CN1383702A - 放电灯驱动设备 - Google Patents

Abstract

一种能够在高温或低温环境中可靠检测灯的寿命终结以保护电路的放电灯驱动设备,该设备还能够防止出现电泳现象。阻抗部件Z1和Z2分别被插入到各个放电灯La1和La2的一条灯丝与不具有高频振幅的节点(接地)之间,以检测放电灯La1、La2和阻抗部件Z1、Z2的闭环中各个灯电压VLa1、VLa2的AC成分,从而判定是否出现了发射极耗尽。这样就有可能可靠的判定异常的存在,即使是在灯电压VLa1、VLa2在低温到高温的范围中变化的时候。而且,由于不需要为漏磁变压器LT1的次级绕组N2提供隔直流电容器,因此放电灯La1和La2将能消除直流成分,从而防止引起电泳现象。

Description

放电灯驱动设备

技术领域

本发明涉及一种具有异常检测和对灯的寿命终结进行检测以保护电路的保护功能的放电灯驱动设备。

背景技术

(第一现有技术)

图1是显示现有放电灯驱动设备一个示例的电路图，该设备在电路构造上与日本专利公开8-251942的图36所示电路结构相同。由一个二极管电桥组成的整流器DB经由电涌吸收部件ZNR和一个滤波器电路F连接到交流电源AC。跨接到脉动输出端的有高频旁路电容C2，经由二极管D5、D6串联电路的场效应晶体管形式的开关部件Q1、Q2的串联组合，滤波电容器C10和二极管13的串联组合，以及一个高频旁路电容器C11。电感L2和二极管D12的串联组合被连接到开关部件Q1、Q2的连接点和滤波电容器C10与二极管D13的连接点之间。漏磁变压器LT1具有一个初级绕组N1，它在二极管D5的阴极和开关部件Q1、Q2连接点之间与一个隔直流电容器C3相串联。漏磁变压器LT1的次级绕组N2的一端经由隔直流电容器C9而被连接到放电灯La1的一条灯丝上，另一端连接到另一个放电灯La2的一条灯丝上。这两个放电灯La1和La2的其他灯丝经由漏磁变压器LT1的辅助绕组N3和隔直流电容器C6而在其一端上彼此相连。放电灯La1和La2的灯丝的其他末端通过谐振感应电容器C7彼此相连。而且，一个谐波畸变改进电容器C4跨接在二极管C6上。

两个开关部件Q1和Q2由控制电路CNT驱动，有选择的导通和截止。漏磁变压器LT1包括一个用于检测放电灯La1和La2灯电压的辅助绕组N4。在辅助绕组N4上感应到的被检测电压由二极管D8整流，并被馈送到检测电路20以进行灯电压检测。根据由此测得的灯电压，控制电路CNT改变开关部件Q1和Q2的开关频率。简而言之，电源AC的电压通过整流器DB整流，其脉动输出中一部分是由逐级下降的斩波电路形式的谷值填充电源平滑的，该斩波电路由开关部件Q2，二极管D12，电感器L2，滤波电容器C10以及开关部件Q1的一个寄生二极管构成。部分被平滑的直流输出被一个以包含开关部件Q1、Q2的半桥型形式的倒相电路转换成高频输出。该高频输出经由漏磁变压器LT1馈送到放电灯La1和La2，作为驱动放电灯的负载。而且，在这种现有技术中，谐波失真改进电容器C4补偿整流器DB和谷值填充电源之间的电压差，而通过使用倒相电路中出现的高频电压，使输出电压被接通或断开，这样经由漏磁变压器LT1，电容器C3，放电灯La1和La2以及电容器C7所构成的谐振电路，从整流器DB中引出输入电流，并通过电容器C4来改善输入电流中的谐波失真。这种现有技术的操作是已知的，因此在这里不进行讨论。

当上述现有技术发现放电灯La1和La2达到灯的寿命终结时，将会进行如下保护操作。更确切的说，当灯由于覆盖在灯丝上的负热离子辐射材料(发射极)耗尽而达到寿命终结时，与正常状态相比较，放电灯La1和La2的灯电压将会提高。因此，漏磁变压器LT1的辅助绕组N4上感应到的电压将会提高，这样，响应于辅助绕组N4上的感应电压超出了阈值，检测电路为控制电路CNT提供一个异常检测信号。控制电路CNT响应该异常检测信号，激活倒相电路进行间歇振荡，由此起到减少电路应力的保护作用。

(第二现有技术)

