CN1856205B - 用于荧光灯具的改良的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于荧光灯具的改良的控制系统，包括用于荧光灯的镇流模块，该模块包含电解电容元件。温度传感器感测电解电容元件的温度。控制模块与温度传感器通信，并当感测到的温度超过预定阈值时调整到荧光灯的功率输出。

Description

用于荧光灯具的改良的控制系统

技术领域

本发明涉及荧光灯具，更具体而言，涉及用于荧光灯具的控制系统。

背景技术

现在参考图1，荧光灯10包括密封的玻璃管12，玻璃管12中包含诸如水银之类的第一物质和诸如氩之类的第一惰性气体，其两者被统一标识为14。管12是加压的。磷粉末16涂覆在管12的内表面上。管12包括位于管12相对两端的电极18A和18B(统称为电极18)。功率通过控制系统被提供到电极18，所述控制系统可以包括AC源22、开关24、镇流模块26和电容器28。

当开关24闭合时，控制系统向电极18提供功率。电子通过气体14从管12的一端迁移到对端。来自流动的电子的能量使某些水银从液态改变到气态。当电子和带电的原子移动通过管12时，某些将与气态的水银原子发生碰撞。该碰撞使原子激发，并致使电子移动到较高态。当电子返回较低能级时，它们释放出光子或发光。水银原子中的电子释放出紫外线波长范围内的光子。磷涂层16吸收紫外线光子，这致使磷涂层16中的电子跃迁到更高能级。当电子返回较低能级时，它们释放出具有与白光相对应的波长的光子。

为了通过管12发送电流，荧光灯10需要自由电子和离子，并要求电极18之间的电荷存在差异。一般而言，在气体14中几乎不存在离子和自由电子，这是因为原子通常维持中性电荷。当荧光灯10被接通时，它需要引入新的自由电子和离子。

镇流模块26在启动期间通过两个电极18输出电流。电流流动在两个电极18之间造成电荷差。当荧光灯10被接通时，两电极灯丝都非常快速地加热。使管12中的气体14电离的电子被发出。一旦气体被电离，电极18之间的电压差就建立电弧。流动的带电粒子使水银原子激发，这触发了照明过程。当更多电子和离子流过特定区域时，它们撞击更多原子，从而产生自由电子并生成更多带电粒子。电阻降低而电流增大。镇流模块26在启动过程期间和启动过程之后调节功率。

现在参考图2，某些镇流模块50包括控制模块54、一个或多个电解电容器56和其他组件58。电解电容器56可被用于过滤或平滑电压。电解电容器56和/或其他系统组件可能易受高工作温度的影响。如果工作温度在一段足够长的时间中超过阈值，电解电容器56和/或其他系统组件可能被损坏，并且荧光灯10可能变得无法工作。

发明内容

本发明公开了一种用于荧光灯的镇流模块，该模块包含电解电容元件。温度传感器感测电解电容元件的温度。控制模块与温度传感器通信，并当感测到的温度超过预定阈值时调整到荧光灯的功率输出。

在其他特征中，控制模块减小到荧光灯的功率输出。控制模块在一段预定时间中减小所述功率输出。控制模块在所述预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。控制模块切断到荧光灯的功率输出。控制模块在一段预定时间中切断功率输出。控制模块在所述预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。控制模块基于感测到的温度来调整功率输出。

一种包含所述镇流模块的系统，该系统还包括有选择地向控制模块提供功率的开关。所述开关是三路开关。整流器模块具有有选择地与电压源通信的输入端。电解电容元件和控制模块与所述整流器模块的输出端通信。

在其他特征中，镇流模块还包括第一功率晶体管，该晶体管具有与整流器的第一输出端子通信的第一端子和与控制模块通信的控制端子。第二功率晶体管具有与第一功率晶体管的第二端子通信的第一端子和与控制模块通信的控制端子。第二电容元件与所述第一功率晶体管的第一和第二端子通信。电感元件的一端与第一功率晶体管的第二端子通信，而其另一端与荧光灯的电极通信。

一种包含所述镇流模块的系统，该系统还包括具有第一和第二对电极的荧光灯。第三电容元件与第一对电极之一和第二对电极之一通信。一种包含所述镇流模块的系统，该系统还包括具有第一和第二对电极的荧光灯。第四电容元件与第一对电极之一和第二电容元件通信。

