CN1323419C - 使用微波的无电极发光装置以及控制其电源的方法 - Google Patents
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Abstract
一种使用微波的无电极发光装置及用于控制其电源的方法，通过恒定地保持施加到使用微波的无电极发光装置的磁控管上的电源，可以延长所述磁控管的寿命。因此，当输入的AC电压变化、并由此导致施加到所述磁控管的丝极上的振荡电流改变时，对所述输入的AC电源的电压变化速率进行补偿，从而使得施加到所述磁控管上的电压和电流保持恒定。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光装置，特别涉及一种使用微波的无电极发光装置。
背景技术
最近，已经研制出了一种具有使用微波的无电极发光灯泡的发光装置。由于所述无电极发光装置具有很长的寿命并具有相当良好发光效率，所以，它的使用正在逐步增长。下面将结合附图1描述传统的无电极发光系统。
图1是一个示出了现有技术中使用微波的无电极发光装置的结构的视图。
如图1所示，使用微波的无电极发光装置包括用于提供AC电源的电源10；用于将所述AC电源转换为高压DC电源并输出转换后的高压DC电源的高压变压器(HVT)13；用于接收所述高压DC电源并产生微波的磁控管14；用于引入从磁控管14产生的微波的磁导16；用于利用所引入的微波发射光的无电极发光灯泡15；用于通过覆盖所述无电极灯泡15的前端以切断所述微波并传送从无电极发光灯泡15发射的光的谐振器17；和一个用于使由磁控管14和高压变压器(HVT)13产生的热量冷却的制冷单元。下面，描述现有技术中使用微波的无电极发光装置的操作。
首先，HVT13将从电源10输出的AC电源转换成高压AC电源，然后将转换后的AC电源转换成DC电源，并将转换后的高压DC电源输出给磁控管14。
磁控管14接收所述高压DC电源并产生微波。这里，所述微波经过所述磁导被引入到无电极发光灯泡15。
无电极发光灯泡15利用所引入的微波来产生光。这里，所述光是由反射器18向前方发射的。
下面，结合附图2描述HVT13的倍压单元的结构。
图2是一个示出了现有技术中HVT的倍压单元结构的视图。
如这里所示，高压变压器(HVT)13中的倍压单元包括：第一电路单元21，用于在半个周期内将从HVT13产生的高压AC电源转换成高压DC电源；以及第二电路单元22，用于在另半个周期内将从HVT13产生的高压AC电源转换成高压DC电源。
第一电路单元21包括连接到HVT13一侧的输出端上的第一电容器(C1)的一侧；连接到所述第一电容器(C1)的另一侧上的第一二极管(D1)的(-)端；和连接到所述第一电容器(C1)所述另一侧上的第三二极管(D3)的(+)端。第二电路单元22包括连接到HVT13的另一侧的输出端上的第二电容器(C2)的一侧；连接到第二电容器(C2)的另一侧上的第二二极管(D2)的(-)端；和连接到所述第二电容器(C2)的所述另一侧上的第四二极管(D4)的(+)端。这里，所述第一二极管(D1)的(+)端和所述第二二极管(D2)的(+)端彼此连接。即，所述倍压单元是在HVT13接地的基础上以镜像的方式形成的，并由在不同周期工作的数个电路组成。
例如，在所述半个周期，第一电路21工作，从而对和所述半个周期对应的AC电源(电压/电流)进行整流，以便用于所述半个周期。第二电路22工作，从而对与所述另半个周期对应的AC电源进行整流，以便用于所述另半个周期。
但是，在现有技术的使用微波的无电极发光装置的高压变压器13中，当从电源10输入的AC电压变化时(例如，当发生瞬时电压变化时)，经过高压变压器13和所述倍压单元施加到磁控管14的丝极上的电流产生变化，由此而导致所述磁控管寿命的缩短。例如，如果所输入的电压被改变，输出的电压和施加到磁控管14丝极(磁控管的阴极)上的电流都发生变化，由此使得磁控管14被置入非稳定状态，从而缩短了磁控管14的寿命。
此外，在于2003.08.19登记的美国专利No.6608443、于2002.10.14登记的美国专利Np.6633130和于2002.02.26登记的美国专利No.6351087中详细地描述了不同现有技术的使用微波的发光装置。
发明内容
