CN103039127A - 在低温条件下控制电调光镇流器的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于驱动气体放电灯的电子镇流器电路，可操作用于控制灯以在低温条件下避免灯强度的闪光和闪烁。镇流器电路包括逆变器电路，用于接收直流母线电压和用于产生高频输出电压；谐振储能电路，用于接收高频输出电压，并产生用于驱动该灯的正弦电压；以及控制电路，其可操作地耦合到逆变器电路，用于在最小强度与最大强度之间调节灯的强度。控制电路接收代表该灯的灯温的控制信号，并且如果该灯的灯温下降到低温温度阈值以下，则增加该灯的最小强度。此外，镇流器电路还可以包括温度感测电路，其可操作用以产生代表该灯的灯温的控制信号。

Description

在低温条件下控制电调光镇流器的方法

相关申请的交叉索引:

本申请是共同转让的下列美国专利申请的非临时申请：提交于2010年4月6日的美国临时申请No.61/321,316；提交于2010年8月18日的美国临时申请No.61/374,884；以及提交于2010年11月30日的美国专利申请No.12/955,988；每个申请的题目均为《在低温条件下控制电调光镇流器的方法》（METHOD OF CONTROLLING ANELECTRICAL DIMMING BALLAST DURING LOW TEMPERATURECONDITIONS），其全部公开内容在此引入作为参考。

技术领域

本发明涉及用于控制如荧光灯的气体放电灯的电子镇流器，更具体地，涉及控制气体放电灯以避免在低温条件下灯的闪光和闪烁的方法。

背景技术

为了减少人工照明光源的能源消耗，高效光源的使用不断增加，而低效光源的使用（即白炽灯，卤素灯和其他低效能光源）的使用正在减少。高效光源可包括，例如，气体放电灯（如紧凑型荧光灯），基于磷光体的灯，高强度放电（HID）灯，发光二极管（LED）光源和其他类型的高发光效率光源。照明控制装置，如调光开关，允许控制从电源到照明负载的传送功率的量，以使得照明负载的强度从高端（即最大强度）至低端（最小强度）被调光。高效光源与低效光源都可以被调光，但这两种类型光源的调光特性通常不同。

由于高效光源的使用增加，荧光灯经常被安装在室外，其中灯可能会在低温下运行。然而，典型的荧光灯可能无法正确运行:如果在寒冷的环境温度下对荧光灯调光,荧光灯可能会闪烁。随着荧光灯被朝向低端强度调光，所需的驱动荧光灯的灯电压的幅值会增加。此外，随着灯温降低，所需的驱动荧光灯的灯电压的幅值会进一步增加。这些驱动荧光灯所需的灯电压的增加会导致荧光灯的强度不稳定，特别是临近灯的低端强度，其可能因此产生可见的荧光灯的闪光或闪烁。因此，需要一种高效光源的负荷控制装置，其能够在低温条件下稳定无闪烁地将光源调节至低强度。

发明内容

根据本发明的实施例，用于驱动气体放电灯的电子镇流器电路可操作以控制灯，以避免在低温状态下灯的强度的闪光和闪烁。该镇流器电路包括逆变器电路，用于接收直流母线电压并用于产生高频逆变器输出电压；谐振储能电路（resonant tank circuit），用于接收所述逆变器输出电压，并产生正弦电压用来驱动灯；以及控制电路，其可操作地耦合到逆变器电路，用于在最小强度与最大强度之间调节灯强度。控制电路接收代表该灯的灯温的控制信号，并且如果该灯的灯温下降到低温温度阈值以下，则增加灯的最小强度。此外，镇流器电路还可包括温度感测电路，其可操作以产生代表灯的灯温的控制信号。温度感测电路可操作地耦合到控制电路，使得该控制电路是可操作用于：如果该灯的灯温下降到低温温度阈值以下，则增加灯的最小强度。

此外，在此说明一种在低温条件下避免灯的闪光和闪烁的驱动气体放电灯的方法。该方法包括以下步骤：（1）产生具有操作频率的高频输出电压；（2）调节工作频率，以便在最小强度和最大强度之间控制灯的强度；（3）产生代表灯的灯温的温度控制信号；（4）确定该灯的灯温是否在低温温度阈值以下；以及（5）如果该灯的灯温在低温温度阈值以下，则增加灯的最小强度。

