TW201306664A - 氣體放電燈中改進波峰因素的方法和電路 - Google Patents

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Abstract

本發明公開了氣體放電燈中改進波峰因素的方法和電路，改進氣體放電燈使用過程中的波峰因素，延長氣體放電燈的使用壽命。其技術方案為：方法包括：採樣氣體放電燈的判斷信號；根據判斷信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段；根據氣體放電燈所處的階段選擇預設的參數，當氣體放電燈處於預熱階段時選擇第一參數，當氣體放電燈處於恒功率階段時選擇第二參數；根據所選擇的第一參數或者第二參數在氣體放電燈電流換向時輸出控制信號，以改進氣體放電燈的波峰因素。

Description

氣體放電燈中改進波峰因素的方法和電路
本發明涉及一種氣體放電燈（gas discharge lamp）中改進波峰因素（CF，Crest Factor）的技術，尤其涉及氣體放電燈中通過減小氣體放電燈在電流換向（lamp current commutation）的峰值電流來改進波峰因素的方法和電路。
圖1係為傳統的氣體放電燈的原理。請參見圖1，傳統的氣體放電燈的電路主要包括功率因數校正電路10（PFC, Power Factor Circuit）、直流/直流變換器12（DC/DC converter）、逆變器14（Inverter）。三者是依序連接的關係，逆變器14的輸出連接氣體放電燈16。

如圖1所示，直流/直流變換器12為氣體放電燈提供合適的功率能量，逆變器14為氣體放電燈提供低頻率（例如150Hz）的方波電壓信號，這些都是現有技術，在此不再贅述。

在氣體放電燈中有一個參數是波峰因素（氣體放電燈的峰值電流和有效電流的比值），波峰因素是影響氣體放電燈壽命的重要參數。波峰因素在理想狀態下的數值是1，但由於實際使用中峰值電流往往大於有效電流，因此波峰因素在實際使用中的數值大於1。

如果波峰因素的數值越大，則說明其峰值電流越高，容易導致氣體放電燈的電極損毀，從而減少氣體放電燈的使用壽命。因此，在氣體放電燈的電路中，需要設計一個輔助電路，用於降低峰值電路，控制波峰因素，使其數值接近理想值。
本發明的目的在於接近上述問題，提供了一種氣體放電燈中改進波峰因素的方法，改進氣體放電燈使用過程中的波峰因素，延長氣體放電燈的使用壽命。

本發明的另一目的在於提供了一種改進波峰因素的氣體放電燈電路。

本發明的又一目的在於提供了另一種改進波峰因素的氣體放電燈電路。

本發明的技術方案為：本發明揭示了一種氣體放電燈中改進波峰因素的方法，包括：
  步驟1：採樣氣體放電燈的判斷信號；
  步驟2：根據判斷信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段；
  步驟3：根據氣體放電燈所處的階段選擇預設的參數，當氣體放電燈處於預熱階段時選擇第一參數，當氣體放電燈處於恒功率階段時選擇第二參數；
  步驟4：根據所選擇的第一參數或者第二參數在氣體放電燈電流換向時輸出控制信號，以改進氣體放電燈的波峰因素。

根據本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的一實施例，判斷信號為反映燈狀態的信號或者反映燈功率的信號。

根據本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的一實施例，反映燈狀態的信號包括氣體放電燈的燈電壓或者電路占空比，反映燈功率的信號包括氣體放電燈的燈功率、系統輸入功率或者系統輸出功率。

根據本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的一實施例，步驟4包括：根據所選擇的第一參數或第二參數輸出第二或第三電流給定信號；
  根據所選擇的第一參數或第二參數維持時間；
  輸出第一電流給定信號。
根據本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的一實施例，步驟4包括：
  根據所選擇的第一參數或第二參數輸出第二或第三電流反饋信號；
  根據所選擇的第一參數或第二參數維持時間；
  輸出第一電流反饋信號。

根據本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的一實施例，步驟4包括：
  禁能氣體放電燈電路中的直流/直流變換器；
  根據所選擇的第一參數或第二參數輸出不同的延時；
  根據所輸出的延時致能直流/直流變換器。

