CN103379722A

CN103379722A - 用于对供应功率至灯的自振荡半桥进行操作的电路、方法和装置

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Publication number: CN103379722A
Application number: CN2013101360194A
Authority: CN
Inventors: H·维伊南
Original assignee: Helvar Oy AB
Current assignee: Helvar Oy AB
Priority date: 2012-04-13
Filing date: 2013-04-12
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2033-04-12
Also published as: CN103379722B; EP2651195A1

Abstract

提供了用于操作桥电路的电路、方法和装置。所述电路包括用于开始桥电路的操作的启动电路，启动电路包括用于在桥电路启动时接收电荷的电容性元件，以及用于提供启动信号的电荷控制器，其中所述启动信号用于响应于电容性元件的电压超过预定阈值开始桥电路的操作。该电路还包括用于在桥电路的操作期间电容性元件上的电压达到预定阈值之前对该电容性元件进行放电的控制电路，其中所述控制电路被耦合至启动电路并且被布置为接收来自灯电路的阴极电路的控制信号，该控制电路被配置为响应于控制信号对所述电容性元件进行放电。

Description

用于对供应功率至灯的自振荡半桥进行操作的电路、方法和装置

技术领域

本发明涉及布置为将功率供应至灯的功率供应电路的操作。特别是，本发明涉及用于对被布置为将功率供应至诸如荧光灯的灯的半桥电路进行操作的电路、方法和装置。

背景技术

功率转换器电路可以用于例如将直流(DC)或交流(AC)从一个电压等级转换至另一个等级、将DC转换至AC、或者将AC转换至DC。

功率转换器电路的一个示例是半桥电路，半桥电路可以用来例如将DC转换至AC。在图1a中图示了半桥电路的基本结构。作为操作的简短概要，以如下方式操作一对开关S1和S2，该方式为当开关S1在闭合状态时，开关S2在断开状态，并且反之亦然。当开关S1在闭合状态并且开关S2在断开状态，电流流动通过开关S1并且通过电感器L1朝向由电阻器R’代表的负载。相反地，当开关S1在断开状态并且开关S2在闭合状态，电流经由电感器L1流动通过开关S2朝向地电位GND。此外，开关S1和S2不允许同时处于闭合状态，因为这将引起由电位V_in代表的输入电压源和GND之间的短路。以适合的频率将开关S1和S2设置为断开和闭合状态导致期望的交变电流经由电感器L1——并且因此流向由电阻R1代表的负载。由于开关S1连接至在高电位的电压源V_in，因此开关S1可以被看作是半桥电路的高压侧开关，反之连接至由地电位GND代表的低电位的开关S2可以被看作是半桥电路的低压侧。

功率转换器电路的另一个示例是全桥电路，全桥电路也可以用来转换DC至AC。在图1b中图示了全桥电路的基本结构。作为操作的简短概要，以如下方式操作第一对开关S1’和S2’以及第二对开关S3’和S4，，该方式为当开关S1’和S4’在闭合状态时，开关S2’和S3’在断开状态，并且反之亦然。电阻器R1’代表经由电感器L1’连接/耦合至全桥电路的负载。当开关S1’和S4’在闭合状态时，电流经由开关S1’、电感器L1’、电阻器R1’以及开关S4’从V_in流向GND，反之，当开关S2，和S3’在闭合状态，电流经由开关S3’、电阻器R1’、电感器L1’以及开关S2’从V_in流向GND。此外，一对开关，即开关S1’和S2’和/或开关S3’和S4’不允许同时在闭合状态，因为这将引起在由电位V_in代表的输入电压源和GND的短路。以适合的频率将开关S1’、S2’、S3’和S4’设置为断开或闭合状态导致期望的交变电流经由电感器L1’——并且因此流向由电阻R1’代表的负载。沿着在半桥电路中使用的术语，可以将开关S1’和S3’看作全桥电路的高压侧开关，反之可以将开关S2’和S4’看作全桥电路的低压侧开关。

诸如前文描述的半桥电路或全桥电路的电源可以被布置为将功率供应至照明元件，诸如荧光灯、高强度气体放电(HID)灯、发光二极管(LED)等。特别地，电源可以耦合至谐振电路，该谐振电路包括电感器和电容器，例如半桥电路的电感器L1和电容器C1，从而接收来自电源的功率的谐振电路被配置为经由反馈装置驱动电源的操作，因而电源和谐振电路构成将功率供应至与其耦合的灯元件的自振荡半桥装置。

