TW201306658A

TW201306658A - 放電燈系統及其控制方法

Info

Publication number: TW201306658A
Application number: TW100136952A
Authority: TW
Inventors: Qi Zhang; Wei-Qiang Zhang; Jian-Ping Ying
Original assignee: Delta Electronics Shanghai Co
Priority date: 2011-07-18
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2013-02-01
Also published as: CN102892245B; TWI454180B; US20130020953A1; JP2013026208A; CN102892245A; US8742678B2

Abstract

本發明提出了一種放電燈系統及其控制方法，放電燈系統包括：放電燈；供電裝置，用以提供直流輸入電壓及電流；轉換器，連接於供電裝置及放電燈，用以給放電燈提供能量；直流輸入電壓檢測單元，連接於供電裝置，用以檢測直流輸入電壓；直流輸入電流檢測單元，連接於供電裝置，用以檢測直流輸入電流；燈狀態檢測單元，用以檢測反映燈狀態的信號；以及控制器，連接於轉換器、直流輸入電壓檢測單元、直流輸入電流檢測單元及燈狀態檢測單元，根據直流輸入電壓、直流輸入電流及反映燈狀態的信號對放電燈進行控制。

Description

放電燈系統及其控制方法

本發明是有關於一種放電燈系統，且特別是有關於一種對放電燈進行恒功率控制的放電燈系統及其控制方法。

高強度氣體放電燈(high intensity discharge(HID)lamps)由於具有較高的效率、良好的顯色性(color rendering)與較長的使用壽命，而被廣泛應用于許多方面。然而，高強度氣體放電燈是個複雜的負載，在其工作期間，放電燈的參數(電壓、電流與功率)經常改變。第1圖所示爲該類放電燈中一個典型控制策略的波形圖。在放電燈被點燃後，當其處於上升階段時，該放電燈通常運行在一個恒電流的工作模式下，且該放電燈的功率隨著放電燈電壓(V_lamp)的增加而逐漸增加(恒流階段)。爲了獲得較佳的放電燈性能，當放電燈電壓大於第一預定值V1時，則進入了恒功率控制階段，放電燈的燈電壓繼續上升至燈阻抗爲一穩態值，此時採用了將放電燈的功率調節在一固定值的工作模式。在放電燈的整個壽命周期內，放電燈的燈阻抗會隨著燈使用時間的增加而增加，因此放電燈的燈電壓也會隨著燈使用時間的增加而升高，而放電燈的功率則控制在一恒定值。
當前，對於放電燈處於恒功率階段的控制，一般採用直接檢測放電燈電壓(V_lamp)與放電燈電流(I_lamp)，進行一定運算處理來對放電燈進行恒功率控制，但是，在實際應用中，在一些應用場合直接檢測V_lamp與I_lamp較爲困難，從而使得直接通過檢測V_lamp與I_lamp來對放電燈進行恒功率控制也較爲困難。
另，在放電燈的一些應用中，如在投影系統中，對於放電燈，其發出不同顔色的光，所需的燈電流也各不相同，如第2圖，繪示了在一定時間內放電燈電壓(V_lamp)與放電燈電流(I_lamp)的波形圖，由圖可知，放電燈電壓與放電燈電流總是在跳變，而並未維持在一恒定值，則如果直接進行對放電燈功率進行恒功率控制，將帶來準確性問題。