因此，本发明的一个目的就是提供一种使用微波的无电极发光装置和用于当输入的AC电源变化时通过恒定保持施加到一个磁控管上的电压和电流控制其电源从而延长所述磁控管的寿命的方法。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的，这里，作为一个实施例和广泛地描述，提供了一种使用微波的无电极发光装置，该装置包括一个用于当由于输入的AC电压变化而导致施加到磁控管丝极上的振荡电流变化时通过对输入的AC电压的变化速率进行补偿而恒定保持施加到所述磁控管上的电压和电流的装置。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的，这里，作为一个实施例和广泛地描述，提供了一种使用微波的无电极发光装置，该装置包括一个用于检测输入AC电源的电压变化速率、通过对所检测的电压变化速率进行补偿而生成固定的AC电压和电流的电源控制单元。这里，所述无电极发光装置的磁控管根据所述固定的AC电压和电流来产生微波。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的，这里，作为一个实施例和广泛地描述，提供了一种使用微波的无电极发光装置，该装置包括用于检测输入AC电源的变化速率并通过对所述电压的变化速率进行补偿以生成固定的AC电压和固定的振荡电流的电源控制单元；用于将所述固定AC电压转换成高DC电压并输出转换后的高DC电压的高压变压器；以及用于在所述固定振荡电流和所述高压DC电压的基础上生成微波的磁控管。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的，这里，作为一个实施例和广泛地描述，提供了一种使用微波的发光装置的电源控制单元，包括：整流/平滑单元，用于将工业AC电源转换成DC电源；控制单元，用于检测所述工业AC电源的电压变化速率并产生电压补偿信号以对所述电压的变化速率进行补偿；反相单元，用于根据所述控制单元的电压补偿信号改变经过所述整流/平滑单元转换的所述DC电源的频率，并将转换后的DC电源的电压转换成固定AC电压；第一变压器，用于将从所述反相单元输出的所述固定AC电源转换成预定固定电压和电流，并将所述预定固定电压和电流施加到所述磁控管的丝极；以及第二变压器，用于将从所述反相单元输出的所述固定AC电压转换成预定固定电压。这里，所述高压变压器将从所述第二变压器输出的预定、固定电压转换成高DC电压，并将转换后的高DC电压输出给所述磁控管。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的，这里，作为一个实施例和广泛地描述，提供了一种用于控制使用微波的无电极发光装置的电源的方法，包括当由于输入的AC电压变化而导致施加到所述磁控管的丝极上的振荡电流变化时，通过对输入AC电压的变化速率进行补偿而恒定地保持施加到所述磁控管上的电压和电流。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的，这里，作为一个实施例和广泛地描述，提供了一种用于控制使用微波的无电极发光装置的电源的方法，包括步骤：检测输入AC电源的变化速率；以及通过对所检测的电压变化速率进行补偿产生固定的AC电压和电流。这里，所述无电极发光装置根据所述固定AC电压和固定电流来产生微波。
为了实现这些和其它优点并根据本发明的目的，这里，作为一个实施例和广泛地描述，提供了一种用于控制使用微波的无电极发光装置的电源的方法，包括步骤：检测输入AC电源的电压变化速率；通过对所述电压的变化速率进行补偿产生固定的AC电压和固定的振荡电流；以及将所述固定AC电压转换成高压DC电压，并输出转换后的高DC电压。这里，无电极发光装置的磁控管在所述固定振荡电流和所述高DC电压的基础上产生微波。
从下面结合附图对本发明的详细描述，本发明的前述和其它的目的、特性以及优点将更加明显。
附图简述
提供所述附图以便对本发明更好地理解，该附图插入并作为本说明书的一部分。所述附图与用于解释本发明原理的描述一起示出了本发明的多个实施例。
其中：
图1是示出了现有技术的使用微波的无电极发光装置的结构的视图；
图2是示出了根据本发明一个实施例的使用微波的无电极发光装置的结构的视图；和
图3是一个示出了根据本发明一个最佳实施例的使用微波的无电极发光装置的结构框图
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的实施例。
下面将结合附图3描述当输入AC电压变化时通过利用对输入的AC电压的变化速率进行补偿恒定地保持施加到磁控管上的电压和电流从而能够延长所述磁控管寿命的使用微波的无电极发光装置的最佳实施例。
图3是一个示出了根据本发明一个最佳实施例的使用微波的无电极发光装置的结构框图。
