CN103477719A

CN103477719A - 即时启动的镇流器系统

Info

Publication number: CN103477719A
Application number: CN2012800196567A
Authority: CN
Inventors: Y.方; A.加内斯
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2011-04-22
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2013-12-25
Also published as: WO2012143841A2; US20140049161A1; JP2014516462A; EP2700287A2; WO2012143841A3

Abstract

本发明公开了一种可连接到具有灯丝（151）的灯（150）的程序启动镇流器（100）。该镇流器包括被设置成加热所述灯丝（151）的加热单元（170）、被设置成接收接通或关断所述灯（150）的信号的接收器（180）、以及被设置成基于所述接收器（180）的输出接通或关断所述灯（150）的控制电路（160）。所述加热单元（160）进一步被设置成在所述接收器（180）接收到接通所述灯的信号之前加热所述灯丝（151）并且在所述接收器（180）接收到关断所述灯的信号之后保持所述灯丝（151）被加热。

Description

即时启动的镇流器系统

技术领域

本发明涉及电子镇流器，并且更具体地涉及一种程序启动镇流器，其包括占用信号接收器和为灯丝提供恒定加热以便允许快速启动的加热控制器。

背景技术

电子灯镇流器使用固态电子电路提供适当的启动和工作的电学条件来为一个或多个荧光灯和/或高强度放电（HID）灯供电。另外，已知高效、高频的电子镇流器可给予出众的照明性能和能量节约，这使得它们的使用节省成本。电子镇流器可用于固定灯光，以及全范围调光模型。

电子镇流器的第一个主要种类是即时启动镇流器。常规的即时启动镇流器启动灯时无需通过使用高电压（600伏特左右）加热灯的阴极。这样的常规即时启动镇流器是电子镇流器中能量效率最高的类型之一。然而，这样的即时启动镇流器的一个缺陷是它们提供来自灯的最少的启动次数。这是因为每次灯被启动时发射型氧化物从冷阴极表面被轰出，这缩短了灯的寿命。这种类型的常规镇流器是在灯不被很经常地接通和关断时最好使用的设备。

图1示出了一种常规的电子荧光即时启动镇流器系统10。该镇流器包括电磁干扰（EMI）滤波器20、桥接二极管（D1-D4）、功率因数校正（PFC）转换器30、逆变器40和一个或多个灯50。当输入电压被施加到该镇流器系统10的输入端时，它即时启动灯50而无需预热灯50的灯丝。灯50的开关寿命约为2000-8000次循环。

镇流器的第二个主要种类是程序启动镇流器。常规的程序启动镇流器是快速启动镇流器的更先进的变型。常规的程序启动镇流器首先将电力施加到灯的灯丝，然后在短暂的延迟后（以允许阴极预热）将电压施加到灯来触发电弧。这样的常规程序启动镇流器给出了来自灯的最佳寿命和最多启动。因此，程序启动镇流器优选用于需要非常频繁的功率循环的应用中，例如具有运动检测器开关的医学检查室和休息室。

图2示出了一种常规的电子荧光程序启动镇流器系统11。该镇流器系统11包括EMI滤波器21、桥接二极管（D1-D4）、PFC转换器31、逆变器41、预热电路61、控制器71以及一个或多个灯51。灯51可以被串联或并联连接。如图2所示，灯51被并联连接。灯51的一个或多个灯丝52（即灯51的右侧）的常见连接可以是串联的或并联的。如图2所示，灯丝52是并联的。

如上文所提到的，常规的程序启动镇流器在点火前预热灯的灯丝。这允许灯具有更长的开关寿命。预热时间取决于设计可以花费约0.5-1.5秒。灯的开关寿命可以达到超过50000次循环。相反地，如上文所提到的，使用提供高电压来为灯即时点火而无需预热灯丝的即时启动镇流器的灯的开关寿命短得多，且只能够达到2000-8000次循环。

