CN1341341A - 运行多个灯的镇流器方案 - Google Patents

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Abstract

包括单个传感器元件和单控制器的镇流器用于运行多个灯。镇流器避免了需要为检测每个灯状态提供单独的馈路和/或需要为控制每个灯状态提供单独的控制器。因此,镇流器方案避免了使用昂贵元件(例如控制器和扼流器),并将运行多个灯所需要的元件数量减到最小。

Description

运行多个灯的镇流器方案
本发明主要涉及运行多个灯的镇流器方案，更特别涉及运行多个荧光灯，流经每个灯的电流都基本相同的镇流器方案。
运行多个灯的传统镇流器，如在美国专利号4,293,799中提出的，包括多个变压器来隔离灯与共用线的直接连接。每个变压器的初级绕组是串联的。每个变压器的次级绕组与灯连接。因此当灯具有基本相同的阻抗时，流经每个灯的电流基本相同。
但是这样的传统镇流器经常无法检测灯的负载状态以达到/维持一个或更多想要的灯参数。这些参数可以包括，但不只局限于，照明等级、功率调整、预热、触发中止/断电和/或电容方式保护。
因此需要提供一种改进的镇流器来运行多个灯，其中流经每个灯的电流基本相同。为了达到/维持一个或更多想要的灯参数，改进的镇流器应该包括检测灯负载状态的方案。方案应该避免使用昂贵元件和将需要的元件数量降到最小。
根据本发明的第一方面，为多于一个灯提供电力的镇流器包含一个带有输出的变换器；每个灯一个谐振电感线圈和变压器。每个变压器有一个初级绕组和一个次级绕组。初级绕组串联耦合在一起，并耦合到谐振电感线圈。镇流器还包括单检测元件来检测流经所有灯的电流，以及控制器来控制变换器的开关操作，作为对检测到的灯电流的响应。
每个灯具有基本相同的电流流经相互串联耦合的初级绕组和谐振电感线圈，不需要为每个灯提供单独的扼流器来平衡灯中的电流。单检测元件检测流经所有灯的电流。更特别的是，对检测到的灯电流进行响应的控制器控制变换器的开关操作以达到/维持一个或多个想要的灯参数。通过使用单检测元件和单控制器，镇流器避免了需要为检测每个灯状态提供单独的馈路和/或需要为控制每个灯状态提供单独的控制器。因此，镇流器方案避免了使用昂贵元件(例如控制器和扼流器)，并将运行多个灯所需要的元件数量减到最小。
本发明第一方面的特色在于每个变压器有一个次级绕组连接到对应的灯上。变换器运行在高于谐振频率的开关频率上，谐振频率取决于谐振电感线圈和每个变压器的阻抗。单检测元件最好连接在变压器之一的次级绕组和参考电位(例如地电位)之间。
根据本发明的第二方面，运行为超过一个灯提供电力的镇流器的方法包括的步骤有从变换器提供交流信号给谐振电感线圈和多个变压器；通过单检测元件检测流经所有灯的电流；控制变换器的开关操作作为对检测到的灯电流的响应。谐振电感线圈和每个变压器初级绕组的串联接收交流信号。每个变压器与不同的灯连接。
本发明第二方面的特色在于变换器在高于谐振频率的开关频率上运行，谐振频率取决于谐振电感线圈和每个变压器的阻抗。
因此，本发明的目标是提供一个改进的镇流器来运行多个灯，其中流经每个灯的电流基本相同。本发明的另一个目标是一个改进的镇流器方案来检测灯负载状态，以达到/维持一个或多个想要的灯参数。
本发明的另一个目标是提供一个改进的镇流器方案，避免使用昂贵元件并将所需的元件数量降到最小。
本发明其它的目标和优点一部分是显而易见的，一部分从定义上是看得出来的。
因此本发明包括几个步骤，处于这样关于每一个其它步骤的一个或多个步骤的关系中，以及使结构特征具体化的设备、元件组合和适合影响象这样步骤的零件排列，在下面的详细描述中都会举例说明，在权利要求中会指出本发明的范围。
为进一步理解本发明，请参考下面结合附图所给出的描述，其中：
图1是根据本发明的镇流器原理图。
如图1所示，镇流器10从直流电源13提供基本的直流信号给变换器16。给出的变换器16是半桥式配置，但可以选择是全桥式配置。变换器16包括一对开关19和22，典型的是由控制器25和一对直流阻塞电容驱动的MOSFET。开关19和22串联(也就是“图腾柱”配置)，接在直流电源13两端。直流阻塞电容21也成串联接在直流电源13两端。控制器26在管脚G1和G2生成一对驱动信号来分别控制开关19和22的开关状态，即部分控制变换器16的开关频率。
变换器16在节点23和25处产生交流电压作为变换器16的输出。镇流器10可以为多个灯RLa、RLb、RLc提供电力。这要理解为镇流器配置设计用于为任意数量的灯提供电力，而不是只局限于这里给出和讲述的三个灯。灯RLa、RLb、RLc分别通过谐振电感线圈28和多个变压器34a、34b、34c的组合耦合到变换器16的输出。每个变压器34a、34b、34c有一初级绕组37a、37b、37c分别耦合到次级绕组40a、40b、40c以及附加次级绕组43a、43b、43c。初级绕组37a、37b、37c与谐振电感线圈28是串联的。这个串联组合接在变换器16输出的两端。流经每个灯RLa、RLb、RLc的平衡电流(也就是基本相同的电流)通过将初级绕组37a、37b、37c串联在一起来达到。
灯RLa串联在次级绕组40a和参考电位(例如地电位)之间。灯RLb串联在次级绕组40b和参考电位(例如地电位)之间。类似的，灯RLc串联在次级绕组40c和参考电位(例如地电位)之间。交叉点45将次级绕组40a、40b、40c连接在一起。次级绕组40a、40b、40c实际上是并联的，并通过电阻46串联耦合到参考电位。
谐振电路由谐振电感线圈28和变压器34a、34b、34c组成。谐振电路的谐振电容由每个变压器的寄生电容得到，在图1中表示为分别并联到初级绕组37a、37b、37c的谐振电容53a、53b、53c。可以选择一个或多个不连续电容作为谐振电容或与寄生电容组合。谐振电感由谐振电感线圈28自身或与变压器34a、34b、34c中的一个或多个漏电感(没有给出)组合而成。
控制器26是技术中已知的，在美国专利号5,742,134中提出，在那里参考的后者在这里被具体化了。控制器25有多个管脚，包括管脚G1、G2、RIND、VL和LI1。管脚G1和G2产生驱动信号分别控制开关19和22的开关状态。RIND管脚反映的是流经谐振电感线圈28的电流电平，连接在交叉点24，该交叉点将变换器16连接到谐振电感线圈28的输出23。变换器16还包括输出25。
管脚LI1与反馈回控制器26另一个管脚(没有给出)的信号相组合来反映流经灯RLa、RLb、RLc的电流。管脚LI1连接到交叉点45，该交叉点连接电阻46和次级绕组40a、40b、40c。
管脚VL的电压反映了加在灯RLa、RLb、RLc上的峰值电压。连接在管脚VL的比例电阻31用于按比例缩小电压，否则电压会加在管脚VL上。附加次级绕组43a与二极管46a的串联组合连接在比例电阻31和参考电位(例如地电位)之间。附加次级绕组43b与二极管46b的串联组合连接在比例电阻31和参考电位之间。附加次级绕组43c与二极管46c的串联组合连接在比例电阻31和参考电位之间。次级绕组40a、40b、40c加在灯RLa、RLb、RLc上的电压由附加次级绕组43a、43b、43c采样，二极管46a、46b、46c整流，由比例电阻31反馈回管脚VL。
镇流器10运行如下：变换器16将直流电源13产生的基本的直流电压转换成加在输出23和25上的交流电压。控制器26控制变换器16产生的交流电压，在开始时提供足够的电压加在灯RLa、RLb、RLc两端以触发它们，其后使灯RLa、RLb、RLc处于稳定状态模式。灯RLa、RLb、RLc中的每一个具有基本相同的电流流经相互串联耦合的初级绕组和谐振电感线圈，不需要提供单独的扼流器来平衡流经灯的电流。流经电阻46的电流反映/检测流经所有灯的电流。对检测到的灯电流响应的控制器26控制变换器16的开关操作以达到/维持一个或多个想要的灯参数。
象现在可以不难看出的，通过使用单检测元件和单控制器，镇流器避免了需要为检测每个灯状态提供单独的馈路和/或需要为控制每个灯状态提供单独的控制器。因此，镇流器方案避免了使用昂贵元件(例如控制器和扼流器)，并将运行多个灯所需要的元件数量减到最小。
因此可以看到有效的达到了上面提出的和从前面描述很明显的目标，因为在不背离本发明原理和范围的条件下可以对上面构造进行一定的修改，所以打算将包含在上面描述中的和在附图中给出的所有事情进行说明性的，而不是有限意义上解释。
下面的权利要求想要涵盖这里描述的本发明所有普遍和特有的特性也是可以理解的，由于语言的关系，本发明范围的所有陈述可以说是位于其中的。

