專(zhuān)利名稱(chēng)：使高壓放電燈工作的電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用高頻電流使高壓放電燈工作的電路裝置，包括用于連接低頻供電電壓源的輸入端，與上述輸入端耦接、用于整流所述低頻供電電壓源的整流裝置，第一電路，包括第一單向裝置、第二單向裝置和連接到所述整流裝置的第一輸出端N3和所述整流裝置的第二輸出端N5的第一電容裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，反相器裝置，用于旁路所述第一電容裝置以產(chǎn)生高頻電流，負(fù)載電路，包括電感裝置、第二電容裝置和向放電燈施加電壓的裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述負(fù)載電路將所述反相器裝置的端子N1連接到在第一單向裝置和第二單向裝置之間的端子N2，和第二電路，包括第三電容裝置，和將端子N2連接到端子N5，第三電路，將整流裝置的第一輸出端N3連接到第二單向裝置和第一電容裝置之間的端子N4，所述第三電路包括第三單向裝置和第四單向裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，和第四電路，將第三單向裝置和第四單向裝置之間的端子N7連接到端子N6，端子N6是負(fù)載電路的一部分。
這種電路裝置可從WO/19578中得知。在已知的電路裝置中，放電燈簡(jiǎn)單地安裝為與負(fù)載電路中的電感裝置和第二電容裝置串聯(lián)。在燈工作期間，所述已知的電路裝置向燈提供由反相器產(chǎn)生的高頻電流。所述已知的電流裝置包括兩個(gè)功率反饋環(huán)。第一功率反饋環(huán)由負(fù)載電路和第一、第二單向裝置構(gòu)成。第二功率反饋環(huán)由第四電路和第三、第四單向裝置構(gòu)成。由于有兩個(gè)功率反饋環(huán)，所述已知的電路裝置在工作時(shí)只產(chǎn)生少量的THD，同時(shí)它只包含少量的便宜的元件。已發(fā)現(xiàn)，該已知的電路非常適合于向在工作期間其峰峰燈電壓小于低頻供電電壓的峰值的燈供電。在放電燈的峰峰電壓增加到比低頻供電電壓的峰值高的情況下，THD增大，工作條件偏離最佳條件。
通過(guò)在向放電燈供電的裝置中加裝備有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的變壓器，能夠重返工作點(diǎn)。初級(jí)繞組構(gòu)成負(fù)載電路的一部分，且其尺寸最好是使得其上的峰峰電壓大約等于低頻供電電壓的峰值。同時(shí)次級(jí)繞組的尺寸要適當(dāng)?shù)剡x擇以產(chǎn)生燈電壓。然而，該方案的重要缺點(diǎn)是負(fù)載電路中的電流和反相器中的開(kāi)關(guān)中的電流較高。在實(shí)踐中這表示需要使用能耐受較高電壓的昂貴元件或在工作中需要冷卻上述元件。
或者，通過(guò)在第二功率反饋環(huán)中加裝分壓網(wǎng)絡(luò)也可以重返工作點(diǎn)。然而已發(fā)現(xiàn)，分壓網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)在有些情況下會(huì)在負(fù)載電路和反相器的開(kāi)關(guān)中產(chǎn)生較大的電流。由于以上的原因，該大電流是一個(gè)缺點(diǎn)。在其它情況下，發(fā)現(xiàn)分壓網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)需要使反相器工作在接近于負(fù)載電路的諧振頻率的頻率上。以此方式操作反相器導(dǎo)致負(fù)載電路元件的公差靈敏度較高且使反相器開(kāi)關(guān)的功耗較高。
本發(fā)明的目的是提供一種電路裝置，使得供電電流的諧波失真較小，同時(shí)該電路裝置也能夠操作具有較高燈電壓的放電燈而不會(huì)有使負(fù)載電路和反相器中的元件在工作期間經(jīng)受大電流或者使負(fù)載電路的元件具有高的公差靈敏度或者使反相器開(kāi)關(guān)的功耗較高的缺點(diǎn)。
為此，根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的特征在于向放電燈提供電壓的裝置包括一個(gè)變壓器，它備有包括在負(fù)載電路中的兩個(gè)初級(jí)繞組和一個(gè)次級(jí)繞組的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中端子N6位于兩個(gè)初級(jí)繞組之間。
