TW507473B - Circuit device - Google Patents

Description

507473 A7 B7 五、發明説明（1 ) 本發明關於一電路裝置，以連續電流相位操作高壓放電 燈，該電路裝置備有一機構以減光信號D s，操作減光狀態 連接之燈，該電路裝置包含： 輸入終端以連接電路電源供應源， 輸出終端以連接作業之燈， 一開關模式（smps)有一具有半導體開關之轉換器，以在 轉換器輸出處產生一轉換器輸出電壓跨緩衝器電容器裝置 ，及轉換器輸出電流，及 一控制電路以產生與減光信號有關之控制信號，以控制 半導體開關。 首段所提型式之電路裝置曾揭示於美專利號碼5828178。 通常，高壓放電燈係利用定期交變極性之連續電流相位操 作。在電路裝置之時常應用之結構中，轉換器爲此目的， 連接至一以橋接電路型之換向器。 在此電路中，備有一光學偵感器以偵測燈產生之光。此 舉可使燈減光控制可以實現。 已知高壓放電燈之減光系統有數個嚴重實際缺點。一嚴 重缺點與利用光偵感器有關。在一方面，爲使能適當偵出 燈所產生之光，四周之光需要改正，另一方面，因爲此一 偵測對污染偵感器敏感^另一常遭遇之問題爲與燈開始閃 爍有關，在視覺上甚爲ϋ人。除此之外，尚有一實際危險 ’即燈在毪光期間或減光狀態下停止燃燒。另一常遭遇之 缺點爲，在減光狀態作業時，造成放電管壁之變黑，造成 燈在服務壽命中之光通度降低。

507473 發明説明（2 本發明之目的爲提供_方法，+甘 』乃奴仏万忐，由其可解決此等缺點。 爲達此目的，首段提出型式之電路裝置之特徵 本發明之電路裝置，其備有一機 ^ ^ ^ τ 構^產生轉換器輸出電壓 有關I仏唬Lvs，以形成控制信號。 根：本發明之電路裝置之優點爲，信號構成之基礎爲電 坠測里’而非光學記錄。另_優點爲轉換器輸出電壓之値 及期間（讀，似乎甚適於偵測最大可允許之減光狀態， 此時’將偵測之信號與限制値比較’燈仍然以穩定作業。 在每-電流相位開始時，轉換器輸出電壓通常爲具有脈波 寬及南（脈波型，跟隨一高原電壓。因此，在較佳實施例 中’信號Lvs可偵出脈波高。在—不同實施例中，信號[π 用以偵測脈波寬。 一在本發明之電路裝置之另-實施例中，信號—用以偵測 南原電壓。在第-修改中，發生以連續電流相位之信號— 之高原電壓中差異之偵測。在另—修改中，發生在—電流 相位中之信號Lvs之高原電壓中波動之债測。 ％ ϋ 在作業狀態中，轉換器在其輸出載有轉換器輸出電流。 在本發明一優異實施例中，電路裝置包含一機構以產生轉 換器輸出電流相關之信號Icu，其用來構成控制信號。吾人 驚訝的發現，根據轉換器輸出電壓及轉換器輸出電流，栌 制半導體開關可使一連接高壓之放電燈，在—大減光範^ 内穩定操並。較佳爲，信號Lvs及Icu用來構成功率信號 ，例如將信號Lvs及Icu相乘。功率信號3丫隨後與參考功率 値比較，該値與減光信號D s有關，比較之結果用以構成控 -5-

507473 A7 B7 五、發明説明 制信號以控制轉換器之半導體開關。最大可允許減光狀態 之偵測，可由在每一電流相位開始後，限制功率信號S V之 値而優異的達成。 轉換器輸出電壓及轉換器輸出電流之定期偵測，可使利 用一軟體基礎之方法，因而導致有關硬體之實際實現之一 主要自由程度。較佳爲，控制電路包含一可程式處理器， 其用來實施一上述功能。該控制電路較佳包含一機構，以 便將k號Lvs與限制値比較。此舉可由可程式處理器優異的 實施。 如切換裝置可適用於操作具有陶瓷壁之金屬自化物等， 於是，供比較信號Lvs之限制値較佳爲對應至多爲L5之最 大値因數。如切換裝置適於用以操作具有石英玻璃壁之金 屬鹵化物燈時’於是，限制値較佳爲對應止多爲1.6之最大 値因數。 π最大値因數” 一詞在説明及申請專利範圍中之意義爲， 轉換器輸出電壓之脈波高度與轉換器輸出電壓高原電壓高 度之比値。 π陶瓷壁”一詞之意義爲，一可輸送光之壁，強度燒結金 屬氧化物，如氧化鋁及YAG，及光輸送金屬氮化物，如Α1Ν。 本發明此等特性將可自以下之説明及參考實施例而更爲 明顯。 圖中：_ 圖1爲本發明之電路裝置，及 圖2爲圖1中顯示之電路裝置之控制電路圖， -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐)

