CN1383704A - 电路装置 - Google Patents

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CN1383704A CN01801736.3A CN01801736A CN1383704A CN 1383704 A CN1383704 A CN 1383704A CN 01801736 A CN01801736 A CN 01801736A CN 1383704 A CN1383704 A CN 1383704A
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CN01801736.3A
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E·M·J·埃恩德克尔克
W·H·M·兰格斯拉
G·W·范德维恩
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Koninklijke Philips NV
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    • 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
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    • 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
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Abstract

利用DC－AC转换器使灯工作,它包括开关和用于控制开关以产生高频AC灯电流的控制电路。在控制电路产生的控制信号的每个半周期中,在连续的时间间隔中使每个开关元件导通。通过调节控制信号的每个半周期的第二时间间隔,可以对灯进行调光而不会造成不稳定。

Description

电路装置
本发明涉及一种以频率f向一个灯供应交流电的电路装置，包括一个DC-AC转换器，具有：
-将所述电路装置连接到提供DC电压的供电电压源的输入端子，
-包括第一开关元件和第二开关元件的串联结构的第一支路；
-耦接到开关元件的相应控制电极的控制电路，用于使开关元件导通或不导通；
-用于旁路开关元件之一的负载支路，它具有一个电感元件和用于连接灯的端子的串联结构。
这种电路装置可参见EP0323676。在该电路装置中，可以调节灯消耗的功率，例如通过调节控制信号的频率f。这种调节灯消耗的功率的方法的缺点是，在灯消耗的功率的量程范围内，控制信号的频率与灯消耗的功率之间的关系不是明确的。尤其是在灯消耗的功率较低时，这使灯的操作不稳定。另一种调节灯消耗的功率的方法是调节在每个控制信号的周期中开关元件导通的时期，而控制信号的频率保持恒定。这可以对称地实施，即在每个控制信号的周期中，每个开关元件导通的时间相等。然而，它也可以非对称地实施，即在每个控制信号的周期中，第一开关元件导通的时间间隔不等于第二开关元件导通的时间间隔。另外，可以在以下两种情况之间区别：一个开关元件在控制信号周期的任一时刻导通，和存在有任一开关元件均不导通的时间间隔。特别是已发现，在灯的某些不可预料的功耗值，非对称驱动开关元件的方案使灯操作的不稳定性增大。如果开关元件被对称地驱动，在控制信号的每个周期中每个开关元件导通的持续时期的降低，表示在控制信号的每个周期中有多个其中两个开关元件都不导通的时间间隔。已发现这种驱动开关元件的方法也使灯操作的不稳定增大，但灯消耗的功率值是可预期的。
本发明的目的是提供一种电路装置，通过它能在较大范围内调节灯消耗的功率，而不会增加灯的不稳定。
为此，本文开篇所述的根据本发明的电路装置的特征在于控制电路在灯的操作过程中产生频率f的控制信号，和
-在控制信号的每前半个周期中，连续地使第一开关元件在第一时间间隔内导通和使第二开关元件在第二时间间隔内导通，在控制信号的前半个周期的其余时间，每个开关元件是不导通的，和
-在控制信号的每后半个周期，连续地使第二开关元件在第三时间间隔内导通和使第一开关元件在第四时间间隔内导通，在控制信号的后半个周期的其余时间，每个开关元件是不导通的，和
-控制信号还提供有消光电路，用于设置在控制信号的每半个周期中的两个时间间隔的至少一个的持续时间，在上述时间间隔中有一个开关元件是导通的。例如消光电路中可以带有用于设置第一和第三时间间隔的持续时间的装置。在根据本发明的电路装置的优选实施例中，消光电路带有用于设置第二和第四时间间隔的持续时间的装置。已发现，该优选实施例确保了灯的功率在很大的范围内可调，并且不会不稳定。
在根据本发明的电路装置的操作中，控制信号使开关元件导通或不导通。结果，频率为f的交流电流流过负载支路。例如，如果消光电路设置第二和第四时间间隔的持续时期，且将第一和第二时间间隔的持续时期之间的差别设为最大值，将第三和第四时间间隔的持续时期之间的差别也设为最大值，则灯消耗的功率是最大值。在这些差别为较小值的第二和第四时间间隔的持续时期的设置值，灯消耗的功率也较小。因此，例如通过设置第二和第四时间间隔的持续时期，可以在较大的范围内调节灯消耗的功率，以及灯的该明量。已发现，在这个范围内，灯的操作没有发生不稳定的情况。
在根据本发明的电路装置的实施例中获得了满意的结果，其中第二和第四时间间隔的持续时间相等。
在根据本发明的电路装置的另一实施例中也获得满意的结果，其中第一和第三时间间隔的持续时间相等。
根据本发明的电路装置中，可以使第二和第四时间间隔分别在0到1/2T-Δt1的范围内调节，和在0到1/2T-Δt3的范围内调节，其中T是控制信号的周期时间，Δt1和Δt3是第一和第三时间间隔的持续时间。这时，灯消耗的功率随第二和第四时间间隔的增大而增大。
参照后面的实施例，本发明的这些和其它方面将很明显。
图1概略地表示根据本发明的电路装置的一个例子；
图2表示控制电路产生的控制信号的形式，控制电路构成图1的电路装置的一部分；和
图3表示灯操作时图1的电路装置的两个电压和一个电流的形式，当驱动开关元件的控制信号的形式是如图2所示的波形时。
在图1中，K1和K2是连接到供应低频AC电压的供电电源的端子。端子K1和K2连接到由二极管桥形成整流装置GM的各个输入端。整流装置GM的输出端子分别连接到输入端子K5和K6，端子K6和K6再连接到提供DC电压的供电电源。输入端子K5和K6通过作为缓冲电容器的电容C1相连。在本例中，由提供AC电压的供电电源、端子K1和K2、整流装置GM和电容C1形成提供DC电压的供电电源。电容C1由第一开关元件S1筹备组二开关元件S2的串联结构所旁路。在本例中，上述串联结构形成第一支路。Sc是产生频率f的控制信号的控制电路，用于使开关元件导通和不导通。控制电路Sc的各个输出端分别连接到开关元件的控制电极。开关元件S2被负载支路旁路，负载支路由线圈L、端子K3、电容C3、端子K4和电容C2的串联结构形成。端子K3和K4是连接灯的端子。灯La与这些端子相连。在本例中，线圈L形成电感元件。
图1的实施例的操作如下。
如果端子K1和K2连接到提供低频AC电压的供电电源，该低频AC电压被整流装置GM整流，在电容C1两端和输入K5和K6之间形成DC电压。控制电路Sc产生频率f的控制信号，使每个开关元件交替地导通和不导通。
图2表示用于两个开关元件S1和S2的控制信号。控制信号周期的持续时间是T。图中表示，在每个前半个周期的开始，第一开关元件在恒定的第一时间间隔Δt1内导通。在控制信号的前半个周期的后面的阶段，第二开关元件在第二时间间隔Δt2内导通。时间间隔Δt2在0到1/2T-Δt1的范围内可调。在控制信号的每个后半个周期的开始，第2开关元件S2在恒定的第三时间间隔Δt3内导通。Δt3等于Δt1。在控制信号的每个后半个周期的后面的阶段，第二一开关元件S1在第四时间间隔Δt4内导通。第四时间间隔Δt4在0到1/2T-Δt3的范围内可调。通常，在整个可调范围中，第二时间间隔的持续时间大于第一时间间隔，第四时间间隔的持续时间大于第三时间间隔。在电流流过灯的前半个周期中灯的功耗由第一和第二时间间隔的持续时间之间的差别决定。在电流流过灯的前半个周期中灯的平均功耗最小，如果第二时间间隔和第一时间间隔的持续时间的差别最小。相应地，在电流流过灯的后半个周期中灯的平均功耗由第三和第四时间间隔的持续时间之间的差别来决定。如果第三和第四时间间隔的持续时间的差别最小，则在电流流过灯的后半个周期中灯的平均功耗最小。
图3(A)表示图1的电路装置中流过线圈L1的电流的周期。从图中显示在每个周期中该电流改变6次符号。图3(B)表示两个开关的连接点处的电压的周期。该电压在每个周期中也改变6次符号。图3(C)表示灯La两端的电压周期。
图1中所示的电路装置的具体实施例用于向额定功率35瓦的TL型低压汞蒸汽放电灯供电。控制信号的频率f以及灯电流的频率f是54KHz。第一和第三时间间隔选为等于控制信号的周期的10％。通过降低第2和第四时间间隔，从控制信号周期的持续时间的25％降到17％，可以将灯的功耗从35瓦降低到1瓦。在灯功耗的降低过程中，没有发生灯的不稳定。

