CN101848587B - 电子镇流器及其点火控制装置和点火方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电子镇流器及其点火控制装置和点火方法，能提供稳定的点火电压以及时可靠地点亮放电灯并保护放电灯和电子镇流器免于损坏。该电子镇流器包括：逆变电路，将直流输入电压转换为交流电压以驱动气体放电灯；稳定判断电路，判断所述直流输入电压是否稳定；以及可控点火电路，电耦接至所述稳定判断电路，对所述气体放电灯进行点火；其中所述可控点火电路直至所述直流输入电压稳定才启动。

Description

电子镇流器及其点火控制装置和点火方法
技术领域
本发明涉及一种电子镇流器，尤其涉及一种电子镇流器及其点火控制装置和点火方法。
背景技术
气体放电灯，如荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯等，通常需要电子镇流器提供交流驱动电压以使其正常工作。一般地，电子镇流器以电网或电池作为供电电源，将接收到的交流电网电压或直流电池电压转换为一直流输入电压，再通过逆变电路将该直流输入电压转换为所需的交流驱动电压。
气体放电灯在不同的工作阶段需要的驱动电压不同，其在点火阶段需要较高的驱动电压(根据灯的特性和应用场合的不同由几百伏到几万伏不等)，而在稳态下的工作电压则比较低(例如小于200伏)。常用的点火方法有两种，一种为谐振式点火方法，通过谐振电路和扫频来得到点火电压；另一种为脉冲式点火方法，通过一开关和耦合电感器产生一高压脉冲以点亮灯。通常情况下，若第一次点火失败，电子镇流器可能停止工作，也可能在一段时间后(例如几秒)再次尝试点火。
图1为现有的采用脉冲点火方法的电子镇流器的框图，包括电压变换电路101、逆变电路102、脉冲产生电路103、电感器L、耦合电感器Lcouple和点火开关Sstrike。电压变换电路101接收来自于电网或电池的输入电压Vin，并将其转换为直流输入电压Vdc。电压变换电路101可包含整流桥、直流/直流变换电路、交流/直流变换电路中的一个或者几个。逆变电路102电耦接至电压变换电路101，接收直流输入电压Vdc并通过电感器L在灯两端产生交流驱动电压Vout。逆变电路102可采用任何直流/交流变换拓扑结构，例如全桥、半桥等。耦合电感器Lcouple磁耦合至电感器L，一端接收直流输入电压Vdc。点火开关Sstrike电连接在耦合电感器Lcouple和地之间。脉冲产生电路电耦接至点火开关Sstrike的控制端，在电子镇流器启动时产生点火脉冲，将点火开关Sstrike导通一段时间后关闭，从而在电感器L两端感应出一高电压，该高电压被叠加至灯两端，从而点亮灯。
图2为现有的采用谐振点火方法的电子镇流器的框图，包括电压变换电路201、逆变电路202、扫频电路204、串联电容器Cs、电感器L和并联电容器Cp，其中电压变换电路201和逆变电路202的作用如前所述。串联电容器Cs串联连接至电感器L，并联电容器Cp并联在灯两端。串联电容器Cs、电感器L和并联电容器Cp构成谐振电路。逆变电路202包含至少一个开关。扫频电路204电耦接至逆变电路202，在电子镇流器启动时将逆变电路202中开关的开关频率从一较高值(大于谐振电路的谐振频率)向下扫，从而在灯两端产生高电压以将其点亮。
在上述两种点火方法中，点火电压的大小均直接与直流输入电压Vdc相关，直流输入电压Vdc越大，点火电压越大。在电子镇流器刚启动时，直流输入电压Vdc尚未稳定，可能远大于或小于预设值，从而导致点火电压过高或过低。点火电压过高会对灯及电子镇流器造成损坏，而过低则无法及时将灯点亮。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电子镇流器及其点火控制装置和点火方法，能提供稳定的点火电压，以及时可靠地点亮放电灯并保护放电灯和自身免于损坏。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于电子镇流器的点火控制装置，所述电子镇流器包括将直流输入电压转换为交流电压以驱动气体放电灯的逆变电路，所述点火控制装置包括：稳定判断电路，判断所述直流输入电压是否稳定；以及可控点火电路，电耦接至所述稳定判断电路，对所述气体放电灯进行点火；其中所述可控点火电路直至所述直流输入电压稳定才启动。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子镇流器，包括：逆变电路，将直流输入电压转换为交流电压以驱动气体放电灯；稳定判断电路，判断所述直流输入电压是否稳定；以及可控点火电路，电耦接至所述稳定判断电路，对所述气体放电灯进行点火；其中所述可控点火电路直至所述直流输入电压稳定才启动。