已發(fā)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的尺寸可以適用于大范圍的燈電壓，使得負(fù)載電路和反相器開(kāi)關(guān)中的電流較低且同時(shí)負(fù)載電路的元件的公差靈敏度是可以接受的。
還發(fā)現(xiàn)在第二電路還包括第一電容裝置的情況下能夠?qū)崿F(xiàn)電路裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。
在其中第四電路包括第四電容裝置的電路裝置的結(jié)構(gòu)中也能夠?qū)崿F(xiàn)電路裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。
單向裝置優(yōu)選地由二極管構(gòu)成。因此以簡(jiǎn)單的方式構(gòu)成單向裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的優(yōu)選實(shí)施例中，反相器裝置包括第一開(kāi)關(guān)元件、端子N1、第二開(kāi)關(guān)元件和驅(qū)動(dòng)電路的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)電路連接到上述開(kāi)關(guān)元件以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)使得開(kāi)關(guān)元件交替地導(dǎo)通和關(guān)斷。因此以簡(jiǎn)單和可靠的方式實(shí)現(xiàn)反相器。
優(yōu)選地以下面的方式構(gòu)成變壓器第一初級(jí)繞組L3和第二初級(jí)繞組L4由同一個(gè)實(shí)際的繞組構(gòu)成且端子N6形成為該繞組上的抽頭。以此方式簡(jiǎn)單而可靠地構(gòu)成變壓器。
下面參照附圖解釋本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。附圖中


圖1是根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的第一實(shí)施例的簡(jiǎn)單示意圖，包括連接到電路裝置的放電燈1和燈2的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。和圖2是根據(jù)本發(fā)明的電路裝置的第二實(shí)施例的簡(jiǎn)單示意圖，包括連接到電路裝置的兩個(gè)放電燈1和燈2的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
圖1中，K1和K2是用于連接低頻供電電壓的輸入端。L2是電感器，與電容C3一起構(gòu)成輸入濾波器。二極管D1-D4是整流所述低頻供電電壓的整流器裝置。在該實(shí)施例中二極管D5和D6分別構(gòu)成第一和第二單向裝置。電容C4是第一電容裝置，與二極管D5和D6一起構(gòu)成第一電路。開(kāi)關(guān)元件Q1和Q2與驅(qū)動(dòng)電路DC一起構(gòu)成反相器裝置。驅(qū)動(dòng)電路DC是產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)使開(kāi)關(guān)元件Q1和Q2交替導(dǎo)通和不導(dǎo)通的電路部件。電感L1、電容C1初級(jí)繞組L3和L4、次級(jí)繞組L7和用于連接放電燈的端子K3、K4、K5、K6一起構(gòu)成負(fù)載電路。初級(jí)繞組L3和L4、次級(jí)繞組L7構(gòu)成構(gòu)成自耦變壓器。自耦變壓器與端子K3、K4、K5、K6一起構(gòu)成向放電燈施加電壓的裝置。在圖1的實(shí)施例中電感L1構(gòu)成電感裝置，電容C2構(gòu)成第二電容裝置。電容C1構(gòu)成第三電容裝置。電容C1和C4一起構(gòu)成第二電路。二極管D7和D8分別構(gòu)成第三和第四單向裝置。二極管D7和D8的串聯(lián)結(jié)構(gòu)構(gòu)成第三電路。電容C5構(gòu)成第四電容裝置，同時(shí)構(gòu)成第四電路。