爲了解決上述技術問題，本發明提出了一種放電燈系統。
根據本發明的一個方面，提供了一種放電燈系統，包括：一放電燈；一供電裝置，用以提供一直流輸入電壓及一直流輸入電流；一轉換器，連接於所述供電裝置及所述放電燈，用以給所述放電燈提供能量；一直流輸入電壓檢測單元，連接於所述供電裝置，用以檢測直流輸入電壓；一直流輸入電流檢測單元，連接於供電裝置，用以檢測直流輸入電流；一燈狀態檢測單元，用以檢測反映燈狀態的信號；以及一控制器，連接於轉換器、直流輸入電壓檢測單元、直流輸入電流檢測單元及燈狀態檢測單元，該控制器用以根據直流輸入電壓、直流輸入電流及反映燈狀態的信號以透過轉換器對放電燈進行控制。
優選地，上述控制器透過上述轉換器對上述放電燈進行控制爲恒功率控制。
優選地，上述恒功率控制包括對上述直流輸入電壓，上述直流輸入電流以及上述燈狀態進行補償。
優選地，上述直流輸入電壓，上述直流輸入電流以及上述燈狀態的補償爲線性補償或非線性補償。
優選地，上述燈狀態檢測單元檢測上述控制器産生的占空比信號，或者檢測反映燈電壓的信號。
優選地，上述轉換器爲一半橋逆變器，該半橋逆變器包含兩個切換開關。
優選地，上述控制器還包含：一微處理器，用以將上述直流輸入電壓、上述直流輸入電流及上述反映燈狀態的信號進行處理，並産生一處理信號；一控制單元，用以根據上述處理信號産生一控制信號；以及，一驅動器，用以根據上述控制信號産生一驅動信號，上述驅動信號用以驅動上述兩個切換開關。
優選地，上述燈狀態檢測單元爲一占空比檢測單元，用以檢測上述控制信號以獲得對於上述兩個切換開關的上述驅動信號的占空比，並根據上述驅動信號的占空比提供上述反映燈狀態的信號。
優選地，上述轉換器爲一全橋逆變器，該全橋逆變器包括兩個高頻切換開關和兩個低頻切換開關。
優選地，上述控制器還包含：一微處理器，用以將上述直流輸入電壓、上述直流輸入電流及上述反映燈狀態信號進行處理，並産生一處理信號；一控制單元，用以根據上述處理信號分別産生一第一控制信號及一第二控制信號；以及一第一驅動器和一第二驅動器，上述第一驅動器接收上述第一控制信號並産生與該第一控制信號相對應的一第一驅動信號以驅動上述兩個高頻切換開關，上述第二驅動器接收上述第二控制信號並産生與該第二控制信號相對應的一第二驅動信號以驅動上述兩個低頻切換開關。
優選地，上述燈狀態檢測單元爲一占空比檢測單元，用以檢測上述第一控制信號從而獲得與上述兩個高頻切換開關相對應的第一驅動信號的占空比，並根據上述第一驅動信號的占空比提供反映燈狀態的信號。
優選地，上述轉換器包含一直流-直流轉換器。
優選地，上述直流-直流轉換器爲降壓型轉換器。
優選地，上述燈狀態檢測單元爲一輸出電壓檢測單元，用以檢測上述降壓型轉換器的輸出電壓，並根據該輸出電壓提供反映燈狀態的信號。
優選地，上述供電裝置包含：一交流電壓源，提供一交流電；一整流器，連接於該交流電壓源，用以將上述交流電轉化爲一直流電。
優選地，上述供電裝置還包含：一功率因數校正電路，連接於上述整流器，用以提供上述直流輸入電壓。
優選地，上述供電裝置爲一直流電壓源。
優選地，上述反映燈狀態的信號爲電壓信號或電流信號。
優選地，上述放電燈爲高強度氣體放電燈。
根據本發明的另一個方面，還提出了一種用於控制放電燈系統的方法，該放電燈系統爲上述本發明一個方面的放電燈系統。
優選地，上述對放電燈進行控制爲恒功率控制。進一步，恒功率控制包括對上述直流輸入電壓，上述直流輸入電流以及上述燈狀態進行補償。
優選地，上述反映燈狀態的信號爲占空比。
優選地，上述反映燈狀態的信號爲一反映燈電壓信號。
採用本發明的放電燈系統及其控制方法，對直流輸入電壓、直流輸入電流和反映燈狀態的信號進行補償以便對輸入功率進行控制，從而間接實現對放電燈進行恒功率控制，並從實驗資料驗證，本發明對放電燈的控制具有很好的穩定性。

