CN101652011A - 用于可调光节能灯的电子镇流器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于可调光节能灯的电子镇流器，其中公开了用于从调光器调节的低频交流电压源(AVS)向气体放电负载(FL1)供电的电子设备。该设备获取与电源(AVS)的电压成比例的电流并由与整流器集成的谐振升压电路(BI、BRB)构成，所述谐振升压电路执行由安装有开关晶体管(Q1、Q2)的谐振振荡器电路(RO1)从整流器获取的脉动电流产生的并与该脉动电流同步的升压开关和整流功能，并且该设备适于向气体放电负载(FL1)供电。
Description
技术领域
本发明涉及从交流(AC)电力线运行并且可以在输出端为气体放电灯等负载供电的单级电子能量变换器。
背景技术
电子能量变换器，有时也被称作“开关电源”，需要直接从交流电力线操作。电业公司正在针对特定的用电设备群体所需的功率质量为这些设备制定要求。
作为电器设备之一的电子镇流器被大量用在照明器具中。通常，为了满足关于功率质量的工业要求，电子镇流器必须满足两个基本要求：(i)以至少0.9的功率因数(PF)从电力线获取功率，(ii)以低于20％的总谐波失真(THD)从电力线获取电流。
电子镇流器必须满足与灯负载的兼容性相关的其它要求。电子镇流器应该提供小于1.7的灯电流波峰系数，这里“波峰系数(CrestFactor)”等于灯电流的峰值与其有效值(RMS)的比值。在许多情况中，该系数与造成光闪烁的灯电流值的最大容许调制相关。理想的是，在电力线提供的电压的整个周期中向灯负载传递恒定的功率。
在例如断相调光型调光灯等节能小型荧光灯中使用的电子镇流器要求是高功率因数类型的电子镇流器。在AC电力线电压的每半周的时间内，从AC电力线获取的电流必须是连续的，否则调光器就不能正常操作。当从AC电力线获取的AC电流小于在调光器内使用的三端双向可控硅开关(triac)的保持电流时，节能灯就会闪烁，并且灯的寿命就会缩短。因此，希望有一种功率因数相对高的电子镇流器用于可调光的小型节能荧光灯。
为了将传统的电力线的低频交流电压(120V/60Hz或220V/50Hz)转换为高频(一般从10kHz到100kHz)交流电压或电流源，人们必须将来自电力线的信号整流为直流(DC)电压，然后由开关晶体管将该DC电压转换为高频源。
传统的离线式整流器都在二极管整流器电路以外设置电容性平滑滤波器。在整流后的输出高于平滑电容器上的电压的周期期间，该平滑电容器引起电流波形的谐波失真，在该期间，电容器充电。如果使用大电容器，则充电时间或导通角非常小，并且全部所需电荷必须在短时间段内加载到电容器中。这导致在短的导通角期间从整流后的电源输出大的电流，并在整流后的电源中产生电流尖峰。这些电流尖峰增加了电源的谐波分量，并且当使用大量镇流器时，所增加的谐波失真导致供电中的低功率因数。电力供应部门不接受这种情况，该情况还导致对其它电气设备的干扰。
使用存储转换原理是已知的，利用该原理以高的频率控制电感器以允许在宽的导通角上对平滑电容器进行充电。然而，该系统需要有一控制电路用于存储转换器，也称作“升压转换器”，以调节存储电感器的能量释放。这种存储转换原理的使用需要附加噪声过滤，因为开关器件会产生大量的噪音。该电路生产起来非常复杂且成本高。此外，还需要二级转换器将DC电压源转换为高频交流电压或电流源。在授予Herfurth的美国专利No.5,049,790中描述了该类型电路。
还已知使用单级转换器，该转换器从正弦电力线源获取近似正弦的电流，并将高频电流传给灯负载。依据该原理，即使用能够存储和释放能量的谐振振荡器电路，部分谐振能量仍然从转换器的输出端重回到输入端。该方法会在该振荡器电路中产生大的循环电流，从而在转换器内消耗大量功率。
非常希望有一种简单的且低成本的单级电子镇流器来解决上述发明中存在的问题并满足所有工业要求。
然而，本申请人还不知道任何有关集成的单级电子能量变换器的现有技术，其中用来修正功率因数的能量不从该设备的输出端重回到输入端。