图2示出了另一个现有技术的电路图，在结构上它与日本专利公开2000-10058中图15所公开的电路是相同的。第二现有技术与第一现有技术的不同之处在于形成逐级下降的斩波电路的电感L2被省略，为了将逐级下降的斩波电路分配到漏磁变压器LT1上，二极管12的阳极被连接到平滑电容器C10和二极管13的连接点上，其阴极连接到漏磁变压器LT1的初级绕组N1和电容器C3的连接点上，并加入一个输出调节电路21补偿驱动变压器T2的较大特性变化。输出调节电路21包括一个开关部件Qb，它是经由可变电阻VR和收集极电阻Re而与控制电压源E并联的双极性晶体管实现的。开关部件Qb的基极经由电阻Rd连接到电阻Rc和电容Cb之间的点上，电阻Rc和电容Cb串联在开关部件Q1、Q2和控制电压源E的负极之间的连接点。控制电路CNT的输出端和控制电压源E的负极之间连接有二极管Da、电阻Ra和双极性晶体管的开关部件Qa的串联组合。开关部件Qa的基极经由基极电阻Rb连接到收集极电阻Re和可变电阻VR的连接点上。而且，电容器Ca和二极管Db并联跨接到开关部件Qb和收集极电阻Re的串联组合上，而二极管Dc则被连接在开关部件Qb的基极一发射极路径中。当开关部件Qb被断开时，电容器Cb通过电阻Rc而被充电，这样响应于跨接在电容器Cb的电压升高，开关部件Qb被导通，由此截止开关部件Qa，并且不会对倒相电路的操作造成影响。当开关部件Q2导通时，开关部件Qb被截止，这样控制电压源E经由可变电阻VR对电容器Ca充电。由于跨接在电容器Ca上的电压升高，开关部件Qa响应该电压升高而导通，由此导致开关部件Q2被截止。因此，改变可变电阻VR器的阻值，由此实质上是将输出保持在恒定电平上，而不用考虑驱动变压器T2的变化特性，这就能够对开关部件Q2的导通周期进行调整。当达到灯的寿命终结时，这种现有技术也具有与第一现有技术相同的保护作用。

然而在第二现有技术中，包含输出调节电路21将会导致在灯的正常操作条件下出现开关部件Q1和Q2的不对称(不平衡)，由此一个直流电压将会被施加到与放电灯La1和La2串联的电容器C9上。结果，在正常的灯操作中，被充电的电容器C9的直流电压将被叠加到倒相电路的高频输出上，从而，特别是在低温的时候引起电泳现象的问题。

为了解决这个问题，去除连接到漏磁变压器LT1的次级绕组上的电容器C9是合理的。然而，这会导致其他问题。更确切的说，当放电灯达到灯的寿命终结时，电容器C9累积了被提高的电压，这样负电阻率的灯的灯电压提高，从而造成正常工作状态和灯的寿命末端状态之间灯电压的很大差别。这种灯电压差别被用于检测灯的寿命终结。然而，当缺少电容器C9时，正常工作状态和灯寿命末端状态之间的灯电压只具有很小的差别，从而难以检测灯的寿命终结，特别是在高温环境下。

发明内容

本发明是为克服上述问题而做出的，本发明的目的在于提供一种放电灯驱动设备，该设备能够可靠的在低温或高温环境中检测灯的寿命终结以保护电路，还能防止电泳现象。

根据本发明的放电灯驱动设备包括一个整流交流电源电压的整流器；一个平滑整流器脉动输出的平滑电容器，一个具有一个或多个开关部件的倒相电路，其中开关部件用于将经由平滑电容器所产生的平滑直流输出转换成一个高频输出；以及一个负载电路，包括一个谐振电路和一个放电灯，并被供应了来自倒相电路的高频输出；一个输出变压器，其初级连接到倒相电路的一个输出端，次级连接到放电灯的一条灯丝末端；一个插入到放电灯的其他灯丝末端和不具有高频振幅的节点之间的阻抗部件；以及一个异常检测和保护装置，它对流经放电灯和阻抗部件的高频输出的振幅进行检测，以便于当被检测振幅超出预定阈值时进行电路保护。

当流经放电灯和阻抗部件的高频输出的振幅超出阈值时，异常检测和保护装置判定放电灯的灯寿命终结。由于在放电灯的其他灯丝末端和不具有高频振幅的节点之间插入了阻抗部件，因此可以对灯的寿命终结进行可靠的检测，从而在低温或高温环境中保护电路。而且，由于不需要在输出变压器的次级绕组上连接一个电容器，因此可以防止电泳现象。

在优选实施例中，一个阻抗部件被插入到放电灯的其他灯丝末端和倒相电路的正极输入端之间。

阻抗部件可以被插入到放电灯的其他灯丝和倒相电路的接地输入端或输出端之间。

多个放电灯可以被串联在输出变压器的次级端上。

插入到单独的放电灯的每条灯丝和不具有高频振幅的节点之间的每个阻抗部件最好具有基本相同的阻抗值。

在多个放电灯被串联在输出变压器的次级边的情况下，阻抗部件被插入到至少一个放电灯的其他灯丝和倒相电路的正极输入端之间，而另一个阻抗部件被插入到至少另一个放电灯的其他灯丝末端和倒相电路的接地输入端或输出端之间。

在多个放电灯被串联到输出变压器的次级端的情况下，当流经任意一个放电灯和阻抗部件的高频输出的振幅超出了预定阈值时，异常检测和保护装置开始产生电路保护作用。

并且在多个放电灯被串联在输出变压器的次级端的情况下，异常检测和保护装置被配置成在多个放电灯的灯丝的一个连接点上对电位幅度进行检测，并检测流经至少一个放电灯和阻抗部件的高频输出的振幅，这样当两个振幅中的一个或二者均超出了预定阈值时可以产生电路保护作用。