為了使本發明之敘述更加詳盡與完備，可參照所附之圖式及以下該各種實施例，圖式中相同之號碼代表相同或相似之元件。另一方面，眾所週知的元件與步驟並未描述於實施例中，以避免對本發明造成不必要的限制。
參見第3圖，第3圖繪示了本發明的放電燈系統的結構示意圖，如第3圖所示，放電燈系統300包括一供電裝置310、一轉換器320、一直流輸入電壓檢測單元330、一直流輸入電流檢測單元340、一燈狀態檢測單元350、一控制器360及一放電燈370。其中，供電裝置310用以提供一直流輸入電壓及一直流輸入電流。轉換器320，其一端連接於供電裝置310，用以接收供電裝置310所提供的直流輸入電壓，另一端連接於放電燈370，該轉換器320可以用於將供電裝置310所提供的直流輸入電壓轉換爲放電燈370所需電壓，並給放電燈370提供所需能量。直流輸入電壓檢測單元330，連接於供電裝置310，用以檢測直流輸入電壓，以及直流輸入電流檢測單元340，連接於供電裝置，用以檢測直流輸入電流。燈狀態檢測單元350，用以檢測反映燈狀態的信號。控制器360，連接於轉換器320、直流輸入電壓檢測單元330、直流輸入電流檢測單元340及燈狀態檢測單元350，用以根據直流輸入電壓檢測單元330所提供的直流輸入電壓、直流輸入電流檢測單元340所提供的直流輸入電流及與放電燈狀態相對應的一燈狀態信號産生一控制信號，並通過該控制信號以透過轉換器320對放電燈370進行控制，例如，對放電燈的控制爲恒功率控制。特別地，該恒功率控制是對直流輸入電壓、直流輸入電流以及燈狀態進行補償。放電燈370包括但不只局限於高強度氣體放電燈。
再參考第4圖，第4圖繪示了本發明一實施方式的放電燈系統中的控制器的結構示意圖。如第4圖所示，控制器360包含：一微處理器3610、一控制單元3620及一驅動器3630。微處理器3610，連接至直流輸入電壓檢測單元330、直流輸入電流檢測單元340和燈狀態檢測單元350，用以將直流輸入電壓、直流輸入電流及反映燈狀態的信號進行處理，並産生一處理信號。控制單元3620，連接至微處理器3610，用以根據處理信號産生一控制信號。驅動器3630，連接至控制單元3620，用以根據該控制信號産生與該控制信號相對應的一驅動信號。例如，該驅動信號可用於驅動所述轉換器320中的切換開關元件。
下面，請參考第5圖，第5圖繪示了本發明一實施方式的放電燈系統的電路結構示意圖。如第5圖所示，該放電燈系統500包含一供電裝置510、一轉換器520、一直流輸入電壓檢測單元530、一直流輸入電流檢測單元540、一燈狀態檢測單元550、一控制器560及一放電燈570。供電裝置510包含一交流電源AC、一電磁干擾濾波器5110、一整流器5120、一功率因數校正電路(PFC，Power Factor Correction)5130，其中，交流電源AC可以爲交流電壓源。電磁干擾濾波器5110，其一端連接於交流電壓源，用以濾除對電源的干擾信號。整流器5120，其一端連接於電磁干擾濾波器5110的另一端，該整流器5120可用於將交流電壓源所提供的交流電轉化爲直流電。PFC電路5130，包含一電感L1、一二極體D1、一第一金屬氧化物半導體場效電晶體S1，PFC電路5130可以用於將其輸入電壓進行一定的升壓，進而輸出前述之直流輸入電壓，在本實施方式中，直流輸入電壓較佳地爲400V，其範圍值約爲380V-420V。在一具體實施例中，轉換器520可以爲一半橋逆變器，該半橋逆變器連接於PFC電路5130，用於將PFC電路5130所輸出的直流輸入電壓轉換爲放電燈570所需電壓，其中，半橋逆變器包括兩個串聯的電解電容C1與C2、一與放電燈570串聯的點火器5210、一與放電燈570串聯的電感L2、一與放電燈570並聯的電容C3、一第二金屬氧化物半導體場效電晶體S2(或稱爲切換開關S2)及一第三金屬氧化物半導體場效電晶體S3(或稱爲切換開關S3)。此外，直流輸入電壓檢測單元530及直流輸入電流檢測單元540，分別用於檢測供電裝置510所提供的直流輸入電流及直流輸出電流，在本實施方式中，即檢測PFC電路5130的輸出電壓及其輸出電流。對於控制器560，如前述，可以包括：微處理器5610、控制單元5620及驅動器5630。需要說明的是，在本實施方式中，基於電感伏秒均衡原理(inductor voltage-second balance theory)，可以通過切換開關S2與S3的驅動信號的占空比來間接得到放電燈的電壓值，因此，在本實施方式中，燈狀態檢測單元550可以是與切換開關S2和S3的驅動信號的占空比相對應的占空比檢測單元，即，該燈狀態檢測單元550檢測的是切換開關S2、S3的驅動信號的占空比，在本實施方式中，可以通過檢測控制單元5620所産生的控制信號以獲得切換開關S2、S3的驅動信號的占空比。
以下將詳述本實施方式中對放電燈進行恒功率控制的所依據的理論及實際控制過程。因爲直接對放電燈進行放電燈功率P_lamp控制較爲困難，所以在本實施方式中，使用的是對PFC電路的輸出功率P_PFC(半橋逆變器的輸入功率)進行恒功率控制，從而間接地放電燈進行恒功率控制，由電路可知，PFC的輸出功率P_PFC與放電燈功率P_lamp的關係式如下：
　
　　　　
其中，V_DC爲PFC電路的輸出電壓(DC輸入電壓)，在本實施方式中，也可稱之爲BUS電壓，I_DC爲PFC電路的輸出電流(DC輸入電流)，η爲半橋逆變器的效率值。在本實施方式中，半橋逆變器效率值η主要受電感L2與切換開關S2及切換開關S3影響，因爲在該半橋逆變器中，其損耗主要在電感L2與切換開關S2及切換開關S3上。
另，上式可以表達爲下式：

