CN1146847A - 高亮度放电灯的激发电路结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及启动高亮度放电灯的电路结构，该放电灯需要在灯的辉光模式之前和基本在辉光模式的全过程提供激发脉冲。由电路结构组成的激发器包括双向开关部件，例如(但不限于)SIDAC，其击穿电压对应于灯辉光模式期间的灯电压。该电路结构基本消除了灯长时间滞留在其辉光模式的现象，从而最大限度地减小由于灯电极损坏而造成的灯损坏。

Description

高亮度放电灯的激发电路结构

本发明涉及高亮度放电灯的激发电路结构。总的来说该电路结构由用于HID灯的镇流器构成。该电路结构也可由分开的激发器构成。

HID灯通常是指包括高压水银灯、高压钠灯、金属检卤灯和低压钠灯的一类灯。HID灯在其激发期间具有辉光模式，在该模式下，出现完全电弧放电之前灯中产生辉光发电。为HID灯提供电能的常规的镇流器包括一个激发器。该激发器提供施加到灯上的高压激发脉冲，以便使灯开始工作。

在灯进入其辉光模式之前，将由激发器产生的高压脉冲的能量提供给灯。当灯开始进入其辉光模式时，切断激发器。在辉光模式期间，不产生高压脉冲。当成功地进行了激发时，灯迅速通过辉光模式，进入稳定状态，即从辉光放电进入灯电极之间的电弧放电状态。成功地进行激发所需的能量值取决于许多因素并且所需能量是变化的，这些因素例如是(但不局限于)灯中的气体的局部压力。当送入HID灯以便激发灯的能量不够时，灯将滞留在其辉光模式，而不会到达一个稳定的状态(完全电弧放电)。

反复地长时间地处于辉光模式会损坏HID灯的电极，其结果是使灯损坏。

因此，希望提供一种具有较可靠的HID激发特性的改进的HID激发器。具体地说，该激发器应避免过长的辉光模式时间。

总的来说，根据本发明的第一方面，一种用于激发在激发期间具有辉光模式的高亮度放电灯的电路结构，包括输出端，以及激发器，用于激发灯的阶段，在高亮度放电灯的辉光模式之前和至少在基本辉光模式的全过程，产生激发脉冲。该激发器包括检测输出端之间的电压的电压检测器，并且在产生激发脉冲时激发器对电压检测器作出响应。

该电路结构通过不仅在高压放电灯辉光模式之前而且基本在辉光模式的全过程产生激发脉冲，避免灯长时间滞留在辉光模式。在辉光模式之前和在基本辉光模式的全过程产生的激发脉冲提供足够的能量，使得灯从辉光放电转入电弧放电运行状态。基本消除了在启动期间长时间滞留在辉光模式而引起的对灯电极的损坏进而对灯的损坏。

最好激发器包括双向开关部件，例如(但不限于)SIDAC，其击穿电压是根据灯辉光模式大约结束时灯两端的电压选择的。激发器最好还包括一个与双向开关部件相连的电容器，在双向开关部件导通时电容器通过它放电。

本发明的其它目的和优点从本说明书中将会很清楚地看到。

因此，本发明包括相关的几个步骤，体现结构特征的部件，用来实现这些步骤的元件和部分的组合，在以下详细的揭示中都是示例性的，本发明的范围将在权利要求书中指明。

为了更全面地了解本发明，以下的描述将结合附图进行，该图是本发明的电路结构。如图所示，该电路结构包括镇流器10，它通过一对输入端33和36与交流电源20相连。镇流器10通过一对输出端39和42向HID灯40提供电能。

镇流器10包括一个自耦变压器60，该变压器具有带抽头63的原边绕组60。绕组60与输入端33和36相连。电容器66连在抽头63和镇流器绕组65的一端之间。与原边绕组60磁耦合的镇流器绕组65包括第一抽头76和第二抽头77。抽头76和77之间的镇流器绕组65的一部分通常叫做激发器绕组79。镇流器绕组65的另一端与输出端39相连。

镇流器绕组65的作用是当灯40点亮时限制/控制流经灯40的电流。SIDAC 89和电容器92分别与抽头76和77相连。SIDAC 89和电容器92也通过电感器95和电阻器96的串联组合与将原边绕组60、输入端36和输出端42连在一起的节点相连。激发器绕组79、SIDAC89、电容器92、电感器95和电阻器96一起构成一个激发器(即启动电路)80。激发器80可以整体地连到镇流器绕组79上。另外，SIDAC 89和电容器92可以分别可拆卸地与抽头76和77相连。

镇流器10的工作过程如下。电能从交流电源20施加到镇流器10的输入端33和36。交流电源20产生的电压对激发/启动灯40是不够的，激发灯40需要激发(启动)脉冲。激发脉冲由激发器80提供。更具体地说，当电流流经电容器92、电感器95和电阻器96时，电容器92被充电到SIDAC 89的击穿电压。

