CN1274515A - 镇流器 - Google Patents

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Abstract

一种镇流器,可以通过在灯负载(25)的稳定工作期间识别灯类型来为多种类型的灯负载供电。灯类型的识别基于将存于存储器(49)中的灯电压和灯电流数据点与存于微处理器(43)的存储器(52)中的多个V－I特征曲线相比较来实现。通过这一比较,镇流器(10)可以区别具有相同启动电压的多个不同灯负载。

Description

镇流器
本发明一般地涉及一种电子镇流器，更具体地，涉及一种用于识别镇流器所供电的荧光灯的类型的机制。
这有许多类型的荧光灯，包括预热式和快启动式。不仅每种等类型具有不同的点亮和/稳定状态工作频率。这些差别可以部分地由电压-电流(V-I)特征曲线来表示。一个镇流换流器可以根据该灯的V-I特征曲线来驱动。
一个典型的镇流器被设计来根据将由该镇流器供电的灯的特征曲线提供一个特定的启动电压和载流。因此，根据被供电的灯负载需要不同的镇流器。没有一种镇流器可用于所有这些类型的灯。随着可用灯的数目的增加，将需要越来越多类型的灯。许多灯以相对较少数量生产，使得这些灯的生产成本相对较高。所需的不同镇流器设计数目进一步使得镇流器设计复杂。
现有的试图解决前述问题的一种方案，如在美国专利No.5,039,921中所公开的，基于一个灯的启动电压来识别要供电的灯。三种不同类别的V-I特征曲线存储在并可以基于灯的启动电压由存储器中访问。所访问的V-I特征曲线用于驱动镇流反向器。不幸地是，许多种灯具有相同或大约相同的启动电压，因此不能由启动电压相互区别出来。在灯的寿命期间，其启动电压也会变化，从而使得基于启动电压来对灯的识别复杂化。
因此，我们希望提供一种改进的电子镇流器，它可以为多种不同类型的灯负载供电。该改进整流器应可以区别具有相同启动电压的多种不同灯负载。
根据本发明的第一方面，一种用于操作镇流器的方法包括以下步骤：提供用于点亮灯负载的充足启动电压，调整灯负载到至少两个不同级别，测量相对两个不同灯负载电流级别的灯负载电压，将对应于该至少两个不同级别的每一个的灯负载电流和相关灯负载电压与多个灯V-I特征曲线相比较，选择与这至少两个不同级别最匹配的曲线，和基于所选择的曲线操作该镇流器。
该镇流器可以在灯负载的稳定工作期间通过识别灯的类型来为不同类型的灯负载供电。灯类型的识别是基于对灯电压和灯电流与多个V-I特征曲线的比较来实现的。通过这一比较，镇流器可以区别具有相同启动电压的许多不同的灯负载。
本发明的一个特性是，该方法还包括将对于该至少两个不同级别的每一个的灯负载电流和相关灯负载电压与多个灯V-I特征曲线存储在微处理器中。在本发明的另一特性中，该方法还包括由一个驱动器为一个反向器产生一个基于由微处理器输出的信号切换信号。优选地，这至少两个不同灯负载电流级别小于可由反向器供电的每一灯负载的标称额定电流的50％。
根据本发明的第二方面，一个镇流器包括响应于切换信号用于为至少两个不同灯负载的一个供电的反向器，其中每一个灯负载具有不同的V-I特征曲线。该镇流器还包括一个微处理器和一个响应与该微处理器输出的信号来产生该切换信号的微处理器。该微处理器紧跟在灯负载的点亮之后，将通过灯负载的电流调整到至少两个不同级别，测量相应与该至少两个不同灯负载电流级别的每一个的灯负载电压，并将对应于这些至少两个不同级别的每一个的该灯负载电流和相关灯负载电压与多个灯V-I特征曲线相比较。该微处理器基于该与这些至少两个不同级别最匹配的曲线产生一个微处理器输出信号。
为了更完全地理解本发明，将联系附图进行描述：
图1为根据本发明的部分框图和部分电原理图；
图2为一个灯点亮机制的流程图；
图3为几个V-I特征曲线的点图；
图4A和4B为表示灯电压和灯电流分别与时间的关系的各点。
如图1所示，一个镇流器10包括一个DC源13，它提供一个基本DC电压或电流给一个反向器16，该反向器可以是全桥或半桥型。一个频率和/或脉宽可以变化的高频脉冲链提供给一串联共振LC电路，该电路包括一个电感9和电容22。一个灯负载25和一个电流变换器的初始绕组29的串联组合与电容22并联。该串联共振LC电路对该脉冲串滤波以将一个基本高频正弦波形施加于灯负载之上。
一个由一对电阻31和34的串联组合形成的分压器连接在地与一个将电感19结合到电容22上的结点之间。流经灯25的电流(即，ILAMP)由变换器28的次级绕组30感应出，并施加于一个模数转换器(A/D)37。在灯负载25与初级绕组29的串联组合两端的电压，它基本为灯负载两端的电压(即，VLAMP)由分压器感应出，并施加于一个模数转换器(A/D)40。一对代表ILAMP和VLAMP的数字信号分别由转换器37和40提供给一个微处理器43。