Claims (6)

1.一种为多于一个灯提供电力的镇流器(10)，包括带有输出(23，25)的变换器(16)；
谐振电感线圈(28)；
用于每个灯的变压器，每个变压器有一个初级绕组(34a，34b，34c)和一个次级绕组(40a，40b，40c)，初级绕组串联耦合在一起，并耦合到谐振电感线圈；
单检测元件(46)用于检测流经所有灯的电流；以及
控制器(26)，用于控制变换器的开关操作，作为对检测到的灯电流的响应。
2.权利要求1的镇流器，其中每个变压器有一个次级绕组(40a，40b，40c)连接到相应的灯(RLa，RLb，RLc)。
3.权利要求1的镇流器，其中变换器在高于谐振频率的开关频率上运行，谐振频率取决于谐振电感线圈和每个变压器的阻抗。
4.权利要求1的镇流器，其中单检测元件(46)连接在变压器之一的次级绕组(40a，40b，40c)和参考电位之间。
5.一种运行为多于一个灯(RLa，RLb，RLc)提供电力的镇流器的方法，包括：
将变换器(16)的交流信号加在谐振电感线圈(28)和多个变压器，其中谐振电感线圈(28)和每个变压器的初级绕组(34a，34b，34c)的串联组合接收交流信号，每个变压器与不同的灯连接；
通过单检测元件(46)检测流经所有灯的电流；以及
控制变换器的开关操作作为对检测到的灯电流的响应。
6.权利要求6的方法，还包括在高于谐振频率的开关频率上运行变换器，谐振频率取决于谐振电感线圈(28)和每个变压器的阻抗。
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