輸入端K1和K2連接到電感L2和電容C3的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。電容C3的第一端連接到整流器橋的第一輸入端，電容C3的第二端連接到整流器橋的第二輸入端。整流器橋的第一輸出端N3通過(guò)二極管D5、D6和電容C4的串聯(lián)結(jié)構(gòu)連接到整流器橋的第二輸出端N5。N2是二極管D5和D6的公共端。N4是二極管D6和電容C4的公共端。端子N2通過(guò)電容C1連接到端子N4。二極管D5和D6的串聯(lián)結(jié)構(gòu)被二極管D7和D8的串聯(lián)結(jié)構(gòu)旁路。N7是二極管D7和D8的公共端。電容C4被開(kāi)關(guān)元件Q1和Q2的串聯(lián)結(jié)構(gòu)旁路。開(kāi)關(guān)元件Q1的控制電極連接到驅(qū)動(dòng)電路DC的第一輸出端。開(kāi)關(guān)元件Q2的控制電極連接到驅(qū)動(dòng)電路DC的第二輸出端。N1是開(kāi)關(guān)元Q1和Q2的公共端。端子N1分別通過(guò)電容C2、電感L1和初級(jí)繞組L4和L3的串聯(lián)結(jié)構(gòu)連接到端子N2。N6是初級(jí)繞組L3和L4的公共端。端子N6通過(guò)電容C5連接到端子N7。初級(jí)繞組L3和L4的串聯(lián)結(jié)構(gòu)被次級(jí)繞組L7、電容C7、端子K6、放電燈“燈2”、端子K5、端子K4、放電燈“燈1”和端子K3所旁路。
下面描述圖1所示的電路裝置的操作。
當(dāng)輸入端K1和K2連接到低頻供電電源的兩極時(shí)，整流器橋整流該電壓源提供的低頻供電電壓，使得在用作緩沖電容器的電容C4上出現(xiàn)DC電壓。驅(qū)動(dòng)電路DC使得開(kāi)關(guān)元件Q1和Q2交替地導(dǎo)通和不導(dǎo)通，結(jié)果在端子N1獲得了基本為方波的波形，其幅值等于電容C4上的DC電壓的幅值。在端子N1上出現(xiàn)基本為方波的電壓導(dǎo)致交流電流流過(guò)電容C2、電感L1和初級(jí)繞組L4。該交流電流的第一部分流過(guò)初級(jí)繞組L3和端子N2。該交流電流的其余部分流過(guò)電容C5和端子N7。結(jié)果在端子N2和端子N7出現(xiàn)與上述方波電壓相同頻率的電壓。當(dāng)電容C4上的電壓高于整流的低頻供電電壓的瞬時(shí)幅值時(shí)，出現(xiàn)在端子N2和端子N7上的這些電壓也會(huì)從供電電壓汲取脈動(dòng)電流。因此，所述電路裝置的功率系數(shù)較高，且供電電流的總諧波失真較小。在操作中，與端子N1上的基本方波的電壓相同頻率的電壓出現(xiàn)在初級(jí)繞組L3和L4和次級(jí)繞組L7的串聯(lián)結(jié)構(gòu)上。結(jié)果相同頻率的電流流過(guò)放電燈“燈1”和“燈2”的串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
在圖1所示的實(shí)用實(shí)施例中，參數(shù)如下L1=580μH,F,C1=18nF,C2=200nF,C3=200nF,C4=22μF,C5=18nF,C7=200nF。變壓器設(shè)計(jì)為L(zhǎng)3/(L3+L4)=0.66，同時(shí)(L3+L4+L7)/(L3+L4)=1.33。在該實(shí)施例中使兩個(gè)額定功率58瓦的低壓水銀放電燈工作。每個(gè)燈的電壓是110V。基本為方波的電壓的頻率是50kHz。低供電電壓源是歐洲民用電源230Vr.m.s.，頻率為250Hz。流過(guò)電感L1的電流約910mAr.m.s.?？傊C波失真遠(yuǎn)小于20％，符合IEC1000-3-2。已發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用WO/19578所述的備有基本相同的輸入濾波器的已知電路裝置操作并聯(lián)的相同電壓水銀放電燈時(shí)，流過(guò)電感L1的電流是1240Ar.m.s.，在開(kāi)關(guān)中產(chǎn)生高得多的功耗。
通過(guò)與圖1的結(jié)構(gòu)稍有不同的電流裝置的結(jié)構(gòu)可以獲得類(lèi)似的結(jié)果，所述不同之處是電容C1就端子N2連接到端子N5而不是N4。在該稍微不同的結(jié)構(gòu)中，電容C1形成第三電容裝置和第二電路。
圖2所示的實(shí)施例在很大程度上與圖1的實(shí)施例相同。在兩個(gè)圖中相同和類(lèi)似的元件以相同的標(biāo)號(hào)表示。在圖2的實(shí)施例中，負(fù)載電路的變壓器的次級(jí)繞組L7只是磁耦合到兩個(gè)初級(jí)繞組，而沒(méi)有電連接。次級(jí)繞組L7被早日C7和放電燈“燈1”和“燈2”的串聯(lián)結(jié)構(gòu)所旁路。
