CN1366793A - 使用非线性共振电感器的电灯镇流器 - Google Patents

使用非线性共振电感器的电灯镇流器 Download PDF

Info

Publication number
CN1366793A
CN1366793A CN01800821.6A CN01800821A CN1366793A CN 1366793 A CN1366793 A CN 1366793A CN 01800821 A CN01800821 A CN 01800821A CN 1366793 A CN1366793 A CN 1366793A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inductance element
frequency
lamp
electric light
links
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN01800821.6A
Other languages
English (en)
Inventor
A·W·布伊
A·M·J·德比尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN1366793A publication Critical patent/CN1366793A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/26—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc
    • H05B41/28—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters
    • H05B41/282—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices
    • H05B41/2825—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a bridge converter in the final stage
    • H05B41/2827—Circuit arrangements in which the lamp is fed by power derived from dc by means of a converter, e.g. by high-voltage dc using static converters with semiconductor devices by means of a bridge converter in the final stage using specially adapted components in the load circuit, e.g. feed-back transformers, piezoelectric transformers; using specially adapted load circuit configurations
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B41/00—Circuit arrangements or apparatus for igniting or operating discharge lamps
    • H05B41/14—Circuit arrangements
    • H05B41/36—Controlling
    • H05B41/38—Controlling the intensity of light
    • H05B41/39—Controlling the intensity of light continuously
    • H05B41/392—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor
    • H05B41/3921—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations
    • H05B41/3925—Controlling the intensity of light continuously using semiconductor devices, e.g. thyristor with possibility of light intensity variations by frequency variation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/04—Dimming circuit for fluorescent lamps
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S315/00—Electric lamp and discharge devices: systems
    • Y10S315/05—Starting and operating circuit for fluorescent lamp

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
  • Discharge-Lamp Control Circuits And Pulse- Feed Circuits (AREA)