发明内容
本发明的目的是提供一种相对简单、成本合算、可靠性和效率高的，用于各种气体放电负载并满足功率水平要求的电子镇流器。
另一个目的是提供一种集成为单级的并从电力线以高功率因数操作的电子能量变换器，该电子能量变换器具有谐振升压电路，该谐振升压电路自然且自动地与负载连接及供电谐振电路同步。
本发明的另一目的是提供一种集成为单级的电子能量变换器，其中，用于修正功率因数的能量不从该设备的输出端重回到输入端，而是存储在与电压整流器电路集成的谐振升压电路中，并由该谐振升压电路释放。
根据本发明，提供有一种适于从低频交流电压源向气体放电负载供电的电子设备，该设备具有DC端子并包括：
整流器电路，其具有连接形成AC输入端子的单向器件和一对分别形成正负DC端子的输出端子，并且该整流器电路使每个单向装置表现以传导电流时的导通时间段和不传导电流时的断开时间段为特征的开关动作；
谐振升压电路，其用于在DC端子之间提供可变DC电压，该可变DC电压的绝对峰值高于交流电压源的整流后电压的绝对峰值，并且谐振升压电路包括：(i)升压电感，其连接在AC输入端子和交流电压源之间的电路中，以及(ii)升压电容，其与整流器电路的单向器件并联连接；
储能电容器，其具有输入端子并在所述DC端子之间连接的串联电路中与二极管相连，该二极管的阳极连接到正DC端子，并且该二极管与储能电容器结合用于在输入端子之间产生与所述可变DC电压分离的DC输入电压，储能电容器可在断开时间段期间以及所述可变DC电压的瞬时值高于所述DC输入电压的瞬时值的时候从谐振升压电路接收能量；
开关晶体管逆变器，其连接到所述储能电容器并具有两个交替导通的晶体管，这两个晶体管相连以在其间形成公共接点；以及
谐振振荡器电路，其耦合到所述DC端子和所述开关晶体管逆变器的公共接点，用于从所述DC端子获取由所述单向器件传导的脉动电流，并且包括：(i)电感元件和电容元件，其适于驱动气体放电负载，以及(ii)振荡控制电路，其用于向所述交替导通的晶体管传递振荡控制信号以使所述谐振振荡器电路以保持与所述可变DC电压的调整后的振幅成比例的频率振荡；
其中，当从DC端子获取脉动电流时，该脉动电流使单向器件执行开关动作，从而使谐振升压电路在与谐振振荡器电路的振荡频率相关的半周时间段成比例的导通时间段和断开时间段期间存储和释放能量；升压电感和升压电容可谐振交互作用，并具有与谐振振荡器电路的振荡频率接近或相等的谐振频率，并且所述谐振交互作用自然且自动地与谐振振荡器电路的振荡同步；每个交替导通的晶体管具有与导通相关的占空比，并且正比于可变DC电压的瞬时振幅自动调制该占空比；谐振振荡器电路的振荡频率比交流电压源的半周频率快很多；因此，从交流电压源获取的电流的瞬时值基本上与该交流电压源的电压的瞬时值成比例。
本发明的另一特征在于，谐振振荡器包括：(i)串联连接的电感器和电容器，其适于有效地向与电容器并联连接的气体放电负载供电，以及(ii)开关反馈变压器，其响应于脉动电流的瞬时值并用于向交替导通的晶体管传递与所述脉动电流的瞬时值成比例的开关信号，并使所述谐振振荡器电路以自动保持的与可变DC电压的调制振幅成正比的频率震动。
本发明的另一特征在于，谐振振荡器电路用于从DC端子获取单向器件传导的脉动电流，并在其输出端产生脉动电压，谐振振荡器电路包括：(i)电感器、电容器以及气体放电负载，它们全部有效连接在适于向气体放电负载供电的并联电路中，该并联电路连接在所述输出端之间，以及(ii)开关反馈绕组，其磁耦合到谐振电感器并用于向交替导通的晶体管传递正比于所述脉动电压的瞬时值的开关信号，并使所述谐振振荡器电路以自动保持的与可变DC电压的调制振幅成正比的频率振荡。
根据本发明，升压电感可以是以下任一种形式：(i)普通电感器的形式，(ii)扇形(sectored)共模或差动电感器的形式，或者(iii)两个独立电感器的形式。
根据本发明，整流器电路可以是全波整流器桥路的形式，也可以是倍压电路的形式。
根据本发明，包括一个或多个电容器的升压电容与所述整流器装置中选择的一个或多个单向器件并联连接。