而且，在多个放电灯被串联在输出变压器的次级端的情况下，异常检测和保护装置被配置成在多个放电灯灯丝的一个连接点上对电位振幅进行检测，从而在由此检测到的振幅和流经放电灯的低压和高压端中至少一个，以及流径阻抗部件的高频输出振幅超出了预定阈值时，可以产生电路保护作用。

阻抗部件包括电阻，电容以及电阻和电容的串联组合。

如果倒相电路是自激励类型的，至少一部分用于驱动倒相电路的驱动电路可以被分派给异常检测和保护装置的元件，这样能够减少电路元件的数目。

而且，阻抗部件可以被分派到包含在负载电路中的谐振电路中，以减少电路元件的数目。

附图说明

图1是显示第一现有技术的电路示意图；

图2是显示第二现有技术的电路示意图；

图3是显示根据本发明第一实施例的放电灯驱动设备的电路示意图；

图4是上述设备主要部分的电路图；

图5A-5F是用于说明正常条件下电路操作的波形图；

图6A-6F是用于说明发射极耗尽条件下电路操作的波形图；

图7是显示根据本发明第二实施例的放电灯驱动设备的电路示意图；

图8是上述设备主要部分的电路图；

图9是显示根据本发明第三实施例的放电灯驱动设备的电路示意图；

图10是上述设备主要部分的电路图；

图11是显示根据本发明第四实施例的放电灯驱动设备的电路示意图；

图12是上述设备主要部分的电路图；

图13是显示根据本发明第五实施例的放电灯驱动设备的电路示意图；

图14是上述设备主要部分的电路图；

图15是显示根据本发明第六实施例的放电灯驱动设备的被部分省略的电路示意图；

图16是显示根据本发明第七实施例的放电灯驱动设备的被部分省略的电路示意图；

图17是显示根据本发明第八实施例的放电灯驱动设备的被部分省略的电路示意图；

图18是上述设备主要部分的电路图；

图19是显示根据本发明第九实施例的放电灯驱动设备的电路示意图；

图20是显示上述设备一种修改的电路示意图；

图21是显示上述设备另一种修改的电路示意图；

图22是显示上述设备的另一修改的电路示意图；以及

图23是是显示根据本发明第十实施例的放电灯驱动设备的电路示意图。

具体实施方式

(第一实施例)

图3显示了根据本实施例的放电灯驱动设备的电路原理图。一对串联的开关部件Q1、Q2和一个平滑电容器C0并联的跨接到整流器DB的脉动输出端，该整流器DB由一个对交流AC电源电压进行整流的二极管电桥组成。漏磁变压器LT1具有一个连接到整流器DB高压输出端和开关部件Q1和Q2的连接点之间的初级绕组N1，并具有一个连接到相同额定值的放电灯La1和La2的其它灯丝(a)和(d)上的次级绕组N2。为了提供预加热电流，漏磁变压器LT1具有一个辅助绕组N3，它经由隔直流电容器C3连接到放电灯La1和La2的灯丝(b)和(c)上。电容器C2被连接到灯丝(a)和(d)的末端并远离电压源，这样漏磁变压器LT1、电容器C2和放电灯La1、La2就构成了一个谐振负载电路。

在本实施例中，开关部件Q1、Q2与谐振负载电路共同构成半桥型的倒相电路INV，该电路接收经由平滑电容器C0平滑的DC电压作为输入电压。半桥型倒相电路INV是已知的，它由一个驱动电路(未示出但包括使用驱动变压器的自激励类型)所驱动，在一个高频上交替地截止和导通开关部件Q1、Q2，向谐振负载电路施加一个方波高频电压，从而利用漏磁变压器LT1的漏电感和谐振负载电路中的谐振感应电容器C2所产生的谐振，提供一个实质上是正弦波形的高频电压，用于对放电灯La1和La2进行操作。

接下来将对本实施例中的区别特征进行说明。阻抗部件Z1、Z1分别被插入到放电灯La1的灯丝(a)和不具有高频振幅的节点(接地)之间，以及放电灯La2的灯丝(d)和节点之间，而阻抗部件Z2被插入到灯丝(b)和电容器C3之间，该电容器C3连接在整流器DB的高压端和漏磁变压器LT1的辅助绕组N3之间。而且，阻抗部件Z3、Z4的串联电路被连在接地和辅助绕组N3与灯丝(c)的连接点之间。

图4是显示作为主要部分而被提出的谐振负载电路的电路图。提供给两个放电灯La1和La2的每个灯电压VLa1和VLa2被施加到阻抗部件Z1、Z3和Z4所组成的每个闭环中。而且，阻抗部件Z2所分隔的整流器DB的脉动输出Vdc作为DC电压而被施加到阻抗部件Z3和Z4的串联电路中。从阻抗部件Z3和Z4连接点得到的被检测电压Vk是一个对应于一个交流成分组合的电压，该交流成分是由阻抗部件Z1、Z3和Z4分别分隔的放电灯La1和La2的灯电压VLa1和VLa2之间的差值，以及阻抗部件Z2、Z3和Z4所分隔的整流器DB的脉动输出Vdc的直流成分。