Abstract

用来操作放电灯的半桥变换器采用了与放电灯串联的非线性线圈。合适的比例确保了在相当大的电灯功率范围内,电灯电流频率和电灯功率之间具有明确的关系。

Description

使用非线性共振电感器的电灯镇流器
本发明涉及到向电灯供电的开关设备，包括用来连接供电电压源的输入端子，用来产生高频灯电流的变换器，它包括与输入设备连接的切换装置，与切换装置连接的外部驱动电路，用来产生频率控制信号f，控制切换装置以便使之交替导通和不导通，与控制电路连接用来调整频率f的调整电路，与切换装置连接的负载电路，它包括串联连接的由包含第一电容性元件的电路连接的电感元件的连接和电灯连接端子。
本发明也涉及到紧凑型电灯。
提出的这种开关设备是众所周知的。这种为人所知的开关设备的用户可以依靠调整电路通过调整控制信号的频率来调整开关设备供电的电灯的光通量。这样电灯可以通过相对简单的方式进行调整。当电容性元件的电容选择相对较低时，可以确保在遍及电灯功率范围内控制信号的频率和电灯功率的关系是很明确的。然而这样控制信号频率可调的范围就变得相对较大。这在实际中就产生了一些问题，因为常常包含在控制电路中的集成电路通常不能产生具有相对较高频率的控制信号。增加电容性元件的电容减小了频率可调的范围。然而遍及电灯功率范围内控制信号的频率和电灯功率的关系通常不是很明确的，这就是电容性元件高电容的缺陷。这样在实际中调整范围受到限制，在电灯功率相对较低的时候，在电灯中很容易产生不稳定性。
本发明的目的是提供开关设备，以便通过在相对小的范围内调整控制信号的频率，在大范围内调整通过开关设备供电的灯，然而灯的工作在全部调整范围内是稳定的。
为此目的，根据本发明提出的这种开关设备特征是电感元件是成比例的，以至
L20/Lmax≤0.7
其中，Lmax是当电感元件的电流振幅最大并且电灯功率具有最大值的时候电感元件电感的瞬态值，L20是当电感元件电流幅度最大并且电灯功率是最大值的20％的时候电感元件电感的瞬态值。
根据本发明当开关设备中控制信号的频率通过调整电路增加时，负载电路中的电流频率也增加了。结果，电灯的工作电压和通过电感元件的电流的振幅也增加了。由于通过电感元件的电流的振幅的增加，电感元件的电感的有效值减小了，因为在通过电感元件电流每个高频周期的部分时间内电感的瞬态值很低，上述的电感元件出现相当程度的饱和。响应控制信号频率的增加，电感有效值的减小确保了在电灯功率较大范围内控制信号频率和电灯功率之间存在明确的关系。换句话说，在较大的范围内电灯可以被调整，其工作在遍及调整范围内稳定。
根据本发明的开关设备实施例明显地发现了良好的结果，在此L20/Lmax≤0.5。
对于根据本发明的开关设备的实施例也发现了良好的结果，其中切换装置包含串联连接的两个开关元件以便变换器组成所谓的桥电路。
也发现根据本发明的开关设备中的电感元件可以具有很简单的结构。主要通过根据本发明的开关设备实施例明显地获得了很有吸引力的一些结果，其中电感元件包含带有铜线绕组的I-型铁心。
根据本发明的开关设备具有相对简单因而紧凑的结构，以至于它很好地适用于在紧凑型电灯的电子镇流器中使用，这种电灯包括
发光放电容器，它与包含惰性气体的填充物和两个电极一起提供，
与放电容器相连的灯外罩，
配备有电气触点并与灯外罩相连的灯头，
连接在电极和触点之间用来从供电电压中产生电灯电流的电子镇流器。
根据本发明的开关设备实施例和根据本发明的紧凑型电灯实施例将在下面参照附图进行详细介绍。其中：
图1为根据本发明与电灯相连的开关设备实施例的示意图；
图2所示为根据本发明的紧凑型电灯的实施例；
图3和图4所示为电灯功率和电灯电流频率的关系；
图5所是为图1所示实施例实际实现的电感元件的感抗，也就是说，作为流过电感元件电流振幅瞬态值的函数。
图1中的参考标记K5和K6分别表示用来连接电源电压(50Hz，220V)的第一和第二端子。端子K5连接在本实施例中二极管桥路形成的整流器GM的第一个输入端上。端子K6连接在整流器GM的第二个输入端上。整流器GM各自的输出端子分别连接在输入端子K1和输入端子K2上。输入端子K1通过电容器C1连接在输入端子K2上。端子K5和K6，二极管电桥GM和电容器C1一起组成了与输入端子相连的供给电压源。其它的元件和电路元件一起组成了用来产生高频电灯电流的变换器。电容器C1通过第一个开关元件S1和第二个开关元件S2的串联连接桥接，组成了本实施例的切换装置。第一个开关元件S1和第二个开关元件S2的各自控制电极分别连接到产生频率f的控制信号的控制电路Sc1的输出端，用来使第一个开关元件和第二个开关元件交替地导通和不导通。控制电路Sc1的输入端和电路元件D的输出端相连。电路元件D组成了用来调整频率f的调整电路。第二个开关元件S2通过线圈L1、电灯连接端子K3、电灯La、电灯连接端子K4和电容C2的串联连接桥接。电灯La由构成本实施例的第一电容性元件的电容器3桥接。线圈L1、电灯连接端子K3、K4和电容C2、C3一起组成了本实施例中负载电路。线圈L1组成了电感元件。
图1所示的本实施例的工作情况如下。
当端子K5和K6连接到电源电压(220V，50Hz)时，控制电路Sc1使开关元件S1和S2交替地导通和不导通。结果，在两个开关元件的公共点出现了高频准方波电压。由于高频准方波电压，在变换器的负载电路中就有高频电流流过。结果，高频电流也流过灯La。当用户通过电路元件D增加控制信号的频率f的时候，流过线圈L1的高频电流的频率也增加。结果，电灯功率下降，电灯的光通量也下降，然而流过线圈L1的高频电流的振幅却增加了。如果线圈L1的选择为的是对于电灯功率的任何可调值有效感抗几乎为常数，那么频率f和电灯功率的关系就象图3所示的那样。在图3中，频率f沿着横轴的方向以kHz为单位绘制，电灯功率沿着纵轴方向以W为单位绘制。使用的电灯为PL(菲利普)型额定功率为55W的低压汞放电灯。可以看出对于电灯功率大约小于27.5W时，电灯功率和频率f之间不再有明确的关系。结果，电灯功率大约小于27.5W时不能调整电灯功率。然而根据本发明，线圈L1选择目的是用来在高频的时候使线圈L1产生相当程度的饱和，这样也就使线圈L1中电流的振幅更高。线圈L1是成比例的以至于接近于：
L20/Lmax＝0.5，
其中，Lmax为当电感元件中电流振幅最大同时电灯功率具有最大值的时候电感元件感抗的瞬态值，L20为当电感元件中电流振幅最大同时电灯功率等于最大值的20％的时候电感元件感抗的瞬态值。由于饱和的结果，在电灯调整期间线圈L1中感抗的有效值减小。这就产生了如图4所示的频率f和电灯功率之间的关系。该图表明了在遍及实际电灯功率的全部范围内在频率f和电灯功率之间存在着明确的关系。在PL(菲利普)型额定功率为55W的低压汞放电灯中也发现了这样的结果。图5所示为作为线圈中电流瞬态振幅函数的相应线圈感抗的瞬态值。线圈中电流的瞬态振幅以mA为单位沿横轴绘制，线圈中的瞬态感抗以μH为单位沿纵轴绘制。图中显示在电灯电流的瞬态振幅相对较高的时候线圈的饱和程度较大。使用的线圈由一个铜导线绕组缠绕在一个由材料3C85(菲利普)制成的I-铁心上构成。
图2中参考数字8表示带有水银和惰性气体的填充物和两个电极(未显示)的发光放电容器。发光层提供在放电容器的壁面上。参考数字6表示与放电容器8相连的电灯外罩，参考数字3表示带有电子触点(1和2)并与电灯外罩相连的灯头。参考标记B为根据本发明开关设备的图解表示，该开关设备经过导体在E的触点(1，2)和用来产生高频电灯电流的电极(通过导体9)之间连接。