微处理器43输出一个信号给一个驱动器46，后者响应于该微处理器输出信号而控制提供给反向器16的切换信号的频率和/或脉宽。这些切换信号确定由反向器16输出的脉冲链的频率和/或脉宽。在灯负载25的稳定工作期间，该微处理器输出信号反映灯负载的V-I特征曲线。
该由微处理器43选择的V-I特征曲线是基于由图2所示的一系列步骤的。随着步骤101，灯负载25首先通过点亮。一旦灯负载25处于其稳定工作状态，在步骤104中，微处理器25设置i＝1，在步骤107中，微处理器输出信号现在反映ILAMP＝IAMPi的值的设置。由驱动器46产生的切换信号，它提供给反向器16，响应于微处理器输出信号，使得ILAMP＝IAMPi。在步骤110中，VLAMPi的值现在由微处理器43基于由A/D40产生的信号来测量。VLAMPi和ILAMPi的值暂时存储在一个随机存取存储器中。i的值在步骤113中被检查以确定是否i＝n，其中n至少等于2。但在此，i不等于n，i的值在步骤116中增1。重复步骤107到116直至在步骤113中i等于n。此后，灯类型在步骤119中由微处理器43确定。假设n＝3，存储与存储器49终端三组不同的VLAMP和ILAMP与存储与只读存储器52中的多个V-I特征曲线相比较。微处理器43选择与VLAMPi和ILAMPi的值最匹配的V-I特征曲线并用于产生该微处理器输出信号。
存储于存储器52中的V-I特征曲线的一个例子示于图3。四个V-I特征曲线201，204，207和210分别表示标称额定40瓦，36瓦，24瓦和18瓦的荧光灯。存储于存储器52中的曲线应包括对于所有镇流器10希望可以供电的不同类型的灯。n的值应这样选取，使得由足够多的VLAMPi和相应的ILAMPi值，通过它们，可以在存储于存储器52中的多组曲线中选择一个。换句话说，如果要求，n的值可以大于n＝2。由微处理器设定的ILAMPi的值小于灯负载25的标称额定电流(即，在完全亮度时的灯负载25的额定电流)以保护灯负载不受破坏。优选地，ILAMPi+1大于ILAMPi，使得ILAMPn为微处理器43所设定的ILAMP的最大值。在本发明的一个优选实施例中，当n＝3时，ILAMP1，ILAMP2和ILAMP3这样选取，使得它们分别等于具有可由该镇流器操作的所有灯负载的最大标称额定电流的标称额定电流的25％，35％，45％。
现在参照图4A，4B，VLAMP(图4A)和ILAMP(图4B)的值对于n＝3被绘制。如图4A所示，灯负载25两端的电压上升直至灯负载25在时刻t1点亮。随着点亮，灯负载25两端的电压降低而流过灯负载25的电流级上升。灯负载25现在处于稳定工作状态。在时刻t2，微处理器43已将ILAMPi设置为一个值I1。VLAMP(即，V1)的值由微处理器43基于由A/D40产生的信号来确定并存储于存储器49中。微处理器43在时刻t3已将ILAMPi设置为一个值I2，确定VLAMP(即，V2)的值并将后者存于存储器49中。微处理器43在时刻t4已将LAMPi设置为一个值I3，确定VLAMP(即，V3)的值并将后者存于存储器49中。这三组存于存储器49中的VLAMP和ILAMP的值现在于存于存储器52中的多组V-I特征曲线相比较。微处理器43选择与该VLAMPi和ILAMPi的值最匹配的V-I特征曲线，并将其用于产生微处理器输出信号。
灯电流级别I3明显小于灯负载25在完全亮度(被标为“最亮”)的电流级别。从而避免了灯负载25工作在接近或高于其标称额定值的区域。一旦灯负载25已被识别，微处理器43将灯电流调整到由用户确定的期望级别上。例如，当镇流器10与起辉器(未示出)一起使用时，微处理器43将灯负载亮度级控制在由起辉器设定的级别上，如果需要，包括将灯负载亮度级控制在可能的最低亮度级(标为“最暗”)。
如现在可以很容易预期地，镇流器10可以通过在灯负载25的稳定工作期间识别灯类型来为多种类型的灯负载供电。灯类型的识别基于将存于存储器49中的灯电压和灯电流数据点与存于存储器52中的多个V-I特征曲线相比较来实现。通过这一比较，镇流器10可以区别具有相同启动电压的多个不同灯负载。
从而可以看到，上述的目的和通过前面描述变得清晰的方面会有效地实现，而因为在上述结构中可以进行某些改变而不会偏离本发明的精神和范围，所以在上面所述和附图中包含的所有方面应理解为示例性的，而非限制性的。
还应理解，下面的权利要求意欲覆盖这里所述的本发明的所有普通和特殊特性，而本发明的范围的所有声明应被说是落于其中。