选择击穿电压，以便对应于灯40的特性辉光放电电压，这就是说，等于或刚刚低于灯40的辉光放电电压，但远高于灯的稳定电弧的电压。不同类型的HID灯的辉光放电电压是不同的，这取决于灯的电极是否具有发射极。对电极具有发射极的灯而言，辉光放电电压显著地低于电极没有发射极的可比较的灯的辉光放电电压。对本领域的一般技术人员而言，灯的辉光放电电压可以很容易地通过实验确定。换句话说，击穿电压是根据灯辉光模式大约结束时灯两端的电压选择的。

一旦达到击穿电压，SIDAC 89从先前的截止状态切换到导通状态。电容器92现在通过激发器绕组79和SIDAC 89放电，使得在激发器绕组79的两端产生脉冲电压。通过变压器的作用(即镇流器65作为自耦变压器)，在输出端39、42的两端产生高压脉冲。电容器92周期性地充电和放电，在输出端39、42的两端产生一系列高压脉冲。通过将SIDAC 89的击穿电压与灯40的辉光模式相联系，通过激发器80在灯40的辉光模式之前和基本在辉光模式的全过程提供激发脉冲。从辉光放电到完全电弧放电的过渡时期，灯40两端的电压暂时增加。过渡到完全电弧状态(放电)以后，灯40两端的电压充分下降，使SIDA C 89截止。因此，过渡到完全电弧放电以后，切断激发器80。

SIDAC 89作为电压检测器检测镇流器10的输出端39和42的电压。激发器80对SIDAC 89周期性地导通和截止作出响应，提供成功地使灯40切换的足够的能量。具体地说，在辉光模式之前和至少在基本辉光模式的全过程连续产生激发脉冲，避免了灯40过长时间地滞留在辉光模式。基本消除了长时间滞留在辉光模式而引起的对灯电极的损坏进而对灯的损坏。

例如，当灯40是金属检卤灯时，通常标称值是150瓦，95伏，SIDAC 89的击穿电压在大约110-125伏之间，大约110-125伏之间的脉冲电压施加到激发器绕组79两端。为了启动灯，在输出端39、42的两端形成了大约1800-3500伏的电压。大约110-125伏的SIDAC的击穿电压分别对应于150-200伏之间的灯电压。在灯40的辉光模式之前和至少在基本辉光模式的全过程，重复进行对电容器92的充电过程，直到到达导致产生施加到灯40上的高压脉冲的SIDAC89的击穿电压。在辉光模式结束时切断激发器80。

更具体地说，一旦灯点亮，SIDAC 89两端的电压就下降到其击穿电压以下。激发器80不再能够在激发器绕组79的两端产生脉冲电压。换句话说，只要灯40保持点亮，激发器80就不会产生另外的脉冲电压。

根据本发明的优选实施例，镇流器30是150瓦的金属检卤灯恒定瓦数自耦变压器(CWA)，它可以从Advance Transformer CompanyofRosemont，Illinois得到，零件号是71A5486。电容器66的标称值是22.5微法，240伏。SIDAC 89可以从Shindengen ElectricMfg.Co.，Ltd.得到，零件号是K1V12，并且标称击穿电压大约是110-125伏。电容器92的标称值是大约0.33微法。灯40是高亮度放电灯，例如(但不限于)是150瓦95伏的金属检卤灯。电感器96一般包括两个串联的线圈，每个线圈的标称值是22毫亨。电阻器95的标称值是3.5千欧。

现在可以很容易地理解，本发明提供了一种改进的激发方式，其中在灯40的辉光模式之前和至少在基本辉光模式的全过程产生激发脉冲。通过提供用于成功地启动灯40的足够的能量，避免了灯过长地滞留于辉光模式。

可以看到，上述本发明的目的通过以上描述变得很清楚，在不脱离本发明的精神的前提下，可以作各种修改。上面描述中所包括的所有内容和附图所示的内容都应看作是说明性的，而不是限制性的。

Claims (4)

1.一种用于激发在激发期间具有辉光模式的高亮度放电灯的电路结构，包括：

输出端，以及

激发器，用于激发灯的阶段，在辉光模式之前和基本辉光模式的全过程，产生激发脉冲，所述激发器具有检测输出端之间的电压的电压检测器，并且在产生激发脉冲时激发器对电压检测器作出响应。

2.权利要求1的电路结构，其中激发器包括双向开关部件，其击穿电压是根据灯辉光模式大约结束时灯两端的电压选择的。

3.权利要求2的电路结构，其中激发器包括一个与双向开关部件相连的电容器，在双向开关部件切换时电容器通过它放电。

4.权利要求3的电路结构，其中双向开关部件是SIDAC。