　　　　
其中，η₁、Δη₁與放電燈電流所流過的元件所産生的損耗有關，即與L2所帶來的損耗有關，η₂、Δη₂與BUS電壓(V_DC)兩端的元件所帶來的損耗有關，即與切換開關S2與S3所帶來的損耗有關。
因此，由上可得下式：
（3）

這裏，爲了便於計算，可以選擇Δη₁與燈電壓V_lamp成線性關係， Δη₂與V_DC成線性關係, 如式 (4) 及式(5)：

從上面的運算式 (3)、(4) 及 (5)可以得到下式：

　　　　　
其中，K₁、K₂爲常數，分別爲的V_lamp補償係數與 V_DC的補償係數，即，對V_lamp作K₁係數補償，對V_DC作K2係數補償，b₁、b₂及b₃爲常數, 且 b3=b1+b2。當然，也可以選擇Δη₁與燈電壓V_lamp成非線性關係,Δη₂與V_DC成非線性關係，也可以得到相應的補償計算。
在本實施方式中，基於電感伏秒均衡原理，可得如下等式：
(V_DC/2-V_lamp)*占空比= (V_DC/2+V_lamp)*(1-占空比)　（7）

這裏，需說明的是，對於等式(7)，在本實施方式中，占空比可以是切換開關S2/S3的驅動信號的占空比，在本實施方式中，S2和S3的驅動信號的占空比可以通過燈狀態檢測單元來檢測控制單元所産生的控制信號所獲得，因爲控制單元所産生的控制信號與切換開關S2和S3的驅動信號的占空比是相同的。
對等式(7)作進一步簡化，可得到等式(8)、(9)：
占空比= 0.5+V_lamp/ V_DC　　　　　　　　　（8）　　　　　　　　
V_lamp=(占空比-0.5)* V_DC　　　　　　　　　（9）　　　　　　　