在这种装置中的挑战是需提供如下装置，该装置尺寸小并且可以在合理花费而不折中装置的性能和/或效率下进行制造。

发明内容

本发明的目标是提供用于对被布置为将功率供应至灯的电源电路进行操作的电路、方法和装置，该电路或该装置尺寸小并且能够在合理花费而不折中其性能和/或效率下进行制造。

本发明的目标可以通过由相应的独立权利要求定义的电路、方法和装置实现。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于对被布置为将功率供应至灯电路的桥电路进行操作的电路。该电路包括用于开始桥电路操作的启动电路，该启动电路包括用于接收在桥电路的启动时的电荷的电容性元件以及用于提供启动信号的电荷控制器，该启动信号用于响应于电容性元件的电压超出预定阈值而开始桥电路的操作。该电路还包括在桥电路的操作期间电容性元件的电压达到预定阈值之前用于对电容性元件放电的控制电路，其中，该控制电路耦合至启动电路并且被布置为接收来自灯电路的阴极电路的控制信号，该控制电路被配置为响应于该控制信号对电容性元件放电。

根据本发明的第二方面，提供了一种用于对被布置为供应功率至灯电路的桥电路进行操作的方法。该方法包括在桥电路的启动时接收电荷，响应于在电容性元件的电压超过预定阈值提供用于开始桥电路的操作的启动信号，以及在桥电路的操作期间在电容性元件的电压达到预定阈值之前对电容性元件放电，其中对电容性元件放电包括响应于从灯电路的阴极电路接收到的控制信号对电容性元件进行放电。

根据本发明的第三方面，一种装置包括在电压源和地电位之间可连接的桥电路，耦合至该桥电路的谐振电路，耦合至该谐振电路的灯电路，该灯电路包括阴极电路以及根据本发明的第一方面的电路，该电路具有耦合至桥电路的开关的控制端的启动电路和耦合至灯电路的阴极电路的控制电路。

在本专利申请中呈现的本发明的例示的实施例不被解释为引起附加权利要求的适用性的限制。动词“包括”以及它的派生词在本专利申请中作为开放的限制而使用，即不排除也未叙述的特征的存在。除非另外明确声明，在下文中描述的特征可互相自由结合。

被看作是本发明的特点的新的特征在附加权利要求中具体阐述。然而，当结合附图阅读时将从以下具体实施例的详细描述中最好地理解关于本发明的结构和它的操作方法这两者的本发明本身连同另外的目标和其优势。

附图说明

图1a示意地图示了作为电源电路的示例的半桥电路。

图1b示意地图示了作为电源电路的示例的全桥电路。

图2示意地图示了包括根据本发明的实施例的电路的例示的装置。

图3示意地图示了包括根据本发明的实施例的电路的例示的装置。

图4a示意地图示了根据本发明的实施例的例示的启动电路。

图4b示意地图示了根据本发明的实施例的例示的启动电路。

图5a示意地图示了包括根据本发明的实施例的控制电路的例示的装置。

图5b示意地图示了包括根据本发明的实施例的控制电路的例示的装置。

图5c示意地图示了包括根据本发明的实施例的控制电路的例示的装置。

图6图示了描述根据本发明的实施例的方法的流程图。

具体实施方式

图2示意地图示了例示的装置100，其包括被布置为供应功率至包括荧光灯162的灯电路160的半桥电路110。在装置100中，该半桥可以用在它的输出提供AC的其他类型的功率转换器替代，例如，用前文描述的全桥电路或用其他合适的装置替代。由于如通过使用作为电源的示例的半桥电路110所图示的，装置100也可以称为半桥装置或桥装置。

在装置100中，半桥电路110包括用于驱动高压侧开关S1的高压侧驱动电路112，该驱动电路112耦合至高压侧开关S1的控制端。高压侧开关S1与在节点V_in与由节点N1指示的半桥电路的中点之间的电阻器120串联连接。节点V_in可连接至合适的输入电位或输入电压。节点V_in进一步耦合至驱动电路112以及经由电阻器124耦合至节点N1，并且驱动电路112也被耦合至节点N1——直接以及经由电感器130_s1这两种。半桥电路110还包括用于驱动低压侧开关S2的低压侧驱动电路114，驱动电路114被耦合至低压侧开关S2的控制端。驱动电路114进一步被耦合至地电位GND——直接以及经由电感器130_s2这两种。低压侧开关S2与在节点N1和地电位GND之间的电阻器122串联连接。