根據本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的一實施例，判斷信號為計數器計數信號。

本發明還揭示了一種改進波峰因素的氣體放電燈電路，包括直流/直流變換器、逆變器、判斷信號採樣電路、數字處理晶片以及控制單元，其中：
  直流/直流變換器控制氣體放電燈的電流或功率大小；
  逆變器，耦接直流/直流變換器，進行直流電到交流電的轉換；
  判斷信號採樣電路，採集氣體放電燈判斷信號；
  數字處理晶片，耦接判斷信號採樣電路，根據採樣到的判斷信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段，當氣體放電燈處於預熱階段時選擇第一參數，當氣體放電燈處於恒功率階段時選擇第二參數，根據所選擇的第一參數或第二參數在氣體放電燈電流換向時輸出相應的控制信號給控制單元；
  控制單元，耦接數字處理晶片，根據控制信號改進氣體放電燈的波峰因素。
根據本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的一實施例，包括功率因數校正電路，功率因數校正電路，將不同的輸入交流電壓轉變為恒定的或可變的直流電壓，功率因數校正電路輸出端耦接於直流/直流變換器的輸入端。

根據本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的一實施例，判斷信號採樣電路採樣直流、直流變換器的輸出電壓。

根據本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的一實施例，判斷信號包含反映燈狀態的信號或者反映燈功率的信號。

根據本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的一實施例，數字處理晶片包括階段判斷單元、參數選擇單元、控制信號輸出單元，其中：
  階段判斷單元，根據採樣到的輸出電壓和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段；
  參數選擇單元，連接階段判斷單元，當氣體放電燈處於預熱階段時選擇第一參數，當氣體放電燈處於恒功率階段時選擇第二參數；
  控制信號輸出單元，連接參數選擇單元，根據所選擇的第一參數或第二參數在氣體放電燈電流換向時輸出相應的控制信號給控制單元。
本發明還揭示了一種改進波峰因素的氣體放電燈電路，包括逆變器、判斷信號採樣電路、數字處理晶片以及控制單元，其中：
  逆變器，進行控制氣體放電燈的電流或功率大小並進行直流電到交流電的轉換；
  判斷信號採樣電路，採集氣體放電燈判斷信號；
  數字處理晶片，耦接判斷信號採樣電路，根據採樣到的判斷信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段，當氣體放電燈處於預熱階段時選擇第一參數，當氣體放電燈處於恒功率階段時選擇第二參數，根據所選擇的第一參數或第二參數在氣體放電燈電流換向時輸出相應的控制信號給控制單元；
  控制單元，耦接數字處理晶片，根據控制信號改進氣體放電燈的波峰因素。
根據本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的一實施例改進波峰因素的氣體放電燈電路包括功率因數校正電路，功率因數校正電路，將不同的輸入交流電壓轉變為恒定的或可變的直流電壓，功率因數校正電路輸出端耦接於逆變器的輸入端。
根據本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的一實施例，判斷信號採樣電路採樣逆變器的占空比信號。
根據本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的一實施例，判斷信號包含反映燈狀態的信號或者反映燈功率的信號。
根據本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的一實施例，數字處理晶片包括階段判斷單元、參數選擇單元、控制信號輸出單元，其中：
  階段判斷單元，根據採樣到的占空比信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段；
  參數選擇單元，連接階段判斷單元，當氣體放電燈處於預熱階段時選擇第一參數，當氣體放電燈處於恒功率階段時選擇第二參數；
  控制信號輸出單元，連接參數選擇單元，根據所選擇的第一參數或第二參數在氣體放電燈電流換向時輸出相應的控制信號給控制單元。
根據本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的一實施例判斷信號採樣電路採樣計數器的計數信號。
根據本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的另一實施例判斷信號採樣電路採樣計數器的計數信號。
本發明對比現有技術有如下的有益效果：本發明的技術方案是針對氣體放電燈所處的階段（即處於恒電流的預熱階段還是處於恒功率階段）選擇不同的參數，根據兩個不同的參數輸出相應的控制信號，以改進波峰因素。對比現有技術，本發明主要是在氣體放電燈的不同階段採用不同的控制參數，是實現更為精確的控制。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。



改進波峰因素的氣體放電燈電路的第一實施例


圖2A係為本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的第一實施例的原理。請參見圖2A，本實施例的氣體放電燈電路包括功率因數校正電路20、直流/直流變換器、逆變器22、判斷信號採樣電路24、數字處理晶片26以及控制單元28。