之後，將等式(9)代入等式(6)就可得到P_lamp與V_DC、占空比的關係，由此可知，對放電燈進行功率控制，可以通過對V_DC和占空比作補償對PFC電路的輸出功率進行恒功率控制，從而間接實現對放電燈進行恒功率控制。
對於本實施方式，直流輸入電壓檢測單元530與直流輸入電流檢測單元540分別對PFC電路5130的輸出電壓與輸出電流進行檢測，並將其值傳輸給微處理器5610，燈狀態檢測單元550對切換開關S2和S3的驅動信號進行檢測，並將其所檢測到的值(如，切換開關S2和S3的驅動信號的占空比)反饋於微處理器5610，然後微處理器5610對其所收到的直流輸入電壓、直流輸入電流及切換開關S2和S3的驅動信號的占空比根據等式(6)及等式(9)進行一定處理，即計算放電燈功率，進而根據此放電燈功率産生處理信號。控制單元5620，其根據微處理器5610所提供的處理信號産生控制信號。驅動器5630，其根據控制單元5620所提供的控制信號産生驅動信號，並且該驅動信號用於驅動切換開關S2與S3。
參照第6圖，第6圖繪示了本發明的另一實施方式的放電燈系統的電路結構示意圖。不同於圖5，本實施方式的放電燈系統600包括轉換器620和控制器660，而供電裝置610、直流輸入電壓檢測單元630、直流輸入電流檢測單元640、燈狀態檢測單元650及放電燈670，分別與圖5中的供電裝置510、直流輸入電壓檢測單元530、直流輸入電流檢測單元540、燈狀態檢測單元550及放電燈570相同或相似，爲描述簡便起見，此處不再贅述。在本實施方式中，轉換器620爲一全橋逆變器，即，用兩個金屬氧化物半導體場效電晶體(或稱爲切換開關)S4與S5分別取代電解電容C1與C2。其中，切換開關S2與S3工作於高頻模式，一般爲幾十KHz-幾百KHz ，其工作過程與圖5中S2、S3相同，而切換開關S4與S5工作於低頻模式，一般爲100-400Hz。控制器660包含一微控制器6610、一控制單元6620、一第一驅動器6630及一第二驅動器6632。類似地，直流輸入電壓檢測單元630與直流輸入電流檢測單元640分別對PFC電路6130的輸出電壓與輸出電流進行檢測，並將其值傳輸給微處理器6610，燈狀態檢測單元650，爲一占空比檢測單元，用以檢測控制單元6620所輸出的控制信號以獲得對於切換開關S2、S3的驅動信號的占空比，並將其所檢測到的值(兩個切換開關驅動信號的占空比)反饋於微處理器6610；微處理器6610對其所收到的直流輸入電壓、直流輸入電流及切換開關S2、S3驅動信號的占空比根據等式(6)及等式(9)進行一定處理，即計算放電燈功率，並根據此放電燈功率産生處理信號；控制單元6620其根據微處理器6610所提供的處理信號分別産生第一控制信號及第二控制信號；第一驅動器6630及第二驅動器6632，其中，第一驅動器6630接收控制單元6610所提供的第一控制信號並産生第一驅動信號，以驅動兩個高頻切換開關S2及S3，而第二驅動器6632接收控制單元6610所提供的第二控制信號並産生第二驅動信號，以驅動兩個低頻切換開關S4及S5。
參照第7圖，第7圖繪示了本發明的又一實施方式的放電燈系統的電路結構示意圖。如圖7所示，該放電燈系統700包含供電裝置710、一轉換器720、一直流輸入電壓檢測單元730、一直流輸入電流檢測單元740、一燈狀態檢測單元750、一控制器760及一放電燈770。在本實施方式中，供電裝置710爲一直流電源，該直流電源用以提供直流輸入電壓及直流輸入電流，該直流輸入電壓的範圍值爲380V-420V，較佳地爲400V。對於轉換器720，在本實施方式中，爲一直流-直流轉換電路，較佳地，爲一降壓型電路（或稱爲BUCK電路），其一端連接於直流電源的輸出端，用以將直流輸入電壓轉換爲放電燈所需電壓，該BUCK電路包含一金屬氧化物半導體場效電晶體(即，切換開關)S1、一二極體D1、一電感L1及一電容C1。在本實施方式中，點火器7210與放電燈770並聯，且，該放電燈系統700還可包含一第二二極體D2，與放電燈770串聯，用於在點燈過程中，避免點火器7210産生的高壓對其他電路産生影響。在本實施方式中，對於控制器760，如前述，包含微處理器7610、控制單元7620及驅動器7630。需要說明的是，在本實施方式中，燈狀態檢測單元750，所檢測的是BUCK電路的輸出電壓，也即放電燈的燈電壓V_lamp。
在本實施方式中，同理，沒有直接對放電燈進行放電燈功率P_lamp控制，而是對BUCK電路的輸入功率進行控制，其依據如下：
　　　　　　　　　　　　　　　　　