另外，出于节能的目的，已知照明系统使用占用传感器（未在图2中示出）以便根据感测区域是否有人来接通/关断灯光。来自这样的占用传感器的信号由镇流器系统外部的控制电路使用，以便接入/切断输入电力。当有人进入感测区域时，占用传感器向控制电路发送接通（即连接）输入电力的信号。然而，灯光被接通前总是存在不希望的时间延迟。

例如，在公开号10-134966的日本专利摘要中，提供了一种具有人体传感器的荧光灯照明设备。使用控制器响应于传感器对人的检测来改变该荧光灯的负载（即接通）。正如申请者所理解的，当最初检测到人时，在该荧光灯打开之前必须要预热荧光灯的灯丝（导致延迟）。当该人离开传感器的邻近区域时，控制器移除负载（即关断荧光灯）并将照明设备置于待用模式。该待用模式可以是预热状态或关断状态（无预热）。如果有人返回该邻近区域则预热状态允许荧光灯快速接通。当有人返回该邻近区域时关断状态需要荧光灯在接通前再次预热。然而，在这两种待用模式中，至少在有人第一次进入该邻近区域时必须执行预热。

在需要电子镇流器频繁接通和关断的照明系统中，灯光应该即时或经过非常短暂的时间延迟后接通，并且这也不应该缩短灯的寿命。如上文所讨论的，尽管常规程序启动镇流器能够满足第二种需求并且常规即时启动镇流器能够满足第一种需求；但是能够满足这两种需求的电子镇流器在本领域还不是已知的。

相应地，在电子镇流器的领域中存在一种解决上述常规电子镇流器的缺点的需要。

发明内容

本发明提供了一种与常规的程序启动镇流器系统相比不缩短灯的开关寿命的即时启动镇流器系统。

在这点上，本发明的一个方面提出了能够快速启动具有加热灯丝的荧光灯的电子镇流器。灯由本发明的镇流器系统驱动，其能够根据占用信号或其它开关装置被接通/关断。然而该灯的灯丝在关断时间期间保持加热。当灯需要被接通时，该镇流器系统为灯即时点火。由于灯的灯丝在关断时间期间被加热，因此该灯的开关寿命将不会被缩短。本发明的镇流器系统满足即时启动和长开关寿命需求这二者。

本发明的一个方面涉及能够耦合到一个或多个灯的镇流器，所述灯中的每一个都具有灯丝。该镇流器包括能够被连接到灯的逆变器和也被连接到灯并被设置成将每盏灯的灯丝保持在恒定的加热状态的加热电路。该镇流器还包括连接到该逆变器和加热电路的控制器，以及被连接到该加热电路的信号接收器。基于来自信号接收器的输出，该控制器导致灯接通或关断。

本发明的另一个方面涉及用于接通荧光灯的方法。该方法包括以下步骤：当输入电力被施加到荧光灯时加热荧光灯的灯丝，以及在施加输入电力后当接收到指示接通荧光灯的第一信号时接通荧光灯。该方法还包括以下步骤：当接收到指示关断荧光灯的第二信号时关断荧光灯，以及当基于该第二信号关断荧光灯时保持灯丝加热。

本发明的又一个方面涉及具有耦合到至少一个具有灯丝的灯的连接的镇流器。该镇流器包括被设置成加热灯丝的加热单元、被设置成接收信号以便接通或关断灯的接收器、以及被设置成基于该接收器的输出接通或关断灯的控制电路。该加热单元进一步被设置成：（1）在接收器接收到接通灯的信号前加热灯丝，以及（2）在接收器接收到关断灯的信号后保持灯丝被加热。

本发明的不同实施例的一个目标是即时或经过非常短暂的时间延迟后启动荧光灯。

本发明的不同实施例的另一个目标指向一种与常规的程序启动镇流器相比改进了灯的开关寿命的镇流器。

本发明的不同实施例的又一个目标指向一种在需要镇流器频繁接通和关断的照明系统中有用的镇流器，其中该照明系统中的灯应该即时或经过非常短暂的时间延迟后接通并且这还不应该缩短该灯的寿命。