本发明的其它特征和优点将在下述结合附图的说明中变得显而易见。

附图说明

在下述参考附图的详细说明中，本发明现在被更详细地描述，其中：

图1是根据本发明第一实施例的照明控制系统的简化方框图，该照明控制系统包括调光器和混合光源，该光源具有荧光灯和卤素灯;

图2是图1中混合光源的简化侧视图；

图3是图2中混合光源的简化顶部剖视图；

图4A是简化的曲线图，其示出了图2的混合光源的总相关色温关于期望的混合光源的总照明强度的曲线；

图4B是简化的曲线图，其示出了目标荧光灯照明强度，目标卤素灯照明强度和图2的混合光源的总照明强度关于期望的总照明强度的曲线；

图5是根据第一实施例的图2的混合光源的简化方框图；

图6A是曲线图，其示出了根据本发明第一实施例的图2的混合光源的荧光灯的最小荧光灯强度与测量温度之间的关系的示例；

图6B是曲线图，其示出了根据本发明另一实施例的图2的混合光源的荧光灯的最小荧光灯强度与测量温度之间的关系的示例；

图7是简化的荧光灯控制过程流程图，该控制过程由根据本发明第一实施例的图2的混合光源的控制电路周期性地执行；

图8是根据本发明的第二实施例的电子调光镇流器的简化方框图；以及

图9是灯电压监控过程的简化图，该过程由图8的镇流器的控制电路周期性执行。

具体实施方式

结合附图，前文概述以及下文对于优选实施例的详细描述将会更易于理解。为说明本发明的目的，在附图中示出目前优选的实施例，在整个附图中的几个视图中，其中相同标号表示相同部件。然而，能够理解的，本发明并不限于所公开的具体方法和装置。

图1是根据本发明第一实施例的照明控制系统10的简化方框图，其包括混合光源100。混合光源100通过常规的双线调光开关104连接到交流（AC）电源102（例如120V_AC，60Hz）的热侧（hot side）并且直接连接到AC电源的中性侧。调光开关104包括用户接口105A，该接口包括强度调节致动器（图中未示出），例如滑块控制或摇杆开关。用户界面105A允许用户在低端照明强度L_LE（即最小强度，例如，0％）和高端照明强度L_HE（即最大强度，例如100%）之间的调光范围上调节混合光源100的期望的总照明强度L_DESIRED。

调光开关104通常包括双向半导体开关105B，例如，晶闸管（例如三端双向可控硅开关元件）或两个反串联连接的场效应晶体管（FET），用于将相位受控电压V_PC（即调光热电压（dimmed-hotvoltage））提供到混合光源100。使用标准的前相控制调光技术，控制电路105C使得双向半导体开关105B在AC电源的每半周中的特定时间导通，以至于双向半导体开关在每个半周期间在导通周期T_CON保持导通。调光开关104通过控制导通周期T_CON的长度来控制传送到混合光源100的功率的量。调光开关104通常还包括连接到双向半导体开关105B两端的电源105D，用来为控制电路105C供电。当双向半导体开关105B在每半周中是非导通时，通过混合光源100从AC电源102获取充电电流I_CHRG，电源105D产生DC电源电压V_PS。具有电源105D的调光开关的示例被更详细描述在1993年9月29日公告的美国专利No.5,248,919，题为《照明控制设备》（LIGHTING CONTROLDEVICE），其全部公开的内容在此引入作为参考。

可选地，调光开关104可以包括两线模拟调光器开关，其具有定时电路（图中未示出）和触发电路（图中未示出）。当双向半导体开关105B在每个半周中是非导通时，定时电路通过混合光源100从AC电源中传导定时电流。这个定时电流用来控制双向半导体开关105B在每半周内何时变得导通。