其中，P_lamp爲放電燈功率，V_in爲直流輸入電壓(BUCK電路的輸入電壓)，也即直流電源的輸出電壓，I_in爲直流輸入電流(BUCK電路的輸入電流)，也即直流電源的輸出電流。η₃爲BUCK電路的效率值。
上式(10)可以表示爲下式：
　　　　　　　　　　　　　　　
η₄爲放電燈電壓相關的效率值，η₅爲V_in(BUS電壓)相關的效率值。
同理，根據第5圖所示實施方式中的推理方法可得如下等式：
　　　　　　
其中，K₄、K₃爲常數，分別爲V_lamp的補償係數與 V_in的補償係數，即，對V_lamp作K₄係數補償，對V_in作K₃係數補償，b₄爲一常數。由此可知，對放電燈進行恒功率控制，可以通過對V_lamp、V_DC作補償對放電燈進行恒功率控制。當然，也可以選擇η₄與燈電壓V_lamp成非線性關係,η₅與V_in成非線性關係，也可以得到相應的補償計算。
對於本實施方式，直流輸入電壓檢測單元730與直流輸入電流檢測單元740分別對BUCK電路的輸入電壓Vin與輸入電流I_in進行檢測，並將其值傳輸給微處理器7610，燈狀態檢測單元750，即輸出電壓檢測單元，對BUCK電路的輸出電壓(約爲燈電壓V_lamp)進行檢測，並將其所檢測到的值反饋於微處理器7610；微處理器7610對其所收到的直流輸入電壓、直流輸入電流及BUCK電路的輸出電壓根據等式(12)進行一定處理，即計算放電燈功率，並根據此放電燈功率産生處理信號；控制單元7620，其根據微處理器7610所提供的處理信號産生控制信號；驅動器7630，其根據控制單元7620所提供的控制信號産生驅動信號，該驅動信號用於驅動切換開關S1。
在本實施方式中，採用對V_in作補償對放電燈進行恒功率控制，可以得到如下實驗資料，如表1所示：

《表1》

根據表1可知，採用對V_in作補償對放電燈進行功率控制相較於對V_in未作補償對放電燈進行功率控制具有更好的準確性，據此可體現本發明的優越性。
參照第8圖，第8圖繪示了本發明的再一實施方式的放電燈系統的電路結構示意圖。不同於第7圖，本實施方式的放電燈系統800還包括轉換器820，該轉換器820不僅包含一BUCK電路，還包含與其相連接的一全橋逆變器。即，轉換器820爲一BUCK電路與一全橋逆變器的組合。在本實施方式中，全橋逆變器包括一點火器8210，該點火器8210與放電燈870相串聯，不同於第7圖所繪示的實施方式中點火器8210與放電燈870相並聯。本領域技術人員應當理解，供電裝置810、直流輸入電壓檢測單元830、直流輸入電流檢測單元840、燈狀態檢測單元850及放電燈870，分別與圖7中的供電裝置710、直流輸入電壓檢測單元730、直流輸入電流檢測單元740、燈狀態檢測單元750及放電燈770相同或相似，爲描述簡便起見，在此不再贅述。
由上可知，本發明所提出的放電燈系統，對於供電裝置，可以是交流電源與其他電路組合，也可以直接是一直流電源，並不以此爲限，僅需符合能夠提供所需直流輸入電壓、直流輸入電流的要求即可。另，對於轉換器，可以是一半橋逆變器、一全橋逆變器、一BUCK電路、BUCK電路與全橋逆變器的組合以及BUCK電路與半橋逆變器的組合等多種電路結構，並不以此爲限。
參照第9圖，第9圖繪示了本發明的一實施方式的放電燈系統控制方法的流程圖。如第9圖所示，在步驟900中，檢測直流輸入電壓；在步驟902中，檢測直流輸入電流；在步驟904中，檢測反映燈狀態的信號；在步驟906中，根據直流輸入電壓、直流輸入電流及反映燈狀態的信號對放電燈進行控制，這裏的控制爲恒功率控制，特別地，對直流輸入電壓、直流輸入電流以及燈狀態進行補償。對於反映燈狀態的信號，可以是前述之切換開關的驅動信號的占空比，也可以是前述之BUCK電路的輸出電壓，即可以是反映燈電壓的信號。本領域的普通技術人員應當理解，本方法中的步驟900、902及904的先後順序，並不只局限於上述圖9所列舉的順序，例如，直流輸入電壓、直流輸入電流以及反映燈狀態的信號的檢測動作可以是任意順序，也可以在同一步驟中完成。
本發明所提供的放電燈系統，是對直流輸入電壓、直流輸入電流和反映燈狀態的信號進行補償，從而對轉換器的輸入功率進行控制，從而間接實現對放電燈進行恒功率控制，並從實驗資料驗證，本發明對放電燈的控制具有很好的穩定性。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