這些模組的連接關係是：判斷信號採樣電路24的輸入信號可以是反映燈狀態的信號包括氣體放電燈的燈電壓、電路占空比或者所述直流/直流變換器的輸出電壓等信號，也可以是反映燈功率的信號包括氣體放電燈的燈功率、系統輸入功率或者系統輸出功率等信號，也可以是計數器的計數信號（其中計數器也包括計時器）等信號，也可以是其他反應燈狀態的信號。數字處理晶片26的輸入連接判斷信號採樣電路24的輸出，控制單元28的輸入連接數文書處理晶片26的輸出。控制單元28的輸出耦接到直流/直流變換器。


功率因數校正電路20，通常採用升壓型（Boost）電路，也可以是其他的升降壓（Buck-Boost）電路，反激式（Flyback）電路等，將不同的輸入交流電壓轉變為恒定的或可變的直流電壓，並改善輸入電流的波形，減小輸入電流的諧波，實現線路的高功率因素，減小對電網的諧波污染。


直流/直流變換器，主要實現燈的電流或功率大小的控制。在燈點亮後的不同階段，通過直流直流變換器控制不同的燈電流的大小及波形，或不同的燈功率大小。直流/直流變換器通常可以是降壓型（buck）、半橋（half bridge）、反激式變化器（flyback）等拓撲結構。圖2中的直流/直流變換器是降壓型變換器。


逆變器22進行直流電到交流電的轉換。逆變器可以是半橋拓撲，也可以是全橋等其它拓撲。


判斷信號採樣電路24採集所述氣體放電燈的判斷信號。判斷信號採樣電路24的採集對象是反映燈狀態的信號，例如反映燈電壓的信號，如燈電壓、電路占空比或者所述直流/直流變換器的輸出電壓等信號，也可以是反映燈功率的信號，例如燈功率、系統輸入功率、系統輸出功率等信號，也可以是計數器的計數信號（其中計數器也包括計時器），也可以是其他反映燈狀態的信號。


判斷信號採樣模組24以採集所述直流/直流變換器的輸出電壓為例來說明。圖2A所示的逆變器22工作於低頻逆變的工作狀態，其輸出電壓即燈電壓，近似與直流/直流變換器的輸出電壓相同。故採樣直流/直流變換器的輸出電壓即可反應燈電壓的狀態。


數字處理晶片26根據採樣到的判斷信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段，當氣體放電燈處於預熱階段時選擇第一參數，當氣體放電燈處於恒功率階段時選擇第二參數，根據所選擇的第一參數或第二參數在氣體放電燈電流換向時輸出相應的控制信號給控制單元28。數字處理晶片26的具體工作流程如圖5所示，根據採集到的電壓信號進行判斷，在燈電流需要換向時，在電壓低於某個設定值時採用第一參數在換向時將第一控制信號輸出給控制單元28，在電壓高於某個設定值時採用第二參數在換向時將第二控制信號輸出給控制單元28。


如圖4所示，數字處理晶片包括階段判斷單元、參數選擇單元、控制信號輸出單元，這三個單元之間是依序連接的關係。


階段判斷單元根據採樣到的輸出電壓和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段。


參數選擇單元中，當氣體放電燈處於預熱階段時選擇第一參數，當氣體放電燈處於恒功率階段時選擇第二參數。


控制信號輸出單元根據所選擇的第一參數或第二參數在氣體放電燈電流換向時輸出相應的控制信號給控制單元28。


控制單元28根據控制信號改進氣體放電燈的波峰因素。具體的改進措施為例如可以控制降低降壓型變換器的輸出電流，通過改變控制單元28輸出電流的給定信號或者電流採樣的反饋信號降低降壓型變換器的輸出電流。也可以直接控制控制單元28工作與不工作的時間，在需要重新開機控制單元28工作時，再發送控制單元28重新開機工作的信號。


而控制單元28的內部原理可以有兩種實現方式，第一種實現的控制單元28a如圖2B所示，控制單元28a內部由燈電流採樣電路280a、電流給定處理電路282a、反饋處理電路284a和調變電路286a組成。