开关S1和S2可以例如被实施为具有如下文更详细描述的期望的特性的双极结式晶闸管(BJT)或场效应晶闸管(FET)。驱动电路112和114适合以前文描述的方式驱动半桥电路110的开关S1和S2，这是本领域已知的并且因此本文不描述驱动电路112、114的细节。

在例示的装置100中，半桥电路110经由电感器130_p耦合至谐振电路，该谐振电路由在节点N1和地电位GND之间串联连接的电感器132_p和电容器134形成。电感器132_p可以称为谐振电感器，并且电容器134可以被称为谐振电容器。谐振电路也可以被称为LC电路。该谐振电路由半桥电路110驱动，而另一方面，由于电感器130_p与电感器130_s1和130_s2互相耦合，谐振电路的“输出”被反馈用以控制半桥电路110的操作。因此，流动经过电感器130_p的电流在电感器130_s1和130_s2上感应电压，所感应的电压分别用作驱动电路112和114的控制信号。

可以例如通过将电感器130_p、130_s1和130_s2实施为围绕共用芯的绕组而形成变压器装置，来提供在电感器130_p、130_s1和130_s2之间的互相耦合。特别是，可以用电感器130_p相对应的绕组充当初级绕组，并且电感器130_s1和130_s2相对应的绕组充当次级绕组来实施这种变压器装置。对于电感器130_p、130_s1和130_s2中的每一个，这种变压器装置的匝数可以相等，或作为另一个示例，实施电感器130_s1的匝数可以与实施电感器130_s2的匝数相同，而实施电感器130_p的匝数为实施电感器130_s1或130_s2的匝数的例如两倍或三倍。这种变压器装置的示例是将电感器130_p、130_s1和130_s2实施为围绕圆环面的绕组以形成具有期望的特性的环形变压器。

如在本领域已知的谐振电路可以被驱动以导致在一频率下的振荡行为，该频率依赖于电感器132_p和电容器134的特性还依赖于从半桥电路110供应至谐振电路的电流的特性，因而形成将具有关于频率和幅值的期望特性的AC供应至与其耦合的负载的自振荡桥装置。

如前文已经提及的，例示的装置100包括耦合半桥电路110至灯电路160的谐振电路。灯电路160耦合至谐振电路，耦合至在电感器132_p和电容器134之间的节点。因此，灯电路160构成由半桥电路110和谐振电路形成的自振荡桥装置的负载。灯电路160包括与电容器168串联连接的电感器132_s1，并且电感器132_s1经由被布置为接收荧光灯162的(第一)电极的第一对端子164a回到它自身，因此构成灯电路160的第一阴极电路。灯电路160还包括与电容器172串联连接的电感器132_s2，并且电感器132_s2经由被布置为接收荧光灯162的(第二)电极的第二对端子164b回到它自身，因此构成灯电路160的第二阴极电路。灯电路160进一步包括经由其第一和第二阴极电路彼此耦合的电阻器174。电感器132_s1和132_s2与电感器132_p互相耦合，因此具有响应于流经电感器132_p的电流对其感应的电压。

在电感器132_p、132_s1和132_s2之间的互相耦合例如可以通过以下方式实施：将电感器132_p、132_s1和132_s2实施为围绕共用芯的分离绕组，从而形成变压器装置。这种变压器装置的一个示例是布置实施电感器132_p、132_s1和132_s2的绕组，使得对应于电感器132_p的绕组充当初级绕组，并且对应于电感器132_s1和132_s2的绕组充当次级绕组。用于初级绕组的匝数通常比用于次级绕组的匝数的量级高。初级绕组和次级绕组之间的匝数比可以例如是从10到50的范围内，特别地为25。作为这个特别示例的一个例子，对应于电感器132_s1和132_s2的绕组中的匝数可以是6，而对应于电感器132_p的绕组中的匝数可以是150。

灯电路160的第二阴极电路进一步经由DC电容器152耦合至地电位GND，DC电容器152被布置为防止DC电流通过。灯电路160进一步经由电阻器140耦合至节点N2。例示的半桥装置100进一步经由电阻器126和二极管154将节点N2连接至半桥电路的中点，即连接至节点N1。

例示的装置100进一步包括耦合至低压侧开关S2的启动电路180。该启动电路180包括电容器136和电压阈值元件142，其操作在下文中更详细地描述。电容器136耦合在节点N2和地电位GND之间，因此与电阻器138并联，而电压阈值元件142耦合在电容器136和低压侧开关S2的控制端之间。