300、500、600、700、800．．．放電燈系統

310、510、610、710、810．．．供電裝置

320、520、620、720、820．．．轉換器

330、530、630、730、830．．．直流輸入電壓檢測單元

340、540、640、740、840．．．直流輸入電流檢測單元

350、550、650、750、850．．．燈狀態檢測單元

360、560、660、760、860．．．控制器

370、570、670、770、870．．．放電燈

3610、5610、6610、7610、8610．．．微處理器

3620、5620、6620、7620、8620．．．控制單元

3630、5630、7630、8630．．．驅動器

5110、6110．．．電磁干擾濾波器

5120、6120．．．整流器

5130、6130．．．功率因數校正電路

5210、6210、7210、8210．．．點火器

6630．．．第一驅動器

6632．．．第二驅動器

900、902、904、906．．．步驟

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：
第1圖繪示依照現有技術中放電燈的一個典型控制策略的波形圖；
第2圖繪示現有技術的投影系統的放電燈的電壓與電流的波形圖；
第3圖繪示本發明的放電燈系統的結構示意圖；
第4圖繪示本發明一實施例的放電燈系統的控制器的結構示意圖；
第5圖繪示了本發明一實施方式的放電燈系統的電路結構示意圖；
第6圖繪示本發明另一實施方式的放電燈系統的電路結構示意圖；
第7圖繪示本發明又一實施方式的放電燈系統的電路結構示意圖；
第8圖繪示本發明的再一實施方式的放電燈系統的電路結構示意圖；以及
第9圖繪示本發明的一實施方式的放電燈系統控制方法的流程圖。

