專利名稱：電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及諸如熒光燈等氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器。
背景技術：
一般可以以包括“前端”和“后端”的形式來分析熒光燈的電子鎮(zhèn)流器。前端一般包括整流器，用以把交流(AC)線電壓變?yōu)橹绷?DC)母線電壓；和濾波電路，用以對DC母線電壓進行濾波。濾波電路一般包括儲能電容器。電子鎮(zhèn)流器還往往使用升壓電路，用以提升DC母線電壓的輻度。另外，已經(jīng)知道使用無源功率因數(shù)校正裝置來減小鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變的電子鎮(zhèn)流器。這些裝置包括線路頻率濾波電路，所述濾波電路在線路頻率和線路頻率的約前30個諧波下的阻抗高。線路頻率濾波電路的高阻抗具有明顯的降低鎮(zhèn)流器總諧波畸變的作用。這些濾波器與EMI濾波器相反，后者在線路頻率和相關諧波下阻抗低，因而對降低鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變沒有明顯效果。
鎮(zhèn)流器后端一般包括開關式逆變器，用以把DC母線電壓變換為高頻的AC電壓；和諧振槽路，具有相對較高的阻抗，用以把高頻AC電壓耦合到燈電極。鎮(zhèn)流器后端一般還包括反饋電路，用以監(jiān)視燈電流并產(chǎn)生用以控制逆變器開關以維持所需的燈電流振輻的控制信號。
為了維持燈的穩(wěn)定工作，先有技術的電子鎮(zhèn)流器一般都對母線DC電壓進行濾波，以便把母線電壓的紋波量減到最小。這通常是通過設置電容器量較大的因而儲能能力較大的母線電容器來實現(xiàn)的。通過設置較大的母線電容器，把從一個半周到下半周的整流峰值電壓的衰減量減到最小。把母線DC電壓的紋波量減到最小，往往也把燈電流的電流波峰因數(shù)(CCF)減到最小。燈電流的電流波峰因數(shù)定義為燈的峰值電流振輻與燈電流的均方根(RMS)值振輻之比。
(公式1)CCF≡IpkIRMS]]>諸如熒光燈等氣體放電燈的燈電流質(zhì)量的一個重要指標是燈電流的電流波峰因數(shù)(CCF)。最好CCF低，因為CCF高會使燈絲退化，從而縮短燈的壽命。日本工業(yè)標準(JIS)JIS C 8117-1992建議CCF為2.1或更低，而國際電工委員會(IEC)標準921-1988-07建議CCF為1.7或更低。
但是，利用較大的母線電容器來把母線DC電壓的紋波減到最小會帶來一些缺點。母線電容器越大，就越昂貴，在印刷電路板上占用面積就越大，類似地，它在鎮(zhèn)流器中占用體積就越大。當母線電壓電平高于AC線電壓瞬時絕對值時母線電容器放電，因而母線電容器在每個線電壓半周內(nèi)只有較短的時間重新充電到大約AC線電壓絕對值峰值電壓。因而，如

圖1所示，一般的先有技術鎮(zhèn)流器在母線電容器充電的短時間內(nèi)拉取相對較大的電流量。這產(chǎn)生畸變的鎮(zhèn)流器輸入電流波形，引起不希望有的諧波和不希望有的總諧波畸變電平(THD)。
在AC電力系統(tǒng)中，電壓和電流波形可以表達為基波和一系列諧波。這些諧波的頻率是線電壓或電流基頻的若干倍。具體地說，AC波形中的畸變具有一些其頻率為基頻的整數(shù)倍的分量。最重要的諧波是三次諧波的倍數(shù)的諧波。這些諧波在三相電力系統(tǒng)的中性導線上在數(shù)值上相加。一般用基頻的前30個諧波來計算總諧波畸變。鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變最好低于33.3％，以防止三相電力系統(tǒng)中性導線過熱。另外，照明系統(tǒng)的許多用戶要求鎮(zhèn)流器具有的鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變小于20％。
降低鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變并改善鎮(zhèn)流器功率因數(shù)的一個途徑是采用眾所周知的有源功率因數(shù)校正(APFC)電路。這個途徑有利有弊，包括鎮(zhèn)流器復雜性加大、元件增加、成本上升、潛在的可靠性降低，也可能使功率消耗增大。此外，帶有APFC的鎮(zhèn)流器一般利用相對較大的母線電容器，因而具有上述隨之而來的各種缺點。
降低鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變的另一個途徑是，在整流器和逆變器之間采用填谷電路。典型的先有技術填谷電路的一個缺點是它們具有較大的母線紋波，所述母線紋波產(chǎn)生更高的燈電流波峰因數(shù)，這本身又縮短燈的壽命。
T.-F.Wu，Y.-J.Wu，C.-H.Chang和Z.R.Liu在IEEE IndustryApLIcation Society Annual Meeting，pp.2372-77，1997“帶有抖動升壓功率因數(shù)校正器的無紋波單級電子鎮(zhèn)流器”；Y.-S.Youn，G.Chae和G.-H.Cho在IEEE PESC97 Record，pp.53-59，1997的“具有改進的填谷和谷升壓變換器的功率因數(shù)為1的電子鎮(zhèn)流器”和G.Chae，Y.-S，Youn及G.-H.Cho在IEEE 0-7803-4489-8/98，pp.2003-8，1998“用于低成本電子鎮(zhèn)流器的利用谷電荷泵送的高功率因數(shù)校正電路”中討論了提供具有改進的功率因數(shù)和THD的電子鎮(zhèn)流器的先有技術途徑。
在嘗試提供改進的功率因數(shù)和總諧波畸變的電子鎮(zhèn)流器方面，代表性的先有技術專利包括1995年2月7日頒發(fā)給Wood的美國專利No.5,387,847“用于氣體放電燈的無源功率因數(shù)鎮(zhèn)流器電路”；1995年3月21日頒發(fā)給Konopka等人的美國專利No.5,399,944“用于驅動氣體放電的鎮(zhèn)流器電路”；1996年5月14日頒發(fā)給El-Hammamsy等人的美國專利No.5,517,086“改進的填谷高功率因數(shù)校正的鎮(zhèn)流器”和1999年11月30日頒發(fā)的美國專利No.5,994,847“帶有燈電流填谷功率因數(shù)校正的電子鎮(zhèn)流器”。
另一個參考文獻是1998年Peter M.Wood所著“利用無源功率因數(shù)校正和波峰因數(shù)控制的熒光燈鎮(zhèn)流器設計”。所述文獻展示了利用在線路頻率及其大約前30個諧波下具有相當高的阻抗的濾波器的鎮(zhèn)流器。
發(fā)明概要按照本發(fā)明的第一個特征，用于驅動氣體放電燈的新型電子鎮(zhèn)流器包括整流電路，用于把AC線電壓轉換為整流的電壓；填谷電路，它包括儲能裝置，后者通過開關阻抗充電，所述儲能裝置中的能量用來填充相繼出現(xiàn)的兩個整流電壓峰之間的谷，以產(chǎn)生填谷后電壓；和逆變器電路，具有串聯(lián)可控導通器件，用于把填谷后電壓轉換為高頻AC電壓。儲能裝置可以是電容器或電感器或其他任何儲能組件或組件的組合。給儲能裝置充電是指增加儲能裝置中儲存的能量?？煽貙ㄆ骷且环N其導通可由外部信號控制的器件，包括諸如金屬氧化物-半導體場效應晶體管(MOSFET)，絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、雙極結型晶體管(BJT)、三端可控硅器件、可控硅、繼電器、開關、真空管和其他開關器件。高頻AC電壓施加在用于驅動電流流過氣體放電燈的諧振槽路上，并設置控制電路，用以以新的方式控制可控導通器件的導通，以便向氣體放電燈提供所需的燈電流并減小鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變。所描述的本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器可以驅動一個以上的氣體放電燈。
在所述鎮(zhèn)流器的一個最佳實施例中，填谷電路的儲能裝置包括電容器，一般稱作填谷電容器，填谷電容器在AC線電壓每個半周的第一充電部分期間儲存能量，并又在AC線電壓的每個半周的第二放電部分期間向逆變器電路提供能量，驅動燈電流流過氣體放電燈。填谷電路的開關阻抗包括與可控導通器件串聯(lián)的電阻器，填谷電容器通過所述電阻器充電。
在一個替換的實施例中，填谷電路的儲能裝置包括填谷電容器，而開關阻抗包括一個與可控導通器件串聯(lián)的電感器，一起連接在降壓轉換電路配置中。填谷電容器在AC線電壓每個半周的第一充電部分期間儲存能量，而在AC線電壓的每個半周的第二放電部分期間向逆變器電路提供能量。降壓電路的電感器在填谷電容器充電周期期間隨著可控導通器件的導通而儲存能量，并在填谷電容器充電周期期間隨著可控導通器件的截止而把所儲存的能量傳遞給填谷電容器。
在一個替換的實施例中，降壓電路的電感器配備有通過換向二極管連接到母線電壓的抽頭，以便為填谷電容器提供不同的充電和放電時間。
按照本發(fā)明的第二個特征，用于驅動氣體放電燈的新型電子鎮(zhèn)流器包括整流電路，用于把輸入的AC線電壓轉換成全波整流電壓；填谷電路，用以填充依次出現(xiàn)的整流電壓峰值之間的谷，以便產(chǎn)生填谷后電壓；逆變器電路，它具有串聯(lián)開關器件(可控導通器件)，以便把填谷后電壓轉換為高頻AC電壓；諧振槽路，用以把高頻AC電壓耦合到氣體放電燈；控制電路，用以控制可控導通器件的導通，以便向氣體放電燈遞送所需的電流；和用于在AC線輸入電壓過零點附近抽取電流的裝置，以便減小鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變。