当这两个放电灯La1和La2都正常时，灯La1和La2的灯电压VLa1和VLa2是相同幅度的正弦波，但彼此在相位关系上相差二分之一个周期，如图5A，5B所示，这样在阻抗部件Z3和Z4连接点上的灯电压被消除，使得被检测电压Vk实质上是值为零的交流成分Vk(AC)，如图5C所示。在这种条件下，由于阻抗部件Z3和Z4连接点发现DC成分Vk(DC)取决于阻抗部件Z2到Z4的分隔比，如图5中所示，被检测电压Vk最终等于该直流成分Vk(DC)。

另一方面，当放电灯La1的灯丝被耗尽(发射极耗尽状态)时，举例来说，灯丝只放射出数目减少的热离子，由此放电灯La1的灯电压VLa1变得与零电压不对称，具有比正常状态更大的振幅。结果，在阻抗部件Z3和Z4连接点上没有进行电压消除，由此出现一个作为被检测电压Vk的交流成分Vk(AC)的振荡电压，如图6C所示。需要指出的是DC成分Vk(DC)被保持不变，如图6D所示。换句话说，被检测电压Vk将是对应于重叠在直流成分Vk(DC)上的高频交流成分Vk(AC)的电压，如图6E所示。因此，可以对被检测电压Vk，即重叠在直流成分Vk(DC)上的高频交流成分Vk(AC)进行处理，如通过峰值检测，以获取一个纯的直流被检测电压Vk’，如图6F所示，这取决于遭受发射极耗尽的放电灯La1的灯电压VLa1。由此得到的被检测电压Vk’与预定阈值Vth相比较，当被检测电压Vk’超出阈值Vth时，可以判定放电灯达到灯的寿命终结。该判决是在异常检测电路(未示出)中进行的，当检测到异常(由发射极耗尽状态引起的灯寿命终结)时，该电路向控制电路(未示出)发送一个异常检测信号。响应于该异常信号，控制电路以间歇振荡倒相电路的方式响应，对开关部件Q1和Q2进行控制，以进行电路保护。

本实施例中计划在放电灯La1的一条灯丝和不具有高频振幅的节点(接地)之间，以及在放电灯La2的一条灯丝和节点之间，分别插入阻抗部件Z1′、Z1，并对每个包含阻抗部件Z1和放电灯La1和La2中每一个的各个闭环中的放电灯La1、La2的灯电压VLa1、VLa2之间交流成分的差值进行检测，以判定是否存在发射极耗尽所引起的异常。因而能够可靠的对异常的出现进行检测，而不必考虑放电灯La1和La2所给出的幅度变化的灯电压VLa1和VLa2与GN温度相关，也就是不必考虑低温或高温环境。而且，由于不需要在漏磁变压器LT1的次级绕组N2侧包含隔直流电容器，因此直流成分不会被施加到放电灯La1和La2上，从而防止了电泳现象。而且，由于本实施例被配置成整流器DB的脉动输出Vdc会对被检测电压Vk’产生影响，因此能够可靠的检测异常的出现，甚至是通过使用倒相电路，其输出随变化的交流源电压而变化，换句话说，随提升的交流源电压而升高，并随降低的交流源电压而下降。

(第二实施例)

图7示出了根据本实施例的放电灯驱动设备的电路示意图，图8示出了上述设备主要部分的电路图。本实施例的基本构造与第一实施例是相同的，因此在这里不再重复说明。相似部分用相同的参考数字来标明。这里只对本实施例的区别特征进行说明。

本实施例中计划在放电灯La1的灯丝(a)与接地之间，以及放电灯La2的灯丝(d)与接地之间分别插入阻抗部件Z1和Z5的串联组合，并在放电灯La2的灯丝(c)和接地之间单独插入一个阻抗部件Z3。包含有相似的异常检测电路(未示出)，根据从阻抗部件Z1和Z5连接点得到的被检测电压Vk1来判定有关放电灯La1是否存在异常，并根据从阻抗部件Z1和Z6连接点得到的被检测电压Vk2来判定有关另一个放电灯La2异常。当任意一个放电灯La1和La2被判定异常时，相似的控制电路(未示出)运行，例如通过进行间歇振荡以提供保护作用。

在本实施例中，反映放电灯La1灯电压VLa1的被检测电压Vk1被用于检测异常(发射极耗尽)，反映放电灯La2灯电压VLa2的被检测电压Vk2也被用于检测异常(发射极耗尽)。并且在本实施例中同样能够可靠的判定异常，而不用考虑如在第一实施例中所进行的从低温到高温环境时，灯电压VLa1和VLa2的振幅变化。而且，由于被检测电压Vk1和Vk2是第一实施例中整流器DB脉动输出Vdc的直流成分的反映，因此有可能可靠的检测异常的出现，甚至是通过使用倒相电路，其输出随着变化的交流源电压而变化，更确切的说，随着提升的交流源电压而升高，并随着降低的交流源电压而下降。

(第三实施例)

图9显示了根据本实施例的放电灯驱动设备的电路示意图，图10示出了上述设备主要部分的电路图。本实施例的基本构造与第一实施例是相同的，因此在这里不再重复说明。相同部分用相同的参考数字标明。这里只对本实施例的区别特征进行说明。