一种用于荧光灯的镇流模块包括用于提供电容的电解电容装置。温度感测装置感测电解电容装置的温度。控制装置与温度感测装置通信，并用于当感测到的温度超过预定阈值时调整到荧光灯的功率输出。

在其他特征中，控制装置减小到荧光灯的功率输出。控制装置在一段预定时间中减小所述功率输出。控制装置在所述预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。控制装置切断到荧光灯的功率输出。控制装置在一段预定时间中切断功率输出。控制装置在所述预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。控制装置基于感测到的温度来调整功率输出。

一种包含所述镇流模块的系统，该系统还包括有选择地向控制装置提供功率的开关装置。所述开关装置是三路开关装置。用于整流的整流器装置具有有选择地与电压源通信的输入端。电解电容装置和控制装置与所述整流器装置的输出端通信。用于开关的第一功率开关装置具有与整流器的第一输出端子通信的第一端子和与控制装置通信的控制端子。用于开关的第二功率开关装置具有与第一功率开关装置的第二端子通信的第一端子和与控制装置通信的控制端子。用于提供电容的第二电容装置与所述第一功率开关装置的第一和第二端子通信。用于提供电感的电感装置的一端与第一功率开关装置的第二端子通信，而其另一端与荧光灯的电极通信。

一种包含所述镇流模块的系统，该系统还包括具有第一和第二对电极的荧光灯。用于提供电容的第三电容装置与第一对电极之一和第二对电极之一通信。一种包含所述镇流模块的系统，该系统还包括具有第一和第二对电极的荧光灯。用于提供电容的第四电容装置与第一对电极之一和第二电容装置通信。

一种用于操作荧光灯的镇流模块的方法，包括：在镇流模块中提供电解电容元件；感测电解电容元件的温度；并且在感测到的温度超过预定阈值时调整到荧光灯的功率输出。

在其他特征中，该方法包括减小到荧光灯的功率输出。该方法包括在一段预定时间中减小功率输出。该方法包括在预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。该方法包括切断到荧光灯的功率输出。该方法包括在一段预定时间中切断功率输出。该方法包括在所述预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。该方法包括基于感测到的温度调整功率输出。该方法包括有选择地向控制模块提供功率。

一种用于荧光灯的控制系统包括第一电组件。温度传感器感测第一电组件的温度。控制模块与温度传感器通信，并在感测到的温度超过预定阈值时调整到荧光灯的功率输出。

在其他特征中，控制模块减小到荧光灯的功率输出。控制模块在一段预定时间中减小功率输出。控制模块在预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。控制模块在一段预定时间中切断功率输出。控制模块在预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。控制模块基于感测到的温度来调整功率输出。

控制系统还包括有选择地向控制模块提供功率的开关。该开关是三路开关。整流器模块具有有选择地与电压源通信的输入端。电解电容元件和控制模块与整流器模块的输出端通信。

在其他特征中，控制系统还包括第一功率晶体管，该晶体管具有与整流器的第一输出端子通信的第一端子和与控制模块通信的控制端子。第二功率晶体管具有与第一功率晶体管的第二端子通信的第一端子和与控制模块通信的控制端子。第二电容元件与所述第一功率晶体管的第一和第二端子通信。电感元件的一端与第一功率晶体管的第二端子通信，而其另一端与荧光灯的电极通信。

该控制系统还包括具有第一和第二对电极的荧光灯。第三电容元件与第一对电极之一和第二对电极之一通信。该控制系统还包含具有第一和第二对电极的荧光灯。第四电容元件与第一对电极之一和第二电容元件通信。

一种用于荧光灯的控制系统包括用于提供第一电功能的第一装置。温度感测装置感测第一装置的温度。控制装置与温度感测装置通信，并用于在感测到的温度超过预定阈值时调整到荧光灯的功率输出。

在其他特征中，控制装置减小到荧光灯的功率输出。控制装置在一段预定时间中减小功率输出。控制装置在预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。控制装置切断功率输出。控制装置在一段预定时间中切断功率输出。控制装置在预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。控制装置基于感测到的温度来调整功率输出。