在高压侧开关S1和低压侧开关S2都在断开状态时，当例如通过将合适的输入电压连接至节点V_in或通过将灯放置在它的位置以闭合在第一和第二对端子164a、164b之间的电路，来启动例示的装置100时，电容器136经由电阻器124、电感器130_p和132_p、电阻器174、端子对164b和电阻器140接收来自节点V_in的电荷。换句话说，启动电路180的电容器136被布置为接收在半桥装置100的启动时的电荷。同时，电容器134在足够开始装置100的振荡行为的电位被充电。特别是，当接通包括装置100的设备的电源时，或当将灯放置在它的位于包括装置100的设备中的位置时，装置100的这种启动可能发生。

启动电路180的电压阈值元件142被配置为这样操作，电压阈值元件不传导电流直到电压超过应用于其的预定的阈值电压，而响应于电压超过应用于其的预定的阈值电压，电压阈值元件142传导直到电流降至预定阈值电流以下，此后电压阈值元件返回至不传导状态。

因此，响应于在电容器136的电压超过预定阈值电压，电压阈值元件142引起电容器136放电至低压侧开关S2的控制端，导致将低压侧开关S2设置为闭合状态并且开始自振荡桥装置的操作。换句话说，响应于在电容器136的电压超过预定阈值电压，提供用于开始装置100的操作的启动信号。

当自振荡桥装置在操作中，每一次低压侧开关S2在断开状态——并且高压侧开关S1在闭合状态——在点N1的电压(接近)是在V_in的输入电压的电压并且在开始装置100的操作的情况下电容器136开始充电。在另一方面，每一次低压侧开关S2在闭合状态——并且高压侧开关S1在断开状态——在点N1的电压变成在地电位GND的电压，例如基本为零，因而引起在电容器136的电压达到预定阈值电压之前电容器136经由电阻器126和二极管154放电，这将引起电压阈值元件142将电容器136连接至低压侧开关S2的控制端。从将高压侧开关S1设置为闭合状态并且将低压侧开关S2设置为断开状态，之后将高压侧开关S1设置为断开状态并且将低压侧开关S2设置为闭合状态直到再一次将高压侧开关S1设置为闭合状态并且将低压侧开关S2设置为断开状态的时序被称为装置100的操作周期。重复这种操作周期以便引起在灯电路160中期望的交流电。

由于在装置100的操作期间，低压侧开关S2周期性地以装置100的振荡频率被切换至断开状态和闭合状态，电容器136分别周期性地充电和放电。利用鉴于装置100的振荡频率而对电容器136的特性的适当选择，在电容器上的电压达到预定阈值电压之前，电容器136上的电压经由二极管154放电，因此避免了在它的正常操作期间重启装置100的操作。

在这方面，二极管154可以考虑用作控制电路，该控制电路用于在半桥装置100的操作期间在电容器136上的电压达到电压阈值元件142的预定阈值电压之前对电容器136放电。此外，该放电可以被认为响应于控制信号而发生，该控制信号如前文所描述的被发出用以将低压侧开关S2设置为闭合状态，从而导致电容器136经由二极管154放电。

尽管使用二极管154作为控制电路，对于在半桥装置100的操作期间周期性地对电容器136放电而言是简便的装置，但这种装置的缺点是二极管154必须能够耐受从节点V_in经由高压侧开关S1在节点N1发出的可能为几百伏特的电压。作为示例，应用至节点V_in的操作电压可能是数百伏特的量级，例如大约400伏特。因此，必须使用尺寸相当大并且还可能昂贵的二极管元件作为二极管154以便保证对操作灯162所需的电压的耐受度。

图3图示了例示的装置300。与装置100相似，装置300也可以被称为桥装置或半桥装置。装置300与装置100共有一些组件，因此仅对它们不同于装置100的方面详细描述组件及其关联的操作。