本实施例的特征在于，向放电灯La1的灯丝和接地之间插入了阻抗部件Z1和Z5的串联组合，以从阻抗部件Z1和Z5之间的连接点上得到被检测电压Vk1，并从阻抗部件Z2和Z4之间连接点上得到的被检测电压Vk2，这样根据被检测电压Vk1和Vk2，相似的异常检测电路(未示出)运行可以判定放电灯La1和La2是否发生异常。当判定在放电灯La1和La2中出现异常时，相似的控制电路(未示出)通过例如产生间歇振荡来提供保护作用。在第一实施例中，当连接到次级绕组N2的放电灯La1的灯丝(a)和连接到辅助绕组的放电灯La2的灯丝(b)中的发射极耗尽时，或是当连接到次级绕组N3的放电灯La1的灯丝(b)和连接到次级绕组N2的放电灯La2的灯丝(d)中的发射极耗尽时，被检测电压Vk只具有一个很小的交流成分Vk(DC)，从而难以判定是否存在异常。

然而在本实施例中，判定放电灯La1、La2中任意一个是否由于发射极耗尽而到达灯寿命终结取决于从阻抗部件Z3和Z4的连接点得到的被检测电压Vk2，而判定放电灯La1和La2二者是否均由于发射极耗尽而到达寿命终结取决于被检测电压Vk1，该电压是从阻抗部件Z1和Z5的连接点得到的，对应于放电灯La1的灯电压VLa1。换句话说，可以判定灯的寿命终结，即使是在这样两种事例都被满足的条件下，其中一种是发射极耗尽出现在连接到次级绕组N2的放电灯La1的灯丝(a)中或在连接到辅助绕组的放电灯La2的灯丝(c)中，另一种是发射极耗尽出现在连接到辅助绕组N3的放电灯La1的灯丝(b)或在连接到次级绕组N2的放电灯La2的灯丝(d)中。

(第四实施例)

图11示出了根据本实施例的放电灯驱动设备的电路示意图，而图12示出了上述设备主要部分的电路图。本实施例的基本构造与第一实施例是相同的，因此这里不再重复说明。相同的部分用相同的参考数字标明。这里只对本实施例的区别特征进行说明。

结合第一实施例和第二实施例特性的本实施例，其特征在于向放电灯La1的灯丝(a)和接地之间插入了一个阻抗部件Z1和Z5的串联电路，向放电灯La2的灯丝(d)和接地之间插入了另一个阻抗部件Z2和Z6的串联电路，并使用了相似的异常检测电路(未示出)，该电路根据从阻抗部件Z2和Z5连接点所得到的对应于放电灯La1的灯电压VLa1的被检测电压Vk1，和从阻抗部件Z3和Z4连接点得到的被检测电压Vk2，以及从阻抗部件Z1和Z6连接点得到的对应于放电灯La2的灯电压VLa2的被检测电压Vk3，判定放电灯La1和La2二者或二者之一是否异常。

通过本实施例，有可能判定所有事例中的异常，不但包括任意一个放电灯中的发射极耗尽，还包括放电灯La1和La2二者中都存在的发射极耗尽。

(第五实施例)

图13示出了根据本实施例的放电灯驱动设备的电路示意图，而图14示出了上述设备主要部分的电路图。本实施例的基本构造与第一实施例是相同的，因此这里不再重复说明。相同部分用相同的参考数字标明。这里只对本实施例的区别特征进行说明。

本实施例使用电容器C101和C102作为单独的阻抗部件Z1、Z1，并在电容器C101、C102与接地之间连接一个电阻器109。电阻器109限制了在放电灯La1和La2的正常工作条件下，经由电容器C101和C102流到地的高频信号，减少了电路噪声。也可以使用电感器来代替电阻器109。

并且提供了一个峰值检测电路P，将分别以电阻器R101和R102形式的阻抗部件Z3和Z4的连接点上的被检测电压Vk转换成一个被检测直流电压Vk’。峰值检测电路P包括连接到电阻器R101和R102之间点上的隔直流电容器C401和二极管D402的串联电路，在地与电容器C401和二极管的连接点之间插入了一个二极管D401，并且在二极管D402的阴极和地之间连接了一个平滑电容器C402。这样，电容器C401切掉被检测电压Vk中的直流成分Vk(DC)，从而用对应于被检测电压Vk的交流成分Vk(AC)峰值的能量对C402进行充电，由此有效获取只具有对应放电灯La1和La2灯电压VLa1和VLa2差值的直流成分的被检测电压Vk’。如参考第一实施例所说明的，被检测电压Vk’与预定阈值Vth相比较，这样当被检测电压超出阈值Vth时，放电灯La1和La2被判定到达灯寿命终结。

(第六实施例)

图15示出了根据本实施例的放电灯驱动设备的电路示意图。本实施例的基本构造与第五实施例是相同的，因此这里不再重复说明。相同部分用相同的参考数字标明。这里只对本实施例的区别特征进行说明。

本实施例的特征在于电容器C501和C502被分别用作阻抗部件Z1和Z1，并且还充当谐振感应电容器C2以省却电容器C2。例如检测发射极耗尽的这种电路操作与第五实施例是相同的，因此这里不对其进行说明。