图2是混合光源100的简化侧视图，图3是混合光源100的简化的顶部剖视图。混合光源100包括离散光谱灯和连续光谱灯。离散光谱灯可以包括，例如，气体放电灯（例如紧凑型荧光灯106），基于磷光体的灯，高强度气体放电（HID）灯，发光二极管（LED）光源，或具有至少一部分离散光谱的任何适当的高效灯。紧凑型荧光灯106可以包括，例如，如图2所示的三个弯曲的充有气体的玻璃管109。连续光谱灯可以包括，例如，白炽灯（如卤素灯108）或具有连续光谱的任何合当的低效灯。例如，卤素灯108可以包括低电压卤素灯，其通过幅值从12伏到24伏的电压供能。另外，卤素灯108可以包括线电压卤素灯（例如，通过幅值约120V_AC的交流电压供能）。离散光谱灯（即荧光灯106）比连续光谱灯（即卤素灯108）可具有更大的发光效率。例如，荧光灯106通常特征为发光效率大于约为60lm/W，而卤素灯108通常特征为发光效率小于约30lm/W。

混合光源100包括，例如螺口旋入的爱迪生基座110，用于连接到标准的爱迪生灯头，使得混合光源可以耦合到AC电源102。螺口旋入的基座110具有两个输入端子110A，110B（图5），用于接收相位受控电压V_PC,并用于耦合到AC电源102的中性侧。混合光源电路120（图5）被封装在壳体112内，并且控制从AC电源向每个荧光灯106和卤素灯108传送的功率的量。具体而言，电路120可操作以控制通过荧光灯106传导的灯电流I_L（使得灯两端产生灯电压V_L）的幅值，并控制在卤素灯108两端产生的卤素灯电压V_HAL的幅值。

荧光灯106和卤素灯108可以由外罩包围，该外罩包括散光器114（例如玻璃的散光器）和荧光灯反射器115。荧光灯反射器115引导由荧光灯106发出的光，使其从混合光源100离开。卤素灯108被安装到柱体116，使得该卤素灯位于超出荧光灯106的末端。柱体116允许卤素灯被电连接到混合光源电路120。卤素灯反射器118围绕着卤素灯108，并将卤素灯发出的光引导到与荧光灯反射器115引导的由荧光灯106发出的光在相同的方向上。

较之于独立的紧凑型荧光灯，混合光源100在整个混合光源的调光范围内（特别是在低端照明强度L_LE的附近）提供了一种改进的显色指数和相关色温。图4A是简化的曲线图，其示出了混合光源100的总相关色温T_TOTAL关于混合光源100的期望的总照明强度L_DESIRED（如由致动调光开关104的用户接口105A的强度调节致动器的用户所确定的）的曲线。独立的紧凑型荧光灯的相关色温T_FL在大部分的调光范围内维持恒定在约2700开（Kalvin）。独立的卤素灯的相关色温T_HAL随着卤素灯调光至低强度而降低，低强度导致朝向色谱的红色部分的期望的色偏，并创建对人眼的暖色效果。混合光源100可操作以单独地控制荧光灯106和卤素灯108的强度，使得混合光源100的总相关色温T_TOTAL更密切地模仿卤素灯在低光强度时的相关色温，从而更加紧密地满足习惯于对低效灯调光的用户的期待。

混合光源100进一步地可操作用来控制荧光灯106和卤素灯108，以在高端强度L_HE附近提供高效的操作。图4B是简化的曲线图，其示出了目标荧光灯照明强度L_FL，目标卤素灯照明强度L_HAL和目标总照明强度L_TOTAL相对于混合光源100期望的总照明强度L_DESIRED（如由致动调光开关104的强度调节致动器的用户所确定的）的曲线。荧光灯106的强度可操作使其从最小荧光灯强度L_LF-MIN调节到最大荧光灯强度L_LF-MAX。目标荧光灯照明强度L_FL和目标卤素灯照明强度L_HAL（如图4B中所示）提供了低端强度L_LE附近的色温下降和在高端强度L_HE附近的高效操作。在高端强度L_HE附近，荧光灯106（即高效照明灯）提供了更大百分比的混合光源100的总光强度L_TOTAL。随着混合光源100的总光强度L_TOTAL减小，卤素灯108被控制以使卤素灯开始提供更大百分比的总光强度。

