CN1341342A - 镇流器 - Google Patents

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Abstract

一种向一个高强度放电灯供电的镇流器,包括至少一个电压分压器,基于应用到采样灯的工作状态上的一个比例系数,采样一个灯的工作状态并产生一个采样的信号。该镇流器还包括一个控制器,用于响应于采样的信号来驱动一个逆变器。基于灯工作的方式改变比例系数,并且在整个灯点亮工作过程中所应用的比例系数充分的大于整个灯稳态工作过程中的比例系数。

Description

镇流器
本发明涉及一种镇流器以及对一个高强度放电灯操作的供电和控制方法，并且尤其涉及在灯点亮和稳态操作过程中对一个高强度放电灯的供电和控制。
如图1所示，一个常规的高强度放电(HID)镇流器从一个AC电源100接收电力。一个预处理器/上变频器110包括用于对AC电源，功率因数补偿的整流电路以及用于增加AC峰值电压的电路系统。
一个调整的DC电压(Vbus)被送到一个逆变器120(例如全桥类型)。逆变器的输出被送到串联连接的一个阻塞电容器Cs，电感器L和电容C。电感器L和电容器C形成一个谐振电路。典型的逆变器120进行切换频率操作以便以一种电感应的方式工作(也就是上面谐振电路的谐振频率)。灯130与电容C并联。
一个固定的电压分压器电路210包括多个电阻R1，R2，R3和R4以及一对分别在电阻R1和R2之间、电阻R3和R4之间的分接头t1和t1′。一个电路210包括一对电压分压器，它们分压降低/设置不同类型等的电压以致于后面的一个样值220是适合输入到一个集成电路3的常规的电子位级。集成电路3作为一个控制器控制灯130的操作。
典型的一个点火器(未示出)能产生大约3.5千伏(KV)的点亮电压。为了在整个点亮过程中采样灯的电压，通过电路210把灯电压降低或分压降低到低于15伏的一个可用的电平上。不幸的是，电压分压器电路210典型的在整个范围内把稳态电压从大约200伏降低或分压降低到小于1伏。这么小幅度的电压太低而不能产生良好的分辨率，也就是说，电压的幅度太小以致于不能正确地反映出灯的工作状态。
因此需要提供一种新颖的和改进的镇流器，它包括一个采样方案以便在整个点亮和稳态条件下可以准确地反映出灯的工作状况。
按照本发明的第一个方面，用于给一个高强度放电灯供电的镇流器包括一个逆变器，用于给灯供电；至少一个电压分压器，用于采样一个灯的工作状态和基于应用在采样的灯的工作状态上的比例系数产生一个采样信号，和一个控制器，用于响应于采样的信号对逆变器进行驱动。比例系数根据灯的工作方式而变化。
采样的信号总是具有足够的幅度以便产生良好的分辨率。从而能够准确地监视灯的工作状况。基于灯工作的方式通过变化的比例系数可以把采样信号的幅度保持在可接受的水平上。
本发明的第一方面的一个特点是，灯工作的方式包括灯点亮和稳态的灯的工作方式。典型的，实质上在灯点亮过程中所应用的比例系数大于灯稳态过程中的比例系数。第一个方面的另一个特点是，至少一个电压分压器包括两个串联电阻和进一步包括一对开关。响应于来自控制器的指令，选择相关电阻串之电阻的每个开关被耦合到控制器。
按照本发明的第二个方面，一个高强度放电灯镇流器的操作方法，包括步骤：对一个采样灯的工作状态应用一个比例系数以产生一个采样信号，响应于该采样信号来驱动一个逆变器，以及基于灯工作的方式改变比例系数。改变比例系数的步骤包括，相对于灯点亮的工作方式，在整个稳态的灯工作方式中充分地减少应用于采样灯的工作状态上的比例系数。
因此，本发明的一个目的是提供一种改进的镇流器，它包括一个采样方案以便在整个点亮和稳态条件下准确地反映灯的工作状态。
部分地，从说明书中，本发明其他的目的和优点将变得更加显而易见。
按照本发明，包括彼此相关联的一个或多个步骤的许多步骤，以及有效适合这些步骤的一个实施该结构的设备，包括元件的连接和部件的安置，所有这些在下面的详述中被示例公开，而且本发明的范围被表示在权利要求中。
结合附图，通过下面所详述的一个优选实施例，本领域普通技术人员将更容易理解本发明前述的目的和优点，在所有附图中相同的元件被指定统一的参考数字，其中：
图1是一个现有技术的HID镇流器电路的示意图；和
图2是按照本发明的一个HID镇流器电路的示意图。
如图2所示的本发明在一个电压分压器210′上增加了附加逻辑控制电路系统。附加电路系统包括附加电阻R5和R6，一个位于电阻R2和R5之间的分接头t2，以及插在电阻R4和R6之间的分接头t2′。
电阻R1，R2和R5构成第一分压器/电阻的串联，电阻R3，R4和R6构成第二分压器/电阻的串联。根据控制器15生成的指令，与第一串联相关的一个开关S1在分接头t1或t2处选择电压。这些指令沿一条线路16被送到开关S1。根据控制器15生成的指令，与第二串联相关的一个开关S2在分接头t1′或t2′处选择电压。这些指令沿一条线路17被送到开关S2。
通过一条线路151馈送到控制器15的电压代表灯130高电位端的电压样值。通过一条线路150馈送到控制器15的电压代表灯130低电位端的电压样值。线路151和150之间的电压差代表灯的电压。此外，控制器15从线路140接收代表灯电流电平的一个信号。逆变器120的切换频率由控制器控制并且是基于来自线路140，150和151的输入信号。控制器15基于灯电流的电平确定灯工作的方式(也就是灯的点亮和稳态工作方式)。从控制器15到开关S1和S2的指令反映出该确定。
通过改变由相关开关选择的分接头的电压，由线路150和151提供的每个采样信号可以按幅度(即比例)变化。开关S1基于从控制器15接收的指令在分接头t1或t2处选择电压。开关S2基于从控制器15接收的指令在分接头t1′或t2′处选择电压。在分接头t1和t1′处的电压应该分别大于在分接头t2和t2′处的电压幅度。
尤其是，通过选择分接头t2而不选择t1，一个较大的比例系数将应用到通过电阻R1，R2和R5构成的由第一电压分压器采样的电压上。通过选择分接头t2′而不选择t1′，一个较大的比例系数将应用到通过电阻R3，R4和R6构成的由第二电压分压器采样的电压上。
由线路150和151所提供的采样信号总是具有一个足够的幅度以便产生良好的分辨率。在整个灯点亮的过程中，当经受很高幅度的灯电压时，提供较大的比例系数(也就是选择分接头t2和t2′)。在整个稳态的灯工作过程中，当经受很小幅度的灯电压时，提供较小的比例系数(也就是选择分接头t1和t1′)。由线路150和151所提供的采样信号的电压电平典型的保持或接近整个点亮和稳态工作方式中的满刻度标准。因此，通过控制器15可以在整个灯工作的方式中准确地监视灯的工作状态。换句话说，基于灯的工作方式，通过改变比例系数，这些采样信号的幅度可以被保持在一个可接受的电平上。
虽然针对示例和实施例已经对本发明进行的特殊展示和描述，但应该明白，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对上述或其他的进行形式和细节上的其他变化，本发明的范围被限制在所附的权利要求所保护的范围中。