所述控制系统还包括用于有选择地向控制装置提供功率的开关装置。该开关装置是三路开关装置。用于整流的整流器装置具有有选择地与电压源通信的输入端。电解电容装置和控制装置与整流器装置的输出端通信。用于开关的第一功率开关装置具有与整流器的第一输出端子通信的第一端子和与控制装置通信的控制端子。用于开关的第二功率开关装置具有与第一功率开关装置的第二端子通信的第一端子和与控制装置通信的控制端子。用于提供电容的第二电容装置与所述第一功率开关装置的第一和第二端子通信。用于提供电感的电感装置的一端与第一功率开关装置的第二端子通信，而其另一端与荧光灯的电极通信。

该控制系统还包括具有第一和第二对电极的荧光灯。用于提供电容的第三电容装置与第一对电极之一和第二对电极之一通信。该控制系统还包括具有第一和第二对电极的荧光灯。用于提供电容的第四电容装置与第一对电极之一和第二电容装置通信。

一种用于操作荧光灯的控制系统的方法包括：提供第一电组件；感测第一电组件的温度；并且在感测到的温度超过预定阈值时调整到荧光灯的功率输出。

在其他特征中，该方法包括减小到荧光灯的功率输出。该方法包括在一段预定时间中减小功率输出。该方法包括在预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。该方法包括切断到荧光灯的功率输出。该方法包括在一段预定时间中切断功率输出。该方法包括在所述预定时间段之后增大到荧光灯的功率输出。该方法包括基于感测到的温度调整功率输出。该方法包括有选择地向控制模块提供功率。

从下面提供的详细描述中，本发明的其他应用领域将变得明显。应该理解，该详细描述和特定示例虽然指示本发明的优选实施例，但是，它们仅仅是出于说明目的的，并且不希望限制本发明的范围。

附图说明

从具体实施方式和附图中，将更全面地理解本发明，其中：

图1是用于根据现有技术的荧光灯的示例性控制系统的功能框图；

图2是图1中的用于荧光灯的控制系统的更详细的系统框图；

图3是根据本发明的用于荧光灯的改良的控制系统的功能框图；

图4是图3中的控制系统的示例性实现方式的电气示意图和功能框图；

图5是示出用于操作图3的控制系统的步骤的第一示例性流程图；

图6是示出用于操作图3的控制系统的步骤的第二示例性流程图；以及

图7是示出用于操作图3的控制系统的步骤的第三示例性流程图。

具体实施方式

以下对优选实施例的描述本质上仅仅是示例性的，并且决不希望限制本发明、其应用或用途。这里使用的术语“模块”指的是执行一个或多个软件或固件程序的专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共享的、专用的或群组)和存储器、组合逻辑电路和/或其他提供所述功能的合适的组件。为了清楚，将在附图中使用相同标号来标识类似元件。

现在参考图3，示出了用于荧光灯10的控制系统98的功能框图。镇流模块100包括控制模块104、一个或多个电解电容器108和一个或多个统一标识为110的其他组件。镇流模块100包括一个或多个温度感测模块112和114，这些模块感测镇流模块100的组件和/或荧光灯10的控制系统的工作温度。在某些实现方式中，温度传感器112感测电解电容器108的工作温度，而温度传感器114感测镇流模块100的一个或多个其他组件110和/或控制系统的工作温度。

控制模块104基于一个或多个感测到的工作温度来调整荧光灯10的工作。例如，控制模块104在电解电容器108的工作温度超过预定的温度阈值时关闭荧光灯10。另外，控制模块104在复位前、无限期地和/或使用其他标准在一段预定时间中切断荧光灯10。在其他实现方式中，控制模块104无限期地、在复位前和/或使用其他标准在一段预定时间中降低镇流模块100的输出电压和/或电流。

现在参考图4，镇流模块100的示例性实现方式被示为包括全波或半波整流器120、电解电容器106和控制模块104。功率晶体管126的第一端子被连接到整流器120的第一输出端。第二端子被连接到控制模块104和功率晶体管128的第一端子。控制模块104使功率晶体管在导通和截止状态之间切换，以在启动和/或工作期间改变到荧光灯10的电流和/或电压。

电容器C1可被连接到整流器120的第一输出端、功率晶体管126的第二端子、功率晶体管128的第一端子和电感器L的一端。电感器L的另一端可以与电极18A的一端通信。电极18A的另一端通过电容器C3被耦合到电极18B的一端。整流器120的第一输出端通过电容器C2被耦合到电极18B的另一端。