因为不使用更昂贵和更复杂的电路则不能将荧光灯106调光到非常低的强度，荧光灯106受控在转换强度L_TRAN关闭，例如，强度约在8％（在图4B中所示）或直到约30％。在转换强度L_TRAN以下，卤素灯提供了混合光源100的全部的总光强度L_TOTAL，从而提供了比独立荧光灯能够提供的强度低的低端强度L_LE。紧邻在转换强度L_TRAN以下，卤素灯108受控在最大卤素灯强度L_HAL-MAX，即例如约为卤素灯最大额定强度的80％。当期望的混合光源100的总照明强度L_DESIRED转变到转换强度L_TRAN以上时，目标卤素灯照明强度L_HAL则减至最大卤素灯强度L_HAL-MAX以下，而荧光灯106受控在最小荧光灯强度L_FL-MIN，以使得总光强度L_TOTAL约等于最大卤素灯强度L_HAL-MAX。在混合光源100的整个调光范围中，荧光灯106和卤素灯108的强度是单独控制的，以使得混合光源100的目标总光强度L_TOTAL如图4B所示基本上是线性的。

混合光源100的结构和操作被更细致地描述在共同转让和共同待审的提交于2008年9月8日的美国专利申请No.12/205,571；提交于2009年9月3日的美国专利申请No.12/553,612;和提交于2010年2月12日的美国专利申请No.12/704,781，每个申请的题目均为《混合光源》（HYBRID LIGHT SOURCE）。其全部公开在此引入作为参考。

如图4B所示，由于荧光灯106在混合光源100的调光范围中间的转换强度L_TRAN处被打开，期望在灯从关转变到开的时刻不会发生荧光灯的肉眼可见的闪光或闪烁。正如前面所提到的，随着荧光灯106朝向最小荧光灯强度L_FL-MIN调光以及荧光灯的灯温T_L的下降，所需驱动荧光灯的灯电压V_L会增加，这会导致不稳定性从而产生可见的荧光灯闪光或闪烁。因此，本发明的混合光源100可操作用于在灯的灯温T_L降至低温灯温阈值T_C以下（例如，约40℃）时增加荧光灯106的最小荧光灯强度L_LF-MIN，这将在下文更详细地进行说明。

图5是混合光源100的简化框图，其示出混合光源电路120。混合光源100包括：射频干扰（RFI）滤波器130，其耦合在输入端子110A，110B两端，用于最小化提供至AC电源102的噪声。混合光源100还包括用于使荧光灯106发光的高效光源电路140（即离散谱光源电路）以及用于使卤素灯108发光的低效光源电路150（即连续谱光源电路）。控制电路160同时控制高效光源电路140和低效光源电路150的操作，从而控制传送到荧光灯106和卤素灯108各自的功率的量。控制电路160可包括，例如，微处理器，或可选择地，可编程逻辑器件（PLD），微控制器，专用集成电路（ASIC），或任何其它适当的处理装置或控制电路。电源162产生直流（DC）供电电压V_CC（例如，5V_DC），用来向控制电路160供电。

控制电路160可操作用来响应于过零检测电路164确定混合光源100的期望的总照明强度L_DESIRED（即如由致动调光开关104的强度调节致动器的用户所确定的）。过零检测电路164向控制电路160提供过零控制信号V_ZC，该信号代表相位受控电压V_PC的过零。该过零被定义为相位受控电压V_PC在每半周中从基本上零伏变化到大于预定的过零阈值V_TH-ZC的幅值（反之亦然）的时间。具体而言，过零检测电路164比较整流电压的幅值与预定的过零阈值V_TH-ZC（例如，约20伏），并且当整流电压V_RECT的幅值大于预定的过零阈值V_TH-ZC时，驱动过零控制信号V_ZC到高（即逻辑高电平，例如约为DC电源电压V_CC1）。另外，当整流电压V_RECT的幅值小于预定的过零阈值V_TH-ZC时，过零检测电路164驱动过零控制信号V_ZC到低（即逻辑低电平，例如大约为电路的公共端）。控制电路160响应于过零控制信号V_ZC，确定相位受控电压V_PC的导通周期T_CON的长度，然后确定荧光灯106和卤素灯108两者的目标照明强度，以响应于相位受控电压V_PC的导通周期T_CON产生混合光源100的目标总照明强度L_TOTAL。可选地，过零检测电路164在过零阈值V_TH-ZC的电平中可能提供一些滞后。