Claims (5)

1.向灯提供频率f的交流电流的电路装置，包括一个DC-AC转换器，它具有：
-将电路装置连接到提供DC电压的供电电源的输入端子，
-包括第一开关元件和第二开关元件的串联结构的第一支路，
-耦接到开关元件的各个控制电极用于使开关元件导通或不导通的控制电路，
-旁路一个开关元件并具有电感元件和用于连接灯的端子的串联结构的负载支路，
其特征在于，控制电路在灯操作时以上述频率f产生一个控制信号，
-在控制信号的每前半个周期，连续地使第一开关元件在第一时间间隔内导通和使第二开关元件在第二时间间隔内导通，在控制信号的前半个周期的其余时间内，每个开关元件均不导通，和
-在控制信号的每后半个周期，连续地使第二开关元件在第三是间间隔内导通和使第一开关元件在第四时间间隔内导通，在控制信号的后半个周期的其余时间内，每个开关元件均不导通，和
-控制信号还提供有消光电路，用于设置控制信号的每个半周期内两个时间间隔中至少一个的持续时间，在上述两个时间间隔内有一个开关元件是导通的。
2.根据权利要求1的电路装置，其中所述消光电路具有设置第二和第四时间间隔的持续时间的装置。
3.根据权利要求1或2的电路装置，其中第二时间间隔的持续时间与第四时间间隔的持续时间相等。
4.根据权利要求1、2或3的电路装置，其中第一和第三时间间隔的持续时间相等。
5.根据权利要求2的电路装置，其中第二和第四时间间隔分别在0到1/2T-Δt1的范围内和0到1/2T-Δt3的范围内可调，其中T是控制信号周期的持续时间，Δt1和Δt3分别是第一和第三时间间隔的持续时间。
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