为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种电子镇流器的点火方法，所述电子镇流器包括将直流输入电压转换为交流电压以驱动气体放电灯的逆变电路，该点火方法包括：启动电子镇流器；判断所述直流输入电压是否稳定；以及若所述直流输入电压稳定，则开始点火。
本发明采用上述结构的电路/方法，通过判断直流输入电压是否稳定，并在直流输入电压稳定时才开始点火，避免了不稳定的直流输入电压对点火电压造成的影响，使得放电灯能被及时可靠地点亮，并有效地保护了电子镇流器和放电灯。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
图1为现有的采用脉冲点火方法的电子镇流器的框图；
图2为现有的采用谐振点火方法的电子镇流器的框图；
图3为本发明电子镇流器的第一实施方式的电路图；
图4为本发明电子镇流器的第二实施方式的电路图；
图5为本发明电子镇流器的第三实施方式的电路图；
图6为本发明电子镇流器的第四实施方式的电路图；
图7为本发明电子镇流器的点火方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。
本发明提供一种电子镇流器，包括逆变电路和点火控制装置，其中点火控制装置包括稳定判断电路以及可控点火电路。逆变电路将直流输入电压Vdc转换为交流电压以驱动气体放电灯。稳定判断电路判断直流输入电压Vdc是否稳定。可控点火电路电耦接至稳定判断电路，对气体放电灯进行点火。其中可控点火电路受稳定判断电路控制，直至直流输入电压Vdc稳定才启动。
图3为本发明电子镇流器的第一实施方式的电路图，其中逆变电路采用全桥拓扑结构，点火控制装置的稳定判断电路通过直流输入电压Vdc的电压值来判断其是否稳定，若直流输入电压Vdc的电压值处于预设范围，即处于正常工作范围，则判断直流输入电压Vdc稳定，而点火控制装置的可控点火电路则采用脉冲点火方式。
稳定判断电路包括电压采样电路305和电压比较电路306。电压采样电路305电耦接至逆变电路的输入端，采样直流输入电压Vdc，并产生代表直流输入电压Vdc的电压采样信号Vsense。在本实施方式中，电压采样电路305为电阻分压电路，包括电阻Rs1和Rs2。电压比较电路306电耦接至电压采样电路305，将电压采样信号Vsense与阈值Vth1和阈值Vth2进行比较，其中阈值Vth1小于阈值Vth2。若电压采样信号Vsense大于阈值Vth1并小于阈值Vth2，则判断直流输入电压Vdc稳定，并启动可控点火电路。在本实施方式中，电压比较电路包括比较器COM1、COM2和与门AND。比较器COM1的同相输入端电连接至电压采样电路305以接收电压采样信号Vsense，反相输入端接收阈值Vth1。比较器COM2的反相输入端电连接至电压采样电路305以接收电压采样信号Vsense，同相输入端接收阈值Vth2。与门AND的两个输入端分别电连接至比较器COM1和比较器COM2的输出端，与门AND的输出端电耦接至可控点火电路。若与门AND输出高电平，则启动可控点火电路。其中阈值Vth1和阈值Vth2的值取决于电压采样的比例和灯的额定点火电压。
可控点火电路包括脉冲产生电路303、电感器L、耦合电感器Lcouple和点火开关Sstrike。电感器L串联耦接在逆变电路和气体放电灯之间。耦合电感器Lcouple磁耦合至电感器L，一端接收直流输入电压Vdc。点火开关Sstrike电连接在耦合电感器Lcouple的另一端和地之间。脉冲产生电路303电耦接至稳定判断电路和点火开关Sstrike的控制端，控制点火开关Sstrike的导通与关断。脉冲产生电路303直至直流输入电压Vdc稳定才产生点火脉冲以点亮灯。
图4为本发明电子镇流器的第二实施方式的电路图，其中逆变电路和点火控制装置的可控点火电路与图3所示基本相同，即逆变电路采用全桥拓扑结构，而可控点火电路采用脉冲点火方式；而点火控制装置的稳定判断电路包括计时电路407，从电子镇流器启动开始计时，通过计时时间来判断直流输入电压Vdc是否稳定。
计时电路407接收镇流器启动信号，从电子镇流器启动时开始计时，并将计时时间与时间阈值Tth进行比较，若计时时间超过该时间阈值Tth，则判断直流输入电压Vdc稳定并启动可控点火电路。时间阈值Tth的值取决于直流输入电压Vdc达到稳定所需的时间，例如几百毫秒。计时电路407可为数字脉冲计时电路，也可通过电容器充电电路实现。