低效光源电路150包括全波整流器152和卤素灯驱动电路154，全波整流器152用于（从相位受控电压V_PC）生成整流电压V_RECT，卤素灯驱动电路154接收整流电压V_RECT并控制传送到卤素灯108的功率的量。低效光源电路150被耦合到整流电压V_RECT和整流器公共端连接之间（即横跨前端电路130的输出）。控制电路160可操作以控制卤素灯电压V_HAL的幅值，从而将卤素灯108的强度控制到目标卤素灯照明强度，目标卤素灯照明强度对应于混合光源100所期望的总照明强度L_DESIRED的当前值，例如如图4B所示的目标卤素灯照明强度。由于卤素灯108是低电压卤素灯，卤素灯驱动电路154包括低压变压器（图中未示出），该变压器耦合在整流器152与卤素灯之间。

高效光源电路140包括荧光灯驱动电路（例如，可调光的电子镇流器电路142），其用于接收相位受控电压V_PC（通过RFI滤波器130）并用于驱动荧光灯106。具体而言，相位受控电压V_PC被耦合到电压倍增电路144，它产生横跨两个串联连接的母线电容器C_B1，C_B2的母线电压V_BUS。第一母线电容器C_B1可操作以在正半周期间通过二极管D₁充电，而第二母线电容器C_B2可操作以在负半周期间通过二极管D₂充电。镇流器电路142包括逆变器电路146，用于将直流母线电压V_BUS转换为高频逆变器输出电压V_INV（例如方波电压）。逆变器输出电压V_INV特征在于操作频率f_OP（且操作周期T_OP=1/f_OP）。镇流器电路142进一步包括输出电路，例如谐振储能电路148，其用于滤波逆变器输出电压V_INV以产生基本上为正弦的高频的交流电压V_SIN，该电压被耦合到荧光灯106的电极。高效灯源电路140还包括灯电流测量电路170（它向控制电路160提供了代表灯电流I_L的幅值的灯电流反馈信号V_FB-IL）和灯电压测量电路172（它向控制电路提供了代表灯电压V_L的幅值的灯电压反馈信号V_FB-VL）。

控制电路160可操作用于控制镇流器电路140的逆变器电路146，从而将荧光灯106的强度控制到对应于混合光源100所期望的总照明强度L_DESIRED的当前值的目标荧光灯照明强度L_FL，例如如图4B所示的目标荧光灯照明强度L_FL。控制电路160响应于从过零检测电路164得到的过零控制信号V_ZC为荧光灯106确定目标灯电流I_TARGET，其对应于目标荧光灯照明强度L_FL。为了控制灯电流I_L达到目标灯电流I_TARGET，控制电路160然后响应于灯电压反馈信号V_FB-VL和灯电流反馈信号V_FB-IL，控制逆变器电路146的操作。

混合光源电路120还包括温度感测电路180，该电路被耦合到控制电路160。温度感测电路180生成测量温度控制信号V_TEMP，该信号代表由温度感测电路测量到的测量温度T_M。由于混合光源电路120被封装在临近荧光灯106的壳体112中，由温度感测电路180测量的测量温度T_M代表荧光灯106的灯温T_L。例如，该温度感测电路180可以位于临近可调光电子镇流器电路142和荧光灯106之间的连接点。温度感测电路180可以包括，例如负温度系数（NTC）热敏电阻（图中未示出），其与电阻器（图中未示出）串联耦合，其中电源电压V_CC连接到NTC热敏电阻器和电阻器的串联组合两端。NTC热敏电阻的阻抗根据测量的温度T_M而变化，以使得测量温度控制信号V_TEMP可产生在NTC热敏电阻和电阻器的结合处。可替代地，温度感测器电路180可以包括温度传感集成电路（图中未示出）。

控制电路160可操作以响应于测量温度控制信号V_TEMP，（即由温度感测电路180测量的测量温度T_M），调节荧光灯106的最小荧光灯强度L_FL-MIN。图6A是曲线图，其示出了荧光灯106的最小荧光灯强度L_FL-MIN与温度感测电路180的测量温度T_M之间的关系的示例。当测量温度T_M大于或等于低温灯温阈值T_C时，最小荧光灯强度L_FLL-MIN将保持恒定在常规的最小荧光灯强度L_FL-MIN-N（例如，大约为荧光灯106的最大可能的强度的5％）。如图6A所示，当测量温度T_M下降到低于低温灯温阈值T_C以下时，最小荧光灯强度L_FL-MIN会随着测量的温度T_M的下降而例如线性地不断增加。例如，以测量温度T_M每变化1℃变化约0.6％的变化率增加最小荧光灯强度L_FL-MIN，使得当测量温度T_M约15℃时最小荧光灯强度L_FL-MIN约为20％。可选地，最小荧光灯强度L_FL-MIN可以根据如图6B所示的阶跃函数来控制，以使当测量的温度T_M下降到低温灯温阈值T_C以下时，最小荧光灯强度L_FL-MIN简单地增加到低温最小荧光灯强度L_FL-MIN-C（例如，约20％）。