在所述鎮(zhèn)流器的一個最佳實施例中，所述在過零點附近抽取電流的裝置是貓耳電路(cat ear circuit)。所述貓耳電路最好是貓耳電源，它可以為控制電路或其他內(nèi)務和輔助電路的操作提供必要的電源。貓耳電路在每個半周的上升沿或每個半周的下降沿處，或兩者同時，在AC線電壓過零點附近從AC線路抽取電流。貓耳電路因其輸入電流波形的特有形狀而得名。這種電流“填入”或補充鎮(zhèn)流器在過零點附近從AC線路抽取的電流波形。貓耳電路可以配備有響應固定的輸入電壓電平而“接通”和“切斷”貓耳電路的電路?；蛘撸埗娐房梢耘鋫溆羞@樣的電路，所述電路監(jiān)視鎮(zhèn)流器后端抽取的電流，并使貓耳電路只在后端不抽取顯著數(shù)量的電流時才抽取輸入電流。
附圖的簡要說明圖1表示沒有APFC或填谷電路的先有技術電子鎮(zhèn)流器的電壓和電流波形，某些理想波形用虛線表示；圖2是本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器一個實施例的簡要方框圖；圖3是可以在本發(fā)明電子鎮(zhèn)流器中使用的利用降壓轉換電路的填谷電路的第一實施例的簡要電路圖；圖4是圖3的降壓轉換電路中填谷后電壓的簡要表示，用于說明操作方法；圖5是圖3的降壓轉換電路的簡要電路圖，用于說明第一操作方式；圖6是圖3的降壓轉換電路的簡要電路圖，用于說明第二操作方式；圖7是全負荷光輸出時包括圖3降壓轉換電路的電子鎮(zhèn)流器中不同的電壓和電流波形的簡要表示；圖8是10％光輸出時包括圖3降壓轉換電路的電子鎮(zhèn)流器中不同的電壓和電流波形的簡要表示；圖9是按照本發(fā)明的其降壓轉換電路與逆變器電路結合在一起的填谷電路的第二實施例的簡要電路圖；圖10是按照本發(fā)明的其降壓轉換電路與該降壓轉換電路中的具有抽頭的電感器結合在一起的填谷電路的第三實施例的簡要電路圖11是具有用于對填谷電容器進行再充電的反饋變壓器的填谷電路的另一個替代實施例的簡要電路圖；圖12是按照本發(fā)明的填谷電路的第四實施例的簡要電路圖；圖13是按照本發(fā)明的填谷電路的第五實施例的簡要電路圖；圖14是按照本發(fā)明的與逆變器電路結合在一起的填谷電路的第六實施例的簡要電路圖；圖15是按照本發(fā)明的填谷電路的第七實施例的簡要電路圖；圖16是按照本發(fā)明的填谷電路的第八實施例的簡要電路圖；圖17和18是按照本發(fā)明構造的鎮(zhèn)流器簡要電路圖；圖19是在公共時基上的一組曲線圖，表示在線電壓半周內(nèi)變化的圖17的逆變器開關導通時間以及由鎮(zhèn)流器抽取的結果線電流；圖20和21是按照本發(fā)明構造的電子鎮(zhèn)流器的第二實施例的簡要電路圖；圖22是圖20和21的鎮(zhèn)流器簡要部分電路圖，包括控制、波形整形和反饋電路的細節(jié)；圖23是用于圖22的波形整形電路的自動增益控制電路的簡要電路圖；圖24是圖20的反饋電路的第二實施例的簡要電路圖；圖25是圖20的反饋電路的第三實施例的簡要電路圖；圖26是說明圖24和25的反饋電路的操作的簡要流程圖；圖27是先有技術貓耳電源的簡要電路圖；圖28示出圖20和22的貓耳電源抽取的線電流的簡要波形；圖29是按照本發(fā)明的具有固定接通點和切斷點的貓耳電路的第一實施例的簡要電路圖；圖30是包含對后端電流的有源監(jiān)視的貓耳電路第二實施例的簡要電路圖；圖31示出圖20和21的電子鎮(zhèn)流器抽取的線電流的簡要波形。
本發(fā)明實施例的詳細描述當結合附圖閱讀時，將最好地理解上述發(fā)明概要以及以下對最佳實施例的詳細描述。為了舉例說明本發(fā)明，在附圖中示出當前的最佳實施例，其中所有附圖中，類似的號碼代表類似的部件，但應明白，本發(fā)明不限于所公開的特定方法和裝置。
鎮(zhèn)流器概述參見圖2，其中示出按照本發(fā)明構造的電子鎮(zhèn)流器810的簡要方框圖。鎮(zhèn)流器810包括整流電路820，它可以連接到給定線路頻率的AC電源。一般AC電源的給定線路頻率是50Hz或60Hz。但是，本發(fā)明不限于這些特定的頻率。無論何時，說一個裝置在當前關系下連接到、耦合到、耦合在另一個裝置，或者可以連接到另一個裝置，是指所述裝置直接用導線連接，或者通過諸如(但不限于)電阻器、二極管、可連接裝置連接另一個裝置，而這種連接可以是串聯(lián)或并聯(lián)。整流電路820把輸入電壓轉換為全波整流電壓。在本發(fā)明的一個實施例中，整流電路820通過二極管840連接到將要描述的新型填谷電路830。高頻旁路濾波電容器850跨接在填谷電路830的輸入端子之間。填谷電路830選擇性地向將要描述的儲能裝置充電和放電，以便建立填谷后電壓。填谷電路830的輸出端子又連接到逆變器電路860的輸入端子。逆變器電路860把整流的DC電壓變換為高頻AC電壓。逆變器電路的輸出端子連接到輸出電路870，它一般包括諧振槽路，還可以包括耦合變壓器。輸出電路870對逆變器電路860的輸出進行濾波，以便提供基本上是正弦的高頻電壓，并提供電壓增益和增大輸出阻抗?？梢园演敵鲭娐?70連接成驅動諸如氣體放電燈等負載880；例如，熒光燈。耦合到負載880的輸出電流讀出電路890向控制電路882提供負載電流反饋。控制電路882產(chǎn)生控制信號，以便向負載880提供所需的負載電流。貓耳電路884連接在整流電路820的輸出端子之間，并為控制電路882的正確操作提供必要的功率。
填谷電路現(xiàn)轉向圖3，圖中以降壓轉換電路的形式示出圖2的填谷電路830的第一實施例910的簡要電路圖。接在第一和第二輸入端子912和914的是采取電容器形式的與第一二極管918串聯(lián)的儲能裝置916。降壓轉換電路910的功能是為電容器916提供受控的充電電流。所述電容器916亦稱為填谷電容器。連接在電容器916和第一二極管918負極的結點上的是電感器920，電感器920與第二(任選)二極管922和可控導通器件開關924串聯(lián)連接到電路公共端?？煽貙ㄆ骷?24表示為金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)，但也可以是雙極結型晶體管(BJT)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)或其他可控導通器件。降壓轉換電路910還包括第三換向二極管926，該二極管也可以是適當?shù)氖芸赝秸髌骰騇OSFET，連接在降壓電感器920和第二二極管922的結點與電容器916的連接到輸入端912的一個端子之間。第一輸出端子928連接到輸入端子912、電容器916和換向二極管926的負極。第二輸出端子930連接到第二輸入端子914、電路公共端、和二極管918的正極和開關924。
現(xiàn)將結合附圖3，4，5和6描述降壓轉換電路910的操作。在狀態(tài)I(圖4的時間間隔I)，施加在降壓轉換電路910的輸入端子912、914的瞬時整流后線電壓1010小于或等于電容器916兩端的電壓1012，因而電容器916把所儲存的某些能量放電，送入逆變器電路。在這種狀態(tài)下，二極管840(圖2)被反向偏置，而二極管918被正向偏置進入導通狀態(tài)。這為電容器916建立從電路公共端通過二極管918和電容器916向降壓逆變器的輸出端子928的放電通路。開關924一般以遠高于整流后線電壓頻率的30kHz或更高的頻率交替地斷開和接通。當開關924導通時，從前一個充電周期殘留在降壓電感器920內(nèi)的剩余能量通過二極管922和開關924向電路公共端放電。因而，二極管922和926被反向偏置，所以沒有電流進一步通過降壓電感器920流動。
在狀態(tài)II(圖4的時間間隔II)瞬時整流后線電壓高于電容器916兩端電壓，因而電容器增大其儲存的能量。在時間間隔II中，降壓逆變器的操作取決于開關924的導通狀態(tài)。
當開關924導通時，降壓轉換電路910可簡化為圖5所示形式，降壓電感器920兩端的電壓等于瞬時整流后線電壓減去電容器916兩端的電壓。于是，從輸入端912通過電容器916、降壓電感器920和開關924到電路公共端，給電容器916充電。另外，在開關924導通時，能量由施加在降壓電感器920上的電壓存入降壓電感器920。當開關924不導通(圖6描述的情況)時，流過降壓電感器920的電流1210通過二極管926連通流入電容器916，于是，把儲存在降壓電感器920內(nèi)的能量的一部分或全部轉移到電容器916。應當指出，在狀態(tài)II下，電容器916既在開關924導通時充電，又在開關924不導通時充電。
降壓轉換電路910的操作結果是，如鎮(zhèn)流器工作在全負載光輸出情況下的圖7所示，電容器916在時段期1310內(nèi)充電。填谷電容器916的充電最好發(fā)生在每個線路半周的90度以上。
當填谷電容器的充電發(fā)生在每180度線路頻率半周的90度以上時，發(fā)現(xiàn)所得鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變已經(jīng)減小。
降壓轉換電路910的另一個優(yōu)點是，在每個充電周期開始時涌入電容器916的電流受到降壓電感器920限制。這也可以從圖7看出，與沒有有源功率因數(shù)校正器(APFC)或填谷電路的典型的先有技術的鎮(zhèn)流器的峰值線電流1314相比，峰值線電流1312大為減小。在鎮(zhèn)流器開始接通時浪涌電流的限制更為明顯。于是，當電源首次加在一般的有源功率因數(shù)校正的鎮(zhèn)流器上時，儲能電容器被充電，至電容器電壓上升到AC線電壓的峰值為止。在此充電周期里，輸入電流基本上只受導線電阻器和提供給所述鎮(zhèn)流器的AC電源的阻抗限制。本發(fā)明的鎮(zhèn)流器的降壓轉換電路910固有地限制電流，因而克服了APFC型鎮(zhèn)流器的另一個明顯的缺點。