裝 參 A7

▲圖3Α，3Β，3C顯示本發明電路裝置之三種不同減光狀 態之轉換器輸出電壓相關之信號Lvs之圖形， 圖4A，4B，4C，4D顯示另一實施例中之信號Lvs圖形， 圖5A ’ 5B顯示連續電流相位中之信號Lvs之高原電壓圖形， 圖6A，6B顯示在不同實施例中信號Lvs之高原電壓圖形 ，及 圖7顯示本發明電路裝置之另一實施例之略圖。 圖1顯7F —電路裝置，以連續電流相位操作一高壓放電燈 La，该電路裝置備有一機構，以減光信號Ds方式操作減光 狀態之連接之燈，該電路裝置包含： -輸入端點1以將電路裝置連接至電源供應源VB， -輸出端點2以連接待操作之燈L a， -一開關模式電源供應j ( smps)，有一具有半導體開關之轉 換器Cv ’以在轉換器輸出3產生一轉換器輸出電壓，跨缓 衝器電容器裝置Cb，及一轉換器輸出電流，及 控制電路S c用以產生與減光信號有關之一控制信號， 用以控制半導體開關。 電路裝置亦包含機構Π用以產生轉換器輸出電壓相關之 信號Lvs，以便構成控制信號。

本發明電路裝置之實際實施例中，該電路裝置可適於連 接至供應電壓源，例如220 V，50 Hz之電栅極，以操作高 壓放電免，例如MHC型金屬鹵化物燈，由飛利浦所製。此 電路裝置之電源供應較佳備有一預處理器P c。較佳以連續 交變極性之電流相位操作該燈，電路裝置備有一換向器III 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) 507473 A7 B7 五、發明説明（5 ) ，其連接至轉換器輸出3，另一方面，連接至輸出終端2。 換向器亦備有一點火電路。 圖2顯示較詳細之控制電路Sc。控制電路Sc包含以1C 100 型式之可程式處理器。機構II連接至1C 100之ADC輸入AD0 。轉換器輸出電壓有關之信號Lvs因此形成。作爲時脈功能 之外部振盪器OSC連接至1C。此1C亦連接至外部記憶體10 ，記憶體中併入待操作之燈有關參考値及特性之一表，如 額定燈功率，燈電壓，可允許減光率等。一減光介面12連 接至1C上之ADC輸入AD3，及至數位輸入INT。減光信號 Ds加至減光介面12之一輸入121。電路裝置因此可適於操 作連接之燈，減光信號D s可爲類比或數位。控制轉換器開 關之控制信號，係在控制電路中產生，被加至1C 100之DA 輸出DAC1。 在所述之電路裝置之一實際實施例中，連接之MHC燈有 一額定功率7 0W。此電路裝置包含一開關模式電源供應 (smps)，此電源供應由以向上轉換器或增壓轉換器型式之 預處理器，及Buck型轉換器或向下轉換器組合而成。該向 下轉換器包含一 960 nF緩衝器電容器於其輸出，並連接至 一換向器。換向器係以橋接電路之方式。換向器亦包括一 熟知之點火電路。控制電路包括87LPC769型1C，由飛利浦 所製，作爲可程式處理器。轉換器輸出電壓之輸出，經電 阻性分壓_器連接至1C之ADC輸入腳（腳2)。外部振盪器係以 一石英晶體振盪器構成。外部記憶體包含一表，其中具有參 考値，如限制値及特性，該記憶體爲4K-位元之EEPROM。 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 507473 A7 B7 五、發明説明（6 IC備有軟體以實施程下所述。在燈點燃後並以穩定方式 燃燒，轉換器輸出電壓之偵出在換向器之電流相位時發生 。爲此目的，信號Lvs加以取樣。峰値因數之大小可自獲得 之値之比値決定，其與脈波高度及高原電壓有關。獲得之 峰値因數値與一參考或限制値比較，其亦儲存於eepiie〇m 中。只要峰値因數値較參考値爲小，燈將根據所加之減光 信號D s繼續減光。如建立之峰値因數超過預定限制値，轉 換器控制被固定，而不論對應所加之減光信號D s之減光狀 態是否獲得。關於具有額定功率70W之MHC型燈，可獲得 之最大減光狀態爲35W。圖3A，3B，3C中，以轉換器之 輸出電壓相關之信號Lvs之三種不同減光狀態圖形予以説 明。圖中之水平軸爲時間軸，電壓V及電流I沿重直軸繚出 。圖中之曲線50，51及52代表由機構Π在燈之3連續電流 相位，在標稱狀態，最大減光狀態及減光狀態期間產生之 t號L v s ’其中燈保持繼績燃燒。以説明方式，流經燈之 相關電流分別以曲線60，61，62代表。燈正常作業期間， 燈之峰値因數爲1.34。最大減光狀態時之峰値因數爲工5。 在該狀態時，燈產生之閃鑠無法被觀察者注意到。如燈繼 續燃燒，峰値因數爲1.6。此狀態時，燈展示一可見及臧人 之閃鑠。 g 在另一實施例中，可程式處理器程式後信號[”之脈波寬 之偵測，可作爲決定最大可減光狀態是否達到之一量。圖4 對此有詳〜細説明。圖4 A及B中，參考號碼3 〇，3 1代表電流 相位最初部份之信號Lvs之曲線，以在標稱狀態及35w之減 光狀態操作下，操作飛利浦製額定功率7〇w之CDM型陶瓷 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公爱) 507473 A7