在装置300中，半桥电路110的结构与装置100中的结构相似。由电感器332_p和电容器334形成的谐振电路的结构与装置100中由电感器132_p和电容器134形成的结构相似。另一方面，灯电路360不同于灯电路160。与灯电路160相似，灯电路360也包括与电容器468串联连接的电感器332_s1，电感器332_s1经由被布置为接受荧光灯162的(第一)电极的第一对端子164a回到它自身，因此构成灯电路160的第一阴极电路。灯电路340进一步包括与电容器472串联连接的电感器332_s2，电感器332_s2经由被布置为接受荧光灯162的(第二)电极的第二对端子164b回到它自身，因此构成灯电路360的第二阴极电路。然而，灯电路360的第一和第二阴极电路不是直接彼此耦合，而是第一阴极电路经由电感器332_p、DC电容器360和电感器130_p耦合至节点N1，而第二阴极电路经由电阻器356连接至节点N1。与灯电路160类似，，电感器332_s1和332_s2与电感器332_p互相耦合，因此具有响应于经由电感器332_p流动的电流对其感应的电压，如之前对灯电路160的电感器132_p、132_s1和132_s2的上下文所描述的。前述关于由电感器132_p、132_s1和132_s2形成的变压器装置的结构的考虑也适用于由电感器332_p、332_s1和332_s2形成的变压器装置。

灯电路360的第二阴极电路进一步耦合至地电位GND。在这点上与装置100的不同在于省略了装置100的DC电容器152并且该DC电容器152用在电感器132_p和节点N1之间耦合的DC电容器360代替。在装置300的变形中，DC电容器360可以耦合至在半桥电路110和灯电路360之间的另一位置，例如，节点N1和电感器130_p之间或在电感器132_p和灯电路360之间。

作为与装置100的另一个不同，装置300包括耦合至启动电路180用于对电容器136放电的控制电路390，控制电路390包括电阻器358和控制开关S。该控制电路390被布置为接收来自灯电路360的(较低)阴极电路的控制信号，并且因此控制电路390被配置为响应于控制信号对电容器136放电。特别是，控制开关S与电容器136并联连接，控制开关S的控制端经由电阻器358耦合至灯电路360的(较低)阴极电路。

作为又一个与装置100的不同，在装置300中节点N2经由电阻器126耦合至节点N1，因而省略了构成装置100的控制电路的二极管154。

当例如通过将适当的输入电压连接至节点V_in或者通过将灯放置在它的位置以闭合在第一和第二对端子164a、164b之间的电路来启动例示的装置300时，电容器136经由电阻器124和电阻器126接收来自节点V_in的电荷。换句话说，电容器136被布置为在半桥装置300启动时接收电荷。同时电容器134经由电阻器124、电感器130_p、DC电容器360和电感器132_p在足够开始装置300的振荡行为的电位被充电。

在装置300中的启动电路180的操作基本与装置100的启动操作类似，除了电容器136，即启动电路180的电容性元件，不仅在装置300启动时接收电荷，而且由于电容器136被持续地耦合至节点V_in，因此在装置300的操作期间电容器136持续地经由电阻器124和126接收来自节点V_in的电荷。

因此，当自振荡桥装置操作时，电容器136持续地经由电阻器124和126被耦合至节点V_in，因此持续地接收来自节点V_in的电荷。在装置300的正常操作期间，由于与电感器132_p的互相耦合，在电感器132_s2中依据谐振电路的振荡频率周期性地感应因流经电感器132_p的交流电流而导致的电压。这继而引起从灯电路360的(第二)阴极电路发出到控制电路390的控制信号。特别地，控制信号被周期性地经由电阻器358发出至控制开关S的控制端，从而(周期性地)将控制开关S设置为闭合状态并且引起电容器经由控制开关S放电。

电容器136可以被认为构成用于在半桥装置100启动时接收电荷的电容性元件。代替单个电容器，电容器元件可以包括许多并联连接的电容器和/或许多串联连接的电容器以将电容性元件实施为具有期望特性的电荷存储器。此外，可以采用不同于一个或多个电容器的装置作为电容性元件用于实施电容性元件的电荷存储功能以便在考虑到电压阈值元件142的特性下使得能够积聚足够开始半桥装置100的操作的电压。

可以考虑电压阈值元件142以构成用于提供启动信号的电荷控制器，该启动信号用于响应于电容性元件的电压超过预定阈值，例如在电容器136的电压超过预定阈值电压，开始半桥装置100的操作。该电荷控制器可以包括例如具有期望的崩溃电压和保持电流的两端交流开关元件(diac)作为电压阈值元件142，因此该崩溃电压确定预定阈值电压并且保持电流确定预定阈值电流。图4a图示了包括作为电荷控制器的两端交流开关元件142a的启动电路180a。举例来说，可以采用具有在从20到40伏特范围内(例如32伏特)的阈值电压，的两端交流开关元件。