如图3所示，所述使用微波的无电极发光装置包括用于提供工业AC电源的电源10；用于在预定基准电压值(例如220V)的基础上检测所述工业AC电源的电压变化速率并通过对所检测的电压变化速率进行补偿产生固定电压和固定电流(振荡电流)的电源控制单元100；用于将所述固定电压转换成高DC电压并输出转换后的高DC电压的高压变压器(HVT)200；用于通过接收所述高DC电压和所述固定电流(振荡电流)产生微波的磁控管14；用于引入从所述磁控管14产生的微波的波导16；用于利用所引入的微波产生光的无电极发光灯泡15；用于通过覆盖所述无电极发光灯泡15的前端切断所述微波并经此传送从所述无电极发光灯泡15发射的光的谐振器17；用于向前方反射从所述谐振器17传送的光的反射器；和用于根据一个控制信号冷却从所述磁控管14和所述高压变压器13产生的热的制冷单元11。
电源控制单元100包括整流/平滑单元102，用于通过对从电源10施加的工业AC电源进行整流和平滑以产生DC电源；控制单元101，用于检测所述工业AC电源的电压变化速率，并输出一个电压补偿信号以对所述电压的变化速率进行补偿；第一和第二反相单元103、105，用于数据控制单元101的电压补偿信号改变由整流/平滑单元102产生的DC电源的频率，并将所述DC电源转换成固定的AC电源；第一变压器，用于将从第一反相单元103输出的所述固定AC电源转换成一个预定的固定电压和固定电流，并将转换后的固定电压和电流施加到所述磁控管14上；和第二变压器106，用于对从第二反相单元105输出的AC电源的电压进行转换，并将转换后的所述预定、固定电压输出给高压变压器200。
下面将详细描述根据本发明的所述无电极发光装置的电源控制单元100的操作。
首先，整流/平滑单元102通过对从电源10输入的工业AC电源进行整流和平滑产生DC电源，并将所产生的DC电源分别施加到第一反相单元103和第二反相单元105上。
控制单元101接收所述工业AC电源的电压，检测所述工业AC电源的电压变化速率，并向第一反相单元103和第二反相单元105施加一个电压补偿信号以对所述电压的变化速率进行补偿。例如，假设当预定基准电压值是220V时所述工业AC电压增加11V，那么，所述电压的变化速率增加5％(231V)。此时，控制单元101输出一个电压补偿信号，用于降低到达第一反相单元103和第二反相单元105的所述电压变化速率(5％＝11V)。这里，如果所述电压变化速率(5％)没有得到补偿，那么，施加到丝极(磁控管的阴极)并用于操作所述磁控管的电流将会增加，从而缩短了所述磁控管的寿命。
根据所述控制单元101的电压补偿信号，第一反相单元103和第二反相单元105通过改变所述DC电压的频率将由整流/平滑单元102产生的DC电压转换为固定AC电压，并将转换后的固定AC电压分别输出给第一变压器104和第二变压器106。例如，为了补偿所述电压的变化速率(5％)，即、为了将AC电压降低11V，第一反相单元103和第二反相单元105通过增加所述DC电压的频率将由整流/平滑单元102产生的DC电压转换为220V的AC电压，并将转换后的固定AC电压(220V)分别输出给第一变压器104和第二变压器106。
此后，第一变压器104通过从第一反相器103输出的所述固定AC电压引入与预定绕组数成正比的固定电压和电流，并将所引入的固定电压和固定电流施加到磁控管14的丝极上。例如，施加到所述磁控管丝极上的最佳电压和电流分别是3V和10A(安培)。因此，第一变压器104接收从第一反相单元103输出的固定AC电压(220V)，产生3V的固定电压和10A的固定电流，并将所产生的固定电压和所产生的固定电流施加到磁控管14的丝极。这里，所述第一变压器104的绕组数最好是被设置得能够通过接收220V的AC电压产生3V的电压和10A的电流。另外，如果3V的电压和10A的电流被施加到磁控管14的丝极(磁控管的阴极)上，那么，最好能够将4kV的高DC电压施加到所述磁控管的阳极和阴极的两侧。即，本发明检测工业AC电源的变化速率，对所述工业AC电源的变化速率进行补偿，从而总是将固定的振荡电流(10A)提供给磁控管14的丝极，借此，延长了所述磁控管的寿命。
第二变压器106通过从第二反相电路105输出的固定AC电压(AC 220V)引入与预定绕组数成正比的固定AC电压(例如，AC 380V～400V)此时，高压变压器200将从第二变压器106输出的所述固定AC电压(例如，AC 380V～400V)转换成高压DC分量，并将具有所述高压DC分量的所述高压(例如，4kV)施加到磁控管14上。