圖2的實(shí)施例的操作與圖的實(shí)施例的操作類(lèi)似，沒(méi)有分別地描述。
權(quán)利要求
1．用于以高頻電流使放電燈工作的電路裝置，包括用于連接低頻供電電壓源的輸入端，與上述輸入端耦接、用于整流所述低頻供電電壓源的整流裝置，第一電路，包括第一單向裝置、第二單向裝置和連接到所述整流裝置的第一輸出端N3和所述整流裝置的第二輸出端N5的第一電容裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，反相器裝置，用于旁路所述第一電容裝置以產(chǎn)生高頻電流，負(fù)載電路，包括電感裝置、第二電容裝置和向放電燈施加電壓的裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述負(fù)載電路將所述反相器裝置的端子N1連接到在第一單向裝置和第二單向裝置之間的端子N2，和第二電路，包括第三電容裝置，和將端子N2連接到端子N5，第三電路，將整流裝置的第一輸出端N3連接到第二單向裝置和第一電容裝置之間的端子N4，所述第三電路包括第三單向裝置和第四單向裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，和第四電路，將在第三單向裝置和第四單向裝置之間的端子N7連接到端子N6，端子N6是負(fù)載電路的一部分，其特征在于向放電燈提供電壓的裝置包括一個(gè)變壓器，它備有包括在負(fù)載電路中的兩個(gè)初級(jí)繞組和一個(gè)次級(jí)繞組的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，其中端子N6位于兩個(gè)初級(jí)繞組之間。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的電路裝置，特征在于所示第二電路還包括第一電容裝置。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的電路裝置，特征在于所述第四電路包括第四電容裝置。
4．根據(jù)上述任一個(gè)權(quán)利要求的電路裝置，特征在于所述單向裝置由二極管構(gòu)成。
5．根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求的電路裝置，特征在于所述反相器裝置包括第一開(kāi)關(guān)元件、端子N1、第二開(kāi)關(guān)元件和驅(qū)動(dòng)電路的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)電路連接到上述開(kāi)關(guān)元件以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)使得開(kāi)關(guān)元件交替地導(dǎo)通和不導(dǎo)通。
6．根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求的電路裝置，特征在于所述負(fù)載電路還包括電感裝置、電容裝置和向放電燈提供電壓的裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)，串聯(lián)結(jié)構(gòu)的一個(gè)部件是端子N8，它通過(guò)第五電路連接到端子N7。
7．根據(jù)權(quán)利要求7的電路裝置，特征在于所述第五電路包括第五電容裝置。
8．根據(jù)前述任一個(gè)權(quán)利要求的電路裝置，特征在于，第一初級(jí)繞組L3和第二初級(jí)繞組L4由同一個(gè)實(shí)際的繞組形成，所述端子N6是該繞組上的一個(gè)抽頭。
全文摘要
在用于操作至少一個(gè)燈并包括兩個(gè)功率反饋環(huán)的電路裝置中,帶有兩個(gè)初級(jí)繞組和一個(gè)次級(jí)繞組的變壓器被包含在負(fù)載電路中。兩個(gè)初級(jí)繞組的公共端上的電壓通過(guò)一個(gè)反饋環(huán)反饋。該電路裝置可以以比主電源的rms電壓高得多的燈電壓使燈工作,只產(chǎn)生有限的THD。
文檔編號(hào)H05B41/24GK1322457SQ00802094
公開(kāi)日2001年11月14日 申請(qǐng)日期2000年9月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月30日
發(fā)明者E·M·J·埃恩德克爾克 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司