根据本发明，谐振振荡器电路具有一个或多个以非隔离结构或隔离结构与电容器有效并联连接的气体放电灯，其中隔离变压器和电感器可以集成为一个磁结构。
通过以下对仅作为例子给出的本发明的优选实施例的说明并参照附图，本发明的其它特征将是很明显的。
附图说明
图1示意性示出本发明的第一实施例。
图2、图3、图4(a)和图4(b)示出图1、图5和图7中的实施例的可选方案的局部示图。
图5示意性示出本发明的第二实施例。
图6示出图1和图5中的实施例的可选方案。
图7示意性示出本发明的第三实施例。
图8、图9、图10、图11和图12示出图1、图5和图7的实施例的可选方案的局部示图。
图13(a)、图13(b)、图13(c)示出与本发明的设备的操作相关的多种波形。
具体实施方式
在图1中，整流二极管D1、D2、D3、D4以全波整流电桥的形式连接，该电桥具有两个AC输入端子5、6和两个DC输出端子7、8。端子7是正端子(V+)，端子8是负端子(V-)。
升压整流电桥BRB包括二极管D1、D2、D3、D4，电容器C1、C2、C3、C4分别跨接在每一个二极管上。这些电容器值相同，大约10nF。
四端升压电感器BI具有功率输入端子1、2和输出端子3、4。电感器L1连接在端子1和3之间。此外，电感器L2连接在端子2和4之间。端子3连接到端子5，端子4连接到端子6。
交流电压源AVS连接到端子1和2。
分压二极管VSD的阳极连接到端子V+。
存储电容器SC(大约33uF)的正端子连接到二极管VSD的阴极，形成中间节点VDC。电容器SC的负端子直接与端子V-相连。
半桥开关晶体管逆变器STI具有双极晶体管Q1(MJE 13005型)，其集电极连接至中间节点VDC。晶体管Q1的发射极连接到结点M。逆变器STI的另一个npn晶体管Q2(与晶体管Q1相同，属于MJE 13005型)的集电极连接到结点M。晶体管Q2的发射极连接到端子V-。
谐振振荡器RO1具有隔直电容器BC(大约0.1uF)、谐振电容器RC1(大约18nF)、谐振电感器RI1(大约1mH)以及反馈变压器FT的初级绕组W1，它们经由气体放电灯FL1的灯丝F1和F2串联在端子V+和结点M之间。从而气体放电灯(Osram公司的Dulux E型26W)有效地跨接在谐振电容器RC1上。反馈变压器安装有分别跨接在晶体管Q1和Q2的基极发射极结上的两个次级绕组W2、W3。
图2示出作为谐振振荡器RO1的可选方案的谐振振荡器RO2的局部。两个气体放电灯FL21和FL22串联连接。灯FL21和FL22分别具有并联连接的谐振电容器RC21和RC22。
图3示出作为谐振振荡器RO1的另一个可选方案的谐振振荡器RO3的局部。二个气体放电灯FL31和FL32串联连接，一个谐振电容器RC31与其连接。由谐振电感器R工3的次级绕组向气体放电灯的灯丝供电。
图4(a)示出作为谐振振荡器RO1的另一个可选方案的谐振振荡器RO4的局部。隔离变压器401的初级绕组402跨接在谐振电容器RC41上。变压器401的次级绕组403用来向串联连接的三个荧光灯FL41、FL42和FL43供电。
图4(b)示出作为谐振振荡器RO1的另一个可选方案的谐振振荡器RO44的局部。隔离变压器501具有初级绕组502和次级绕组503。该变压器被构造为在绕组之间的磁耦合中存在漏电感，该漏电感起到谐振电感的作用，与电容器CR55和气体放电灯FL55、FL56一起形成谐振电路。
在图5中，晶体管Q1的集电极经由DC电感器DC1的绕组N1连接到中间端子VDC。此外，晶体管Q2的发射极经由DC电感器DC1的绕组N2连接到端子V-。谐振振荡器RO5具有与谐振电感器RI5的初级绕组L15并联连接的谐振电容器RC5，形成一对输出端子OT1和OT2。隔直电容器BC5连接在端子V+和端子OT2之间。端子OT1连接到结点M。两个气体放电灯FL51和FL52经由电感器RI5的次级绕组L25与输出端子耦合。谐振电感器RI5的附加次级绕组L4和L5分别连接在晶体管Q1和Q2的基极发射极结之间。