作为另外一个示例，电荷控制器可以包括齐纳二极管，该齐纳二极管被布置为具有它的正向朝向节点N2并且具有期望的崩溃电压，该崩溃电压被布置为仅响应于电容器元件(例如电容器136)的电压超过齐纳二极管的崩溃电压，允许电流朝向低压侧开关S2的控制端流动至反向方向。在这种方法的变形中，电荷控制器可以包括第二二极管，该第二二极管被布置为具有它的正向朝向低压侧开关S2的控制端，因此防止电流从低压侧开关S2的控制端流向节点N2。在另一个变形中，第二二极管用具有(第二)期望的崩溃电压的齐纳二极管代替，从而仅响应于电压超过(第二)期望的崩溃电压允许电流流向节点N2。

作为另外的示例，电荷控制器可以包括晶闸管，该晶闸管被布置为具有它的正向朝向低压侧开关S2的控制端，即，具有它的阳极耦合至节点N2并且它的阴极耦合至低压侧开关S2的控制端。此外，晶闸管的栅极耦合至节点N2。图4b图示了包括晶闸管142b作为电荷控制器的启动电路180b。晶闸管142b具有经由齐纳二极管442耦合至节点N2的栅极。即使电压从电容器136经由节点N2被施加到晶闸管142b的阴极，晶闸管142b也不在它的正向传导直到施加至晶闸管142b栅极的电压超过预定阈值，该预定阈值依赖于作为晶闸管142b而采用的组件的特性。另一方面，响应于施加在栅极的电压超过预定阈值，晶闸管142b在它的正向传导直到经由晶闸管的电流降到预定保持电流之下，该预定保持电流依赖于作为晶闸管142而采用的组件的特性。具有适当的崩溃电压的齐纳二极管442包括在例示的启动电路180b中以确保晶闸管142b在响应于不足够高以引起装置100的启动操作的电压时，不被设置为传导状态。

可以以大量不同的方式实施控制电路390。以下描述一些非限制性示例。

可以将控制开关S实施为适当的双极结式晶体管(BJT)，其具有耦合至电阻器358的基极，具有耦合至节点N2的集电极，以及具有耦合至地电位GND的发射极。在这点上，在图5a中示意地图示了包括例示的控制电路390a的例示的装置500a。该控制电路390a包括实施控制开关S的BJT392。装置500a的其他项对应于装置100和/或装置300的文中描述那些。

作为另一个示例，控制开关S可以被实现为适当的场效应晶闸管(FET)。作为特别的示例，控制开关S可以被实施为在增强模式中操作的n型金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，该MOSFT具有耦合至电阻器358的栅极，具有耦合至节点N2的漏极，以及具有耦合至地电位GND的源极。

图5b示意地图示了包括例示的控制电路390b的例示的装置500b。该控制电路390b是控制电路390a的变形，还包括将BJT392的基极耦合至地电位GND的二极管394。该二极管394被布置为具有它的正向朝向BJT392的基极，即，二极管394的阳极被耦合至地电位GND并且二极管394的阴极被耦合至BJT392的基极。在装置300的操作期间，该二极管394可以有助于发出具有足够的持续时间的期望特性的控制信号到BJT392的基极以确保电容性元件例如电容器136的放电。例示的装置500b推广至采用任何适当的组件(例如具有适当特性的FET)作为控制开关S来代替BJT392的装置中。

图5c示意地图示了包括例示的控制电路390c的例示的装置500b。控制电路390c是控制电路390b的变形，其中BJT392的基极经由电阻器396而不是二极管394耦合至地电位GND。可以采用适当尺寸的电阻器396来代替二极管394服务于同一目的。

由于在装置300的操作期间，电容器136周期性地放电，利用鉴于装置300的振荡频率适当选择的电容器136的特性，在电容器136的电压达到启动电路180的电荷控制器的电压阈值元件142的预定阈值电压之前，电容器136的电压经由控制开关S放电，从而避免在装置300的正常操作期间重启装置300的操作。

在灯162不在它的位置或灯电路360的阴极损坏并且因此在第一和/或第二对端子164a、164b之间的电路为不闭合的情况下，电流不能在灯电路360的各自的阴极电路流动。因此，在装置300的操作期间，在电感器332_s2感应的电压导致周期性地发出从(第二)阴极电路到控制电路390的控制信号，从而引起电容器136将经由控制开关S周期性地放电。另一方面，如果在灯162不在它的位置或和/或灯电路360的阴极损坏的情况下开始装置300的操作，(第二)阴极电路接收经由电阻器356应用至节点V_in的电压，并且因此，在控制电路390持续地发出控制信号，从而经由控制开关S对电容器136放电。