图7是一种根据本发明的实施例的荧光灯控制过程200的简化流程图，该控制过程由混合光源100的控制电路160（即，微处理器）周期性地（例如每100微秒）执行。控制电路160首先在步骤210中取样温度感测电路180的温度控制信号V_TEMP。如果在步骤212中出现测量温度T_M的变化，则控制电路160会在步骤214中确定测量温度T_M是否低于低温温度阈值T_C。如果在步骤214中测量温度T_M大于或等于低温温度阈值T_C，控制电路160则在步骤216中设定最小荧光灯强度L_FL-MIN等于常规的最小荧光灯强度L_FL-MIN-N（即约为5％）。如果在步骤214中测量温度T_M小于低温温度阈值T_C，则控制电路160在步骤218中适当地调节最小荧光灯强度L_FL-MIN。例如，如图6A所示或根据图6B中的阶跃函数，控制电路160可以随着测量温度T_M下降而线性地增加最小荧光灯强度L_FL-MIN。

如果在步骤220中出现混合光源100的期望的总照明强度L_DESIRED的变化（即如从过零检测电路164的过零控制信号V_ZC确定的），则在步骤222中控制电路160确定新的期望的总照明强度L_DESIRED是否小于转换强度L_TRAN。若是新的期望的总照明强度L_DESIRED小于转换强度L_TRAN，在步骤224中控制电路160设定目标荧光灯照明强度L_FL等于0％（即荧光灯106关闭），并且退出荧光灯控制程序200。如果在步骤222中期望的总照明强度L_DESIRED大于或等于转换强度L_TRAN，则控制电路160根据期望的总照明强度L_DESIRED（例如，根据图4B所示的曲线）确定目标荧光灯照明强度L_FL。如果在步骤228中目标荧光灯照明强度L_FL（在步骤226中确定的）小于或等于最小荧光灯强度L_FL-MIN，则在退出荧光灯控制程序200之前，在步骤230中控制电路160设定目标荧光灯照明强度LFL等于最小荧光灯强度L_FL-MIN。如果在步骤228中目标荧光灯照明强度LFL大于最小荧光灯强度L_FL-MIN，并且在步骤232中大于或等于最大荧光灯强度L_FL-MAX，则在退出荧光灯控制程序200之前，在步骤234中控制电路160设定目标荧光灯照明强度L_FL等于最大荧光灯强度L_FL-MAX。

图8是根据本发明的第二实施例的电子调光镇流器300的简化框图。该镇流器300包括热端子（hot terminal）H和中性端子N，它们适于耦合到交流（AC）电源（图中未示出），用于接收交流干线电压V_AC。镇流器300适于连接在交流电源和气体放电灯（例如，荧光灯306）之间，使镇流器可操作以控制传送到灯的功率的量，由此控制灯的强度。该镇流器300包括RFI（射频干扰）滤波器电路310，用于最小化AC电源上的噪声；以及整流器电路320，用于从AC干线电压V_AC产生经整流的电压V_RECT。镇流器300还包括升压变换器330，用于产生横跨母线电容器C_BUS的直流（DC）母线电压V_BUS。DC母线电压V_BUS通常具有幅值（例如，465V），该幅值大于AC干线电压V_AC的峰值V_PK（例如，170V）。升压变换器330还可操作为功率因数校正（PFC）电路，用来改进镇流器300的功率因数。镇流器300还包括负载控制电路340，其包括逆变器电路346和谐振储能电路348。逆变器电路346将DC母线电压V_BUS转换到高频交流电压，而谐振储能电路348将逆变器电路产生的高频交流电压耦合到灯306的灯丝。