在图6中，作为图1和图5的电路的可选方案，谐振电容器RC6与谐振电感器RI6的初级绕组L16并联连接，形成一对输出端子OT1和OT2。隔直电容器BC6连接在端子V+和端子OT2之间。端子OT1经由反馈变压器FT的初级绕组W1与结点M相连。反馈变压器FT的次级绕组W2和W3分别连接在在晶体管Q1和Q2的基极发射极结之间。此外，谐振电感器RI6的次级绕组L6和L7还分别连接在晶体管Q1和Q2的基极发射极结之间。
在图7中，控制电路CC用于向晶体管Q1和Q2的基极提供开关信号。该控制电路还连接到端子V+和V-。
现在参考图8、图9和图10，它们示出升压电感器BI的可选方案。升压电感器108是连接在端子1和端子3之间的普通电感器。升压电感器BI9是具有两个绕组109和110的差动类型电感器。升压电感器BI10是具有两个绕组111和112的共模类型电感器。
在图11中，升压整流电桥BRB11是图1中的升压整流电桥BRB的可选方案。图1中的电容器C2和C4现在由连接在端子7和8之间的电容器C5替代。
图12中的升压整流倍压器BRVD可以代替图1中的升压整流电桥BRB。在作为本发明的另一可选实施例的本方案中省略了图1中的二极管D2和D4。
在图1中，交流电压源AVS代表经由电感器BI与升压整流电桥BRB的整流器电桥相连接的普通公共电力线(120V/60Hz)。当在端子V+和V-之间有整流后的电压时，储能电容器SC立即被充电，并且该充电电流流过整流器电桥的二极管。升压电感器BI与升压电容一起形成高频噪声滤波器，根据政府规定，这是降低噪声水平所必需的。
该设备通过常见的双向触发二极管(diac)电路(未示出)提供的触发开始其振荡，也可以简单地通过在V+端和晶体管Q2的基极之间瞬间连接电容器来启动。为了更好地理解该设备的操作，假定当晶体管Q2开关到导通状态时，如图13(a)中所示的交流电压处于正半周的开始。当晶体管Q2处于导通状态时，谐振振荡器RO1有效连接在端子V+和V-之间。谐振振荡器RO1从这些端子获取脉动电流，并且该电流还通过升压整流电桥BRB进行循环。电桥BRB的二极管D2和D3传导电流以将能量提供给储能电容器SC以及谐振振荡器RO1和电灯负载FL1，并对升压电感器和跨接在二极管D1和D4上的升压电容器充电。当电力线电压为正时，电桥BRB的二极管D1和D4不传导由该电力线提供的连续电流。因此，跨接在二极管D1和D4上的电容器被充电到此时的电压大小。在与谐振振荡器RO1的频率相关的预定时间段之后，该脉动电流结束其脉动。然后，晶体管Q1开关到导通状态，而晶体管Q2开关到其断开状态。存储在升压电感器和升压电容器中的能量自然释放并作为瞬时值高于此时电力线提供的整流后的电压的辅助电压提供。结果，如图13(b)中所示，在端子V+和V-之间产生可变DC电压。储能电容器SC被立即充电到作为自然累加结果的电压值。该谐振振荡器的振荡频率为大约35kHz。因此，在电力线提供的电压的正半周期间，二极管D2和D3将会传导脉冲电流291次。
当电力线电压接近其峰值时，如果没有开关反馈结构立即响应的话，加到电力线电压上的辅助电压通常会在端子V+和V-之间引起非常高的瞬时电压。具有响应于该脉动电流瞬时值的反馈变压器的谐振振荡器调整其频率，使得该辅助电压被立即调整以使可变DC电压的振幅迅速降低，如图13(b)中所示。该晶体管的占空比也立即得到调整。整个电路自然地自动同步化并自我控制。与该谐振振荡器相关的谐振频率还被选择为满足该类设备的基本可靠性规则：不管负载大小或电力线电压大小如何变化，谐振电路的阻抗总是电感性的。为了产生高功率因数和低THD，将升压电容和升压电感相对地调节为与谐振振荡器RO1的振荡频率相同的频率。
当可变DC电压上升超过储能电容器SC上的电压时，分压二极管VSD允许对电容器SC进行充电。从而，如图13(C)中所示，在电容器SC的端子上产生恒定DC电压。反馈变压器FT操作交替导通的晶体管Q1和Q2以将谐振振荡器电路RO1交替连接到在端子V+和V-之间产生的可变DC电压和等于该恒定DC电压和该可变DC电压的瞬时值之和的电压。因此，该恒定DC电压作为有效能量储备，在电源AVS提供的交流电压的周期上，当需要向灯负载提供相对恒定功率时，该储备被激活。