首先，由判斷信號採樣電路24a進行判斷信號採樣後，送入數字處理晶片26a進行處理，數字處理晶片26a的輸出信號作為送入電流給定處理電路282a的輸入。電流給定處理電路282a的輸出為電流給定信號，控制回路使得電路的輸出跟隨電流給定信號。


第二種實現的控制單元28b如圖2C所示，控制單元28b內部由燈電流採樣電路280b、電流給定處理電路282b、反饋處理電路284b以及調變電路286b組成。


首先，由判斷信號採樣電路24b進行判斷信號採樣後，送入數字處理晶片26b進行處理，數字處理晶片26b的輸出信號與燈電流採樣信號一起送入反饋處理電路284b，處理後輸出反饋信號。

改進波峰因素的氣體放電燈電路的第二實施例

圖3係為本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的第二實施例的原理。請參見圖3，本實施例的氣體放電燈電路包括：整流器38、功率因數校正電路37、逆變器35、驅動器36、判斷信號採樣模組30、數字處理晶片32以及控制單元34。

這些模組的連接關係是：判斷信號採樣模組30的輸出連接數字處理晶片32的輸入，數字處理晶片32的輸出連接控制單元34的輸入，控制單元34的輸出分別連接到驅動器36。
整流器38，用於將輸入交流電壓整流為脈動的直流電壓。

驅動器36，用於將控制單元輸出的信號進行電平轉換及信號驅動能力的放大，實現對開關管的開通及關斷的控制。

功率因數校正電路37，通常採用升壓型（Boost）電路，也可以是其他的升降壓（Buck-Boost）電路，反激式（Flyback）電路等，將不同的輸入交流電壓轉變為恒定的或可變的直流電壓，並改善輸入電流的波形，減小輸入電流的諧波，實現線路的高功率因素，減小對電網的諧波污染。

逆變器35進行直流電到交流電的轉換。逆變器可以是半橋拓撲，也可以是全橋等其它拓撲。

判斷信號採樣模組30所述氣體放電燈的判斷信號。判斷信號採樣模組30的採集物件是反映燈狀態的信號，例如反映燈電壓的信號，如燈電壓、電路占空比等信號，也可以是反映燈功率的信號，例如燈功率、系統輸入功率、系統輸出功率等信號，也可以是計數器的計數信號（其中計數器也包括計時器），也可以是其他反映燈狀態的信號。

判斷信號採樣模組30以採集氣體放電燈電路的占空比信號為例來說明。圖3所示的是半橋架構的直流/直流變換器，由於半橋架構的燈電壓較難直接採樣得到，因此需要採樣線路的低壓信號，即占空比（duty）信號。占空比信號在線路中與輸出電壓之間有一線性關係，如下式所示：

Lamp voltage=（duty-0.5）×Vbus，

由於PFC電路輸出的Vbus電壓一般比較固定，例如為450V，因此占空比信號也可以反映燈電壓的狀態。

數字處理晶片32根據採樣到的判斷信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段，當氣體放電燈處於預熱階段時選擇第一參數，當氣體放電燈處於恒功率階段時選擇第二參數，根據所選擇的第一參數或第二參數在氣體放電燈電流換向時輸出相應的控制信號給控制單元34。數字處理晶片32的具體工作流程如圖5所示，根據採集到的判斷信號進行判斷，在燈電流需要換向時，在判斷信號低於某個設定值時採用第一參數在換向時將第一控制信號輸出給控制單元34，在判斷信號高於某個設定值時採用第二參數在換向時將第二控制信號輸出給控制單元34。

如圖4所示，數字處理晶片包括階段判斷單元、參數選擇單元、控制信號輸出單元，這三個單元之間是依序連接的關係。

階段判斷單元根據採樣到的判斷信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段。

參數選擇單元中，當氣體放電燈處於預熱階段時選擇第一參數，當氣體放電燈處於恒功率階段時選擇第二參數。

控制信號輸出單元根據所選擇的第一參數或第二參數在氣體放電燈電流換向時輸出相應的控制信號給控制單元34。

控制單元34根據控制信號改進氣體放電燈的波峰因素。具體的改進措施為例如可以控制降低半橋型變換器的輸出電流，通過改變控制單元34輸出電流的給定信號或者電流採樣的反饋信號降低半橋型變換器的輸出電流。也可以直接控制控制單元34工作與不工作的時間，在需要重新開機控制單元34工作時，再發送控制單元34重新開機工作的信號。