磁控管14接收所述高压DC电源并由此产生微波。这里，所述微波经过所述波导被引入到无电极发光装置15。
所引入的微波使无电极发光装置15产生光。这里，所述光是通过反射器18向前方发射的。
截止到目前所述，本发明补偿输入电压的变化速率，并由此恒定保持施加到磁控管丝极上的振荡电流，借此，延长所述磁控管的寿命。即，当输入的AC电压变化并由此导致施加到所述磁控管丝极上的振荡电流变化时，通过对所述输入AC电压的变化速率进行补偿恒定地保持施加到所述磁控管上的电压和电流，借此，延长了所述磁控管的寿命。
在不脱离本发明的精神和基本特征可以以各种形式实施本发明的同时，应当注意，上述实施例除非有特殊规定并不局限于前述任一细节。相反，应当在如权利要求书所规定的精神和范围内做广泛地解释。因此，落入所述权利要求书的边境和边界范围内的任何变化和修改都应当包含在所附权利要求内。
Claims (9)
1.一种使用微波的无电极发光装置，包括：
电源控制单元，用于检测输入交流AC电源的变化速率，并通过对所检测的所述电压的变化速率进行补偿来产生固定AC电压和电流，
其中，所述无电极发光装置的磁控管根据所述固定AC电压和电流产生微波。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括高压变压器，用于将所述固定AC电压转换成高直流DC电压并将转换后的高DC电压施加到所述磁控管。
3.一种使用微波的无电极发光装置，包括：
电源控制单元，用于检测输入交流AC电源的电压的变化速率，并通过对所述电压的变化速率进行补偿来产生固定的AC电压和固定的振荡电流；
高压变压器，用于将所述固定AC电压转换成高直流DC电压，并输出转换后的高DC电压；和
磁控管，用于根据所述固定振荡电流和所述高DC电压来产生微波。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述电源控制单元包括：
整流/平滑单元，用于将工业AC电源转换成DC电源；
控制单元，用于检测所述工业AC电源的电压变化速率，和产生用于对所述电压的变化速率进行补偿的电压补偿信号；
反相单元，通过根据所述控制单元的所述电压补偿信号来改变经所述整流/平滑单元转换的DC电源的频率，将转换后的DC电源电压转换成固定的AC电压；
第一变压器，用于将从所述反相单元输出的所述固定AC电源转换成预定的固定电压和电流，并将所述预定的固定电压和电流施加到所述磁控管的丝极上；和
第二变压器，用于将从所述反相单元输出的所述固定AC电压转换成预定的固定电压，
其中，所述高压变压器将从所述第二变压器输出的预定的固定电压转换成高DC电压，并将转换后的所述高DC电压输出给所述磁控管。
5.一种用于控制使用微波的无电极发光装置的电源的方法，包括当施加到磁控管的丝极上的振荡电流由于输入的交流AC电压变化而变化时，通过对输入的AC电压的变化速率进行补偿，恒定地保持施加到所述无电极发光装置的所述磁控管的电压和电流。
6.一种用于控制使用微波的无电极发光装置的电源的方法，包括步骤：
检测输入的交流AC电压的变化速率；和
通过对所检测的所述电压的变化速率进行补偿，产生固定的AC电压和电流，
其中，所述无电极发光装置根据所述固定的AC电压和固定电流来产生微波。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述无电极发光装置的高压变压器将所述固定的AC电压转换成高直流DC电压，并且转换后的高DC电压被施加到所述磁控管上。
8.一种用于控制使用微波的无电极发光装置的电源的方法，包括步骤：
检测输入的交流AC电压的变化速率，并且通过对所述电压的变化速率进行补偿来产生固定的AC电压和固定的振荡电流；和
将所述固定的AC电压转换成高直流DC电压，并输出转换后的高DC电压，
其中，所述无电极发光装置的磁控管根据所述固定振荡电流和所述高DC电压来产生微波。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述固定的AC电压和所述固定的振荡电流的产生步骤包括：
将输入的工业AC电源转换成DC电源；
检测工业AC电源的电压的变化速率，并产生用于补偿所述电压变化速率的电压补偿信号；
通过根据所述电压补偿信号来改变转换后的DC电源的频率，将转换后的DC电源转换成固定的AC电源；和
将转换后的固定AC电源转换成预定的固定电压和电流，并将转换后的预定固定电压和电流施加到所述磁控管的丝极上。
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