自然地，储能电容器SC部分从电力线充电，部分从储能升压电容器和升压电感器BI充电。结果，从电力线获取的电流的波形与该电力线的电压波形成比例。然后，整个设备的功率因数接近0.99，并且从电力线获取的电流的总谐波失真小于10％。
此时，当电力线电压处于其负半周时，二极管D1和D4传导连续线电流，而二极管D2和D3传导脉动电流。当二极管D1和D4执行升压整流功能时，二极管D2和D3执行升压开关功能。当电力线电压从正翻转为负时，这两对二极管的功能也翻转，反之也然。此外，升压电容器C2和C3与升压电感器BI一起在端子V+和V-上提供辅助电压。该设备组件的所有其它功能都与电力线电压的正半周相同。
附图5代表第二实施例中的设备。除了其中谐振元件并联连接以外，该图中所示的电路在操作上与图1中的电路相同。利用提供与两谐振元件上产生的脉动电压成比例的开关信号的次级绕组L4和L5完成开关反馈。
图6中的设备是图1和图5中的设备的可选方案，其中提供给开关晶体管Q1和Q2的开关信号是以下信号的组合：(i)由绕组L6和L7提供的与谐振电压成比例的信号；(ii)与反馈变压器提供的脉动电流成比例的信号。除此之外，图6中的电路在操作上与图1中的电路相同。
现在参考图7，在该设备的第三实施例的电路中，由开关控制电路CC取代开关反馈结构。根据端子V+和V-之间产生的可变DC电压振幅动态控制开关频率。除此之外，该设备在操作上与图1中的设备相同。
因此，应该理解，所述镇流器电路提供一种相对简单、成本合算、可靠性和效率高的电子镇流器，可容易地将其制造用于各种气体放电灯并满足功率水平要求。
还应该理解，所述镇流器电路提供一种改进的具有与电压整流器集成的谐振升压电路的单级逆变器。另外，同一谐振升压电路还充当滤波器以减少高频噪声水平。
还应该理解，所述镇流器电路提供一种改进的电路，其中由谐振升压电路存储并释放能量，以便修正功率系数并提供相对恒定的功率给灯负载。
还应该理解，所述镇流器电路提供一种独特的新颖结构，该结构具有一个用于连接到灯负载并为之供电的谐振振荡电路，以及用于上述目的的第二谐振升压电路，其中，这两个谐振电路自然且自动地同步化并结构为动态交互作用。
还应该理解，所述镇流器电路提供一种单级集成电子能量变换器，其中，修正功率系数的能量并没有从输出端重回到输入端，而是在该设备的输入端由谐振升压电路存储和释放。
还应该理解，此处所述的设备操作方式是从交流电压源获取的电流的波形与电压源的波形成比例。
本申请人相信，通过上述说明将会理解本发明及其若干个优点和特征。然而很明显，对于本领域的技术人员而言，在不偏离本发明精神的情况下，可以在其形式、结构以及组成部件的相互关系上进行更改。此处给出的形式仅代表目前的优选实施例。
Claims (10)
1、适于从低频交流电压源向气体放电负载供电的电子设备，该设备具有直流端子并包括：
整流器装置，其具有连接形成交流输入端子的单向器件和一对分别形成正负直流端子的输出端子，并且所述整流器装置使每个所述单向器件表现以传导电流时的导通时间段和不传导电流时的断开时间段为特征的开关动作；
谐振升压装置，其用于在所述直流端子之间提供可变直流电压，该可变直流电压具有比所述交流电压源的整流电压的绝对峰值高的绝对峰值，并且所述谐振升压装置包括：(i)升压电感装置，其连接在所述交流输入端子和所述交流电压源之间的电路中，以及(ii)升压电容装置，其与所述整流器装置的单向器件并联连接；
储能装置，其具有输入端子并且在所述直流端子之间连接的串联电路中与二极管装置相连，所述二极管装置的阳极连接到所述正直流端子，并且所述二极管装置与所述储能装置结合用于在所述输入端子之间产生与所述可变直流电压分离的直流输入电压，并且在所述断开时间段期间以及所述可变直流电压的瞬时值高于所述直流输入电压的瞬时值的时候，所述储能装置从所述谐振升压装置接收能量；