氣體放電燈中改進波峰因素的方法的第一實施例

圖6係為本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的第一實施例的流程。請參見圖6，下面是對本實施例的方法中的各個步驟的詳細描述。本實施例對應的實體電路如圖2B所示。請以圖2B所示的電路為實施基礎，參看下述的步驟。

步驟S10：判斷電流是否換向，如果電流換向則進入步驟S11，否則流程結束。

步驟S11：採樣氣體放電燈的判斷信號。

判斷信號採集物件可以是反映燈狀態的信號，例如反映燈電壓的信號，如燈電壓、電路占空比等信號，也可以是反映燈功率的信號，例如燈功率、系統輸入功率、系統輸出功率等信號，也可以是計數器的計數信號（其中計數器也包括計時器），也可以是其他反映燈狀態的信號。

步驟S12：判斷採集到的信號和設定值的大小關係，如果信號大於設定值則進入步驟S14，否則進入步驟S13。

在本步驟中，實際上是根據採樣信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段。

由於氣體放電燈主要由預熱階段（Warm Up）和恒功率階段兩個時間段組成，這兩個階段中的調節方式是不同的，因此需要對這兩個階段進行區別處理。

步驟S13：選擇第一參數。在判斷出氣體放電燈當前處於預熱階段時選擇第一參數。

步驟S14：選擇第二參數。在判斷出氣體放電燈當前處於恒功率階段時選擇第二參數。

步驟S15：根據所選擇的所述第一參數或第二參數輸出第二或第三電流給定信號，即第一參數對應的第二電流給定信號，第二參數對應的第三電流給定信號。

步驟S16：根據所選擇的所述第一參數或第二參數維持時間，其中第一參數與第二參數的電流給定信號的維持時間可以是不同的，也可以是相同的。

步驟S17：第一參數與第二參數的維持時間之外輸出第一電流給定信號。

系統會根據燈電流的給定信號的大小，通過控制系統中燈電流的反饋信號組成的電流調節環路調節控制燈電流的大小。第二電流給定信號與第三電流給定信號可以是相同的，也可以是不同的。維持時間主要是用於控制改變電流給定信號作用的時間，通過合適的維持時間和合適的電流給定信號的結合作用，可以控制調節燈電流在換向時的電流波形，從而改善波峰因素。

本實施例的原理對應如圖10A所示，根據燈狀態選擇參數1或參數2，並根據參數1或參數2在換向時控制減小電流源，其信號的關係如圖10B所示。


氣體放電燈中改進波峰因素的方法的第二實施例

圖7示出了本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的第二實施例的流程。請參見圖7，下面是對本實施例的方法中的各個步驟的詳細描述。本實施例對應的實體電路如圖2C所示。請以圖2C所示的電路為實施基礎，參看下述的步驟。

步驟S20：判斷電流是否換向，如果電流換向則進入步驟S21，否則流程結束。

步驟S21：採樣氣體放電燈的判斷信號。

判斷信號採集物件可以是反映燈狀態的信號，例如反映燈電壓的信號，如燈電壓、電路占空比等信號，也可以是反映燈功率的信號，例如燈功率、系統輸入功率、系統輸出功率等信號，也可以是計數器的計數信號（其中計數器也包括計時器），也可以是其他反映燈狀態的信號。

步驟S22：判斷採集到的信號和設定值的大小關係，如果信號大於設定值則進入步驟S24，否則進入步驟S23。

在本步驟中，實際上是根據採樣信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段。

由於氣體放電燈主要由預熱階段（Warm Up）和恒功率階段兩個時間段組成，這兩個階段中的調節方式是不同的，因此需要對這兩個階段進行區別處理。
步驟S23：選擇第一參數。在判斷出氣體放電燈當前處於預熱階段時選擇第一參數。

