CN1461582A - 用于包括由e类驱动器驱动的谐振半桥转换器的放电灯的电路装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过高操作频率驱动电压引燃并且操作放电灯的电路装置，所述电路包括包含一个半桥整流子，该整流子具有两个开关元件，每个开关元件具有一个发射电极和一个控制电极，借助于通过变压器被耦合到外部驱动振荡器上的谐振控制电路，所述开关元件交替切换到导电状态，所述的谐振控制电路包括构成所述振荡器的一部分的电容装置，其中，由所述振荡器驱动的驱动器形成一个从所述谐振控制电路到振荡器的连接，该驱动器为E类驱动器，DC电源电压经过限流电路被提供给驱动器，该电路装置为这样的，使得高频率驱动电压的幅度在选定频率范围内是基本恒定。

Description

用于包括由E类驱动器驱动的谐振半 桥转换器的放电灯的电路装置
本发明涉及一种利用高操作频率驱动电压引燃并且维持放电灯的电路装置，所述电路包括包含一个半桥整流子，该整流子具有两个开关元件，每个开关元件具有一个发射电极和一个控制电极，借助于通过变压器被耦合到外部驱动振荡器上的谐振控制电路，所述开关元件交替切换到导电状态，所述的谐振电路包括构成所述振荡器的一部分的电容装置。
从国际专利申请WO-A-00/21341中可以得知这样的电路。该已知的电路用于引燃和操作无电极气体放电灯。在该已知电路中，半桥整流子和谐振电路一起构成功率级，向负载提供功率。在该现有技术电路装置中，在现有技术无电极气体放电灯中作用于向负载提供功率的功率级的驱动电压是随频率变化的，因为该功率级包括一个谐振变压器。从技术的观点看，由于高操作频率的原因，该变压器不能从该电路装置中省略，对于无电极气体放电灯，通常为2.5-2.8MHz。当振幅太高时，振幅的变化引起功率级中的零电压切换损耗和高驱动器损耗，当振幅太低时，振幅的变化引起功率级中增加的导通损耗。这构成了一个技术问题。
本发明的目的是以这样一种方式设计上述导言中所述类型的电路装置，从而解决该技术问题。此外，本发明的目的是保证转换器的操作频率保持为与负载电路的谐振频率正好相等。在这方面应当理解，谐振频率会由于元件公差和温度影响而稍微变化。在该电路装置中，压控振荡器构成频率环的一部分，其中，半桥电压和电路电压之间的相位差保持为正好等于90°。因此，压控振荡器必须保持与之一致。这就是为什么在特定频率范围内，栅极驱动器应当提供具有充分恒定的幅值的电压。
此外，特别是在放电灯的启动阶段，最好使用与正常使用时所用频率不同的频率。在这样的环境下，栅极驱动器也必须正确工作。
鉴于以上所述，在根据本发明的电路装置中，由振荡器驱动的驱动器构成从谐振电路到振荡器的耦合，该驱动器为E类驱动器，且有一个直流电源电压通过一个电流限制电路作用于该驱动器，该电路装置是这样的，使得高频驱动电压的幅值在选定频率范围内基本上为常值。本发明电路还有以下优点，即它还适合作为用于引燃和操作高浓度放电灯，如金属卤化物灯。
在根据本发明的电路装置的一个实际的实施例中，操作频率在1MHz以上。
特别是对于引燃和操作无电极气体放电灯，本发明电路装置可以表现出以下特征，即：操作频率大约为(2.65±0.15)MHz，所述选定频率范围大约为0.30MHz。
下面参考附图进一步解释本发明的一个实施例。附图只包括一个图，是用于引燃和操作无电极气体放电灯的电路装置的实际实施例。下面的说明参考该图。
根据该图的电路装置包括一个功率级1、E类驱动器2、限流器3、和压控振荡器(VCO)4，构成外部驱动振荡器。
功率级1包括两个FET，即：T1和T2，3NA50，两个4.7n的电容Cr，和一个变压器Tr，该变压器包括原边绕组5和两个副边绕组8、9，绕组匝数比为1∶1∶1。端子10处的电源电压Vdd大约为400V。
变压器Tr的原边绕组5下面的端子12连接到E类驱动器2，该驱动器2又包括一个FET BSB133、1.5u的电感Le、和470p的电容CE。驱动器2由通过HEF4046型VCO 4提供的控制电压控制。该VCO 4提供的输出电压的频率大约为2.5-2.8MHz。
变压器Tr的原边绕组5上面的端子12连接到限流器3，该限流器3包括BD136型的晶体管Q1、阻值为15的电阻R1、阻值为5k的电阻R2、具有2V齐纳电压的齐纳二极管Z、和lu的电解电容Cl。电源电压Vcc大约为15V。在功率级FET T1、T2的栅极产生的驱动器电压幅值大约与E类驱动器级2吸收的电流成正比。通过在变压器Tr的原边绕组5上面的端子12与Vcc端子7之间插入限流器3，使得驱动器电压的幅值在以2.65MHz为中心频率的300kHz频率范围内基本上恒定，而没有限流器时，在同样的频率范围内，电压幅值的变化因数可能高达2。
被提供功率的负载连接到负载端子11。
存在限流器的另一个重要的优点是在驱动器级2本身内部减小功耗。
根据本发明在现有技术电路装置中加入限流器带来了显著的好处，同时只需要增加引起很少的造价。
应当注意，附图中示出的限流器3只是一个实际的例子。也可以采用其它电路装置，如基于集成电路的电流源。
FET T1和T2各自具有一个寄生电容，该寄生电容在效果上与相应的电容Cr并联。这些电容具有不容忽视的值，如根据功率级1的额定功率，可达几百p到几n。

Claims (3)

1.一种通过高操作频率驱动电压引燃并且操作放电灯的电路装置，所述电路包括包含一个半桥整流子，该整流子具有两个开关元件，每个开关元件具有一个发射电极和一个控制电极，借助于通过变压器被耦合到外部驱动振荡器上的谐振控制电路，所述开关元件交替切换到导电状态，所述的谐振控制电路包括构成所述振荡器的一部分的电容装置，其中，由所述振荡器驱动的驱动器形成一个从所述谐振控制电路到振荡器的连接，该驱动器为E类驱动器，DC电源电压经过限流电路被提供给驱动器，该电路装置为这样的，使得高频率驱动电压的幅度在选定频率范围内是基本恒定。
2.如权利要求1所述的电路装置，其中，所述操作频率超过1MHz。
3.如权利要求2所述的电路装置，该电路装置适合引燃和操作无电极气体放电灯，且其中操作频率大约是(2.65±0.15)MHz，所述选定频率范围大约是0.30MHz。
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