無

Claims

一種放電燈系統，包括：
一放電燈；
一供電裝置，用以提供一直流輸入電壓及一直流輸入電流；
一轉換器，連接於該供電裝置及該放電燈，用以給該放電燈提供能量；
一直流輸入電壓檢測單元，連接於該供電裝置，用以檢測該直流輸入電壓；
一直流輸入電流檢測單元，連接於該供電裝置，用以檢測該直流輸入電流；
一燈狀態檢測單元，用以檢測一反映燈狀態的信號；以及
一控制器，連接於該轉換器、該直流輸入電壓檢測單元、該直流輸入電流檢測單元及該燈狀態檢測單元，該控制器用以根據該直流輸入電壓、該直流輸入電流及該反映燈狀態的信號以透過該轉換器對該放電燈進行控制。
根據權利要求1所述的放電燈系統，其中控制器産生一控制信號，以透過該轉換器對該放電燈進行恒功率控制。
根據權利要求2所述的放電燈系統，其中該恒功率控制包括對該直流輸入電壓、該直流輸入電流及該燈狀態進行補償。
根據權利要求3所述的放電燈系統，其中對該直流輸入電壓、該直流輸入電流以及該燈狀態的補償爲線性補償或非線性補償。
根據權利要求3所述的放電燈系統，其中該燈狀態檢測單元檢測該控制器産生的占空比信號或檢測反映燈電壓的信號。
根據權利要求4所述的放電燈系統，其中該轉換器爲一半橋逆變器，並且該半橋逆變器包括兩個切換開關。
根據權利要求6所述的放電燈系統，其中該控制器還包括：
一微處理器，連接至該直流輸入電壓檢測單元、直流輸入電流檢測單元和該燈狀態檢測單元，用於根據該直流輸入電壓、該直流輸入電流及該反映燈狀態的信號，産生一處理信號；
一控制單元，連接至該微處理器，用於根據該處理信號産生一控制信號；以及
一驅動器，連接至該控制單元，用於根據該控制信號産生一驅動信號，並且該驅動信號用於驅動該兩個切換開關。
根據權利要求7所述的放電燈系統，其中該燈狀態檢測單元爲一占空比檢測單元，用以檢測該控制信號從而獲得與該兩個切換開關相對應的驅動信號的占空比，並提供與該驅動信號的占空比相對應的該反映燈狀態的信號。
根據權利要求4所述的放電燈系統，其中該轉換器爲一全橋逆變器，並且該全橋逆變器包括兩個高頻切換開關以及兩個低頻切換開關。
根據權利要求9所述的放電燈系統，其中該控制器還包括：
一微處理器，連接至該直流輸入電壓檢測單元、直流輸入電流檢測單元和該燈狀態檢測單元，用以根據該直流輸入電壓、該直流輸入電流及該反映燈狀態信號，産生一處理信號；
一控制單元，連接至該微處理器，用以根據該處理信號分別産生一第一控制信號及一第二控制信號；以及
一第一驅動器和一第二驅動器，均連接至該控制單元，其中，該第一驅動器接收該第一控制信號並産生與該第一控制信號相對應的一第一驅動信號以驅動該兩個高頻切換開關，以及該第二驅動器接收該第二控制信號並産生與該第二控制信號相對應的一第二驅動信號以驅動該兩個低頻切換開關。
根據權利要求10所述的放電燈系統，其中該燈狀態檢測單元爲一占空比檢測單元，用以檢測該第一控制信號從而獲得與該兩個高頻切換開關相對應的該第一驅動信號的占空比，並提供與該第一驅動信號的占空比相對應的該反映燈狀態的信號。
根據權利要求4所述的放電燈系統，其中該轉換器包含一直流-直流轉換器。
根據權利要求12所述的放電燈系統，其中該直流-直流轉換器爲降壓型轉換器。
根據權利要求13所述的放電燈系統，其中該燈狀態檢測單元爲一輸出電壓檢測單元，用以檢測該降壓型轉換器的輸出電壓，並根據該輸出電壓提供該反映燈狀態的信號。
根據權利要求1所述的放電燈系統，其中該供電裝置包括：
一交流電壓源，提供一交流電；以及
一整流器，耦接於該交流電壓源，用以將該交流電轉化爲一直流電。
根據權利要求15所述的放電燈系統，其中該供電裝置還包括：
一功率因數校正電路，連接於該整流器，用以提供該直流輸入電壓。
根據權利要求1所述的放電燈系統，其中該供電裝置爲一直流電壓源。
一種控制如權利要求1所述的該放電燈系統的方法，該方法包括：
檢測該直流輸入電壓、該直流輸入電流以及該反映燈狀態的信號；以及
根據該直流輸入電壓、該直流輸入電流以及該反映燈狀態的信號得到一控制信號，並且通過該控制信號對該放電燈進行控制。
根據權利要求18所述的方法，其中對該放電燈進行控制的方式爲恒功率控制
根據權利要求19所述的方法，其中該恒功率控制包括對該直流輸入電壓，該直流輸入電流以及該燈狀態進行補償。
根據權利要求18所述的方法，其中該反映燈狀態的信號爲占空比。
根據權利要求18所述的方法，其中該反映燈狀態的信號爲一反映燈電壓的信號。