降壓轉換電路910的另一個優(yōu)點是，它為電容器916提供過壓保護。就是說，在諸如不接燈等無負載的情況下，電容器916充電不會超過峰值整流后線電壓。這與傳統(tǒng)的升壓和降壓-升壓逆變器電路形成對比，在這里在無負載的情況下必須加上額外的電路來防止儲能電容器充電至潛在的災難性的高壓。
如圖8所示，在燈減光到約10％光輸出時，電容器916的充電時間縮短。同時，母線紋波電壓也降低，導致燈電流較低的電流波峰因數(shù)。
現(xiàn)轉向圖9，其中示出帶有逆變器電路860的降壓轉換電路1410的第二實施例。以后還將更詳細地描述的逆變器電路860具有高側開關2112和低側開關924。高側開關2112和低側開關924均為可控導通器件，諸如MOSFET或IGBT。在所述實施例中，降壓轉換電路1410和逆變器電路860共用一個可控導通器件924。否則，降壓轉換電路1410的第二實施例會以基本上與降壓轉換電路910第一實施例相同的方式工作。
現(xiàn)轉向圖10，其中示出降壓轉換電路的第三實施例，其中降壓電感器920用帶有抽頭的電感器代替。換向二極管926的正極耦合到抽頭電感器1520的內(nèi)部線圈的抽頭上，而不是抽頭電感器1520和二極管922的接點上。設置抽頭提供了改變電感器1520放電時間的能力。可以縮短或完全排除降壓轉換電路的連續(xù)工作方式。但是，這種額外的靈活性也帶來開關924上額外的電壓應力的弊端。于是，當抽頭電感器1520向電容器916轉移能量時，抽頭電感器1520起的作用就像是使施加在開關924兩端的電壓等于電容器916兩端的電壓乘以抽頭電感器1520的圈數(shù)比。緩沖電路包括緩沖二極管1552，與并聯(lián)的緩沖電阻器1554和緩沖電容器1556串聯(lián)，耦合在抽頭降壓電感器1520和二極管922的結點與電路公共端之間，耗散抽頭降壓電感器中未耦合的剩余能量。
在圖10的抽頭降壓電感器電路的一個實施例中，電容器916是兩個47微法，250伏電容器的并聯(lián)組合，二極管918和926是MUR 160二極管，二極管922和1552是1000伏、1安二極管、電阻器1554是兩個91千歐1瓦電阻器的串聯(lián)組合，電容器1556是0.0047微法，630伏電容器，而開關924是250伏IRFI634G MOSFET。抽頭降壓電感器1520從二極管918的負極到二極管922的正極約有180圈的總圈數(shù)(具有約1.427毫亨的電感器量)，其中，從二極管918的負極起到抽頭的圈數(shù)約為75(電感約244微亨)，而從抽頭到二極管922的正極的圈數(shù)約為105(電感器約為492微亨)。
在以前描述的填谷電路830(圖2)的每一個實施例中，電容器916的充電電流隨著可控導通器件924導通時間的延長而增大。當燈減光到低的發(fā)光水平時，開關924導通較長時間，電容器916上積累的電荷增加，趨向于升高母線電壓。在低的發(fā)光水平下，最好具有較高的母線電壓，因為在低的發(fā)光水平和較高的母線電壓下，燈電壓增大允許燈通過較高的阻抗被驅動。1991年8月20日提交的Sullivan等人轉讓給Lutron Electronic Co.，Inc.的美國專利No.5,041,763討論了較高的輸出阻抗改善燈的穩(wěn)定性。
充電電流還隨著整流后線電壓和電容器916兩端電壓之間的電壓差的增大而增大。其結果是，抽頭降壓電感器中的瞬時充電電流在線半周的中間最高，所述線半周兩端較低，其結果是鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變減小。
現(xiàn)轉向圖11，其中示出填谷電路的另一個實施例1570。在所述實施例中，填谷電路1570除電容器916、二極管922和開關924外，還包括連接在電容器916和端子912之間的二極管1572和“反饋”變壓器1576。所述變壓器1576的“初級”繞組連接在二極管922的正極和填谷電路1570的端子928之間。所述變壓器1576的“次級”繞組連接在電路公共端和二極管1574的正極之間，所述二極管的負極又連接到電容器916和二極管1572的正極結點。
當施加在圖11中的端子912、914的整流后線電壓超過電容器916兩端的電壓時，在反饋變壓器1576的“次級”繞組兩端產(chǎn)生的電壓通過二極管1574重新向電容器916充電。當整流后線電壓低于電容器兩端的電壓時，電容器通過輸出端子928和930放電。
現(xiàn)轉向圖12，其中示出填谷電路的第四實施例，它只使用容性儲能裝置。在這個實施例中，填谷電路1610包括第一儲能電容器1632，所述電容器與第一二極管1634一起串聯(lián)在電路1610的第一和第二輸入端子912、914之間。第二儲能電容器1616與第二二極管1636串聯(lián)，第二二極管1636的負極連接到輸入端912。第三二極管1638連接在電容器1632和二極管1634的結點與電容器1616和二極管1636的結點之間。儲能電容器1616的另一個端子通過與電阻器1620并聯(lián)的第四二極管1618連接到第二輸入端子914。
當施加在端子912和914上的整流后線電壓超過電容器1632和1616兩端電壓之和(超過的數(shù)值等于二極管1638兩端的正向電壓降)時，二極管1638被正向偏置，儲能電容器1632、1616通過電容器1632、二極管1638、電容器1616和電阻器1620的串聯(lián)通路充電。電阻器1620限制進入儲能電容器1632、1616的充電電流，以便降低鎮(zhèn)流器從所述線路中抽取的電流的電流尖峰，以此減小鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變。電容器1632、1616一般每一個都具有相同的數(shù)值，充電至大約峰值輸入電壓的一半。
當施加在端子912、914上的整流后線電壓降至以下電容器1632、1616兩端的電壓之和時，二極管1638被反向偏置。一旦輸入端子912、914之間的電壓降到比電容器1632兩端的電壓還低(差值等于二極管1634的導通電壓)，電容器1632便通過二極管1634輸出端子928、930放電。一旦輸入端子912、914的電壓降至比電容器1616兩端電壓還低(差值等于二極管1636的導通電壓)，電容器1616便通過二極管1636、電阻器1620和輸出端子928、930放電。當電阻器1620兩端的電壓降超過二極管1618的導通電壓時，電容器1616通過二極管1636、1618和輸出端子928、930放電。
總之，電容器1632、1616串聯(lián)充電，并聯(lián)放電，將它們儲存的能量轉移給驅動氣體放電燈的逆變器電路。因而減小母線電壓的紋波量，這本身又導致由鎮(zhèn)流器傳遞的燈電流的電流波峰因數(shù)的改善。
圖12的填谷電路1610明顯地不同于Wood的美國專利No.5,387,847的填谷電路。最顯著的是Wood在其專利圖2中，示出電阻器與二極管一起串聯(lián)連接在兩個電容器之間。形成對照的是，圖12的填谷電路設置電阻器1620，與二極管1618并聯(lián)，這一對連接在電容器1616和電路公共端之間。這個新型電路提供鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變所需的改善，但它是以更輕易地適應額外改善的方式實現(xiàn)的。
為了進一步改善鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變，可以通過設置與電阻器1620串聯(lián)的可控導通器件924(如圖13所示)來修改圖12的填谷電路1610。這建立了開關電阻電路?？煽貙ㄆ骷?24一般工作在高頻，就是說，比AC線電壓的基頻高許多倍。鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變可以通過控制開關924的導通加以改善，使得開關924的導通時間延長到接近每個線半周的中心或峰值。其結果是，鎮(zhèn)流器輸入電流的波形更接近AC線電壓的波形一致。
圖13的填谷電路1710可以與鎮(zhèn)流器逆變器電路結合，如圖14所示，其中可控導通器件924由填谷電路1810和逆變器電路2110共享?；蛘?，圖13的填谷電路1710的開關924可以是一個獨立控制的可控導通器件，與逆變器電路860中的每一個開關分開。
可以如圖15所示用與開關924串聯(lián)的電感器1920代替電阻器1620來減小圖13填谷電路的電阻損耗。在一個替代的實施例中，電感器1920和開關924的結合可以用單一個電感器代替。但是，高頻開關924的動作允許使用相對較小的便宜的電感器1920。
作為開關924的替代，高頻變壓器的次級繞組2024可以如圖16所示地被替代。高頻變壓器一般出現(xiàn)在鎮(zhèn)流器中。通過給次級繞組增加適當數(shù)量的圈數(shù)(最好加在已有的變壓器上)，可以與電感器1920串聯(lián)地引入極性交變的電壓，交替地對抗和幫助通過電感器1920的電流流動。從而，繞組2024有效地起開關的作用。
逆變器電路如圖17和18所示，連接到電容器916和降壓逆變器1510的輸出端的是高頻逆變器電路2110，用以向圖18的諧振槽路2220提供高頻電壓，以便驅動燈電流流過氣體放電燈。逆變器電路2110包括串聯(lián)的第一和第二可控導通器件2112、924。母線電壓大于整流后線電壓或大于電容器916兩端的電壓。當整流的線電壓高于電容器916上的電壓時，逆變器電路2110直接從AC線路抽取電流。當整流后線電壓低于電容器916的電壓時，逆變器電路2110從電容器916抽取電流。