半导体开关装置，其连接到所述储能装置并具有两个交替导通的晶体管，这两个晶体管相连接以在其间形成共同接点；
谐振振荡器装置，其连接到所述可变直流电压的正直流端子和所述半导体开关装置的所述共同接点，所述谐振振荡器装置用于从所述直流端子获取由所述单向器件传导的脉动电流，并且所述谐振振荡器装置包括：(i)串联连接的电感器和电容器，其适于有效地向与所述电容器并联的气体放电负载供电，(ii)开关反馈变压器，其响应于所述脉动电流的瞬时值并用于将与所述脉动电流的瞬时值成比例的开关信号传给所述半导体开关装置，并使所述谐振振荡器装置以自动保持的与所述可变直流电压的调制振幅成正比的频率振荡；
其中，当从所述直流端子获取所述脉动电流时，所述脉动电流使所述单向器件展现开关动作，从而在与所述谐振振荡器装置的振荡频率相关的半周时间段成比例的导通时间段和断开时间段期间使所述谐振升压装置存储和释放能量；所述升压电感装置和所述升压电容装置用于谐振交互作用，并具有与所述谐振振荡器装置的振荡频率接近或相等的谐振频率，并且所述谐振交互作用自然且自动地与所述谐振振荡器装置的振荡同步；每个所述交替导通的晶体管具有与所述导通相关的占空比，并且正比于所述可变直流电压的调制振幅自动调制所述占空比；所述谐振振荡器装置的振荡频率远快于所述交流电压源的半周频率；
由此，从所述交流电压源获取的电流的瞬时值基本上与所述交流电压源的电压瞬时值成比例。
2、适于从低频交流电压源向气体放电负载供电的电子设备，该设备具有直流端子并包括：
整流器装置，其具有连接形成交流输入端子的单向器件和一对分别形成正负直流端子的输出端子，并且所述整流器装置使每个所述单向器件表现以传导电流时的导通时间段和不传导电流时的断开时间段为特征的开关动作；
谐振升压装置，其用于在所述直流端子之间提供可变直流电压，该可变直流电压具有比所述交流电压源的整流电压的绝对峰值高的绝对峰值，并且所述谐振升压装置包括：(i)升压电感装置，其连接在所述交流输入端子和所述交流电压源之间的电路中，以及(ii)升压电容装置，其与所述整流器装置的单向器件并联连接；
储能装置，其具有输入端子并且在所述直流端子之间连接的串联电路中与二极管装置相连，所述二极管装置的阳极连接到所述正直流端子，并且所述二极管装置与所述储能装置结合用于在所述输入端子之间产生与所述可变直流电压分离的直流输入电压，并且在所述断开时间段期间以及所述可变直流电压的瞬时值高于所述直流输入电压的瞬时值的时候，所述储能装置从所述谐振升压装置接收能量；
半导体开关装置，其连接到所述储能装置并具有两个交替导通的晶体管，这两个晶体管相连接以在其间形成共同接点；
谐振振荡器装置，其连接到所述可变直流电压的正直流端子和所述半导体开关装置的所述共同接点，所述谐振振荡器装置用于从所述直流端子获取由所述单向器件传导的脉动电流，并且所述谐振振荡器装置包括：(i)有效连接在并联电路中的电感器、电容器和气体放电负载，该并联电路适于向所述气体放电负载供电，并且该并联电路连接在所述输出端子之间，以及(ii)开关反馈绕组，其磁耦合到所述谐振电感器并用于向所述半导体开关装置传递与所述脉动电压的瞬时值成比例的开关信号，并用于使所述谐振振荡器装置以自动保持的与所述可变直流电压的调制振幅成正比的频率振荡；
其中，当从所述直流端子获取所述脉动电流时，所述脉动电流使所述单向器件展现开关动作，从而在与所述谐振振荡器装置的振荡频率相关的半周的时间段成比例的导通时间段和断开时间段期间使所述谐振升压装置存储和释放能量；所述升压电感装置和所述升压电容装置用于谐振交互作用，并具有与所述谐振振荡器装置的振荡频率接近或相等的谐振频率，并且所述谐振交互作用自然且自动地与所述谐振振荡器装置的振荡同步；每个所述交替导通的晶体管具有与所述传导相关的占空比，并且正比于所述可变直流电压的调制振幅自动调制所述占空比；所述谐振振荡器装置的振荡频率远快于所述交流电压源的半周频率；
由此，从所述交流电压源获取的电流的瞬时值基本上与所述交流电压源的电压瞬时值成比例。