通过结合附图阅读后面对于本发明的各个实施例的详细描述，本发明的前述实施例和其他实施例以及本发明的各个特征和优点将更加显而易见。详细描述和附图仅仅说明而非限制本发明，本发明的范围由所附权利要求书及其等效表述限定。

附图说明

图1示出了常规的电子荧光即时启动镇流器系统。

图2示出了常规的电子荧光程序启动镇流器系统。

图3示出了根据本发明的一个实施例的镇流器系统。

图4示出了根据本发明的第二个实施例的镇流器系统。

图5示出了根据本发明的另一个实施例的镇流器系统。

图6示出了根据本发明的又一个实施例的镇流器系统。

具体实施方式

后面的描述是实施本发明的最佳设想模式。给出这一描述的目的是为了说明本发明的一般性原理，并且不应当被理解成做出限制。本发明的范围是参照所附权利要求书来最佳地确定的。

图3是根据本发明的第一个实施例的镇流器系统100的框图。该系统100包括EMI滤波器120、桥接二极管（D1-D4）、PFC转换器130、逆变器140、加热电路160、控制器加热电路170以及一个或多个灯150。灯150可以被串联或并联连接。如图3所示，灯150被并联连接。灯150的一个或多个灯丝151（即灯150的右侧）的常见连接可以是串联的或并联的。如图3所示，灯丝151是并联的。

与图2所示的常规程序启动镇流器系统11相比，镇流器系统100中存在耦合到加热控制器160的占用信号接收单元180。该加热控制器160替换常规的控制器61，并且加热电路170替换常规的预热电路71。该加热控制器160被设置成（电力一被提供给镇流器系统100）就使用加热电路170来保持灯150的灯丝151处于恒定的加热状态。

在镇流器系统100中，其中一个特征是占用信号接收单元180不直接接入/切断输入电力。当占用信号接收单元180未接收到有人出现在该区域的信号时，占用信号接收单元180向加热电路170发送信号来关断灯150。然而，如上文所提到的，加热控制器160保持加热灯丝151。当占用信号接收单元180接收到有人在该区域的信号时，占用信号接收单元180向加热控制器160发送信号来为灯150即时点火。由于灯丝151在关断时间期间保持被加热，因此灯的开关寿命不会被缩短。相应地，镇流器系统100满足上文所提到的频繁地即时开/关切换和长开关寿命这两种需求。

本发明的另一个方面是占用信号接收单元180能够通过不同的方式被实现。在图4所示的实施例中，示出了使用传感器181的双线配置。在图5所示的实施例中，示出了使用传感器182的单线配置。在图6所示的实施例中，示出了使用传感器183的电力线耦合。在又一个实施例中，可以使用无线接收器/发射器（未示出）。

正如本领域的普通技术人员将能体会的，上文所提到的各个实施例具有不同的用途和优点。例如，图4所示的双线配置可以容易地从系统100的控制线隔离出来。图5所示的单线配置与双线配置相比不容易被隔离，但是仅仅具有一条额外的线用于制造和安装。图6所示的电力线耦合配置不具有额外的线，更易于终端使用者/消费者安装，但是与图4和5中所示的实施例相比，它更难设计并且具有更高的制造成本。

正如本领域的技术人员将能理解的，上文讨论的不同实施例允许占用信号接收单元能够接收可以被用于控制（接通/关断）灯150的不同类型的信号（数字“1”或“0”；地、线电压等等）。该占用信号接收单元180优选地被适配成从外部传感器直接接收信号。相应地，根据本发明的这个方面，来自外部传感器的原始信号基本上不依赖于任何进一步的信号调节。

该镇流器系统100不仅仅局限于占用信号接收单元180的一种实现类型，而是（在镇流器系统100中）可以使用多种配置来提供与不同类型的传感器相耦合的灵活度。在一个优选的实施例中，占用信号接收单元与镇流器系统100集成。这与上文所讨论的被用于耦合/去耦合输入电力的、需要（镇流器外部的）额外的控制电路来耦合/去耦合输入电力的常规占用传感器相反。