當逆變器電路在AC線峰值時刻前后每個180°線路頻率半周的大于90°的時間里直接從AC線路抽取電流時，發(fā)現(xiàn)鎮(zhèn)流器輸入電流的結果總諧波畸變(THD)小于33％。
現(xiàn)將聯(lián)系圖19描述逆變器電路2110的操作。逆變器電路2110使用固定頻率D(1-D)占空比互補的開關工作方式。這意味著任何時候開關器件2112、924中的一個，也只有一個是導通的。在這個討論中，占空比D是指第一開關2112的導通時間，而互補占空比(1-D)是指第二開關924的導通時間?？紤]裝置2112、924中的一個在任何時候都是導通的，各個裝置的稱為D和1-D的導通時間之和是開關頻率的周期。在實際的電子電路中，一般有一段時間裝置2112、924都不導通，一般稱作空載時間。對裝置2112、924的導通時間而言，空載時間一般非常短。這個空載時間的目的是保證不會讓裝置2112、924同時導通。但是，這個空載時間可以延長，并用作逆變器電路的附加控制參數(shù)。當開關2112(在圖19中稱作SW1)導通時，逆變器電路2110的輸出連接到降壓轉換電路的輸出端子928，這是填谷后電壓。當開關器件924(在圖19中稱作SW2)導通時，逆變器電路2110的輸出連接到作為電路公共端子的降壓轉換電路的輸出端子930。對于給定的瞬時填谷后電壓，當兩個開關2112、924的導通時間相等時，達到對于所述瞬時填谷后電壓所能向氣體放電燈提供的最大燈電流。在所述電子鎮(zhèn)流器中，燈電流既取決于瞬時填谷后電壓，又取決于開關2112、924的導通時間。開關2112、924的導通時間是響應流過圖18所示的氣體放電燈2210、2212電流，受圖17的控制電路882的控制。下面將要詳細描述控制電路的操作。
用以控制電子鎮(zhèn)流器逆變器的傳統(tǒng)的控制算法，一般是調(diào)整可控導通器件的導通時間，以便把rms燈電流維持在恒定值上。傳統(tǒng)的控制回路響應緩慢，難以使可控導通器件的導通時間在線路頻率半周的過程中保持恒定。這種算法，應用于填谷電路型鎮(zhèn)流器時，其結果是，由于填谷后電壓的調(diào)制作用，燈電流的波峰因數(shù)高。
本最佳實施例的控制電路調(diào)整可控導通器件的導通時間?？s短開關2112的導通時間，以便產(chǎn)生相對較窄的脈沖，并且增加開關924的導通時間，以便產(chǎn)生相對較寬的脈沖。這將降低線路頻率半周峰值附近的高頻燈電流的包絡線峰值。因而隨后稱其為“壓低燈電流的駝峰”(圖19)。
降低線路頻率半周峰值附近的燈電流將減小被逆變器電路抽取的電流。這個作用，就其本身而言，會以此降低鎮(zhèn)流器輸入電流，并提升鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變。但在本發(fā)明的鎮(zhèn)流器中，燈電流的減小總是伴之以開關924導通時間的延長。導通時間的這種延長會造成填谷電容器充電時間的延長。填谷電流的這種增大會使鎮(zhèn)流器在線路頻率半周峰值附近抽取的電流增加。鎮(zhèn)流器電流在線路頻率半周峰值附近的增加對降低鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變起有利作用。這種改善與降低峰值燈電流使總諧波畸變增大的作用相反。由于填谷電路抽取的電流增大而引起的鎮(zhèn)流器輸入電流在線路頻率半周峰值附近的增加隨后被稱為鎮(zhèn)流器輸入電流的“拔高”，見圖19。
盡管已經(jīng)描述，縮短開關2112的導通時間，以便產(chǎn)生相對較窄的脈沖，并且延長開關924的導通時間，以便產(chǎn)生相對寬的脈沖，但是，本專業(yè)的技術人員可以以填谷電路的適當電路安排，反轉開關2112和開關924的導通時間，以便達到同樣的拔高鎮(zhèn)流器輸入電流和壓低燈電流的效果。
諧振槽路再次參見圖17，18，逆變器電路2110的輸出連接到包括電感器2222和電容器2224(圖18)的諧振槽路2220。諧振槽路2220對逆變器電路2110的輸出電壓進行濾波，以便向氣體放電燈2210、2212提供基本上呈正弦的電流。諧振槽路2220的輸出通過變壓器2230耦合到氣體放電燈2210、2212的電極。隔直電容器2232防止DC電流流過變壓器2230的初級繞組。
電流讀出電路參見圖18，鎮(zhèn)流器還包括電流讀出電路2240，讀出電路2240包括第一和第二二極管2242和2244；以及與燈2210、2212串聯(lián)連接的電阻器2246。電流讀出電路2240在電阻器2246兩端產(chǎn)生與燈電流成正比并代表氣體放電燈實際光輸出量度的半波整流電壓。半波整流電壓提供給圖17的控制電路882作為輸入。在一個替代的實施例中，電流讀出可用眾所周知的方法，利用電流變壓器完成，或者用全波連接的二極管完成。對于無減光的鎮(zhèn)流器和只要求最適度的性能的減光鎮(zhèn)流器，可以省去電流讀出電路。
控制電路現(xiàn)將參照圖20、21和22比較詳細地描述圖17的控制電路882?？刂齐娐?82的第一實施例產(chǎn)生用于控制開關器件2112和924(圖20和22)的導通的信號?？刂齐娐?82從電流讀出電路2240接收半波整流電壓作為輸入，并產(chǎn)生代表燈的實際光輸出的DC電壓。把代表光輸出的所述DC電壓與表示所需照明程度的基準電壓比較，用以調(diào)整開關器件2112、924的占空比，以便把代表光輸出的電壓與基準電壓之間的差值減到最小。在減光電子鎮(zhèn)流器中，可以通過外部輸入的諸如0到10伏控制信號來提供所述基準電壓?；蛘撸斖ㄟ^2線減光控制提供鎮(zhèn)流器時，可以通過檢測借助AC線電壓加在鎮(zhèn)流器上的減光相位角控制信號來產(chǎn)生所述基準電壓。在鎮(zhèn)流器的一.個最佳實施例中，從通過諸如圖17、20、22中用“減光Hot”輸入端表示的附加輸入端加到鎮(zhèn)流器上的相位角控制信號，產(chǎn)生所述基準電壓。
控制電路包括連接成從電流讀出電路2240和控制輸入電路2460接收輸入信號的反饋電路2440(圖20)并向可控導通器件2112、924的控制端子提供導通信號。正如下面將要詳細描述的，控制電路可以任選地包括波形整形電路2480，用以給反饋電路2440提供附加輸入。
如圖22所示，反饋電路2440包括差動放大器2442，差動放大器2442連接成在其反相輸入端2444接收代表燈光輸出的來自電流讀出電路24240的輸入信號，并在其非反相輸入端2446接收表示所需照明程度的基準信號。差動放大器2442產(chǎn)生代表實際光輸出和所需光輸出之間差值的誤差信號。誤差信號又提供給脈寬調(diào)制(PWM)電路2448，后者產(chǎn)生加在逆變器電路開關2112、924的柵極的驅動信號。PWM電路2448在先有技術上是眾所周知的，這里不再詳細描述。
波形整形電路2480提供AC基準電壓信號，AC基準電壓信號與來自控制輸入電路2460的基本上是DC的基準電壓信號相加。盡管可以使AC基準電壓信號采取任何波形，但是特別有效的而又簡單的是，可以把電路設計成利用鎮(zhèn)流器中現(xiàn)存的波形。
圖22詳細畫出的波形整形電路2480包括分壓器，分壓器包括與自動增益控制(AGC)電路2690串聯(lián)的電阻器2482，電阻器2482提供來自降壓轉換電路1510的填谷后電壓的按比例縮小的版本。AGC2696的細節(jié)示于圖23，下面將要討論。若在諸如無減光鎮(zhèn)流器等中不必調(diào)整波形整形電路2480的增益，則AGC電路2690可以任選地用諸如電阻器等無源阻抗代替。
來自分壓器的按比例縮小的電壓信號用二極管2486限幅，所述二極管的正極連接到分壓器的輸出端，其負極連接到DC基準電壓Vref。鉗位后的信號通過隔直電容器2488與來自控制輸入電路2460的DC基準電壓相加。
控制電路還包括連接在控制輸入的公共接點、波形整形電路和反饋電路與電路公共端之間的低端鉗位電路2680。低端鉗位電路2680避免基準電壓降低到無法維持流過燈的電流的程度。
當填谷后電壓低，諸如在輸入線電壓過零點附近時，施加AC基準信號具有減小組合的基準電壓的作用，而在填谷后電壓增大，諸如在輸入線電壓接近瞬時峰值時，增大組合的基準電壓。當填谷后電壓較低時，由逆變器電路2110提供給燈的燈電流類似地較小，而當填谷后電壓增大時，電流類似地增大。因此，施加跟蹤或跟隨填谷后電壓的AC基準信號具有把由燈抽取的電流整形為類似于填谷后電壓的波形的作用。因而，鎮(zhèn)流器輸入電流具有較低，接近于波谷，較高接近于AC線電壓峰值的波形，因而改善鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變。但是，鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變的改善是以較大的燈電流波峰因數(shù)為代價取得的。