装置300可以在需要实施特别是包括控制电路在其中的自振荡桥装置的组件的尺寸和价格方面提供益处。特别地，例如可以使用双极结式晶体管实施控制开关S，双极结式晶体管与可以用作装置100的二极管154的二极管相比尺寸小而且更便宜。

由装置300提供的另一个益处是，装置300的一些组件的电压耐受度可以比装置100的相应的组件低。举例来说，重新部署DC电容器为装置300的DC电容器360来替代装置100的DC电容器152可以使得能够采用阴极电路电容器368、372，该阴极电路电容器368、372被要求耐受装置100的相应的电容器168、172的最大电压的一部分的最大电压。举例来说，可以选择电容器368、372耐受高达约100伏特的电压，反之可以要求装置100的相应的电容器168、172耐受高达约250伏特的电压。作为另外一个示例，与装置100中的灯电路160和谐振电路之间的耦合相比在装置300中的灯电路360和谐振电路之间不同的耦合可以使得能够选择电阻器组件作为装置300的电阻器356，该电阻器组件被要求耐受装置100的相应的电阻器174的最大电压的一部分。举例来说，可以选择电阻器356以耐受高达约400伏特的电压，而装置100的相应的电阻器174被要求耐受高达约1000伏特的电压。选择具有较低的最大电压耐受度的组件可能在相应组件的花费以及尺寸方面提供优势。

可以将装置100和300的高压侧开关S1实施为适当的晶体管，例如BJT，该BJT具有耦合至驱动电路112的基极，具有耦合至节点V_in的集电极，以及具有经由电阻器120耦合至节点N1的发射极。类似地，可以将装置100和300的低压侧开关S2实施为适当的晶体管，例如BJT，该BJT具有耦合至驱动电路114的基极，具有耦合至节点N1的集电极，以及具有经由电阻器122耦合至地电位GND的发射极。

可替代地，高压侧开关S1可以被实施为FET，该FET具有耦合至驱动电路112的栅极，具有耦合至节点V_in的漏极，以及具有经由电阻器120耦合至节点N1的源极。类似地，装置100和300的低压侧开关S2可以可替代地被实施为FET，该FET具有耦合至驱动电路114的栅极，具有耦合至节点N1的漏极，以及具有经由电阻器122耦合至地电位GND的源极。在高压侧开关S1或低压侧开关S2被实施为FET的情况下，FET的栅极可以经由适当的电阻器耦合至地电位以确保相应的FET的栅极电压保持在响应于正被发出的为了关闭相应FET的电压的足够的等级。

装置100和300可以被认作例示的装置，该装置用于图示启动电路180、180a、180b和控制电路390、390a、390b、390c的操作。因此，启动电路180、180a、180b和/或控制电路390、390a、390b、390c可以被实施在一个不同于装置100或装置300的装置中。

举例来说，在装置100或装置300的变形中，可以使用全桥电路代替半桥电路110来分别供应功率至灯电路160或灯电路360。在图1b中图示了全桥电路的示意的示例。在这种装置中，谐振电路和灯电路160、360耦合至全桥电路作为在图1b中由电阻器R1’表示的负载。因此，在这一点，进一步通过提供用于第一对开关S1’和S2’以及用于第二对开关S3’和S4’的驱动装置来修改装置100、300。第一对开关S1’和S2’可以用相似的方式使用装置100和300在文中所描述的用于开关S1和S2的电路来驱动，而第二对开关S3’和S4’可以使用用于第一对开关S1’和S2’的类似的电路来驱动，使得开关S3’与开关S2’共同地或同步地被驱动，而开关S4’与开关S1’共同地或同步地被驱动。用第一对开关S1’和S2’代替半桥电路110的开关S1和S2，启动电路180可以耦合至开关S2’的控制端。此外，启动电路180可以进一步耦合至开关S3’的控制端以响应于电容器136的电压超过预定阈值电压，使得能够共同地或同步地切换开关S2’和S3’为闭合状态。