镇流器300还包括控制电路360，其用于在低端（即最小）强度L_LE（例如1％）和高端（即最大）强度L_HE（例如100％）之间将灯306的强度控制到目标强度L_TARGET。控制电路360可以包括微处理器，微控制器，可编程逻辑器件（PLD），专用集成电路（ASIC），或任何适当类型的控制器或控制电路。控制电路360被耦合到逆变器电路346，并提供驱动控制信号V_DRIVE到逆变器电路，用于控制产生于灯306两端的灯电压V_L的幅值，并控制通过该灯传导的灯电流I_L。因此，控制电路360可操作用于开启或关闭灯306，并调节灯的强度（即调光）。控制电路360接收灯电流反馈信号V_FB-IL，该信号是由灯电流测量电路370所产生的，并代表灯电流I_L的幅值。控制电路360还接收灯电压反馈信号V_FB-VL，该信号由灯电压测量电路372所产生，并代表灯电压V_L的幅值。镇流器300还包括电源362，其接收母线电压V_BUS并产生DC供电电压V_CC（例如，大约5伏），该电压用于为镇流器中的控制电路360和其他低压电路供电。

镇流器300可以包括相位控制电路390，用于从标准的相位控制调光器（图中未示出）接收相位受控电压V_PC（例如，前向或反向的相位控制信号）。控制电路360被耦合到相位控制电路390，使得微处理器可操作以从相位受控电压V_PC确定灯306的目标强度L_TARGET。镇流器300还可以包括通信电路392，它被耦合到控制电路360，并允许镇流器与其他控制设备在通信链路（图中未示出）上进行通信（即发送和接收数字消息），该通信链路例如为有线通信链路或例如射频（RF）或红外（IR）通信链路的无线通信链路。具有通信电路的镇流器的示例被更详细的描述在共同转让的美国专利No.7,489,090，该专利于2009年2月10日公告，其题为《具有自适应频移的电子镇流器》（ELECTRONIC BALLAST HAVING ADAPTIVE FREQUENCYSHIFTING）；以及美国专利No.7,528,554，该专利于2009年5月5日公告，其题为《一种具有改进输出功率范围的升压变换器的电子镇流器》（ELECTRONIC BALLAST HAVING A BOOST CONVERTERWITH AN IMPROVED RANGE OF OUTPUT POWER）；以及美国专利No.7,764,479，该专利于2010年7月27日公告，其题为《数字式电子调光镇流器的通信电路》（COMMUNICATION CIRCUIT FOR ADIGITAL ELECTRONIC DIMMING BALLAST），上述全部公开在此引入作为参考。

根据本发明的第二实施例，控制电路360从灯电压V_L的幅值推断出荧光灯306的灯温T_L。由于灯电压V_L取决于荧光灯306的灯温T_L，由灯电压测量电路372产生的灯电压反馈信号V_FB-VL代表了荧光灯306的灯温T_L。因此，如果灯电压V_L的幅值超过最大灯电压极限V_L-LIMIT（例如，约270V_RMS），则控制电路360可操作以增加低端强度L_LE。例如，控制电路360可以增加低端强度L_LE，从而将灯电压V_L的幅值限制到最大灯电压极限V_L-LIMIT。

图9是灯电压监控过程400的简化图，该过程由镇流器300的控制电路360周期性地（例如，每100毫秒）执行。控制电路360首先在步骤410采样灯电压反馈信号V_FB-VL。如果在步骤412中采样的灯电压反馈信号V_FB-VL的值大于或等于最大灯电压极限V_L-LIMIT，则在步骤414中控制电路360以预定值ΔL_LE（例如，约1％）增加低端强度L_LE，并且退出灯电压监控程序400。每次执行灯电压监控过程400时，在步骤414中控制电路360将持续以预定值ΔL_LE增加低端强度L_LE，直至在步骤412中灯电压反馈信号V_FB-VL小于最大电压极限V_L-LIMIT。

如果在步骤412中灯电压反馈信号V_FB-VL小于最大灯电压极限V_L-LIMIT，并且在步骤416中低端强度LLE不等于常规的低端强度L_LE-N（例如，约1％），则在步骤418中控制电路360以预定值ΔL_LE减小低端强度L_LE，并且退出灯电压监控程序400。每次执行灯电压监控过程400时，在步骤418中控制电路360持续以预定值ΔL_LE减小低端强度L_LE。当在步骤416中低端强度LLE等于常规低端强度L_LE-N时，退出灯电压监视过程400。