波形整形電路2480的附加特征是用于對AC基準信號峰值進行限幅的二極管2486。在AC基準電壓信號被限幅的過程中，組合基準電壓在填谷后電壓為峰值時維持恒定。把控制電路設計成具有“快”的總體響應，使控制電路在總線電壓峰值過程中快速響應，以便縮短開關2112的導通時間而延長開關924的導通時間，以便向諧振槽路提供更恒定的高頻電壓，于是向燈提供恒定的燈電流。凈效果是，燈電流包絡線峰值減小，于是燈電流的電流波峰因數(shù)減小。這表現(xiàn)在圖19中，就是燈電流的隆起壓低。同時，如圖19所示，開關924導通時間的延長會增大由第二晶體管電容器916抽取的充電電流。這使鎮(zhèn)流器輸入電流增大到超過電容器916充電電流沒有增大時本應出現(xiàn)的電流，因而拔高鎮(zhèn)流器輸入電流。這個作用減小了鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變。用本波形整形電路構造的電子減光鎮(zhèn)流器達到穩(wěn)定的操作，如上所述，鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變低于20％，而燈電流恩電流波峰因數(shù)低于1.7。
當要求鎮(zhèn)流器減小燈電流，以此使燈變暗時，圖22所示的AGC電路改變波形整形電路2480的輸出。圖23中的AGC電路2690包括第一和第二晶體管2691和2693；電阻器2693、2694和2695；以及二極管2696。第一晶體管2691的導通受控制輸入2460(圖22)的輸出的控制。當輸入電壓變低，說明是減光狀態(tài)時，第一晶體管2691的導通延長，降低第二晶體管2692的基極電壓，以此使第二晶體管2692導通時間縮短，有效地增大呈現(xiàn)在波形整形電路2480的AGC電路的阻抗。AGC電路2690阻抗的增大使AGC電路2690和電阻器2482的結點處的電壓上升，結果有更多的信號被二極管限幅。在所述電壓上升而更多被限幅時，所述電壓的AC部分減小，因而減小波形整形電路的作用。
圖20的反饋電路2440的第二實施例示于圖24并且包括微處理器26102，微處理器26102連接成接收代表所需照明程度和燈電流的輸入并產(chǎn)生驅動逆變器電路的可控導通器件的控制端子的輸出信號。適用于所述用途的一種這樣的微處理器是Motorola公司生產(chǎn)的MC68HC08型號。為了簡單起見，與微處理器26102接口用的模-數(shù)和數(shù)-模電路與鎮(zhèn)流器的模擬電路一起都在本專業(yè)的技術人員的認識范圍之內(nèi)，故此沒有示出。
圖20的反饋電路2440的第三實施例示于圖25并且除微處理器26102外還包括柵極驅動電路26104，柵極驅動電路26104從微處理器26102接收單一柵極驅動信號并產(chǎn)生能夠控制逆變器電路的開關操作的柵極驅動信號。適用于這樣用途的一個這樣的柵極驅動電路是International Rectifier制造的，部件號為IR2111。當然，其他適當?shù)奈⑻幚砥?諸如Chandler，AZ.的Microchip Technology Inc.生產(chǎn)的PIG 16C54A)和柵極驅動器也可以代替這里具體的實施例中指出的柵極驅動器。此外，可以代之以專用集成電路(ASIC)或數(shù)字信號處理器(DSP)(未示出)，以便提供與這里公開的微處理器相同的功能。
圖24和25的反饋電路實施例的操作的高層流程圖示于圖26，所述流程圖包括測量燈電流IL(步驟26110)的步驟和測量代表所需照明程度的減光信號VDIM的步驟(步驟26120)。把測得的燈電流IL與測得的減光信號VDIM比較(步驟26130)，若IL小于VDIM，則驅動逆變器電路的可控導通器件的導通時間使其更加相等(步驟26140)。若在步驟26150測得IL大于VDIM，則驅動逆變器電路的可控導通器件的導通時間使其更加不相等(步驟26160)。若IL等于VDIM，則使逆變器電路的可控導通器件的導通時間維持不變，并繼續(xù)重復。
貓耳電路貓耳電路多年來已經(jīng)用來為白熾燈和風扇馬達用的基于雙線三端可控硅器件的調(diào)光器的控制電路提供電源。典型的先有技術的貓耳電路示于圖27。照明負載用的標準電子調(diào)光器是眾所周知的，使用貓耳電路電源電路也是眾所周知的。在這樣的應用中，調(diào)光器位于AC線路和負載之間，接收來自AC線路的正弦輸入電壓并提供正弦輸入電壓的“截短”形式作為輸出，其中輸入電壓波形的上升沿用非導通的三端可控硅器件閉鎖，當三端可控硅器件導通時，只有輸入電壓波形的下降沿部分由三端可控硅器件通到負載。三端可控硅器件在預定的時刻導通，并且一直導通到輸入電壓波形的下一個過零點。通過相對于AC線電壓的過零點改變直到三端可控硅器件導通為止的時間，可以控制提供給負載的功率量。
當三端可控硅器件不導通時，在輸入電壓波形的一部分期間，雙線調(diào)光器的先有技術貓耳電路從AC線路抽取功率。換句話說，在沒有明顯的負載電流會正常流動的過程中，先有技術貓耳電路通過負載從線路抽取電流。但是，直至如今，貓耳電路只用來驅動輔助電源，來操作電子裝置內(nèi)的控制電路。它們沒有被用于有意對電子裝置從線路抽取的輸入電流進行整形的目的。具體地說，直至如今，貓耳電路既尚未應用于電子鎮(zhèn)流器，來協(xié)助對輸入電流的整形，它們又沒有用作電子鎮(zhèn)流器中的輔助電源。在本發(fā)明的鎮(zhèn)流器中，輸入電流整形利用貓耳電路來減小鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變。
本發(fā)明的鎮(zhèn)流器包括連接在整流電路820兩端的貓耳電路884(圖20)。所述貓耳電路一般可以定義為用來在線路周期的選定部分期間從線路抽取電流的電路。于是貓耳電路可以以新的獨特的方式用于鎮(zhèn)流器波形的整形，以便改善鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變。確實，貓耳電路可以用于各種電子裝置輸入電流波形的整形，諸如開關電源和AC線路至DC逆變器，并用以減小輸入電流的總諧波畸變。
如圖28所示，貓耳電路884(圖20)只在輸入線路周期“結尾”處，就是說，在接近線電壓過零點的輸入線電壓的區(qū)域，從整流器820抽取電流。貓耳電路884在接近過零點處抽取電流，以此“填入”鎮(zhèn)流器后端不從AC線路抽取電流(圖19)時從AC線路抽取的輸入電流的尾部。正如將聯(lián)系圖31描述的，通過填入尾部，鎮(zhèn)流器抽取的線路電流更加連續(xù)，以此減小鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變。
如圖31所示，貓耳電路在相對較短的時間里，在每180°線路頻率半周的尾部，抽取鎮(zhèn)流器輸入電流。在一個實施例中，貓耳電路在過零點之后每180°線路頻率半周的約45°范圍內(nèi)(圖31的時間間隔I)抽取鎮(zhèn)流器輸入電流。然后，逆變器電路在每180°線路頻率半周的90°范圍內(nèi)(圖31的時間間隔II)抽取鎮(zhèn)流器輸入電流。最后，貓耳電路在下一個過零點之前，每180°線路頻率半周的約45°范圍內(nèi)(圖31的時間間隔III)抽取鎮(zhèn)流器輸入電流。
這個實施例表明，貓耳電路在過零點之后約45°范圍內(nèi)抽取鎮(zhèn)流器輸入電流，并在下一個過零點之前約45°范圍內(nèi)抽取鎮(zhèn)流器輸入電流。但是，本專業(yè)的技術人員都可以看到，貓耳電路抽取鎮(zhèn)流器輸入電流的時間可以改變。例如，貓耳電路在每180°線路頻率半周的過零點之后約35°范圍內(nèi)抽取鎮(zhèn)流器輸入電流，然后，逆變器電路在每180°線路頻率半周的90°范圍內(nèi)抽取鎮(zhèn)流器輸入電流，而最后，貓耳電路在下一個過零點之前，每180°線路頻率半周的約55°范圍內(nèi)抽取鎮(zhèn)流器輸入電流，沒有超過所需的最大總諧波畸變，也沒有脫離本發(fā)明的范圍和精神。另外，本專業(yè)的技術人員可以看到，可能存在某個空載時間，其中貓耳電路既不抽取鎮(zhèn)流器輸入電流，逆變器電路也不抽取鎮(zhèn)流器輸入電流，沒有超過所需的總諧波畸變，也沒有脫離本發(fā)明的范圍和精神。
如圖29所示，在貓耳電路884的第一實施例2810中，貓耳電路2810采用固定的電壓接通點和切斷點。就是說，貓耳電路的第一實施例2810只在整流后線電壓低于固定值時才從AC線路抽取電流。在線電壓過零點附近的一段時段內(nèi)出現(xiàn)這種狀態(tài)?？梢赃@樣調(diào)整切斷和接通電壓點，使得貓耳電路2810在從線電壓剛好過零點之后的時刻到圖22的逆變器電路2110從AC線路抽取電流的時刻的第一時間間隔以及逆變器電路2110停止從AC線路抽取電流的時刻到下一個線電壓過零點為止的第二時間間隔抽取電流。
當整流后線電壓低于選定的電壓時，充電晶體管2812(圖29)導通，讓儲能電容器2814充電，充電到電壓VCC。電容器2814的充電速率由與MOSFET晶體管2812的漏極串聯(lián)的電阻器2816決定。貓耳電路抽取的這個電流當與鎮(zhèn)流器后端抽取的電流組合時，組合而形成基本上分段連續(xù)的鎮(zhèn)流器輸入電流。盡管圖中以MOSFET的形式示出晶體管2812，但是它也可以是適當?shù)目煽貙ㄆ骷?，諸如(并非限制)BJT或IGBT。
當整流后線電壓等于或大于預定的電壓時，切斷晶體管2818開始導通。切斷晶體管2818的集電極把齊納二極管2820的負極拉到VCC，這有效地使充電晶體管2812截止。預定的接通和切斷電壓由連接到切斷晶體管2818基極的包括電阻器2822和2824的電阻器分壓器網(wǎng)絡決定。
應當指出，本發(fā)明的貓耳電路還為鎮(zhèn)流器的控制電路提供電源。這使鎮(zhèn)流器可以在AC線路的每個半周的預定部分抽取電流。所述AC線路的每個半周的預定部分可以包括線電壓過零點之前和之后的時段，也可以只是一個這樣的時段，或線路周期過程中的任何其他有用的時段。