3、适于从低频交流电压源向气体放电负载供电的电子设备，该设备具有直流端子并包括：
整流器装置，其具有连接形成交流输入端子的单向器件和一对分别形成正负直流端子的输出端子，并且所述整流器装置使每个所述单向器件表现以传导电流时的导通时间段和不传导电流时的断开时间段为特征的开关动作；
谐振升压装置，其用于在所述直流端子之间提供可变直流电压，该可变直流电压具有比所述交流电压源的整流电压的绝对峰值高的绝对峰值，并且所述谐振升压装置包括：(i)升压电感装置，其连接在所述交流输入端子和所述交流电压源之间的电路中，以及(ii)升压电容装置，其与所述整流器装置的单向器件并联连接；
储能装置，其具有输入端子并且在所述直流端子之间连接的串联电路中与二极管装置相连，所述二极管装置的阳极连接到所述正直流端子，并且所述二极管装置与所述储能装置结合用于在所述输入端子之间产生与所述可变直流电压分离的直流输入电压，并且在所述断开时间段期间以及所述可变直流电压的瞬时值高于所述直流输入电压的瞬时值的时候，所述储能装置从所述谐振升压装置接收能量；
半导体开关装置，其连接到所述储能装置并具有两个交替导通的晶体管，这两个晶体管相连接以在其间形成共同接点；
谐振振荡器装置，其耦合到所述直流端子和所述半导体开关装置的所述共同接点，并用于从所述直流端子获取由所述单向器件传导的脉动电流，并且包括：(i)电感元件和电容元件，其适于驱动所述气体放电负载，以及(ii)振荡控制装置，其用于向所述半导体开关装置传递振荡控制信号以使所述谐振振荡器装置以保持与所述可变直流电压的调制振幅成正比的频率振荡，
其中，当从所述直流端子获取所述脉动电流时，所述脉动电流使所述单向器件展现开关动作，从而在与所述谐振振荡器装置的振荡频率相关的半周的时间段成比例的导通时间段和断开时间段期间使所述谐振升压装置存储和释放能量；所述升压电感装置和所述升压电容装置用于谐振交互作用，并具有与所述谐振振荡器装置的振荡频率接近或相等的谐振频率，并且所述谐振交互作用自然且自动地与所述谐振振荡器装置的振荡同步；每个所述交替导通的晶体管具有与所述导通相关的占空比，并且正比于所述可变直流电压的调制振幅自动调制所述占空比；所述谐振振荡器装置的振荡频率远快于所述交流电压源的半周频率；
由此，从所述交流电压源获取的电流的瞬时值基本上与所述交流电压源的电压瞬时值成比例。
4、根据权利要求1至3中任一所述的设备，其特征在于，所述整流器装置既可以是全波整流器电桥电路的形式也可以是倍压电路的形式。
5、根据权利要求1至3中任一所述的设备，其特征在于，所述升压电感装置可以采用以下任一种形式：(i)普通电感器的形式，(ii)扇形共模或差动电感器的形式，或者(iii)两个独立电感器的形式。
6、根据权利要求1至3中任一所述的设备，其特征在于，所述升压电容装置包括与所述整流器装置中选择的一个或多个单向器件并联连接的一个或多个电容器。
7、根据权利要求1至3中任一所述的设备，其特征在于，具有一个或多个气体放电灯的所述谐振振荡器装置以非隔离的结构或者以隔离的结构与所述电容器有效地并联连接，并且可以将隔离变压器和所述电感器集成在一个磁结构中。
8、直接由交流电压源运行的电子设备，该设备具有与谐振升压装置集成的整流器，所述谐振升压装置用于周期性地储存和释放能量，所述设备包括：
高频振荡器，其提供有具有开关频率和开关占空比的开关装置，所述振荡器安装有适于向气体放电负载供电的负载电路，所述设备的特征在于：所述高频振荡器周期性地从所述整流器输出端获取脉动电流，引起所述整流器的开关动作，并使所述谐振升压装置：(i)以与所用开关频率的半周时间成比例的时间段存储和释放能量，以及(ii)用于在所述整流器输出端产生具有比所述交流电压源的整流电压的绝对峰值高的绝对峰值的可变直流电压；
其中，所述开关频率和开关占空比与所述可变直流电压的调制振幅成比例，并且所述高频振荡器自然且自动地与所述谐振升压装置同步，使得由所述开关装置的所述开关频率和所述开关电压源的电压的瞬时值成比例。