Claims (7)

1.一种用于根据与一个镇流器连接的灯负载来操作镇流器(10)的方法包括以下步骤：
为灯负载(101)的点亮提供一个充足的启动电压，其特征在于，该方法还包括以下步骤：
调整灯负载电流到至少两个不同级别(107，116)；测量对应于该至少两个不同灯负载电流级别的每一个的灯负载电压(110)；
将对应于该至少两个不同灯负载电流级别的每一个的灯负载电流和相关的灯负载电压与多个灯V-I特征曲线相比较(119)；选择与该至少两个不同级别最匹配的曲线(201，204，207，210)；和
基于所选择的曲线操作该镇流器。
2.权利要求1的方法，还包括，将对应于该至少两个不同灯负载电流级别的每一个的灯负载电流和相关的灯负载电压与多个灯V-I特征曲线存储于微处理器(43)中。
3.权利要求2的方法，还包括，由一个驱动器(46)具有一个由微处理器(43)输出的信号为反向器(16)产生一个切换信号。
4.权利要求1的方法，其中，该至少两个不同灯负载电流级别小于具有可由该镇流器操作的最大标称额定电流的灯的标称额定电流的50％。
5.权利要求3的方法，其中，该至少两个不同灯负载电流级别小于具有可由该镇流器操作的最大标称额定电流的灯的标称额定电流的50％。
6.一种镇流器(10)，包括：
一个反向器(16)响应于切换信号用于为至少两个各个不同灯负载的一个供电，每一个灯负载(25)具有不同的V-I特征曲线；
一个驱动器(46)响应于一个微处理器输出信号用于产生该切换信号；和
一个微处理器(43)，用于基于与该镇流器相连接的灯负载来产生该微处理器输出信号，
其特征在于，该微处理器被编程，用以在灯负载点亮之后，调整流过该灯负载的电流到至少两个不同级别，测量相应于至少两个不同灯负载电流级别的每一个的灯负载电压，将对应于该至少两个不同灯负载电流级别的每一个的灯负载电流和相关的灯负载电压与多个灯V-I特征曲线相比较(201，204，207，210)；选择与该至少两个不同级别最匹配的曲线，并基于所选择的曲线来产生微处理器输出信号。
7.权利要求6的方法，其中该至少两个不同灯负载电流级别小于具有可由该镇流器操作的最大标称额定电流的灯的标称额定电流的50％。
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