图5为本发明电子镇流器的第三实施方式的电路图，其中点火控制装置的稳定判断电路与图3所示基本相同，即，稳定判断电路通过直流输入电压Vdc的电压值来判断其是否稳定，若直流输入电压Vdc的电压值处于预设范围，即处于正常工作范围，则判断直流输入电压Vdc稳定；而逆变电路采用半桥拓扑结构，点火控制装置的可控点火电路采用谐振点火方式。
可控点火电路包括由串联电容器Cs、电感器L和并联电容器Cp构成的谐振电路和扫频电路504。该谐振电路电耦接在逆变电路输出端和气体放电灯之间。扫频电路504电耦接至所述逆变电路，直至直流输入电压Vdc稳定才开始改变逆变电路的开关频率，将其从一较高值(通常大于谐振电路的谐振频率)向下扫，从而在气体放电灯两端产生高电压以将其点亮。
图6为本发明电子镇流器的第四实施方式的电路图，其中逆变电路和点火控制装置的可控点火电路与图5所示基本相同，即，逆变电路采用半桥拓扑结构，可控点火电路采用谐振点火方式；而点火控制装置的稳定判断电路则与图4所示基本相同，即稳定判断电路包括计时电路607，从电子镇流器启动开始计时，通过计时时间来判断直流输入电压Vdc是否稳定。
本发明还提供一种电子镇流器的点火方法，其中该电子镇流器包括将直流输入电压Vdc转换为交流电压以驱动气体放电灯的逆变电路。该点火方法的流程图如图7所示，包括步骤A-C。
步骤A，启动电子镇流器。
步骤B，判断直流输入电压Vdc是否稳定，若直流输入电压Vdc稳定则至步骤C，否则重复步骤B。
步骤C，开始点火。
在一个实施方式中，通过直流输入电压Vdc的电压值来判断其是否稳定。若直流输入电压Vdc的电压值处于预设范围，则认为直流输入电压Vdc稳定。该方法还可包括：采样直流输入电压Vdc，并产生代表它的电压采样信号Vsense；将电压采样信号Vsense与阈值Vth1以及阈值Vth2进行比较，其中阈值Vth1小于阈值Vth2，若电压采样信号Vsense大于阈值Vth1且小于阈值Vth2，则开始点火。其中阈值Vth1和阈值Vth2的值取决于电压采样的比例和灯的额定点火电压。
在另一个实施方式中，从电子镇流器启动开始计时，并通过计时时间来判断直流输入电压Vdc是否稳定。若计时时间超过时间阈值Tth，则认为直流输入电压Vdc稳定。
电子镇流器可采用脉冲点火方法，通过点火开关和耦合电感器在气体放电灯两端产生高压脉冲，也可采用谐振点火方法，通过谐振电路和扫频在所述气体放电灯两端产生高压。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种用于电子镇流器的点火控制装置，所述电子镇流器包括将直流输入电压转换为交流电压以驱动高压钠灯的逆变电路，所述点火控制装置包括：
稳定判断电路，判断所述直流输入电压是否稳定；以及
可控点火电路，电耦接至所述稳定判断电路，对所述高压钠灯进行点火；
其中所述可控点火电路直至所述直流输入电压稳定才启动；
其中所述稳定判断电路包括计时电路，从所述电子镇流器启动开始计时，若计时时间超过一时间阈值，则所述稳定判断电路判断所述直流输入电压稳定。
2.如权利要求1所述的点火控制装置，其中所述计时电路为数字电路。
3.如权利要求1所述的点火控制装置，其中所述计时电路采用电容器充电电路。
4.如权利要求1至3中任一项所述的点火控制装置，其中所述可控点火电路包括：
电感器，串联耦接在所述逆变电路和所述高压钠灯之间；
耦合电感器，与所述电感器磁耦合；
点火开关，电连接在所述耦合电感器和地之间；以及
脉冲产生电路，电连接至所述点火开关和稳定判断电路，控制所述点火开关的导通与关断；
其中所述脉冲产生电路直至所述直流输入电压稳定才产生点火脉冲。
5.如权利要求1至3中任一项所述的点火控制装置，其中所述逆变电路包括至少一个开关，所述可控点火电路包括：
谐振电路，电耦接在所述逆变电路和高压钠灯之间；以及
扫频电路，电耦接至所述至少一个开关，直至所述直流输入电压稳定才开始改变所述至少一个开关的开关频率。
6.一种电子镇流器的点火方法，所述电子镇流器包括将直流输入电压转换为交流电压以驱动高压钠灯的逆变电路，该点火方法包括：
启动电子镇流器；
判断所述直流输入电压是否稳定；以及
若所述直流输入电压稳定，则开始点火；
其中从所述电子镇流器启动开始计时，若计时时间超过时间阈值，则判断所述直流输入电压稳定。
7.如权利要求6中任一项所述的点火方法，其中所述电子镇流器采用脉冲点火，通过点火开关和耦合电感器在所述高压钠灯两端产生高压脉冲以点亮灯。
8.如权利要求6中任一项所述的点火方法，其中所述电子镇流器采用谐振点火，通过谐振电路和扫频在所述高压钠灯两端产生高压以点亮灯。
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