这样，本实施例中因为将电容器C501和C502用作阻抗部件Z1和谐振感应电容器C2，而具有减少了部件数量的优点。

(第七实施例)

图16是，与图2所示现有技术基本相同的部分省略后的实施例的电路示意图。因此，没有示出与第二现有技术共有的相同配置，并且这里也不再重复说明。相同部分用相同的参考数字标明。这里只对本实施例的区别特征进行说明。

如图16中所示，电阻器R1被插入到整流器DB的高压输出端与连接到漏磁变压器LT1的辅助绕组N3和放电灯La1的一条灯丝(b)的连接点之间。在接地与辅助绕组N3和放电灯La2的灯丝(c)的连接点之间，电容器C8和电阻器R5的并联电路与电阻器R3、R4相串联。而且，开关部件Q2的栅极经由例如双向击穿二极管的触发部件TD而被连接到电阻器R4和电容器C8连接点，在开关部件Q2的漏极与电阻器R4和电容器C8的连接点之间插入二极管D11和电阻器R10的串联电路。触发部件TD、二极管D11和电阻器R10的串联组合构成了一个启动电路，在施加了交流源电压AC时开启开关部件Q2以启动倒相电路。参考第五实施例说明的相似的峰值检测电路P被连接到电阻器R3和R4之间的点上，以得到连接点上的被检测电压Vk。

当施加交流源电压时，整流器DB通过电阻器R1、放电灯La1的灯丝(b)、放电灯La2的灯丝(c)以及电阻器R3、R4对电容器C8进行充电。当跨接在电容器C8上的电压提高到触发部件TD的击穿电压时，触发部件响应的被击穿，从而将电容器C8的电荷提供给开关部件Q2的栅极，由此导通开关部件Q2并由此启动倒相电路。当开关部件Q2被导通时，电容器C8通过二极管D11、电阻器R10及开关部件Q2而被充电，这样倒相电路继续振荡。如果放电灯La1的灯丝(b)或放电灯La2的灯丝(c)断开，或者如果在形成该设备时放电灯La1和La2中任意一个是断开的，则不会为电容器C8建立充电路径。这样，由于电容器C8被电阻器R5分路，触发部件TD将不会被击穿，因此倒相电路将不会启动。这样能够防止倒相电路在无负载条件下被启动，以便于在无负载条件下保护电路。

如上面所说明的，由于本实施例中倒相电路的启动电路除了异常检测和处理发射极耗尽的保护功能外，还包括无负载检测和处理断开灯丝和放电灯La1和La2断开的电路保护功能，因此可以显著减少电路组件的数目。

(第八实施例)

图17示出了根据本实施例的放电灯驱动设备的电路示意图，而图18示出了上述设备主要部分的电路图。本实施例的基本配置与图2所示的第二现有技术以及第七实施例是相同的。因此这里不再进行重复说明，仅仅是相同部分用相同的参考数字标明。这里只对本实施例的区别特征进行说明。

本实施例被配置成在放电灯La1的灯丝(a)和接之间，以及放电灯La2的灯丝(c)和地之间分别插入一个阻抗部件Z1和Z1，并在地和辅助绕组N3与放电灯La2灯丝(c)的连接点之间插入阻抗部件Z3、Z4的串联组合。同样，参考第五实施例说明的相似的峰值检测电路P被连接到阻抗部件Z3、Z4的连接点上，这样，从阻抗部件Z3和Z4连接点上得到的被检测电压Vk将被转换成一个直流(DC)被检测电压Vk’。

控制电路CNT将来自峰值检测电路P的被检测电压Vk’与预定阈值相比较，从而当Vk’超出阈值Vth时，判定放电灯La1和La2到达灯的寿命终结，并产生对倒相电路进行间歇振荡的保护作用。

因此，按与第一实施例相似的方式，为了检测包含阻抗部件Z1和放电灯La1和La2中每一个的各个闭环中的放电灯La1、La2的灯电压VLa1、VLa2的交流成分的差值，在本实施例中包含了阻抗部件Z1和Z2，它们分别被插入到放电灯La1的一条灯丝和没有高频振幅(未示出)的节点之间，以及另一个放电灯La2的一条灯丝和接地之间，用于判定由于发射极耗尽所引起的异常。这样就能够可靠的对异常进行判定，而不用考虑灯电压VLa1和Vla2从低温到高温环境时的振幅变化。同样，由于不必在漏磁变压器LT1的次级绕组N2端包含隔直流电容器，因此不会向放电灯La1和La2施加直流成分，由此防止了电泳现象。

(第九实施例)