参考图3-6，本领域的普通技术人员将体会用于改进的镇流器系统设计的本发明的众多优点。还应当理解的是，如图3所示的镇流器系统100的不同元素可以以不同方式或不同电路来实现：模拟电路或基于微控制器的数字电路；逆变器140可以具有不同的拓扑，例如集成驱动半桥或自振荡半桥。加热电路170可以从逆变器140分离，或被耦合到逆变器140的诸如谐振电感器（未示出）的一些部件。

虽然这里所公开的本发明的实施例当前被认为是优选的，但是在不背离本发明的精神和范围的情况下可以做出各种改变和修改。在所附权利要求书中表明了本发明的范围，并且落在其等效表述的含义和范围内的所有改变都意图被涵盖在其中。

Claims

1. 一种镇流器（100），其能够耦合到至少一个具有灯丝的灯（150），该镇流器（100）包括：

逆变器（140），其能够被耦合到所述灯（150）；

加热电路（170），其能够被耦合到所述灯（150）并被设置成将所述灯丝（151）保持在恒定的加热状态；

控制器（160），其被耦合到所述逆变器和所述加热电路；以及

信号接收器（180），其被耦合到所述加热电路，

其中基于来自所述信号接收器（180）的输出，所述控制器（160）被设置成导致所述灯（150）接通。

2. 根据权利要求1所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）被配置成接收来自占用传感器（181-183）的信号。

3. 根据权利要求2所述的镇流器（100），其中所述信号是数字信号。

4. 根据权利要求2所述的镇流器（100），其中所述信号是模拟信号。

5. 根据权利要求2所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）集成在所述镇流器（100）中。

6. 根据权利要求5所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）具有双线输入配置，用于接收来自占用传感器（181）的信号。

7. 根据权利要求5所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）具有单线输入配置，用于接收来自占用传感器（182）的信号。

8. 根据权利要求5所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）具有输入电力线耦合配置，用于接收来自占用传感器（183）的信号。

9. 根据权利要求5所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）具有无线接收器输入，用于接收来自占用传感器的信号。

10. 根据权利要求5所述的镇流器（100），其中所述灯（150）是荧光灯。

11. 一种用于接通荧光灯（150）的方法，该方法包括以下步骤：

当输入电力被施加到所述荧光灯（150）时，加热所述荧光灯（150）的灯丝（151）；

在施加输入电力后且当接收到指示接通所述荧光灯（150）的第一信号时，接通所述荧光灯（150）；

当接收到指示关断所述荧光灯（150）的第二信号时，关断所述荧光灯（150）；以及

当基于所述第二信号关断所述荧光灯时，保持所述灯丝的加热。

12. 一种镇流器（100），其具有耦合到至少一个具有灯丝（151）的灯（150）的连接，所述镇流器包括：

加热单元（170），其被设置成加热所述灯丝（151）；

接收器（180），其被设置成接收接通或关断所述灯（150）的信号；以及

控制电路（160），其被设置成基于所述接收器（180）的输出接通或关断所述灯（150），

其中所述加热单元（170）进一步被设置成在所述接收器（180）接收到接通所述灯的信号之前加热所述灯丝（151）。

13. 根据权利要求12所述的镇流器（100），其中所述加热单元（170）进一步被设置成在所述接收器（180）接收到关断所述灯（150）的信号之后保持所述灯丝（151）被加热。

14. 根据权利要求13所述的镇流器（100），其中所述信号是数字信号。

15. 根据权利要求13所述的镇流器（100），其中所述信号是模拟信号。

16. 根据权利要求13所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）集成在所述镇流器（100）中。

17. 根据权利要求13所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）具有双线输入配置，用于接收所述信号。

18. 根据权利要求13所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）具有单线输入配置，用于接收所述信号。

19. 根据权利要求13所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）具有输入电力线耦合配置，用于接收所述信号。

20. 根据权利要求13所述的镇流器（100），其中所述信号接收器（180）具有无线接收器输入，用于接收所述信号。