9、用于从由调光器调节的低频电力线源向气体放电负载供电的电子设备，其中该设备获取与所述电力线的电压成比例的电流，该设备包括：
谐振振荡器电路，其具有开关晶体管并适于向所述气体放电负载供电；
电力线电压整流器；以及
谐振升压电路，其与所述电力线电压整流器集成以执行升压开关和整流功能，该功能由所述谐振振荡器电路从所述整流器获取的脉动电流产生并与之同步。
10、用于从由调光器调节的低频电力线源向气体放电负载供电的电子设备，其中该设备获取与电力线的电压成比例的电流，该设备包括：
整流器装置，其从交流电源接收输入电压，并在输出端提供脉动直流电压源，该脉动直流电压源的电压绝对峰值比整流后的输入电压的绝对峰值高；
单向器件装置，其与所述脉动直流电压源耦合；
储能装置，其通过所述单向器件从所述脉动直流电压源接收能量，并在直流端子处提供相对恒定的直流电压；以及
逆变器电路装置，其与所述储能装置并联连接并包括：
(i)半导体开关装置，其接收所述恒定直流电压并且能够以周期性的导通和断开方式操作；以及
(ii)谐振振荡器装置，其耦合到所述半导体开关装置并向所述负载提供高频信号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200810135200A CN101652011A (zh) | 2008-08-15 | 2008-08-15 | 用于可调光节能灯的电子镇流器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN200810135200A CN101652011A (zh) | 2008-08-15 | 2008-08-15 | 用于可调光节能灯的电子镇流器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101652011A true CN101652011A (zh) | 2010-02-17 |
Family
ID=41674060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200810135200A Pending CN101652011A (zh) | 2008-08-15 | 2008-08-15 | 用于可调光节能灯的电子镇流器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101652011A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103619115A (zh) * | 2013-11-27 | 2014-03-05 | 苏州贝克微电子有限公司 | 一种荧光灯激励电路 |
| CN105657912A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-06-08 | 石家庄市京华电子实业有限公司 | 一种电容耦合的可调整电源电路 |
-
2008
- 2008-08-15 CN CN200810135200A patent/CN101652011A/zh active Pending
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|---|---|---|---|---|
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| CN105657912A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-06-08 | 石家庄市京华电子实业有限公司 | 一种电容耦合的可调整电源电路 |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
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