TW498704B - Switching device - Google Patents

Description

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五、發明說明（1 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 發明係屬於一種用於點火及操作一高壓放電燈之切換裝 置。該切換裝置配備有一用於將一控制之電流施加至該燈 I開關-模式電源供應（smps)，及配備有一用於饋定smps 之具有緩衝器電容器之預先_調節器，該切換裝置亦包 含一欲產生用於點火該燈之點大電壓脈衝之點火電路，一 其中具有一 CF電容器之脈衝電容器藉一具有一 R歐姆之 値歐姆電阻器連接至緩衝器電容器上。 在首段所提到之型式之一種切換裝置可自美國5,428,268 獲知。一點火脈衝可藉點火電路之廉衝電容器之短路來產 ^。已知之切換裝置之狀態，無論如何，爲點火脈衝產生 器之重複動作可能僅有很低2赫之重複頻率。此種一低之 重複頻率屬於所知之切換裝置不適合用於電源取自在地界 上之任何地方之任何形式之公用供電系統上之點火及操作 之特殊的金屬-幽化物燈上。爲求對該種燈有可靠之點 火在實際上必需合於要求之點火電路爲每秒所產生之點 火脈衝必需在所測得之全面脈衝寬度在至少有1〇〇微秒内 爲至少2700伏之電壓位準。並且發現，無論如何，所知之 切換裝置不可能符合此種實際之要求，況已知之切換裝置 在結構上係在有比較上葉較大的尺寸之進一步之缺陷。 本發明之目的爲排除此一缺點，驚奇的是，此一目的可 首段中有由特徵之型式之切換裝置來達成之。如按照本明 之一切換裝置，R及C之產生値最多爲10·2。此即所能產生 之該脈衝爲一至少i 〇 〇赫之重複頻率。發明已發現，在此 種所要求之重複頻率下，在實際上全面之脈衝寬度可以 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --------------------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 498704 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明（2 ) 獲得。 取好’獲得者爲高於100赫之頻率。一般，有一達到30 千赫之頻率範圍是有利的。在點火電路中一比較之高重複 頻率可允許使用比較上較小之元件，其有利於對一點火電 容及因之切換裝置有實質程度之小型化。 一適當之重複頻率如果由一合適之緩衝器電容器來製成 可以更容易實現。舉例示之，已發現緩衝器電容器如果緩 衝器電容器爲至少1微法拉弟最好至少4·7微法拉弟之大小 時即有一足夠大之緩衝作用。 按照發明之切換裝置之一有優點之具體實施例中，點火 電路包含一用於關閉一用於產生點火電壓脈衝之電氣共振 電路之開關，該開關由一IGBT電晶體（絕緣閘二極^晶'體） 來形成。此一方式具有優點爲藉由（？）開關之關閉快H勺 發生’居方式在南電壓脈衝之形成上有—有利之影塑，另 一優點係在於IGBT電晶體因其爲一電壓控制者，I順 電壓與順向電流無關。 ’^ 發明之這些及其他方面，可由配合對以下之説明及 之具體實施例之説明而獲得了解在圖面中： 圖1示出一按照發明之一切換裝置， 圖2示出一示於圖1之切換裝置之結線圖，及 圖3示出一點火電壓脈衝之繪圖。 圖1中參考之號碼i (?)表示一按照發明之—切換 該切換裝置具備有用於接收一電力供應電源之輸入：丄 A ’ B。！表示-具有—供作備送—開關.模式電力:應 —·—.-------------- 丨訂---------線up (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _ -5-