步驟S24：選擇第二參數。在判斷出氣體放電燈當前處於恒功率階段時選擇第二參數。

步驟S25：根據所選擇的所述第一參數或第二參數輸出第二或第三電流反饋信號，即第一參數對應的第二電流反饋信號，第二參數對應的第三電流反饋信號。

步驟S26：根據所選擇的所述第一參數或第二參數維持時間，其中第一參數與第二參數的電流反饋信號的維持時間可以是不同的，也可以是相同的。

步驟S27：第一參數與第二參數的維持時間之外輸出第一電流反饋信號。

系統會根據燈電流的反饋信號的大小，通過控制系統中燈電流的給定信號組成的電流調節環路調節控制燈電流的大小。第二電流反饋信號與第三電流反饋信號可以是相同的，也可以是不同的。維持時間，主要是用於控制改變電流反饋信號作用的時間，通過合適的維持時間和合適的電流反饋信號的結合作用，可以控制調節燈電流在換向時的電流波形，從而改善波峰因素。


氣體放電燈中改進波峰因素的方法的第三實施例

圖8示出了本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的第三實施例的流程。請參見圖8，下面是對本實施例的方法中的各個步驟的詳細描述。

步驟S30：判斷電流是否換向，如果電流換向則進入步驟S31，否則流程結束。

步驟S31：採樣氣體放電燈的判斷信號。

判斷信號採集物件可以是反映燈狀態的信號，例如反映燈電壓的信號，如燈電壓、電路占空比等信號，也可以是反映燈功率的信號，例如燈功率、系統輸入功率、系統輸出功率等信號，也可以是計數器的計數信號（其中計數器也包括計時器），也可以是其他反映燈狀態的信號。

步驟S32：判斷採集到的信號和設定值的大小關係，如果信號大於設定值則進入步驟S34，否則進入步驟S33。

在本步驟中，實際上是根據採樣信號和預設值的大小關係判斷氣體放電燈當前所處的階段是預熱階段抑或恒功率階段。

由於氣體放電燈主要由預熱階段（Warm Up）和恒功率階段兩個時間段組成，這兩個階段中的調節方式是不同的，因此需要對這兩個階段進行區別處理。

步驟S33：選擇第一參數。在判斷出氣體放電燈當前處於預熱階段時選擇第一參數。

步驟S34：選擇第二參數。在判斷出氣體放電燈當前處於恒功率階段時選擇第二參數。

步驟S35：關閉控制單元，即禁能氣體放電燈電路中的直流/直流變換器。

步驟S36：根據所選擇的所述第一參數或第二參數維持時間，其中第一參數與第二參數的禁止控制單元工作的時間可以是不同的，也可以是相同的。

步驟S37：致能控制單元，即根據所輸出的延時致能氣體放電燈電路中的直流/直流變換器。

本實施例的步驟對應的實現原理請參見圖9A，根據燈狀態選擇參數1或參數2（例如燈狀態指示氣體放電燈處於預熱階段時選擇參數1，燈狀態指示氣體放電燈處於恒功率階段時選擇參數2）。在燈電流換向時控制關閉電流源，並在重啟信號作用下進行重啟。其信號示意圖如圖9B所示。

上述實施例是提供給本領域普通技術人員來實現或使用本發明的，本領域普通技術人員可在不脫離本發明的發明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或變化，因而本發明的保護範圍並不被上述實施例所限，而應該是符合權利要求書提到的創新性特徵的最大範圍。
10、20、20a、20b、37．．．功率因數校正電路
12．．．直流/直流變換器
14、22、22a、22b、35．．．逆變器
16．．．氣體放電燈
24、24a、24b．．．判斷信號採樣電路
26、26a、26b、32．．．數字處理晶片
28、28a、28b、34．．．控制單元
280a、280b．．．燈電流採樣電路
282a、282b．．．電流給定處理電路
284a、284b．．．反饋處理電路
286a、286b．．．調變電路
30．．．判斷信號採樣模組
36．．．驅動器
38．．．整流器
S10~S17、S20~S27、S30~S37．．．步驟
圖1是傳統的氣體放電燈的原理圖。
圖2A是本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的第一實施例的原理圖。
圖2B是圖2A實施例的一個細化原理圖。
圖2C是圖2A實施例的另一個細化原理圖。
圖3是本發明的改進波峰因素的氣體放電燈電路的第二實施例的原理圖。
圖4是本發明的數字處理晶片的細化原理圖。
圖5是本發明的數字處理晶片的控制流程圖。
圖6是本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的第一實施例的流程圖。
圖7是本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的第二實施例的流程圖。
圖8是本發明的氣體放電燈中改進波峰因素的方法的第三實施例的流程圖。
圖9A是本發明的禁能/致能電流源的示意圖。
圖9B是圖9A對應的控制信號波形示意圖。
圖10A是本發明的減少電流源的示意圖。
圖10B是圖10A對應的控制信號波形示意圖。
無