图19示出了根据本实施例的放电灯驱动设备的电路示意图。本实施例包括一个二极管电桥形式的整流器DB，用于对交流源电压AC进行全波整流提供一个脉动输出，该输出由平滑电容器C1平滑，从而为倒相电路提供一个电压源。倒相电路是所谓的半桥配置的，并且还包括跨接在平滑电容器C1上的双极性晶体管形式的开关部件Q1和Q2的串联组合，以逆并联关系跨接到每个开关部件Q1和Q2上的二极管D1和D2，以及跨接到平滑电容器C1上的电容器C3和C4的串联电路。连接到电容器C3和C4之间点上的有漏磁变压器LT1的初级绕组N1与被提供用于驱动开关部件Q1和Q2的驱动变压器T1的初级绕组的串联电路。漏磁变压器LT1具有连接到放电灯La1和La2的灯丝(a)和(d)上的次级绕组N2，以及连接到放电灯La1和La2的灯丝(b)和(c)上的辅助绕组N3。谐振感应电容器C5被连接到放电灯La1和La2的灯丝(a)和(d)的不带电一侧。代替使用双极性晶体管和二极管D1和D2的组合，开关部件Q1和Q2可以通过具有寄生二极管的场效应晶体管构成。

驱动变压器T1激活开关部件Q1和Q2，开关部件Q1、Q2交替导通和截止，使电流按相反方向分别从电容器C3和C4经由漏磁变压器LT1到放电灯La1和La2，由此提供一个从漏磁电感和电容器C5的串联谐振电路产生的，在电容器C5上生成的高频电压，用于启动和操作灯。

同样在本实施例中，电容器C8作为阻抗部件而被插入到放电灯La1的灯丝(a)和不具有高频振幅的节点(接地)之间，而电容器C9作为阻抗部件被插入到放电灯La2的灯丝(b)和节点(整流器DB的高压输出端)之间。而且，为了检测放电灯La1和La2的灯丝(a)到(d)中任意一个的发射极耗尽，以保护电路，在开关部件Q2的基极电阻R2与驱动变压器T1的次级绕组电路和辅助绕组N3之间连接了一个发射极耗尽和保护电路10。

发射极耗尽检测和保护电路10包括一个连接在放电灯La2的灯丝(c)和地之间的隔直流电容器C7和二极管D6的串联电路，二极管D5的阳极连接到与电容器C7相连的二极管D6的阴极上，齐纳二极管ZD1的阴极连接到二极管D5阴极上，以及连接在齐纳二极管ZD1的阴极和地之间的滤波电容器C6和放电电阻器R5的并联组合。电容器C10在齐纳二极管ZD1的阳极和地之间与偏压电阻R4并联连接，PNP类型的双极性晶体管在开关部件Q2的基极电阻R2和电阻R4之间与二极管D7相串联。而且，偏压电阻R3连接在开关部件Q3的发射极-基极路径中，而NPN型双极性晶体管的开关部件Q4连接在电阻R3和开关部件Q4之间。

由于在放电灯La1的灯丝(a)和地之间插入了电容器C8，并且在放电灯La2的灯丝(d)和整流器DB的高压输出端之间插入了电容器C9，如果在放电灯La1和La2的灯丝(a)到(d)的任意一个中发现发射极耗尽，那么分别流经放电灯La1和La2的高频电流将变得彼此互不对称。由此得到的非对称高频电流经由二极管D5负责对电容器C7和电容器C6进行充电。当电容器C6上的电压超出了齐纳二极管ZD1的齐纳电压时，电容器C6被充电，导通开关部件Q4，这依次导致开关部件Q3被导通，由此将用于驱动开关部件的驱动变压器T1的次级绕组接地。结果，开关部件Q2不能导通开启以停止倒相电路。因此，发射极耗尽检测和保护电路10可以检测放电灯La1、La2中的发射极耗尽，根据发射极耗尽的检测来停止倒相电路以保护电路。

在本实施例中，为了检测放电灯La1和La2之间连接上的非对称高频电流，以判定是否出现了发射极耗尽，分别在放电灯La1和La2的灯丝与不具有高频振幅的节点(接地和整流器DB的高压输出端)之间插入了阻抗部件C8和C9。这样就能够可靠的判断是否出现发射极耗尽，而不用考虑它是工作在低温还是高温环境中。而且，由于不需要将隔直流电容器连接到漏磁变压器LT1的次级绕组N2上，放电灯La1和La2将不会有直流成分，由此防止引起电泳现象。

同样有可能在放电灯La1的灯丝(a)和整流器DB的高压输出端之间，以及放电灯La2的灯丝(d)和高压输出端之间分别插入电容器C8和C9，如图20所示；在放电灯La1的灯丝(a)和地之间，以及放电灯La2的灯丝(d)和地之间分别插入电容器C8和C9，如图21所示；代替电容器C8和C8，在放电灯La1和La2的各自灯丝(a)和(d)，与整流器DB的高压输出端和接地之间分别插入电阻Ra和Rd，如图22所示；或是使用电阻和电容的串联组合作为阻抗部件。在任何情况下，当放电灯La1和La2的灯丝(a)到(d)任意一个中出现发射极耗尽时，流经放电灯La1和La2的高频电流将变得互不对称，这样发射极耗尽检测和保护电路10可以做出响应，检测非对称高频电流以判定是否出现了发射极耗尽。

(第十实施例)

图23示出了基本与图2的第二实施例相似的本实施例的放电灯驱动设备的电路示意图。因此，与第二现有技术共有的相同结构在这里没有示出，并且这里不再重复说明。相同部分用相同的参考数字标明。这里只对本实施例的区别特征进行说明。