在圖30所示的貓耳電路的第二實施例中，貓耳電路2910包括自動地監(jiān)視從鎮(zhèn)流器后端抽取的電流并使貓耳電路只在后端抽取電流不超過預定值時才從線路抽取電流的電路。所述電流監(jiān)視電路包括晶體管2930；電容器2932；電阻器2934、2936；以及二極管2938、2940。鎮(zhèn)流器后端電流當其回到輸入整流電路2828時流過二極管2938、2940和電阻器2936。當鎮(zhèn)流器后端抽取超過預定值的電流時，晶體管2930的發(fā)射極的電壓變成負電壓，所述負電壓的幅度等于二極管2938、2940的組合的正向電壓降。通過電阻器2934，晶體管2930的基極-發(fā)射極結變?yōu)榍跋蚱?，從而使晶體管2930導通。使晶體管2930導通，把晶體管2812的柵極拉低，從而使晶體管2812截止。當后端電流降低到由電阻器2936、2934的分壓器設定的預定值以下時，晶體管2930截止，使晶體管2812導通，為電容器2814提供充電通路。與第一實施例相比，所述第二實施例在鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變方面略有改善。
已經(jīng)描述過的貓耳電路具體的實施例表示通過整流電路連接在AC電源上的貓耳電路。當然，可以構造一種直接而不是通過整流電路連接在AC電源上的貓耳電路。例如，已經(jīng)描述過的貓耳電路的具體的實施例也可以包括單獨的整流器，用以連接到AC電源。
除了提供用于對由鎮(zhèn)流器抽取的電流進行整形以改善鎮(zhèn)流器輸入電流總諧波畸變的裝置外，貓耳電路還提供下列附加的特征。貓耳電路還有利地以對典型的先有技術的連續(xù)補充充電和自舉系統(tǒng)起作用的相同方式提供鎮(zhèn)流器的更快速啟動并且不受鎮(zhèn)流器操作方式影響。實際上貓耳電路和逆變器電路彼此分離，允許互不影響地對其中的每一個進行微調(diào)。
本發(fā)明的改進的填谷電路、控制電路和貓耳電路的結合的結果可以見于圖31。貓耳電路包括用于在輸入的AC線電壓波形過零點附近抽取輸入電流，使得鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變明顯降低的裝置。換句話說，貓耳電路填充了過零點附近的電流波形。
本發(fā)明的改進的填谷電路包括用于在AC輸入電壓的每個半周的大部分時間內(nèi)對儲能電容器充電，以便減小鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變的裝置。這一點用理想波形在圖31中畫出，其中，可以看到，每個線路半周的中間部分，理想波形基本上與正弦電流波形一致。
貓耳電路和改進了的填谷電路的組合包括用于選擇性地從AC電源抽取電流的裝置。
通過這里公開的控制電路進一步改進鎮(zhèn)流器的操作，所述控制電路包括一種裝置，用于選擇性地響應母線電壓而改變逆變器電路開關的導通時間，以便使儲能裝置在AC線電壓的每個線路半周的峰值時間附近抽取更多電流，而在AC線電壓的每個線路半周的谷值附近抽取較少的電流，如圖19所示。
設置獨立的電源，就是說，或者通過鎮(zhèn)流器自己整流級或者通過它本身專用的整流器直接從鎮(zhèn)流器前端的線路取得功率，而不是從與鎮(zhèn)流器后端或APFC相聯(lián)系的變壓器的次級取得功率的電源，大大地簡化對啟動、斷開時或在不正常或故障狀態(tài)期間瞬態(tài)狀況的處理。在這種情況下，這種獨立電源的最佳形式是以前描述的配置成電源的貓耳電路。于是，最佳實施例的獨立的電源允許電源與后端的電源分離，從而簡化鎮(zhèn)流器的控制，而同時提供一種比較精確地控制從線路抽取電流的裝置，以便減小鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變。
盡管已經(jīng)聯(lián)系具體的實施例描述了本發(fā)明，但是，許多不同的變化和修改以及其他應用對于本專業(yè)的技術人員來說是顯而易見的。因此，最好不把本發(fā)明限于這里的特定的公開，本發(fā)明只由后附的權利要求書限定。
權利要求
1.一種電子鎮(zhèn)流器，用于從在給定線路頻率下具有基本上呈正弦波形的線電壓的所述交流電源驅動至少一個氣體放電燈，所述鎮(zhèn)流器包括整流電路，它具有交流輸入端子和直流輸出端子，所述交流輸入端子可以連接到所述交流電源，當所述交流電源使所述交流輸入端子通電時，所述整流電路在其直流輸出端子上產(chǎn)生整流輸出電壓；填谷電路，它具有輸入端子和輸出端子，所述填谷電路的所述輸入端子連接到所述整流電路的所述直流輸出端子，所述填谷電路包括儲能裝置，所述儲能裝置可通過阻抗和第一可控導通器件直接從所述直流輸出端子充電，所述阻抗只傳輸用于所述儲能裝置的充電電流；逆變器電路，它具有連接到所述填谷電路的所述輸出端子的輸入端子并且當所述交流電源使所述交流輸入端子通電時，產(chǎn)生用以驅動燈電流流過所述至少一個氣體放電燈的高頻驅動電壓；所述逆變器電路適合于基本上只在線路頻率半周每180°中的90°以上的一段時間里，通過所述整流電路從所述交流電源抽取電流，從而，從所述交流電源抽取的所述電流具有33.3％以下的總諧波畸變，并且所述燈電流具有2.1以下燈電流波峰因數(shù)。
2.如權利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述燈電流波峰因數(shù)小于大約1.7。
3.如權利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于還包括連接到所述交流電源的貓耳電路，所述貓耳電路適合于在所述線電壓的第一過零點之后一段相對較短的第一時間里和在下一個過零點之前一段相對較短的第二時間里導通電流，從而使從所述交流電源抽取的所述電流的總諧波畸變減小到?jīng)]有所述貓耳電路時本來會出現(xiàn)的值以下。
4.如權利要求3所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于從所述交流電源抽取的所述電流的總諧波畸變在約20％以下。
5.如權利要求3所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于當所述線電壓瞬時值小于預定的絕對值時所述貓耳電路從所述交流電源抽取電流。
6.如權利要求3所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路只在所述逆變器電路抽取的所述電流基本上為零時才從所述交流電源抽取電流。
7.如權利要求3所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路至少在所述逆變器電路抽取的所述電流基本上為零時從所述交流電源抽取電流。
8.一種電子鎮(zhèn)流器，用于從在給定線路頻率下具有基本上呈正弦波形的線電壓的所述交流電源驅動至少一個氣體放電燈，所述鎮(zhèn)流器包括整流電路，它具有交流輸入端子和直流輸出端子，所述交流輸入端子可以連接到所述交流電源，當所述交流電源使所述交流輸入端子通電時，所述整流電路在其直流輸出端子上產(chǎn)生整流輸出電壓；逆變器電路，它具有連接到所述整流電路的所述輸出端子的輸入端子并且當所述交流電源使所述交流輸入端子通電時，產(chǎn)生用以驅動燈電流流過所述至少一個氣體放電燈的高頻驅動電壓；以及連接到所述交流電源的貓耳電路，所述貓耳電路適合于在所述線電壓的第一過零點之后一段相對較短的第一時間里和在下一個過零點之前一段相對較短的第二時間里導通電流，從而使從所述交流電源抽取的所述電流的總諧波畸變減小到?jīng)]有所述貓耳電路時本來會出現(xiàn)的值以下。
9.如權利要求8所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路還包括貓耳電源。
10.如權利要求8所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路只在所述線電壓瞬時值小于預定的絕對值時才從所述交流電源抽取電流。
11.如權利要求8所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路只在所述逆變器電路從所述交流電源抽取的所述電流基本上為零時才從所述交流電源抽取電流。
12.如權利要求8所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路至少在所述逆變器電路抽取的所述電流基本上為零時從所述交流電源抽取電流。
13.如權利要求9所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述電子鎮(zhèn)流器包括與之耦合的輔助電路，所述輔助電路具有輔助電路電源輸入端子；所述貓耳電路耦合到所述輔助電路的電源輸入端子并驅動所述輔助電路的電源輸入端子。
14.一種電子鎮(zhèn)流器，用于從在給定線路頻率下具有基本上呈正弦波形的線電壓的所述交流電源驅動至少一個氣體放電燈，所述鎮(zhèn)流器包括整流電路，它具有交流輸入端子和直流輸出端子，所述交流輸入端子可以連接到所述交流電源，當所述交流電源使所述交流輸入端子通電時，所述整流電路在其直流輸出端子上產(chǎn)生整流輸出電壓；填谷電路，它具有輸入端子和輸出端子，所述填谷電路的所述輸入端子連接到所述整流電路的所述直流輸出端子；逆變器電路，它具有連接到所述填谷電路的所述輸出端子的輸入端子并且當所述交流電源使所述交流輸入端子通電時，產(chǎn)生用以驅動燈電流流過所述至少一個氣體放電燈的高頻驅動電壓；所述逆變器電路適合于基本上只在線路頻率半周每180°中的90°以上的一段時間里，通過所述整流電路從所述交流電源抽取電流；以及連接到所述交流電源的貓耳電路，所述貓耳電路適合于在所述線電壓的第一過零點之后一段相對較短的第一時間里和在下一個過零點之前一段相對較短的第二時間里導通電流，從而使從所述交流電源抽取的所述電流的總諧波畸變減小到33.3％以下。