本发明用于在低温条件下控制荧光灯的方法可以使用于任何可调光的电镇流器，以在低温条件下最小化灯的闪光和闪烁。虽然已关于特定的实施例描述了本发明，许多其他变体与修改、或其它用途对本领域中的技术人员将变得显而易见。因此，优选地将本发明仅仅受到所附的权利要求的限制，而不受在此的特定内容所限制。

Claims (17)

1.一种驱动气体放电灯的方法，包括步骤：

产生具有操作频率的高频输出电压；

调节所述操作频率，以便在最小强度与最大强度之间控制灯的强度；

产生代表灯的灯温的温度控制信号；

确定灯的灯温是否在低温温度阈值以下；并且

如果灯的灯温在所述低温温度阈值以下，则增加灯的最小强度。

2.根据权利要求1的方法，其中产生温度控制信号包括产生代表灯两端的灯电压的幅值的灯电压控制信号，灯电压的幅值取决于灯的灯温。

3.根据权利要求2的方法，其中如果灯的灯温在所述低温温度阈值以下,则增加灯的最小强度进一步包括如果灯电压的幅值超过最大灯电压极限，则增加灯的最小强度。

4.根据权利要求3的方法，其中如果灯的灯温在所述低温温度阈值以下,则增加灯的最小强度进一步包括增加灯的最小强度以使得灯两端的灯电压的幅值被限制到所述最大灯电压极限。

5.根据权利要求1的方法，其中增加灯的最小强度还包括随着灯温下降到所述低温温度阈值以下，连续地增加灯的最小强度。

6.根据权利要求5的方法，其中增加灯的最小强度还包括随着灯温下降到所述低温温度阈值以下，线性地增加灯的最小强度。

7.根据权利要求1的方法，其中增加灯的最小强度还包括根据所述低温温度阈值以下的阶跃函数来增加灯的最小强度。

8.根据权利要求1的方法，其中所述高频输出电压由靠近灯的镇流器电路产生，并且产生温度控制信号的步骤包括产生代表所述镇流器电路的温度的灯电压控制信号。

9.一种用于驱动气体放电灯的电子镇流器电路，所述镇流器电路包括：

逆变器电路，用于接收直流母线电压和用于产生高频输出电压;

谐振储能电路，用于接收所述高频输出电压，并产生用于驱动所述灯的正弦电压;以及

控制电路，可操作地耦合到所述逆变器电路，用于在最小强度与最大强度之间调节灯的强度，所述控制电路可操作以接收代表灯的灯温的控制信号，如果灯的灯温下降到低温温度阈值以下，则所述控制电路可操作以增加灯的最小强度。

10.根据权利要求9的镇流器电路，进一步包括：

温度感测电路，可操作以产生代表灯的灯温的控制信号，所述温度检测电路可操作地耦合到所述控制电路，使得如果灯的灯温下降到所述低温温度阈值以下，则所述控制电路可操作用来增加灯的最小强度。

11.根据权利要求10的镇流器电路，其中所述温度感测电路测量所述镇流器电路的温度以产生控制信号，并且如果由所述温度感测电路所测量的温度低于低温温度阈值，则所述控制电路增加灯的最小强度。

12.根据权利要求11的镇流器电路，其中随着由所述温度感测电路测量的温度下降到所述低温温度阈值以下，所述控制电路连续地增加灯的最小强度。

13.根据权利要求12的镇流器电路，其中随着由所述温度感测电路测量的温度下降到所述低温温度阈值以下，所述控制电路线性地增加灯的最小强度。

14.根据权利要求11的镇流器电路，其中所述控制电路根据所述低温温度阈值以下的阶跃函数来增加灯的最小强度。

15.根据权利要求9的镇流器电路，其中，所述控制信号包括代表灯两端的灯电压的幅值的灯电压控制信号，而灯电压的幅值取决于灯的灯温。

16.根据权利要求15的镇流器电路，其中，如果灯电压的幅值超过最大灯电压极限，则所述控制电路增加灯的最小强度。

17.根据权利要求16的镇流器电路，其中，所述控制电路增加灯的最小强度，使得灯两端的灯电压的幅值被限制到所述最大灯电压极限。

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