Claims (19)

  1. 一種氣體放電燈中改進波峰因素的方法，包括：
      步驟1：採樣一氣體放電燈的一判斷信號；
      步驟2：根據該判斷信號和預設值的大小關係判斷該氣體放電燈當前所處的階段是一預熱階段抑或一恒功率階段；
      步驟3：根據該氣體放電燈所處的階段選擇預設的一參數，當該氣體放電燈處於該預熱階段時選擇一第一參數，當該氣體放電燈處於該恒功率階段時選擇該第二參數；
      步驟4：根據所選擇的該第一參數或者該第二參數在該氣體放電燈電流換向時一輸出控制信號，以改進該氣體放電燈的波峰因素。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的氣體放電燈中改進波峰因素的方法，該判斷信號為一反映燈狀態的信號或者一反映燈功率的信號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的氣體放電燈中改進波峰因素的方法，該反映燈狀態的信號包括該氣體放電燈的一燈電壓或者一電路占空比，該反映燈功率的信號包括該氣體放電燈的一燈功率、一系統輸入功率或者一系統輸出功率。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的氣體放電燈中改進波峰因素的方法，步驟4包括：
      根據所選擇的該第一參數或該第二參數輸出一第二或一第三電流給定信號；
      根據所選擇的該第一參數或該第二參數維持時間；
      輸出一第一電流給定信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述的氣體放電燈中改進波峰因素的方法，步驟4包括：
      根據所選擇的該第一參數或該第二參數輸出一第二或一第三電流反饋信號；
      根據所選擇的該第一參數或該第二參數維持時間；
      輸出一第一電流反饋信號。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的氣體放電燈中改進波峰因素的方法，步驟4包括：
      一禁能氣體放電燈電路中的一直流/直流變換器；
      根據所選擇的該第一參數或該第二參數輸出不同的延時；
      根據所輸出的延時致能該直流/直流變換器。
  7. 如申請專利範圍第1項所述的氣體放電燈中改進波峰因素的方法，該判斷信號為計數器計數信號。
  8. 一種改進波峰因素的氣體放電燈電路，包括一直流/直流變換器、ㄧ逆變器、一判斷信號採樣電路、一數字處理晶片以及一控制單元，其中：
      該直流/直流變換器控制該氣體放電燈的電流或功率大小；
      該逆變器，耦接該直流/直流變換器，進行直流電到交流電的轉換；
      該判斷信號採樣電路，採集該氣體放電燈之該判斷信號；
      該數字處理晶片，耦接該判斷信號採樣電路，根據採樣到的該判斷信號和一預設值的大小關係判斷該氣體放電燈當前所處的階段是一預熱階段抑或一恒功率階段，當該氣體放電燈處於該預熱階段時選擇一第一參數，當該氣體放電燈處於一恒功率階段時選擇該第二參數，根據所選擇的該第一參數或該第二參數在該氣體放電燈電流換向時輸出相應的一控制信號給該控制單元；
      該控制單元，耦接該數字處理晶片，根據該控制信號改進該氣體放電燈的波峰因素。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的改進波峰因素的氣體放電燈電路，包括一功率因數校正電路，該功率因數校正電路，將不同的輸入交流電壓轉變為恒定的或可變的一直流電壓，該功率因數校正電路輸出端耦接於該直流/直流變換器的一輸入端。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的改進波峰因素的氣體放電燈電路，該判斷信號採樣電路採樣該直流、直流變換器的一輸出電壓。
  11. 如申請專利範圍第8項所述的改進波峰因素的氣體放電燈電路，該判斷信號包含一反映燈狀態的信號或者一反映燈功率的信號。
  12. 如申請專利範圍第10項所述的改進波峰因素的氣體放電燈電路，該數字處理晶片包括一階段判斷單元、一參數選擇單元、一控制信號輸出單元，其中：
      該階段判斷單元，根據採樣到的該輸出電壓和一預設值的大小關係判斷該氣體放電燈當前所處的階段是一預熱階段抑或一恒功率階段；
      該參數選擇單元，連接該階段判斷單元，當該氣體放電燈處於該預熱階段時選擇一第一參數，當該氣體放電燈處於該恒功率階段時選擇一第二參數；