15.如權利要求14所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于從所述交流電源抽取的所述電流的總諧波畸變低于約20％。
16.如權利要求14所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路包括貓耳電源。
17.如權利要求14所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路只在所述線電壓小于預定的絕對值時才從所述交流電源抽取電流。
18.如權利要求14所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路只在所述逆變器電路從所述交流電源抽取的所述電流基本上為零時才從所述交流電源抽取電流。
19.如權利要求14所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路至少在所述逆變器電路抽取的所述電流基本上為零時從所述交流電源抽取電流。
20.一種電子鎮(zhèn)流器，用于從在給定線路頻率下具有基本上呈正弦波形的線電壓的所述交流電源驅動至少一個氣體放電燈，所述鎮(zhèn)流器包括整流電路，它具有交流輸入端子和直流輸出端子，所述交流輸入端子可以連接到所述交流電源，當所述交流電源使所述交流輸入端子通電時，所述整流電路在其直流輸出端子上產(chǎn)生整流輸出電壓；填谷電路，它具有輸入端子和輸出端子，所述填谷電路的所述輸入端子連接到所述整流電路的所述直流輸出端子，所述填谷電路包括儲能裝置，所述儲能裝置可通過阻抗和第一可控導通器件直接從所述直流輸出端子充電，所述阻抗只傳輸用于所述儲能裝置的充電電流；逆變器電路，它具有連接到所述填谷電路的所述輸出端子的輸入端子并且當所述交流電源使所述交流輸入端子通電時，產(chǎn)生用以驅動燈電流流過所述至少一個氣體放電燈的高頻驅動電壓；以及填谷控制電路，所述填谷控制電路耦合到所述儲能裝置并用于使所述儲能裝置在交流線路頻率半周每180°中的大于90°的一段時間里從所述整流電路抽取充電電流，從而使從所述交流電源抽取的所述電流的總諧波畸變低于33.3％。
21.如權利要求20所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述填谷控制電路包括電感器。
22.如權利要求20所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述填谷控制電路包括具有抽頭的電感器。
23.如權利要求20所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述第一可控導通器件是金屬氧化物半導體場效應晶體管。
24.如權利要求20所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述逆變器電路包括所述第一可控導通器件，因而所述第一可控導通器件服務于雙重目的。
25.如權利要求20所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述逆變器電路包括串聯(lián)的第二和第三可控導通器件，所述第二和第三可控導通器件連接在所述逆變器電路的所述各輸入端子的之間，從而，所述三個可控導通器件中的每一個都是獨立的器件。
26.一種用于驅動至少一個氣體放電燈用的電子鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器從在給定的線路頻率下基本上具有呈正弦波形的線電壓的所述交流電源抽取鎮(zhèn)流器輸入電流，所述電子鎮(zhèn)流器包括整流電路，它具有交流輸入端子和直流輸出端子，所述交流輸入端子可以連接到所述交流電源，當所述交流電源使所述交流輸入端子通電時，所述整流電路在其所述直流輸出端子上產(chǎn)生整流輸出電壓；填谷電路，它具有輸入和輸出端子，所述填谷電路的所述輸入端子連接到所述整流電路的所述直流輸出端子；逆變器電路，它連接在所述填谷電路的所述輸出端子和所述至少一個氣體放電燈之間并包括串聯(lián)的第一和第二可控導通器件，所述逆變器電路產(chǎn)生用以驅動燈電流流過所述至少一個氣體放電燈的高頻驅動電壓；逆變器控制電路，耦合到所述串聯(lián)的第一和第二可控導通器件并獨立地控制所述串聯(lián)的第一和第二可控導通器件的導通時間；所述逆變器控制電路可用來在每個線路頻率半周的瞬時峰值絕對電壓附近的時段內(nèi)，縮短所述第一可控導通器件的導通時間以產(chǎn)生相對較窄的脈沖，同時延長所述第二可控導通器件的導通時間以便產(chǎn)生相對較寬的脈沖，從而把所述燈電流的包絡線的振幅壓低到不存在所述導通時間的所述改變時本應出現(xiàn)的振幅，使所述燈電流的電流波峰因數(shù)降低，并且由此所述第二可控導通器件的導通時間的所述延長導致所述鎮(zhèn)流器輸入電流拔高到高于沒有導通時間的所述延長時本應出現(xiàn)的振幅，使所述鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變減小。
27.如權利要求26所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述燈電流具有2.1以下的電流波峰因數(shù)。
28.如權利要求26所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述燈電流具有小于1.7的電流波峰因數(shù)。
29.如權利要求26所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于當沒有電流流過所述第二可控導通器件時電流才流過所述第一可控導通器件，反之亦然。
30.如權利要求26所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述電流交替地流過所述第一和第二可控導通器件。
31.如權利要求26所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述串聯(lián)的第一和第二可控導通器件的所述導通時間之和是所述高頻驅動電壓的周期。
32.如權利要求26所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述填谷電路包括降壓變換電路。
33.如權利要求26所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述填谷電路包括開關電阻電路。
34.如權利要求26所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述逆變器控制電路包括微控制器。
35.如權利要求26所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述逆變器控制電路包括數(shù)字信號處理電路。
36.如權利要求26所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述逆變器控制電路包括專用集成電路。
37.一種用于驅動至少一個燈的電子鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器包括整流電路，它工作時可連接到交流線路；跨接在所述整流電路兩端的電流抽取電路；逆變器電路，它連接到向所述至少一個燈提供燈電流的所述整流電路；其中，當所述交流線路的瞬時電壓接近于零時，所述電流抽取電路從所述交流線路抽取電流，以便減小所述鎮(zhèn)流器抽取的輸入電流的總諧波畸變。
38.如權利要求37所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述電流抽取電路是貓耳電路。
39.如權利要求38所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路在預定的接通點和切斷點之間從所述交流線路抽取電流。
40.如權利要求38所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路包括自動地監(jiān)視所述逆變器電路抽取的所述電流的監(jiān)視電路并且僅在所述逆變器電路抽取的所述電流不超過預定數(shù)值時才抽取電流。
41.一種用于驅動至少一個燈的電子鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器包括整流電路，它工作時可連接到交流線路；包括電容器的填谷電路；所述填谷電路可用來選擇性地通過阻抗和第一開關器件從所述整流電路向所述電容器充電；逆變器電路，它包括用以向所述至少一個燈提供燈電流的至少一個電子開關器件；其中，在所述交流線路的每個半周的至少90°一段時間里向所述電容器充電。
42.如權利要求41所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述填谷電路包括降壓變換電路。
43.如權利要求41所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述填谷電路包括電感器。
44.如權利要求41所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述第一電子開關器件是金屬氧化物半導體場效應晶體管。
45.如權利要求41所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述填谷電路包括所述逆變器電路的所述至少一個開關器件中的至少一個。