壁金屬_化物燈。圖式清晰顯示在減光狀態時之信號爲— 高値及-長時間。此情形下，信號Lvs展示之高値爲8〇 ^ ，其爲最大可允許時間。爲比較之計，通過燈 線4。…表示…C，4Dm示由飛利浦製，額定= 70W具有石英玻璃放電管之MHW型金屬鹵化物燈，其信號

Lvs之標稱作業及35W之減光狀態，分別由曲線53，5°4代 表，在一相當時間通過燈之電流，則分別由曲線6 3，6 4表 示〇 可程式處理器之可建立最大可允許降光狀態之另一方法 ，係根據信號Lvs之高原電壓之偵測。在第一實施例中，價 測於連續相位信號Lvs之高原電壓中之差異時發生。另一實 施例中’债測在一電流相位之信號Lvs之高原電壓中之波動 時發生。此點由圖5及6説明。圖5A及5B中，曲線55，56 分別顯示信號Lvs在7連續電流相位在標稱作業狀態，及 35W之減光狀態下之70W額定功率之MHW型燈之信號Lvs 。圖5B清楚顯示信號Lvs之高原電壓561，562，563之値在 連續電流相位中不同。 在具有額定功率70W之CDM燈之情況下，圖6A及6B分別 顯示7連續電流相位之標稱作業狀態及3 5 W之減光狀態之 信號Lvs，由曲線3 2及曲線3 3代表。圖6 B顯示信號Lvs之高 原電壓在某些電流相位中展現波動300。 圖7顯示_本發明之電路裝置之另一修改，其中，對應圖1 之部份由對應之參考號碼表示。該電路裝置之修改包含機 構IV，以產生轉換器輸出電流相關之信號Icu，以構成控制 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐）

裝 507473 A7 B7 五 、發明説明（8 ) 信號。由信號Lvs及Icu，功率信號S v由信號Lvs及Icu相乘而 構成。功率信號S v隨後與參考功率値比較，該値與減光信 號D s有關，比較之結果用來構成控制信號，以控制轉換器 之半導體開關。最大可允許減光狀態之偵測，在每一電流 相位開始後，由限制功率信號Sv之而實現。 -11 - 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. 507473

   • 種電路裝置，以連續電流相位操作高壓放電燈，該電 路裝置備有機構，以減光信號Ds操作減光狀態連接之燈 ’該電路裝置包括： •輸入端點將電路裝置連接至電源供應源， -輸出端點連接待作業之燈， -一開關模式電源供應（smpS)，備有一具有半導體開關 之轉換器，以在轉換器輸出產生轉換器輸出電壓，跨緩 衝器電容器裝置之上，及一轉換器輸出電流，及 -一控制電路以產生與減光信號相關之控制信號，以控 制半導體開關， 其特徵爲，電路裝置備有機構以產生一轉換器輸出電壓 相關之信號Lvs，以構成控制信號。 2·如申請專利範圍第1項之電路裝置，其特徵爲控制電路 備有機構以比較信號Lvs與一限制値。 J ·如申請專利範圍第1或2項之電路裝置，其特徵爲控制電 路包含一可程式處理器。 4 .如申請專利範圍第1或2項之電路裝置，其特徵爲在每一 電流相位開始時，輸換器輸出電壓爲具有脈波高度之脈 波形，信號Lvs作爲偵測此脈波高度。 5 ·如申請專利範圍第1或2項之電路裝置，其特徵爲在每一 電流相位開始時，轉換器輸出電壓爲具有脈波寬度之脈 波形，_信號Lvs作爲偵測脈波寬度。 6 ·如申請專利範圍第1或2項之電路裝置，其特徵爲，在每 一電流相位開始時，轉換器輸出電壓爲脈波形，跟隨一 •12- 本纸張尺度適用中a ®家標準(CNS) A4規格(21G χ 297公董) ------ 9 、申請專利範圍 高原電壓，信號Lvs作爲偵測高原電壓。 如申請專利範圍第6項之電路裝置，其特徵爲信號lvs作 爲偵測在連續電流相位中之高原電壓差。 t申請專利範圍第6項之電路裝置，其特徵爲信號Lvs作 局偵測一電流相位中高原電壓之波動。 如申請專利範圍第1或2項之電路裝置，其特徵爲電路裝 置可通於操作具有㈣壁之金屬自化物燈，限制値供比 較對應至多1.5之峰値因數之信號Lvs。 ίο.如中請專利範圍第…項之電路裝置，其特徵爲電路裝 置可通於操作-具有石英玻璃之金屬自化物燈，該限制 値供比較對應至多1·6之峰値因數之信號Lvs。 1 1 ·如申請專利範圍第i項之電路裝置，其特徵爲電路裝置 備有機構以產生轉換器輸出電流相關之信號Icu，以構 控制信號。 1 2 ·如申請專利範圍第丨丨項之電路裝置，其特徵爲以信號 Lvs及Icu之方式構成信號s v，以構成控制信號。 ） ·裝--------訂----------線» C請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）