      該控制信號輸出單元，連接該參數選擇單元，根據所選擇的該第一參數或該第二參數在該氣體放電燈電流換向時輸出相應的該控制信號給該控制單元。
  13. 一種改進波峰因素的氣體放電燈電路，包括一逆變器、一判斷信號採樣電路、一數字處理晶片以及一控制單元，其中：
      該逆變器，進行控制該氣體放電燈的電流或功率大小並進行直流電到交流電的轉換；
      該判斷信號採樣電路，採集該氣體放電燈之一判斷信號；
      該數字處理晶片，耦接該判斷信號採樣電路，根據採樣到的該判斷信號和一預設值的大小關係該判斷氣體放電燈當前所處的階段是一預熱階段抑或一恒功率階段，當該氣體放電燈處於該預熱階段時選擇一第一參數，當該氣體放電燈處於該恒功率階段時選擇該第二參數，根據所選擇的該第一參數或該第二參數在該氣體放電燈電流換向時輸出相應的一控制信號給該控制單元；
      該控制單元，耦接該數字處理晶片，根據該控制信號改進該氣體放電燈的波峰因素。
  14. 如申請專利範圍第13項所述的改進波峰因素的氣體放電燈電路，包括一功率因數校正電路，該功率因數校正電路，將不同的ㄧ輸入交流電壓轉變為恒定的或可變的一直流電壓，該功率因數校正電路的一輸出端耦接於該逆變器的一輸入端。
  15. 如申請專利範圍第13項所述的改進波峰因素的氣體放電燈電路，該判斷信號採樣電路採樣該逆變器的一占空比信號。
  16. 如申請專利範圍第13項所述的改進波峰因素的氣體放電燈電路，該判斷信號包含一反映燈狀態的信號或者一反映燈功率的信號。
  17. 如申請專利範圍第13項所述的改進波峰因素的氣體放電燈電路，該數字處理晶片包括一階段判斷單元、一參數選擇單元、一控制信號輸出單元，其中：
      該階段判斷單元，根據採樣到的該占空比信號和一預設值的大小關係判斷該氣體放電燈當前所處的階段是一預熱階段抑或一恒功率階段；
      該參數選擇單元，連接該階段判斷單元，當該氣體放電燈處於該預熱階段時選擇該第一參數，當該氣體放電燈處於該恒功率階段時選擇該第二參數；
        該控制信號輸出單元，連接該參數選擇單元，根據所選擇的該第一參數或該第二參數在該氣體放電燈電流換向時輸出相應的一控制信號給該控制單元。
  18. 如申請專利範圍第8項所述的改進波峰因素的氣體放電燈電路，該判斷信號採樣電路採樣計數器的一計數信號。
  19. 如申請專利範圍第13項所述的改進波峰因素的氣體放電燈電路，該判斷信號採樣電路採樣計數器的一計數信號。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014121662A1 (zh) * 2013-02-08 2014-08-14 东林科技股份有限公司 定功率电源供应装置及定功率输出的控制方法
US8878453B1 (en) * 2013-06-13 2014-11-04 Osram Sylvania Inc. Switch circuit for a ballast
CN105430854B (zh) * 2015-10-29 2019-03-19 广州萃智信息科技有限公司 一种cdm灯的启动装置及其方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1156200A (zh) 1995-11-14 1997-08-06 株式会社高雄企业 地基灌注现时压实施工方法
JPH11500861A (ja) * 1995-12-08 1999-01-19 フィリップス、エレクトロニクス、ネムローゼ、フェンノートシャップ バラスト・システム
US6552498B1 (en) * 2001-09-28 2003-04-22 Osram Sylvania Inc. Method and circuit for controlling current in a high pressure discharge lamp
DE102006009739A1 (de) * 2005-03-04 2006-09-28 Stanley Electric Co. Ltd. Entladungslampenanschaltvorrichtung und Entladungslampenanschaltverfahren
US7378806B2 (en) * 2005-12-29 2008-05-27 General Electric Company Output short circuit protection for electronic ballasts

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