CN1113101A - 带有升压电路的并联谐振镇流器 - Google Patents
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Abstract
一种操作气体放电灯的镇流器，具有一个电压升
压器、一个半桥式变换器、以及一个并联共振电路。
在镇流器开始通电时，变换器控制器禁止变换器操
作。
Description
本发明涉及一种并联谐振镇流器，特别是涉及一种带有升压电路的并联谐振镇流器。
为气体放电灯供电的电子镇流器必须提供高的功率因数、低的总谐波畸变、以及高的效率。同时，镇流器的制造成本必须低。此外，镇流器必须迅速启动灯。
电子镇流器将较低频率的交流电(约60赫兹)转换成较高频率的交流电。为了得到优良的灯的寿命，加到气体放电灯上的交流电应该是正弦形的。
采用共振电路来获得正弦形交流电供灯使用。两种类型的共振电路是串联共振电路和并联共振电路。串联共振电路有一个与电容器串联的电感器。并联共振电路有一个与电容器并联的电感器。选择电感器的电感和电容器的电容，使共振电路在一个选定的高频(通常30千赫数量级)共振。
具有并联共振电路的镇流器的制作成本一般比具有串联共振电路的镇流器低。但并联共振电路的效率较串联共振电路也低，这是因为加在并联共振电路两端的电压很低的条件下电压损失很大的缘故造成的。
因此期望得到一种能提供高功率因数和低的总谐波畸变的、使用并联共振电路的镇流器。
图1是使用并联共振电流的镇流器的示意图。
图1表示出一个镇流器，用于从一个交流电源(未示出)向一对气体放电灯供电，交流电源在终端8连到镇流器。
现在参照图1的总体构成，升压电路10的输入端连到终端8，因此连到了交流电源。终端8按可断开的方式连到交流电源，在大多数情况下是通过一个开关进行这种连接的。升压电路10的输出端向变换器14的输入端提供高压直流电。变换器控制器12禁止变换器14操作，直到升压电路10产生了足够高的激励灯的电压时为止。变换器14与电流反馈电感器20共同作用，向并联共振回路16提供高频交流电。并联共振回路16将高频交流电转换成正弦形交流电，然后向气体放电灯68、70供电。
现在详细参照图1，终端8将交流电源连到该电路。升压电路10(具有过冲)的输入端连到了终端8上。启动时需要高压才能激励这两个灯。因此，升压电路10要提供“过冲”，即在启动时升压电路10的输出极高，以有助于灯的激励。启动后的升压电路10的输出端的电压也比在终端8提供的交流电压的峰值高。在授与Konopka的美国专利5,191,263中详细说明了带有过冲的升压电路，这里参考引用了该专利。
但是，升压电路10的操作并不是立即开始的。在将终端8连到交流电源后，升压电路10的输出要隔一段时间才能激励放电灯。在这期间要禁止变换器14操作。
升压电路10耦合到电流反馈电感器20。由于使用了并联共振电路16，所以需要有一个电流源才能准确无误地工作。这样一个电流源是由电流反馈电感器20提供的。
与电流反馈电感器20耦合的电容器22可消除由于电流反馈电感器20的漏泄引起的“阻尼振荡”。这种“阻尼振荡”是可能破坏镇流器其它元件正常工作的电流反馈电感器的次谐波振荡。
电阻器24、26形成了一个分压器网路，节点25是该分压器网路的输出点。两端交流开关元件34将节点25与变换器14连接起来。在启动时，节点25的电压不足以使两端交流开关元件34导通。
当升压电路10的电压输出足够高时，两端交流开关元件34导通击穿。通过改变电阻器24、26的数值，可调节节点25的电压，以便利于两端交流开关元件34的击穿。
当两端交流开关元件34击穿时，连在该开关元件34和镇流器的下轨端间的电阻器28限制了穿过该开关元件34的电流。在这期间，对通过电阻器28连到节点25的电容器30进行充电，而后变换器14才开始工作。在开关元件34击穿后，存贮在电容器30中的能量通过电阻器28和开关交流元件34释放到变换器14内。存贮在电容器30中的能量使变换器14启动。
连接在节点25和变换器14之间的二极管32在变换器14开始工作后将节点25的电压维持在一个标称值上。二极管32的阳极连到晶体管38、48之间的结合点上，二极管32的阴极连接到节点25上。