Claims (5)

1.用来对电灯供电的开关设备，包括
和供电电压源相连的输入端子，
用来产生高频电灯电流的变换器，包含：
与输入端子连接的切换装置
与切换装置相连的外部驱动电路，为了产生频率f控制信号来控制切控装置使之交替导通和不导通，
为了调整频率f与控制电路相连的调整电路，
与切换装置相连的负载电路，它包括串联连接的由包含第一电容性元件的电路连接的电感元件和电灯连接端子，其特征为电感元件是成比例的，以至
L20/Lmax≤0.7，
其中Lmax是当电感元件中电流的振幅最大同时电灯功率具有最大值的时候电感元件电感的瞬态值，L20是当电感元件中电流的振幅最大同时电灯功率等于最大值的20％的时候电感元件电感的瞬态值。
2.根据权利要求1所述的开关设备，其特征在于L20/Lmax≤0.5。
3.根据权利要求1或者2所述的开关设备，其特征在于切换装置包含串联连接的两个开关元件。
4.根据权利要求1、2或者3所述的开关设备，其中电感元件包含带有铜线绕组的I-型铁心。
5.紧凑型电灯，它包括
带有包含惰性气体的填充物和两个电极的发光放电容器，
与放电容器相连的电灯外罩，
带有电气触点并与电灯外罩相连的灯头，
在电极和触点之间连接的电子镇流器，用来从供电电压中产生电灯电流，其特征在于该电子镇流器包含了权利要求1所述的开关设备。
CN01800821.6A 2000-04-06 2001-03-29 使用非线性共振电感器的电灯镇流器 Pending CN1366793A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP00201255.7 2000-04-06
EP00201255 2000-04-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1366793A true CN1366793A (zh) 2002-08-28

