电流水平-Iop。
在时间t1，灯驱动电压11从负工作电压水平-Vop变化到正反转电压水平Vrev，且灯驱动电压11变化到正工作电压水平Vop。因此，灯电压12和灯电流13也开始变化，但由于电路中的阻抗的原因，灯电压12和灯电流13逐渐变化。在时间段t1至t2，(绝对)灯电压12和(绝对)灯电流13降低至零，且在时间t2之后，灯电压12和灯电流13开始再次以反向增加。
将灯驱动电压11中的变化构造成在时间t2到达反转电压水平Vrev。因此，在时间t2，灯电压12与灯驱动电压11之间的差异处于最大值。由于这种差异是时间t2之后的电流增加的驱动力，所以，与示于图1中的电流增加相比，灯电流13快速增加。由于灯电流13在灯电流13的零交叉(zero crossing)的快速增加，所以灯可快速重新点火，并至少避免示于图1并结合图1所描述的多次重新点火，但正如可从在时间段t2至t3的灯电流13中的波动看出的那样，仍可出现一些重新点火。
如图2所示，从负电压水平至正电压水平的变化之后的灯驱动电压11的曲线图由加到如图3所示的现有技术的灯驱动电路的谐振电路产生。灯驱动电路20包括交流源22、反转电压发生电路24和点火电路26并耦合到气体放电灯28。交流源22可以是一种现有技术中的电流源或其它任何适当类型的电流源。例如，交流源22包括直流源和多个电子开关(如晶体管)的半桥构造或全桥构造的换向电路。点火电路26也可以是现有技术中的点火电路或其它任何适当类型的产生用于将气体放电灯28点火的高压脉冲的点火电路，如一种电压脉冲点火器。将反转电压发生电路24设计并构造成在由交流源22输出的灯驱动电压从负水平切换至正水平或从正水平切换至负水平时产生相对较高的电压。
在一个实施例中，反转电压发生电路24是一种谐振电路，例如，这种谐振电路包括一个或多个电容元件、一个或多个电感元件和/或一个或多个其它的电子元件。为了回应于灯驱动电压的突然的电压变化，谐振电路24产生一种高压，即反转电压。如图2所示，由适当的谐振电路24所产生的反转电压水平可以是如一种工作电压水平的两倍。在处于工作电压水平时，气体放电灯28可稳定地运行。值得注意的是，谐振电路设计领域中熟练的技术人员会理解如何设计谐振电路24并能够这样做，以在交流源22的突然电压变化时产生理想而适当的电压水平。
在图2和图3以及前面的它们各自的描述中，示出并描述了反转电压可由加到现有技术中的灯驱动电路的谐振电路产生。值得注意的是，这种谐振电路仅仅是本发明的一个实施例。这种实施例既简单又有成本效率，例如，可将这种实施例容易地结合在现有技术的灯驱动电路中。其它的实施例可包括如附加电压源，这种电压源提供附加电压，以回应于交流源的输出终端上的电压变化。而且，在一个实施例中，可将到达示于图2中的反转电压之后的灯驱动电压的振荡去除，以避免仍出现的少量重新点火。这些少量的重新点火由在时间段t2至t3(图2)的灯电流(图2中的附图标记13)中的波动示出。

Claims (7)

1.一种在气体放电灯点火之后驱动所述气体放电灯的方法，所述方法包括：
向所述气体放电灯提供电流，从而在所述气体放电灯上产生工作电压；
将提供给所述灯的所述电流的方向反转；以及
基本上在所述反转电流的步骤的同时将高于所述工作电压的反转电压加到所述气体放电灯。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述反转电压为所述工作电压的两倍。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述方法包括通过谐振电路产生所述反转电压。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：在提供给所述灯的电流基本上为零时，在所述灯上出现最大附加电压。
5.一种用于驱动气体放电灯的灯驱动电路，所述灯驱动电路包括：
电流源，所述电流源用于向所述气体放电灯提供电流；
换向电路，所述换向电路操作性地连接到所述电流源，用于将提供给所述气体放电灯的电流的方向反转；
点火电路，所述点火电路能够连接到所述气体放电灯，用于产生适于将所述气体放电灯点火的点火电压；以及
反转电压发生电路，所述反转电压发生电路用于在基本上与所述气体放电灯点火之后的所述电流方向反转的同时产生加到所述气体放电灯的高于工作电压的反转电压。
6.如权利要求5所述的灯驱动电路，其特征在于：所述反转电压发生电路是一种连接到所述电流源的输出端的谐振电路。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于：在提供给所述灯的电流基本上为零时，在所述灯上出现最大附加电压。
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