46.如權利要求41所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于還包括耦合到所述電容器的反饋變壓器，用以控制向所述電容器的能量輸送。
47.如權利要求46所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述反饋變壓器通過可控導通器件連接到所述電容器。
48.一種用于驅動至少一個燈的電子鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器包括整流電路，它工作時可連接到交流線路；包括儲能裝置的填谷電路；所述填谷電路可用來選擇性地向所述儲能裝置充電；用以向所述至少一個燈提供燈電流的逆變器，所述逆變器包括與第二電子開關串聯(lián)的第一電子開關；以及控制電路，用以控制所述第一和所述第二電子開關的導通時間；其中，在所述交流線電壓絕對峰值附近的一段時間里，控制所述第一電子開關使其導通一段相對較短的時間并控制所述第二電子開關使其導通一段相對較長的時間，從而減小鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變和所述燈電流的電流波峰因數(shù)。
49.如權利要求48所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述填谷電路包括降壓變換電路。
50.如權利要求48所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述填谷電路包括開關電阻電路。
51.如權利要求48所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述控制電路包括微處理器。
52.如權利要求48所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述控制電路包括數(shù)字信號處理器。
53.如權利要求48所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述控制電路包括專用集成電路。
54.如權利要求49所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述降壓變換電路包括具有抽頭的電感器。
55.如權利要求48所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于還包括反饋變壓器，并且其中通過所述反饋變壓器對所述儲能裝置充電。
56.一種用于驅動至少一個燈的電子鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器包括整流電路，它工作時可連接到交流線路；包括儲能裝置的填谷電路；所述填谷電路可用來選擇性地向所述儲能裝置充電；后端，它包括向燈提供燈電流的逆變器電路；控制電路，用以控制所述逆變器電路的操作；以及貓耳電路，用以向所述控制電路提供電源，并且其中在所述交流線路的每半周的大于90°的預定部分期間，所述逆變器電路從所述交流線路抽取第一電流。
57.如權利要求56所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述逆變器電路在每個所述半周的第一部分抽取所述第一電流，而所述貓耳電路在每個所述半周的第二基本上不重疊的部分期間從所述交流線路抽取第二電流。
58.如權利要求57所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路在每個所述半周的預定的固定接通點開始抽取所述第二電流。
59.如權利要求57所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路在每個所述半周的預定的固定切斷點停止抽取所述第二電流。
60.如權利要求57所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述貓耳電路包括有源后端電流監(jiān)視電路，以便監(jiān)視由所述后端抽取的所述電流。。
61.一種用于驅動至少一個燈的電子鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器包括整流電路，它在工作時可連接到交流線路；包括儲能裝置的填谷電路；以及所述填谷電路可用來選擇性地通過阻抗和第一開關器件從所述整流電路向所述儲能裝置充電。
62.如權利要求61所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述儲能裝置是電容器。
63.如權利要求61所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述阻抗是電感器。
64.如權利要求61所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述阻抗是電阻器。
65.如權利要求61所述的電子鎮(zhèn)流器，其特征在于所述第一電子開關是金屬氧化物半導體場效應晶體管。
66.一種用于把鎮(zhèn)流器的輸入電流總諧波畸變減到33.3％以下并把由電子鎮(zhèn)流器提供的燈電流的電流波峰因數(shù)減小到2.1以下的方法，所述電子鎮(zhèn)流器用于從在給定線路頻率下具有基本上呈正弦波形的線電壓的所述交流電源驅動至少一個氣體放電燈，所述方法包括以下步驟a)從所述交流電源接收基本上呈正弦波形的線電壓；b)對來自所述交流電源的所述基本上呈正弦波形的線電壓進行整流，以便提供全波整流電壓；c)從所述全波整流電壓通過阻抗和可控導通器件向儲能裝置充電，以便提供直流電壓；d)通過在所述全波整流電壓的各峰值之間提供所述直流電壓來修改所述全波整流電壓，以提供填谷后電壓；e)把所述填谷后電壓加到逆變器上，以便提供高頻交流電壓；f)利用所述高頻交流電壓驅動燈電流流過所述至少一個氣體放電燈；以及g)使所述逆變器在每個180°線路頻率半周的大于90°的時間里從所述交流電源抽取電流。
67.一種用于在電子鎮(zhèn)流器中把所述鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變降到33.3％以下的方法，所述電子鎮(zhèn)流器可連接到給定線路頻率下具有基本上呈正弦波形的線電壓的所述交流電源并且用于驅動至少一個氣體放電燈，所述方法包括以下步驟a)對來自所述交流電源的所述正弦線電壓進行整流，以提供全波整流電壓；b)通過在所述全波整流電壓的各峰值之間提供直流電壓來修改所述全波整流電壓，以便提供填谷后電壓；c)把所述填谷后電壓加到逆變器上，以提供高頻交流電壓；d)利用所述高頻交流電壓來驅動燈電流流過所述至少一個氣體放電燈；e)使所述逆變器在每個180°線路頻率半周的90°以上的一段時間內(nèi)通過阻抗和可控導通器件從所述交流電源抽取電流；以及f)在線電壓過零點之后的第一時間間隔里和下一個過零點之前的第二時間間隔里，通過貓耳電路從所述交流電源抽取額外的電流。
68.一種用于在電子鎮(zhèn)流器中把所述鎮(zhèn)流器輸入電流的總諧波畸變降到33.3％以下的方法，所述電子鎮(zhèn)流器用于從在給定線路頻率下具有基本上呈正弦波形的線電壓的所述交流電源驅動至少一個氣體放電燈，所述方法包括以下步驟a)對來自所述交流電源的基本上呈正弦波形的線電壓進行整流，以提供全波整流電壓；b)設置儲能裝置，以便通過在所述全波整流電壓的各峰值之間提供直流電壓來修改所述全波整流電壓，以提供填谷后電壓；c)把所述填谷后電壓施到逆變器上，以提供高頻交流電壓；d)利用所述高頻交流電壓驅動燈電流流過所述至少一個氣體放電燈；以及e)使所述儲能裝置在每個180°線路頻率半周的90°以上的一段時間里通過阻抗和可控導通器件從所述交流電源抽取電流。
69.一種用于降低鎮(zhèn)流器的輸入電流總諧波畸變并且降低電子鎮(zhèn)流器中電流波峰因數(shù)的方法，所述電子鎮(zhèn)流器用于從在給定線路頻率下具有基本上呈正弦波形的線電壓的交流電源驅動至少一個氣體放電燈，所述方法包括以下步驟a)對來自所述交流電源的所述基本上呈正弦波形的線電壓進行整流，以提供全波整流電壓；b)通過在所述全波整流電壓的各峰值之間提供直流電壓來修改所述全波整流電壓，以提供填谷后電壓；c)把所述填谷后電壓加到至少具有第一和第二可控導通器件的逆變器上，以提供高頻交流電壓；d)利用所述高頻交流電壓來驅動燈電流流過所述至少一個氣體放電燈；以及e)在所述交流電源的所述絕對值峰值時間左右的時間里，控制所述第一和第二可控導通器件的導通時間，以便拔高所述鎮(zhèn)流器輸入電流并壓低所述燈電流。
全文摘要
一種用于驅動氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器包括整流電路；填谷電路；逆變器，它具有串聯(lián)的占空比互補的第一和第二可控導通器件；控制電路，用以控制可控導通器件；以及獨立的貓耳電源，用以向鎮(zhèn)流器控制電路提供電源。結果是，鎮(zhèn)流器具有顯著改善的總諧波畸變和電流波峰因數(shù)。在最佳實施例中，填谷電路包括響應可控導通器件而儲存能量的儲能裝置。在特別最佳的實施例中，填谷電路的可控導通器件也是逆變器的可控導通器件中的一個。
文檔編號H05B41/28GK1543755SQ02815996
公開日2004年11月3日 申請日期2002年6月24日 優(yōu)先權日2001年6月22日
發(fā)明者R·C·小紐曼, S·德喬格, M·泰帕勒, D·特拉瓦格里尼, J·斯皮拉, R C 小紐曼, ダ, 吒窶錟, 晾 , 歉 申請人:盧特龍電子有限公司