图6图示了根据本发明的实施例的方法600。方法600可以被布置为操作桥电路或包括桥电路的装置，桥电路诸如半桥电路110或布置为供应功率至灯电路的全桥电路(如在图1b中示意地图示的)。举例来说，方法600可以被布置为操作前文详细描述的装置300。方法600包括当桥电路启动时在电容性元件接收电荷，如在步骤610指示的。方法600还包括响应于电容性元件超过预定阈值的电压，提供用于开始桥电路的操作的启动信号，如在步骤620指示的。特别地，方法600可以包括仅当桥电路将要从备用(stand-by)状态(重新)启动时提供所述启动信号，这例如由于将桥电路连接至电源或由于将灯放在它在灯电路中的位置。相反地，一旦桥电路的操作被开始，桥电路可以被认为处在与备用状态相对的操作中。方法600还包括在桥电路的操作期间电容性元件的电压达到预定阈值之前，响应于从灯的阴极电路接收的控制信号对电容性元件放电，如在步骤630中指示的。

Claims

1.一种用于对被布置为供应功率至灯电路的桥电路进行操作的电路，所述电路包括：

用于开始所述桥电路的所述操作的启动电路，所述启动电路包括：

用于当所述桥电路启动时接收电荷的电容性元件，以及

用于提供启动信号的电荷控制器，所述启动信号用于响应于所述电容性元件的电压超过预定阈值而开始所述桥电路的所述操作；以及

用于在所述桥电路的操作期间所述电容性元件的电压达到所述预定阈值之前对所述电容性元件进行放电的控制电路，

其特征在于，所述控制电路耦合至所述启动电路并且被布置为接收来自所述灯电路的阴极电路的控制信号，所述控制电路被配置为响应于所述控制信号对所述电容性元件进行放电。

2.根据权利要求1所述的电路，其中所述电容性元件包括一个或多个电容器。

3.根据权利要求1或2所述的电路，其中所述电荷控制器包括耦合在所述电容性元件和所述桥电路的开关的控制端之间的电压阈值元件，所述电压阈值元件被配置为通过对所述电容性元件进行放电来将所述启动信号提供至所述桥电路的开关的所述控制端。

4.根据权利要求3所述的电路，其中电压阈值元件是耦合在所述电容性元件和所述桥电路的所述开关的所述控制端之间的两端交流开关元件(diac)。

5.根据权利要求1所述的电路，其中所述电容性元件经由一个或多个介于中间的组件耦合至电压源，以用于在所述桥电路启动时接收电荷。

6.根据前述任一项权利要求所述的电路，其中所述控制电路被配置为在所述桥电路的操作期间、在所述桥电路的每个操作周期期间至少一次地、周期性地对所述电容性元件进行放电。

7.根据前述任一项权利要求所述的电路，其中所述控制电路被配置为响应于电流不流经被布置为接收灯的所述阴极电路的一对端子而接收来自所述阴极电路的控制信号。

8.根据前述任一项权利要求所述的电路，其中所述控制电路被布置为响应于在所述阴极电路中感应的电压接收来自所述阴极电路的控制信号。

9.根据前述任一项权利要求所述的电路，其中所述控制电路包括与所述电容性元件并联连接的控制开关，所述控制开关被配置为响应于在其上发出的控制信号而处于闭合状态，从而经由所述控制开关对所述电容性元件进行放电。

10.根据权利要求9所述的电路，其中所述控制开关的控制端被布置为经由电阻器接收来自所述阴极电路的控制信号。

11.根据权利要求9或10所述的电路，其中所述控制开关包括双极结式晶体管。

12.根据前述任一项权利要求所述的电路，其中所述启动电路被耦合至所述桥电路并且所述控制电路被耦合至所述阴极电路。

13.一种用于对被布置为供应功率至灯电路的桥电路进行操作的方法，所述方法包括

当所述桥电路启动时在电容性元件处接收电荷，

提供用于响应于在所述电容性元件的电压超过预定阈值而开始所述桥电路的所述操作的启动信号；以及

在所述桥电路的操作期间所述电容性元件上的所述电压达到所述预定阈值之前对所述电容性元件进行放电，

其特征在于，对所述电容性元件进行放电包括响应于从所述灯电路的阴极电路接收到的控制信号对所述电容性元件进行放电。

14.一种装置，包括

可连接在电压源和地电位之间的桥电路，

耦合至所述桥电路的谐振电路，

耦合至所述谐振电路的灯电路，所述灯电路包括阴极电路，以及

根据权利要求1到13任一项所述的电路，所述电路具有耦合至所述桥电路的开关的控制端的所述启动电路以及耦合至所述灯电路的所述阴极电路的所述控制电路。