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 498704 A7 B7_ 五、發明說明（3 ) (smps) II之缓衝器電容器CB之預先-調節器。該smps供作 來供應一控制之電流至一燈LP，及連接至一用於點火該 燈LP配合點火電路IV意圖來產生點火電壓脈衝之換流器 III。換流器具備有連接至LP用來點火及操作之輸出端子 D，E 〇 圖2爲切換裝置I之一部分之詳細圖，特別是在點火電路 I V及該點火電路至預先-調節器之緩衝器電容器C B之連 接部分。 點火電路具備有一具有電容量CF之脈衝電容器CP藉一 有R歐姆値之電阻器ZR連接至緩衝器電容器CB。脈衝電 容器CP形成用於產生點火電壓脈衝之電氣共振電路之一 部分，包括有除一自我-電感器L外，尚有一關閉電氣共 振電路之開關S。變壓器TR之——次線圈PR亦形成共振 電路之一部分。變壓器之一二次線圈SW形成連接至輸出 端子D，E之換流器III之一部分。一電容器C S可能提供 至與二次線圈成併聯以便對點火脈衝之波形有一有利之影 響。 最好是，開關爲一 IGBT電晶體。IGBT電晶體之一控制 電極S T連接至一控制電路V上。在説明於此之舉例中， 控制電路爲一自我振盪者，有利的，自我振盪電路具有一 振盪頻率爲控制被產生之脈衝不超過1/3*(1/RC)。如此可 以確保在電氣共振電路中之脈衝電容器藉開關被關入前實 質的可被完全的充電。 點火電路之操作如下。脈衝電容器CP經一歐姆値之電 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ---------訂---------線 /U4 A7 B7 五 、發明説明（ 4 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 心 自緩衝器電容器c B來充電。在此一階段，開關s ，在不通電狀態。然後在某一時間點上，自我振盪 ”路V 二控制電極將驅動開關S進入至導通藉此關 %路。脈衝電容器隨後經變壓器TR及自我_電感器 %，在變壓器T R之一次線圈p R之所得之電流峰値在 人凃圈内產生一高電壓，此一高電壓隨之經一輸出端子 5接加至連接之燈乙1>上。在上述步驟重複燈之點火完成 ，後，開關然後藉控制電路已知之方式切換回至非導通狀 心故控制電路具備有已知之可做爲偵測燈爲點火之狀態 及結果上阻止開關能成爲導通之裝置。 最好是，變壓器TR一次線圈1>尺及自我_電感器L併按有 一極裝置DM，藉此一簡單有效之方式，當在穩定燈之 操作時可排除點火電路之電流轉變所造成之損失。 按知、本發明此處所述之切換裝置之實用之具體實施例， 此一切換裝置可適合使用在用於點火及操作之一飛利浦製 之額定功率爲150瓦之金屬鹵化物燈上。預先-調節器之 緩衝器電容器被具體實施爲如同一具有一 34微法拉弟大 小之升壓或上升轉換器。在操作狀態中，跨於緩衝器電容 器之電壓爲480伏，smps被具體實施爲如同一已知之降壓 轉換器，並送一控制之電流至有一電容量15〇毫微法拉弟 之點火電路及連接至藉由一値爲4.4千歐姆之電阻之串聯 連接連接至緩衝器電容器上。如R C產出値爲6.6* 10·2，此 一產出値之要求應該最多爲10-2可合於要求。脈衝電容器 形成如一開關之由SGS湯木生製造之有一自我-電感器47 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

498704 ΚΙ _Β7_ 五、發明說明（5 ) 微亨利及一 STGD7NB60H型之一共振電路之一部分。一具 有一次線圈及二次線圈之間線圈比爲7:90之變壓器形成共 振電路之一部分。一0.5毫微法拉弟之電容器設置成與二 次線圈成併聯。由一個2 BYD37J-二極體設置與自我-電感 器及變壓器之一次線圈成併聯。自我-振盪之控制電路產 生具有一亦爲1 7 0赫之重複頻率之振盪頻率之控制脈衝。 藉由切換裝置之實用之具體實施例，4.92千伏之點火脈 衝產生具有一在約1微秒之2700伏之脈衝寬度。在負極性 之情況，此種產生之一脈衝示於圖3，電壓按千伏，爲單 位沿垂直軸繪出，時間按微秒爲單位沿水平軸繪出。圖中 所繪之情形，產生之脈衝有-300伏之復置此脈衝，並爲跨 於換流器之輸出端子之電壓。點火脈衝產生之重複頻率爲 170赫。當在脈衝電容器放電時，藉選取反複頻率實質上 低於1/3*(1/RC)=500赫，一足夠大之2700伏之脈衝寬度在 併用一具有損失之實質的限度下是有利的。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----1---訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 498704 其特徵爲緩衝器電 其特徵爲緩衝器電 其特徵爲點火電路 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 1· 一種用於點火及操作一高壓放電燈之切換裝置，配備有 一用於對燈施加一控制之電流之開關-模式電源供應 (smps)，及配備有一具有一用於饋送燈之緩衝器電容器 之預先-調節器，該切換裝置亦包含一用於點火該燈之 意欲產生點火電壓脈衝之點火電路，其中之脈衝電容器 有一 CF値之電容量，並藉具有一r歐姆値之一歐姆之電 阻器連接至緩衝器電容器，其特徵爲R&C之產生値最 多爲1(Γ2。 2·如申請專利範圍第1項之切換裝置 容器有一至少1微法拉弟之大小。 3·如申請專利範圍第2項之切換裝置 容器有一至少4.7微法拉弟之大小。 4·如申請專利範圍第1項之切換裝置 包含一用於關閉一用來產生點火電壓脈衝之電氣共振電 路之一開關，該開關由一 IGBT電晶體來形成。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁} — I-----訂---------· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）