Claims (9)

1.一种用于向一个高强度放电灯供电的镇流器，包括：
一个逆变器，用于给灯供电；
至少一个电压分压器，用于采样一个灯的工作状态和基于应用在采样的灯的工作状态上的一个比例系数产生一个采样信号；和
一个控制器，用于响应于采样的信号对逆变器进行驱动；
其中比例系数根据灯工作的方式而变化。
2.权利要求1的镇流器，其中灯工作的方式包括灯点亮和稳态的灯工作方式。
3.权利要求2的镇流器，其中在灯点亮工作过程中所用的比例系数充分的大于灯稳态过程中的比例系数。
4.按照权利要求1，2或3的镇流器，其中通过控制器控制比例系数。
5.权利要求1的镇流器，其中至少一个电压分压器包括两个诸电阻的串联和进一步包括一对开关，响应于来自控制器的指令，选择相关电阻串之电阻的每个开关被耦合到控制器。
6.权利要求5的镇流器，其中控制器基于灯电流的电平进一步确定灯工作的方式，从控制器15到开关的指令反映出该确定。
7.权利要求3的镇流器，其中至少一个电压分压器包括两个诸电阻的串联和进一步包括一对开关，响应于来自控制器的指令，选择相关电阻串之电阻的每个开关被耦合到控制器，控制器基于灯电流的电平确定灯工作的方式，其中从控制器15到开关的指令反映出该确定。
8.操作高强度放电灯镇流器的一种方法，包括步骤：
对一个采样灯的工作状态应用一个比例系数以产生一个采样信号；
响应于该采样信号来驱动一个逆变器(120)；和
基于灯工作的方式改变比例系数。
9.权利要求8的方法，其中改变比例系数的步骤包括，相对于灯点亮的工作方式，在整个稳态的灯工作方式中充分地减少应用于采样灯的工作状态上的比例系数。
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