现在参考图5，示出了用于操作图3的控制系统的步骤的流程图。控制开始于步骤200。在步骤204中，控制判断开关24是否接通。如果否，控制则返回步骤204。如果步骤204为真，控制则判断荧光灯10是否已经接通。如果是，控制则继续执行步骤208，并判断感测到的温度是否大于阈值温度。感测到的温度可以与电解电容器56和/或镇流模块100的其他组件和/或控制系统的其他组件相关。如果步骤206为否，控制则在步骤214中启动荧光灯，并继续执行步骤208。如果步骤208为否，并且尚未超过阈值温度，控制则在步骤210中判断开关24是否断开。如果开关24没有断开，控制则返回步骤204。

当步骤208为真，控制则在步骤216中断开开关24和/或荧光灯10。在某些实现方式中，开关24可以受控于控制模块104。可替换地，控制模块104可以与开关24的位置相独立地断开荧光灯10。可替换地，控制模块104可以与三路开关24协作充当三路开关。当步骤210为真并且开关24处于断开状态时，控制在步骤218中关断荧光灯10。

现在参考图6，示出了用于操作图3的控制系统的替换步骤的流程图。当步骤208为否时，控制返回步骤204。当步骤208为真时，控制在步骤242中关断荧光灯10。在步骤246中，控制启动计时器。在步骤250中，控制判断计时器是否期满。如果在步骤250中为真，控制则返回步骤204。否则，控制返回步骤250。

现在参考图7，示出了用于操作图3的控制系统的替换步骤的流程图。当步骤208为真时，控制在步骤282中减小被输出到荧光灯10的功率。减小输出到荧光灯10的功率可以包括减小由镇流模块100输出的电压和/或电流。荧光灯10可以在这种模式中操作，直到使用开关24复位。可替换地，在步骤286中，控制启动计时器。在步骤290中，控制判断计时器是否期满。如果步骤290为真，控制则返回步骤204。否则，控制返回步骤290。

本领域技术人员现在可以从前面的描述中意识到，可以以各种形式来实现本发明的广泛教导。例如，组件的温度可以被感测，而电流输出可以据此来调节。滞后、平均和/或其他技术可被用于减小可能出现的闪动和/或其他明显的光强度方面的改变。因此，虽然已经结合特定示例描述了本发明，但是不应该如此限制本发明的范围，因为在阅读了附图、说明书和所附权利要求书之后，本发明技术人员将清楚其他修改。

Claims (11)

1.一种用于荧光灯的镇流模块，包括：

电解电容元件；

温度传感器，该温度传感器感测所述电解电容元件的温度；以及

控制模块，该控制模块与所述温度传感器通信，并在所述感测到的温度超过预定阈值时调整到所述荧光灯的功率输出，

其中所述控制模块在一段预定时间中减小所述功率输出，并且在所述预定时间段之后增大所述功率输出。

2.如权利要求1所述的镇流模块，其中所述控制模块在一段预定时间中切断所述功率输出。

3.如权利要求1所述的镇流模块，其中所述控制模块基于所述感测到的温度来调整所述功率输出。

4.一种包含如权利要求1所述的镇流模块的系统，该系统还包括有选择地向所述控制模块提供功率的开关。

5.如权利要求4所述的系统，其中所述开关是三路开关。

6.如权利要求1所述的镇流模块，还包括整流器模块，该模块具有有选择地与电压源通信的输入端，其中所述电解电容元件和所述控制模块与所述整流器模块的输出端通信。

7.如权利要求6所述的镇流模块，还包括

第一功率晶体管，该晶体管具有与所述整流器的第一输出端子通信的第一端子和与所述控制模块通信的控制端子；以及

第二功率晶体管，该晶体管具有与所述第一功率晶体管的第二端子通信的第一端子和与所述控制模块通信的控制端子。

8.如权利要求7所述的镇流模块，还包括与所述第一功率晶体管的所述第一和第二端子通信的第二电容元件。

9.如权利要求8所述的镇流模块，还包括电感元件，该电感元件的一端与所述第一功率晶体管的所述第二端子通信，另一端与所述荧光灯的电极通信。

10.一种包含如权利要求1所述的镇流模块的系统，该系统还包括：

具有第一和第二对电极的荧光灯；以及

与所述第一对电极之一和所述第二对电极之一通信的第三电容元件。

11.一种包含如权利要求8所述的镇流模块的系统，该系统还包括：

具有第一和第二对电极的荧光灯；以及

与所述第一对电极之一和所述第二电容元件通信的第四电容元件。

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