变换器14是一个自激振荡半桥式变换器。晶体管38和48连接在镇流器的上、下轨端之间。晶体管38、48以大约50％的占空因数周期性地导通和截止。当晶体管48截止时(即不导通)，晶体管38导通；反之亦然。晶体管38、48的导通和截止的频率等于并联共振回路16的共振频率。
晶体管38通过由和电容器42并联的电阻器42、以及绕组45组成的振荡回路控制。晶体管48通过由和电容器46并联的电阻器44、以及绕组47组成的振荡回路控制。绕组47的极性与绕组45的极性相反。
二极管36、50分别并联连接在晶体管38、48的两端，使截止的那个晶体管的电流能在晶体管的外围流过。
并联共振振荡回路16的电容器61与变压器63的初级绕组62并联。选择电容器61的电容和初级绕组62的电感，使该并联共振振荡回路的振荡频率在30千赫附近。
当并联共振振荡回路16共振时，在变压器63的次级绕组65中产生的电流也将在绕组45、47中产生电流。在绕组45中产生的电流相对于绕组47中的电流有180度的相位差。因此，当晶体管48截止时，晶体管38导通；当晶体管38截止时，晶体管48导通。
变压器63的次级绕组65与灯68、70并联。镇流器电容64与灯70串联，而镇流器电容66与灯68串联。镇流器电容64、66限制了通过灯68、70的电流。
在不离开这里描述的本发明的范围的条件下，在上述元部件的结构和形式方向还可以作出许多改变。
Claims (9)
1.一种镇流器，用于从以第一频率工作的交流电源向至少一个荧光灯供电，该镇流器包括：
以可断开的方式连到交流电源的终端；
一个电压升压电路，它具有一个输入端和一个输出端，其输入端耦合到交流电源，其输出是直流；
一个变换器，它具有一个输入端和一个输出端，其输入端耦合到电压升压电路的输出端，变换器输出的交流电压的第二频率高于第一频率；以及
一个并联谐振电路，它具有一个输入端和一个输出端，其输入端耦合到变换器输出端，其输出基本上是正弦形的，并联谐振电路的输出端耦合到至少一个荧光灯上。
2.如权利要求1所述的镇流器，进一步还包括一个变换器控制器，用于在终端开始连到交流电源时禁止变换器操作一个短的时间。
3.如权利要求2所述的镇流器，其中的变换器是一种自激共振半桥式变换器。
4.如权利要求3所述的镇流器，其中的控制器包括一个分压网络，使分压网络的输出能控制变换器的启动。
5.如权利要求4所述的镇流器，其中的分压网络包括一个第一电阻器，该第一电阻器与一个并联电路串接，该并联电路是一个第二电阻器和一个串接的电阻器与电容器的并联电路。
6.如权利要求5所述的镇流器，其中第一电阻器和该并联电路的结合点是该分压器网路的输出端。
7.如权利要求6所述的镇流器，其中的变换器至少包括一个晶体管，该晶体管有一个基极、一个发射极和一个集电极。
8.如权利要求7所述的镇流器，其中分压器网络的输出端连接到晶体管的基板，使得升压电路获得足够高的激励灯的电压之前没有任何电流从晶体管的集电极流到发射极。
9.一种镇流器，用于从以第一频率工作的交流电源向至少一个荧光灯供电，该镇流器包括：
以可断开的方式连到交流电源的终端；
一个电压升压电路，它具有一个输入端和一个输出端，其输入端连接到交流电源，在升压电路启动期间的一个短时间内升压电路的输出电压大于升压电路的输入电压；
一个自激共振半桥式变换器，它具有一个输入端和一个输出端，该变换器的输入端连到升压电路的输出端，该变换器输出一个交流电压，该交流电压具有高于第一频率的第二频率；
一个并联谐振电路，它具有一个输入端和一个输出端，其输入端连到变换器输出端，其输出基本上是正弦形的，且其输出被耦合到至少一个荧光上；
一个变换器控制器，包括一个由第一和第二电阻器组成的分压器网络，其中第一和第二电阻器的接点是变换器控制器的输出，其中变换器控制器的输出连接到半桥式变换器的一个晶体管的基板，使得在终端开始连到交流电源后的升压电路启动期间能延迟变换器操作一个短的时间。
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