在本实施例中，电容器C8作为阻抗部件被插入到放电灯La1的灯丝(a)和不具有高频振幅的节点(整流器DB的高压输出端)之间，而电容器C9作为阻抗部件被插入到放电灯La2的灯丝(d)和节点(地)之间。同样，在开关部件Q2的栅极和辅助绕组N3之间连接的是相似的发射极耗尽检测和保护电路10，它检测放电灯La1和La2的灯丝(a)到(d)任意一个中的发射极耗尽以保护电路。发射极耗尽检测和保护电路在结构和操作上与第九实施例的是相同的，因此这里不再重复说明。

与第九实施例相似，本实施例被配置成在放电灯La1的灯丝(a)和整流器DB的高压输出端之间插入电容器C8，在放电灯La2的灯丝(d)和接地之间插入电容器C9，并提供发射极耗尽检测和保护电路10，该电路对放电灯La1和La2之间的连接点上的非对称高频电流进行检测，判定是否出现了发射极耗尽。这样就能够可靠判定是否出现发射极耗尽，而不用考虑它是工作在低温还是高温环境中。而且，由于不必将隔直流电容器连接到漏磁变压器LT1的次级绕组N2上，因此放电灯La1和La2将不会有直流成分，由此防止引起电泳现象。

倒相电路可以具有不同的电路结构，举例来说，其中一种是谐振负载电路连接到开关部件Q1和Q2的连接点与整流器DB的低压输出端之间，一种是使用一个由倍压器构成的谷值填充电源来代替由逐级下降的斩波电路所构成的谷值填充电源。

需要指出的是本发明的原理可以被应用于倒相电路的各种电路结构中。例如，倒相电路可以具有不同的电路结构，其中一种是谐振感应电路被连接在开关部件Q1、Q2的连接点与整流器DB的低压输出端之间，一种是使用一个由倍压器构成的谷值填充电源来代替逐级下降的斩波电路所构成的谷值填充电源。

Claims (14)

1.一种放电灯驱动设备，包括：

一个对交流源电压进行整流的整流器；

一个平滑整流器脉动输出的平滑电容器；

一个倒相电路，该电路具有将经由平滑电容器所产生的被平滑直流输出转换成高频输出的至少一个开关部件；

一个包含谐振电路和放电灯，并被施加了来自倒相电路高频输出的负载电路；

一个输出变压器，其初级连接到倒相电路的输出端，次级连接到放电灯灯丝的末端；

一个分别被插入到放电灯的其他灯丝末端与不具有高频振幅的节点之间的阻抗部件；以及

一个异常检测和保护装置，该装置对流经放电灯和阻抗部件的高频输出的幅度进行检测，以便于在被测振幅超出预定阈值时进行电路保护。

2.如权利要求1所述的放电灯，其中

所述阻抗部件被插入到放电灯的所述其他灯丝末端和倒相电路的正极输入端之间。

3.如权利要求1所述的放电灯，其中

所述阻抗部件被插入到放电灯的所述其他灯丝末端和倒相电路的节点输入端或输出端之间。

4.如权利要求1到3中任意一个所述的放电灯，其中

多个所述放电灯串联起来跨接到所述输出变压器的次级上。

5.如权利要求4所述的放电灯，其中

插入到各个放电灯的灯丝和不具有高频振幅的节点之间的阻抗部件具有基本相同的阻抗值。

6.如权利要求1所述的放电灯，其中

多个所述放电灯串联起来跨接到所述输出变压器的次级上，阻抗部件被插入到至少一个所述放电灯的其他灯丝和倒相电路的正极输入端之间，另一个阻抗部件被插入到至少另一个所述放电灯的其他灯丝末端和倒相电路的接地输入端或输出端之间。

7.如权利要求1所述的放电灯，其中

多个所述放电灯串联的跨接到所述输出变压器上，当流经至少一个所述放电灯和阻抗部件的高频输出超出预定阈值时，所述异常检测和保护装置产生保护作用。

8.如权利要求1所述的放电灯，其中

多个所述放电灯串联并跨接到所述输出变压器的次级上，所述异常检测和保护装置检测各个放电灯灯丝之间的连接上的电压振幅，检测流经至少一个所述放电灯和阻抗部件的高频输出，并且在至少一个所述振幅超出预定阈值时进行电路保护。

9.如权利要求1所述的放电灯，其中

多个所述放电灯串联并跨接在所述输出变压器的次级上，所述异常检测和保护装置检测各个放电灯灯丝之间的连接上的电压振幅，并且在所述连接上的振幅或流经放电灯低压或高压端中至少一个并通过阻抗部件的高频输出的振幅超出了预定阈值时，进行电路保护

10.如权利要求1所述的放电灯，其中

所述阻抗部件是一个电阻器。

11.如权利要求1所述的放电灯，其中

所述阻抗部件是一个电容器。

12.如权利要求1所述的放电灯，其中

所述阻抗部件是电阻和电容的串联组合。

13.如权利要求1所述的放电灯，其中

所述倒相电路是自激类型的，并且用于启动倒相电路的启动电路至少将其一部分分给所述异常检测和保护装置。

14.如权利要求1所述的放电灯，其中

所述阻抗部件与负载电路中所包含的谐振电路公用。

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