Family

ID=8171315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN01800821.6A Pending CN1366793A (zh) 2000-04-06 2001-03-29 使用非线性共振电感器的电灯镇流器

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6384543B2 (zh)
EP (1) EP1281295B1 (zh)
JP (1) JP2003530678A (zh)
CN (1) CN1366793A (zh)
DE (1) DE60114800T2 (zh)
WO (1) WO2001078466A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050239420A1 (en) * 2002-03-06 2005-10-27 Nam Ki Y Rf amplifier system with interface to provide a computer readable spectral depiction of the rf output
JP4569067B2 (ja) * 2002-05-29 2010-10-27 東芝ライテック株式会社 高圧放電ランプ点灯装置及び照明装置
US7772668B2 (en) * 2007-12-26 2010-08-10 Fairchild Semiconductor Corporation Shielded gate trench FET with multiple channels

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4081718A (en) * 1975-05-20 1978-03-28 Nec Sylvania Corporation Discharge lamp lighting device using a backswing booster
US4207497A (en) * 1978-12-05 1980-06-10 Lutron Electronics Co., Inc. Ballast structure for central high frequency dimming apparatus
GB2240887B (en) * 1990-02-07 1994-09-07 Valmont Industries A circuit for starting and operating fluorescent lamps
DE19515510A1 (de) * 1995-04-27 1997-02-20 Patent Treuhand Ges Fuer Elektrische Gluehlampen Mbh Schaltungsanordnung zum Impulsbetrieb von Entladungslampen
US5965985A (en) * 1996-09-06 1999-10-12 General Electric Company Dimmable ballast with complementary converter switches

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001078466A1 (en) 2001-10-18
DE60114800T2 (de) 2006-07-20
US6384543B2 (en) 2002-05-07
EP1281295B1 (en) 2005-11-09
JP2003530678A (ja) 2003-10-14
EP1281295A1 (en) 2003-02-05
DE60114800D1 (de) 2005-12-15
US20020014858A1 (en) 2002-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4553070A (en) Electronic ballast for a discharge lamp
CN1096823C (zh) 放电灯镇流器
US5406174A (en) Discharge lamp operating circuit with frequency control of dimming and lamp electrode heating
US5172033A (en) Discharge lamp operating inverter circuit with electric dimmer utilizing frequency control of the inverter
JP2001523389A (ja) トライアック可調光バラスト
CN1348676A (zh) 带有集成磁元件的高功率电子镇流器
CN1130957C (zh) 具有内含的功率因数校正的单开关镇流器
CN1107439C (zh) 电路装置
CN1098615C (zh) 电路装置
CN1150803C (zh) 电路装置
US5600187A (en) Electronically controllable capacitors using power MOSFET's
CN1021872C (zh) 开关装置
EP0602719B1 (en) High frequency inverter for a discharge lamp with preheatable electrodes
CN1366793A (zh) 使用非线性共振电感器的电灯镇流器
JPH0315314B2 (zh)
CN1398502A (zh) 镇流器电路装置
CN1066005C (zh) 电路装置
CN1150804C (zh) 电路装置
CN1262151C (zh) 可调光高强度气体放电灯电子镇流器
CN2514619Y (zh) 一种荧光灯电子镇流器
KR20040065534A (ko) 다중 공진 회로를 이용한 가변 부하용 정합회로
CN110446321A (zh) 金卤灯调光电路和金卤灯调光方法
CN1295780A (zh) 镇流器反馈方案
CN1054726C (zh) 镇流电路
CN1090459A (zh) 镇流电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication