專(zhuān)利名稱(chēng)：用于電鎮(zhèn)流燈的振輻因數(shù)減小方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本示例性實(shí)施例涉及電子鎮(zhèn)流器。它與高強(qiáng)度放電燈(HID)結(jié)合得到 特定應(yīng)用，并且將用對(duì)其的特定引用來(lái)描述。然而，要認(rèn)識(shí)到，本示例性實(shí) 施例還可符合如焚光燈等的其他電鎮(zhèn)流燈。
背景技術(shù)：
鎮(zhèn)流器是用于提供功率給如電放電燈的負(fù)載并調(diào)整其電流的電氣設(shè)備。 鎮(zhèn)流器提供高電壓以啟動(dòng)燈，導(dǎo)致開(kāi)始電弧形成過(guò)程的氣體電離。 一旦建立 電弧，鎮(zhèn)流器就通過(guò)提供適當(dāng)?shù)氖芸仉娏鹘o燈，以便允許燈繼續(xù)運(yùn)行。
高強(qiáng)度放電燈的燈電流質(zhì)量的重要指標(biāo)是燈電流的電流振幅因數(shù) (CCF)。優(yōu)選地為低CCF，即接近一致Unity)的CCF,因?yàn)楦逤CF可能 導(dǎo)致燈的劣化，其隨后將減少燈的壽命。波形的振幅因數(shù)被定義為峰值除以 RMS值。理想地，方波具有一致的振幅因數(shù)，因?yàn)镽MS和峰值幅度相等。 典型地，提供接近于一致的振幅因數(shù)的鎮(zhèn)流器允許最大的燈壽命，例如40, 000運(yùn)行小時(shí)。振幅因數(shù)對(duì)波形中具有短持續(xù)時(shí)間的頂點(diǎn)的存在敏感，因?yàn)?RMS值與信號(hào)中的能量成比例。例如，短期峰值不包含大量能量。
典型地，低頻方波鎮(zhèn)流器包括三階段功率轉(zhuǎn)換處理。首先，在階段1， AC功率線電壓被整流和濾波。在中間階段2， DC電壓被轉(zhuǎn)換為DC電流。 在階段3， DC電流被轉(zhuǎn)換為AC電流。在換向器的轉(zhuǎn)變間隔期間，將DC換 流為AC的換向器(commutator)或換流器周期性地去載中間階段。這導(dǎo)致 提供功率給燈的中間階段的輸出電壓在短暫的時(shí)間段突變到較高電平。例如， 在換向器的轉(zhuǎn)變間隔期間，電壓從90伏突跳到120伏。這經(jīng)常導(dǎo)致電流振幅 因數(shù)超過(guò)在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間的最大設(shè)置值1.5或在預(yù)熱期間的最大設(shè)置值1.8。
減少燈電流振幅因數(shù)的一種方法是使用單向緩沖器(snubber)電路。
本申請(qǐng)構(gòu)想了克服上述問(wèn)題和其他問(wèn)題的新的方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)一個(gè)方面，公開(kāi)了一種用于操作燈的連續(xù)模式電子鎮(zhèn)流器。降壓轉(zhuǎn) 換器生成直流(DC)輸出。換流器電路耦合到降壓轉(zhuǎn)換器輸出，并^皮配置為
接收生成的DC電壓并且將其轉(zhuǎn)換為交流(AC)電壓以驅(qū)動(dòng)燈。功率控制電
路耦合到降壓轉(zhuǎn)換器，并且被配置為提供控制電壓信號(hào)給降壓轉(zhuǎn)換器，使得 降壓轉(zhuǎn)換器生成預(yù)定的燈功率。振幅因數(shù)減d、電路耦合到降壓轉(zhuǎn)換器輸出，
用于讀出生成的DC總線電壓的改變率，并且耦合到功率控制電路，用于基 于讀出的DC總線電壓的改變率修改控制電壓信號(hào)。


圖1是鎮(zhèn)流器的示意圖示；
圖2是鎮(zhèn)流器的細(xì)節(jié)部分的示意圖示；
圖3是鎮(zhèn)流器的另一細(xì)節(jié)部分的示意圖示；以及
圖4是鎮(zhèn)流器的另一細(xì)節(jié)部分的示意圖示。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D1,電子鎮(zhèn)流器10包括將交流(AC)電壓轉(zhuǎn)換為直流(DC)電 壓的整流電路12。整流電路12經(jīng)由正電壓端16和中性端18耦合到AC電源 14。典型地，AC電源的線頻率是50Hz或60Hz。整流電路12將AC輸入電 壓轉(zhuǎn)換為全波整流電壓。整流電路12連接到作為到直流(DC)電壓轉(zhuǎn)換器 的直流(DC)電壓的降壓轉(zhuǎn)換器20。濾波電容器或多個(gè)電容器22跨接降壓 轉(zhuǎn)換器20的正極和接地輸入端30和32。降壓轉(zhuǎn)換器20的正極和負(fù)極輸出 端34和36耦合到換流器電路44的輸入線38和40。換流器電路44將DC轉(zhuǎn) 換為AC。振幅因數(shù)減小電路46耦合到降壓轉(zhuǎn)換器正極輸出端34和接地，以 檢測(cè)換流器DC總線上的電壓改變的增加率，并關(guān)閉降壓轉(zhuǎn)換器20 —段時(shí)間 以減少降壓轉(zhuǎn)換器輸出電流，如下詳細(xì)描述。功率控制電路48耦合到降壓轉(zhuǎn) 換器正極輸入端30和接地，以控制降壓轉(zhuǎn)換器操作，并且耦合到測(cè)量流到降 壓轉(zhuǎn)換器20中的電流量的讀出電阻器。這兩個(gè)信號(hào)一起確定多少功率流到降 壓轉(zhuǎn)換器中，最終調(diào)整流到燈中的功率量。波紋檢測(cè)電路50耦合到降壓轉(zhuǎn)換 器正極輸入端30和接地以讀出DC電壓中的AC分量。由于全波整流器12, AC分量是功率線頻率的兩倍。功率控制電路48衰減讀出的AC電壓，使得 波紋電壓實(shí)質(zhì)上減少，如下詳細(xì)描述的。短路保護(hù)電路52耦合到降壓轉(zhuǎn)換器
正極輸出端34和接地以檢測(cè)低壓，并且當(dāng)燈電壓低于預(yù)定閾值時(shí)關(guān)閉換流器
電路44,如下詳細(xì)描述的。換流器電路44連接到輸出電路56，該換流器電 路44典型地包括電感器和繞組以脈沖啟動(dòng)燈。輸出電路56連接到第一和第 二負(fù)載端或電極58和60以驅(qū)動(dòng)如HID燈、熒光燈或由電子鎮(zhèn)流器操作的任 何其他燈的負(fù)載62。
繼續(xù)參照?qǐng)D1并且還參照?qǐng)D2，降壓轉(zhuǎn)換器20包括降壓轉(zhuǎn)換器控制器64, 如例如由ST電子制造的控制器PNL6562。降壓控制器64接通和關(guān)斷可控導(dǎo) 通的第一或降壓開(kāi)關(guān)66。功率經(jīng)由電阻器70從正極端30提供到降壓控制器 引腳。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)66接通時(shí)，輸入電壓施加到與第一開(kāi)關(guān)66串聯(lián)連接的第 一或降壓電感器74。功率傳送到降壓轉(zhuǎn)換器輸出端34和36。在第一電感器 74中建立電流。與第一或降壓空轉(zhuǎn)(freewheeling) 二極管78和第一電感器 74耦合的第一或降壓充電電容器76通過(guò)第一電感器74充電。當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)66 關(guān)斷時(shí)，通過(guò)第一電感器74的電流反向。第一二極管78變?yōu)榍跋蚱珘骸５?一電感器74和第一電容器76中存儲(chǔ)的能量傳送到降壓轉(zhuǎn)換器輸出端34和 36。通過(guò)改變第一開(kāi)關(guān)66的占空因數(shù)(dutycycle)獲得輸出電壓調(diào)整。功率 控制電路48經(jīng)由電阻器80接收讀出或轉(zhuǎn)換器總線電壓信號(hào)Vs以及與降壓轉(zhuǎn) 換器輸入電流Is成比例的信號(hào)。通過(guò)調(diào)整如下所述由功率控制電路48提供的 設(shè)置點(diǎn)SP，讀出電壓信號(hào)Vs可用于控制燈62的功率以跟蹤設(shè)置點(diǎn)SP。當(dāng)功 率線電壓改變時(shí)，電壓讀出信號(hào)Vs幫助調(diào)整施加到燈的功率。更具體地，總 線電流L被導(dǎo)向具有電阻器80和電容器86的低通濾波器82。在低通濾波器 82的輸出88的輸出電壓信號(hào)V。表示總線電流Is的平均值，并且與提供給燈 62的實(shí)際輸出功率成比例。
誤差放大器90經(jīng)由包括串聯(lián)連接的電阻器96和97的電阻分壓器94， 在誤差放大器輸入端92接收輸出電壓信號(hào)V。，并且確定輸出電壓信號(hào)V。和 設(shè)置點(diǎn)電壓信號(hào)SP之間的差。電容器98與電阻器96和97串聯(lián)連接。二極 管99連接在端子92和地之間。
設(shè)置點(diǎn)電壓信號(hào)SP由設(shè)置點(diǎn)放大器100經(jīng)由設(shè)置點(diǎn)放大器輸出線101 和電阻器102提供。更具體地，設(shè)置點(diǎn)放大器100通過(guò)電阻器106,經(jīng)由第 一設(shè)置點(diǎn)放大器輸入線104接收電壓信號(hào)Vb作為輸入?；鶞?zhǔn)電壓信號(hào)Vr徑 由第二設(shè)置點(diǎn)放大器輸入線108提供給設(shè)置點(diǎn)放大器100。通過(guò)采用來(lái)自輸 入DC電壓Vb的反饋，設(shè)置點(diǎn)電壓信號(hào)SP根據(jù)實(shí)際輸入線電壓Vb調(diào)節(jié)，以
減少燈62的操作電壓的變化。降壓控制器64的控制電壓信號(hào)Vx從設(shè)置點(diǎn)電 壓信號(hào)SP得出，并且經(jīng)由線114從包括串聯(lián)連接的電阻器118和119的電阻 分壓器116提供給降壓控制器倍增器(multiplier) 113的輸入112。
誤差放大器90在誤差放大器輸出線120中生成放大的誤差信號(hào)Vc，該 誤差信號(hào)與輸出電壓信號(hào)V。和設(shè)置點(diǎn)電壓信號(hào)SP之間確定的差成比例。放 大誤差信號(hào)Vc或誤差放大器輸出經(jīng)由包括串聯(lián)連接的電阻器126和128的電 阻分壓器124提供給降壓控制器64的換流輸入引腳122。放大誤差信號(hào)Vc 還經(jīng)由電阻器126和128提供給降壓控制器64的補(bǔ)償輸入引腳130。補(bǔ)償網(wǎng) 絡(luò)131放置在換流和補(bǔ)償引腳122和130之間，以實(shí)現(xiàn)電壓控制回路的穩(wěn)定 性并確保高功率因數(shù)。
降壓開(kāi)關(guān)64的電壓輸出132輸出脈寬調(diào)制信號(hào)VPWM。脈寬調(diào)制信號(hào)經(jīng) 由電阻器134提供給降壓開(kāi)關(guān)66。比較器非換流輸入136從串聯(lián)連接到降壓 開(kāi)關(guān)66的電阻器138接收PWM電壓信號(hào)VPWM。 PWM電壓信號(hào)V，m與在 降壓開(kāi)關(guān)66的導(dǎo)通段流過(guò)降壓開(kāi)關(guān)66和第一電感器74的電流成比例。電壓 信號(hào)VPWM與由控制電壓信號(hào)Vx確定的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓信號(hào)比較。當(dāng)電壓信號(hào) VpwM等于內(nèi)部基準(zhǔn)電壓信號(hào)時(shí)，降壓控制器64關(guān)斷降壓開(kāi)關(guān)66。
結(jié)果，PWM電壓信號(hào)VpwM確定通過(guò)降壓開(kāi)關(guān)66的峰值電流，其確立 多少電流饋送到換流器44中。
繼續(xù)參照?qǐng)D1并且還參照?qǐng)D3，換流器44連接到降壓轉(zhuǎn)換器20的輸出 端34和36,用于將由降壓轉(zhuǎn)換器20提供的DC電壓換流為AC電壓，并且 提供AC電流以驅(qū)動(dòng)燈62。換流器44包括第一和第二驅(qū)動(dòng)器180和182,如 例如由ST電子制造的PN L6269A。每個(gè)驅(qū)動(dòng)器180和182包括相應(yīng)對(duì)的第 一低側(cè)和高側(cè)緩沖器以及第二低側(cè)和高側(cè)緩沖器188、 l卯、192和194。第 一下部開(kāi)關(guān)196和上部開(kāi)關(guān)198每個(gè)通過(guò)各自的電阻器200和202連接到相 應(yīng)的第一低側(cè)緩沖器188和高側(cè)緩沖器190。第二下部開(kāi)關(guān)204和上部開(kāi)關(guān) 206每個(gè)通過(guò)各自的電阻器208和210連接到相應(yīng)的第二低側(cè)緩沖器192和 高側(cè)緩沖器194。
每個(gè)緩沖器對(duì)以互補(bǔ)方式驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的第一下部開(kāi)關(guān)196和上部開(kāi)關(guān)198 和第二下部開(kāi)關(guān)204和上部開(kāi)關(guān)206。第一下部開(kāi)關(guān)和上部開(kāi)關(guān)以及第二下 部開(kāi)關(guān)和上部開(kāi)關(guān)196、 198、 204和206是可控導(dǎo)通設(shè)備，如例如MOSFET。 第一下部開(kāi)關(guān)196串聯(lián)連接到與第一高側(cè)緩沖器190連接的第一上部開(kāi)關(guān)
198。第二下部開(kāi)關(guān)204串聯(lián)連接到與第二高側(cè)緩沖器194連接的第二上部開(kāi) 關(guān)206。當(dāng)?shù)谝幌虏块_(kāi)關(guān)196和第二第開(kāi)關(guān)204接通時(shí)，提供功率到相應(yīng)的 第一高側(cè)緩沖器190和第二高側(cè)緩沖器194。當(dāng)?shù)谝幌虏块_(kāi)關(guān)196和第二下 部開(kāi)關(guān)204關(guān)斷時(shí)，通過(guò)相應(yīng)的第一側(cè)充電電容器220和第二側(cè)充電電容器 222提供功率到第一高側(cè)緩沖器190和第二高側(cè)緩沖器194。第一下部開(kāi)關(guān) 196和第二下部開(kāi)關(guān)204以及第一上部開(kāi)關(guān)198和第二上部開(kāi)關(guān)206交替接 通以補(bǔ)充相應(yīng)的充電電容器220和222上的電荷。
到第一驅(qū)動(dòng)器180和第二驅(qū)動(dòng)器182的轉(zhuǎn)換器總線電壓K經(jīng)由端34通 過(guò)功率線電阻器224提供到相應(yīng)的第一功率引腳230和第二功率引腳232。 電阻器224與相應(yīng)的第一電解存儲(chǔ)電容器234和第二電解存儲(chǔ)電容器236串 聯(lián)連接。電阻器224提供初始功率給驅(qū)動(dòng)器180和182。電容器234和236 經(jīng)由端子34,通過(guò)電阻器224和DC總線充電。當(dāng)?shù)谝还β室_230的電壓 超過(guò)驅(qū)動(dòng)器180和182的低壓鎖定電壓時(shí)，第二驅(qū)動(dòng)器182的振蕩器開(kāi)始操 作。振蕩器定時(shí)電阻器250連接到第二驅(qū)動(dòng)器182的振蕩器定時(shí)電阻器引腳 252。振蕩器定時(shí)電容器254連接到第二驅(qū)動(dòng)器182的振蕩器定時(shí)電容器引腳 256。振蕩器定時(shí)電阻器250和振蕩器定時(shí)電容器254協(xié)作確定第二驅(qū)動(dòng)器 182的振蕩頻率。電阻器258連接在第二驅(qū)動(dòng)器182的振蕩器輸出和電容器 259之間。電容器259和電阻器258提供稍微的延遲，以防止第一驅(qū)動(dòng)器180 的低側(cè)緩沖器188和高側(cè)緩沖器190同時(shí)導(dǎo)通，因此防止第一低側(cè)開(kāi)關(guān)196 和上側(cè)開(kāi)關(guān)198同時(shí)接通。這防止DC總線被第一下部開(kāi)關(guān)196和第一上部 開(kāi)關(guān)198短路。第二驅(qū)動(dòng)器182的振蕩器電路的電阻器250和電容器254將 燈62操作的頻率設(shè)置如大約130 Hz，這是實(shí)質(zhì)上比降壓階段的切換頻率低的 頻率。第一緩沖器電容器260和第二緩沖器電容器262并聯(lián)連接到相應(yīng)的第 一下部開(kāi)關(guān)196和第二下部開(kāi)關(guān)204以允許換流器44以零電壓切換操作。
第一電感器264互耦到第二電感器265。第一電感器264連接到第一上 部開(kāi)關(guān)198和第一輸出燈端子58。第二電感器265經(jīng)由串聯(lián)連接的輸出電路 電阻器266、元件272和電容器274連接到第一上部開(kāi)關(guān)198和第二上部開(kāi) 關(guān)206。第二上部開(kāi)關(guān)206串聯(lián)連接到第二輸出燈端子60。輸出電路電阻器 268和串聯(lián)連接的輸出電路二極管270并聯(lián)連接到第一電感器264和第二電 感器265。電容器276并聯(lián)連接到燈輸出58和60。輸出電路56的元件協(xié)作 點(diǎn)亮燈62并且提供初始預(yù)熱電流并且在正常燈操作期間預(yù)定交流電壓。電感
器264還衰減從之前的降壓階段產(chǎn)生的高頻波紋電流。
繼續(xù)參照?qǐng)D1和3并且還參照?qǐng)D4，短路保護(hù)電路52連接在降壓轉(zhuǎn)換器 20和換流器44之間，以檢測(cè)轉(zhuǎn)換器總線電壓Vs，并且當(dāng)檢測(cè)到如大約20V 的低壓情況時(shí)關(guān)斷換流器44。盡管為了簡(jiǎn)化僅示出第一驅(qū)動(dòng)器182,但是預(yù) 期到短路保護(hù)電路52以類(lèi)似方式控制第一驅(qū)動(dòng)器182和第二驅(qū)動(dòng)器184。當(dāng) 燈62被點(diǎn)亮后緊接著冷卻時(shí)，燈62的特性在于低阻抗。在此情形，燈62實(shí) 際處于短路，例如，燈端子58和60之間的電壓可能大約為20V。典型地， 換流器44在燈62點(diǎn)亮之前開(kāi)始運(yùn)行，例如，換流器的輸出端在點(diǎn)亮之前打 開(kāi)。當(dāng)燈點(diǎn)亮?xí)r，燈的阻抗快速降到其穩(wěn)態(tài)值的大約5%。通常，在低輸出電 壓模式期間不期望短路保護(hù)電路的激活。當(dāng)氣體溫度在全電弧模式下增長(zhǎng)時(shí)， 燈電壓增長(zhǎng)，直到其達(dá)到穩(wěn)態(tài)電壓。如果例如作為錯(cuò)^艮鎮(zhèn)流器安裝處理的結(jié) 果換流器44的輸出短路，則第一下部開(kāi)關(guān)和上部開(kāi)關(guān)以及第二下部開(kāi)關(guān)和上 部開(kāi)關(guān)196、 198、 204和206可能過(guò)熱，并且還熱壓迫降壓轉(zhuǎn)換器20的第一 開(kāi)關(guān)66。短路保護(hù)電路52檢測(cè)低壓，例如，小于20V的電壓，并且關(guān)斷換 流器44,由此減輕引起開(kāi)關(guān)66、 196、 198、 204和206過(guò)熱的短路效應(yīng)。換 流器通過(guò)短路驅(qū)動(dòng)器180和182的供應(yīng)電壓管腳230和232而關(guān)斷。
更具體地，短路保護(hù)電路52包括鎖存器280，該鎖存器280包括第一鎖 存器晶體管282和第二鎖存器晶體管284。鎖存器280讀出轉(zhuǎn)換器總線電壓 Vs,該轉(zhuǎn)換器總線電壓經(jīng)由功率線電阻器224提供給鎖存器280。
在正常燈操作期間，第一驅(qū)動(dòng)器180和第二驅(qū)動(dòng)器182驅(qū)動(dòng)下部開(kāi)關(guān)和 上部開(kāi)關(guān)196、 198、 204和206。如果轉(zhuǎn)換器總線電壓Vs降到如15V或20V 的預(yù)定閾值之下，則電流從第一鎖存器晶體管282的基極286汲取。第二晶 體管284的集電極287連接到第一晶體管282的基極286。第二晶體管284 的基極288連接到第一晶體管282的集電極289。當(dāng)電流從第一晶體管基極 286汲取時(shí)，電流還從第二晶體管基極288汲取。鎖存器280被觸發(fā)。例如， 第一鎖存器晶體管282和第二鎖存器晶體管284經(jīng)由再生處理導(dǎo)通。
當(dāng)在導(dǎo)通時(shí)，第一鎖存器晶體管282和第二鎖存器晶體管284放電第一 存儲(chǔ)電容器234和第二存儲(chǔ)電容器236的能量，導(dǎo)致第一驅(qū)動(dòng)器180和第二 驅(qū)動(dòng)器182的低壓鎖定電路接合，由此關(guān)斷換流器44。當(dāng)存儲(chǔ)電容器234和 236幾乎完全放電到大約1V或2V時(shí)，鎖存器280打開(kāi)。因?yàn)閾Q流器正被關(guān) 斷，所以此時(shí)的轉(zhuǎn)換器總線電壓Vs為高電壓，并且存儲(chǔ)電容器234和236經(jīng)
由功率線電阻器224充電。當(dāng)存儲(chǔ)電容器234和236充電到第一驅(qū)動(dòng)器180 和第二驅(qū)動(dòng)器182激活的電壓(大約8到9V)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器182和184接通并 且開(kāi)始操作開(kāi)關(guān)196、 198、 204和206,從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器總線電壓Vs放電到 輸出短路中或?qū)е罗D(zhuǎn)向器總線電壓VJ務(wù)到低于15V或20V以下的低阻抗。 鎖存處理重復(fù)，關(guān)斷換流器44和保護(hù)開(kāi)關(guān)66、 196、 198、 204和206。該處 理的占空因數(shù)實(shí)質(zhì)上通過(guò)其花費(fèi)多久來(lái)通過(guò)功率線電阻器224充電存儲(chǔ)電容 器234和236來(lái)確定。在一個(gè)實(shí)施例中，短路保護(hù)電路52具有非常短的占空 因數(shù)。在這樣的電路中，在此情況下?lián)Q流器的接通時(shí)間與處理時(shí)段相比非常 短。當(dāng)短路被移除時(shí)，換流器重啟。燈的點(diǎn)亮、預(yù)熱和穩(wěn)態(tài)控制的處理恢復(fù)。
在第二晶體管基極288和接地之間連接的電阻器290確定電流電平以切 斷(trip )鎖存器280。電容器292和294通過(guò)用作低通濾波器幫助減輕錯(cuò)誤 觸發(fā)。電阻器296與存儲(chǔ)電容器234和236串聯(lián)連接，以限制到鎖存器280 的電流。在一個(gè)實(shí)施例中，二極管298與存儲(chǔ)電容器234和236并聯(lián)連接， 以防止第一鎖存器晶體管282的基極-發(fā)射極結(jié)擊穿。
再次參照?qǐng)D2，振幅因數(shù)減小電路46檢測(cè)轉(zhuǎn)換器總線的電壓改變率。更 具體地，當(dāng)在換流器的轉(zhuǎn)變間隔期間讀出電壓Vs增加時(shí)，脈沖被施加到與降 壓轉(zhuǎn)換器正極端34耦合的電容器300。耦合到晶體管302的基極的電容器300 接通晶體管302。晶體管302經(jīng)由電阻器304在降壓轉(zhuǎn)換器控制器引腳112 使控制電壓信號(hào)VJ永沖化為幾乎零伏，因此在電壓實(shí)質(zhì)上上升之前消隱降壓 轉(zhuǎn)換器20的電壓設(shè)置點(diǎn)。如果在降壓轉(zhuǎn)換器20的輸出沒(méi)有出現(xiàn)向正極的轉(zhuǎn) 變，即，沒(méi)有轉(zhuǎn)換器總線電壓Vs的向正極的轉(zhuǎn)變，則晶體管302不導(dǎo)通。轉(zhuǎn) 換器總線電壓Vs保持不被打擾，因此提供需要的設(shè)置點(diǎn)電壓給降壓轉(zhuǎn)換器 20,以實(shí)現(xiàn)正確的輸出電流。電阻器306和308串聯(lián)連接在電容器300和晶 體管302的基極之間。二極管310耦合到電阻器306和晶體管302的發(fā)射極。 晶體管302的集電極連接到誤差放大器90的功率輸出312。
以此方式，在換流器44的轉(zhuǎn)變間隔消隱或調(diào)制降壓轉(zhuǎn)換器控制器引腳 112的控制電壓信號(hào)Vx,在總線電壓上升前消隱降壓轉(zhuǎn)換器20的輸出電流， 由此減少提供給換流器44的電流，直到換流器的轉(zhuǎn)變結(jié)束。例如，在電流實(shí) 質(zhì)上改變之前檢測(cè)到電流改變的較高速率。這極大減小了降壓轉(zhuǎn)換器輸出電 壓的過(guò)沖(overshoot),由此實(shí)質(zhì)上減小了從大約1.0到大約1.5的燈電流振 幅因數(shù)。
波紋檢測(cè)電路50測(cè)量轉(zhuǎn)換的DC電壓中的AC分量。如上所述，設(shè)置點(diǎn) 放大器100接收輸入電壓信號(hào)Vb,其和提供的基準(zhǔn)電壓信號(hào)VR—起確定降 壓轉(zhuǎn)換器20的電壓設(shè)置點(diǎn)SP,并且隨后確定有多少功率從DC總線汲取。 波紋檢測(cè)電路50包括與電容器402串聯(lián)連接的電阻器400。電阻器404與電 阻器400和電容器402并聯(lián)連接。電阻器102與電阻器400和電容器402串 聯(lián)連接。電阻器102、 400、 404、電容器402和設(shè)置點(diǎn)放大器100協(xié)作以測(cè) 量輸入DC電壓Vb中的AC分量，并在降壓轉(zhuǎn)換器控制器引腳112經(jīng)由控制 電壓信號(hào)Vx調(diào)制降壓轉(zhuǎn)換器控制器64,使得用于丟棄DC電壓的AC分量的 調(diào)制的正確的電平和相位提供給降壓轉(zhuǎn)換器控制器64。以此方式，測(cè)量和衰 減AC分量。
已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例描述了本應(yīng)用。顯而易見(jiàn)，在閱讀和理解前面的詳 細(xì)描述后對(duì)其他人將出現(xiàn)修改和更改。本應(yīng)用意圖解釋為包括所有這樣的修 改和更改。
權(quán)利要求
1.一種用于操作燈的連續(xù)模式電子鎮(zhèn)流器，包括降壓轉(zhuǎn)換器，其被配置為在降壓轉(zhuǎn)換器輸出生成直流(DC)總線電壓；可操作地耦合到降壓轉(zhuǎn)換器的換流器電路，其被配置為接收生成的DC電壓并且將DC電壓轉(zhuǎn)換為交流(AC)電壓以驅(qū)動(dòng)燈；可操作地耦合到降壓轉(zhuǎn)換器的功率控制電路，其被配置為提供控制電壓信號(hào)給降壓轉(zhuǎn)換器，使得降壓轉(zhuǎn)換器生成預(yù)定值的輸出DC電壓和電流；以及振幅因數(shù)減小電路，其可操作地耦合到(a)降壓轉(zhuǎn)換器輸出，用于讀出生成的DC總線電壓的改變率；以及(b)功率控制電路，用于基于讀出的DC總線電壓的改變率修改控制電壓信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中修改的控制電壓信號(hào)迫使降壓轉(zhuǎn)換 器生成DC電壓，其當(dāng)轉(zhuǎn)換為AC電壓時(shí)導(dǎo)致燈的電流振幅因數(shù)等于從大約1 到大約1.5。
3. 如權(quán)利要求2所述的鎮(zhèn)流器，其中燈電流振幅因數(shù)等于大約1。
4. 如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中在預(yù)定時(shí)間段電壓控制信號(hào)被設(shè)置 為OV以防止DC總線電壓上升。
5. 如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中振幅因數(shù)減小電路包括 晶體管，其調(diào)制控制電壓信號(hào)的，使得控制電壓信號(hào)被設(shè)置為下述之一(a)當(dāng)晶體管導(dǎo)通時(shí)為OV;以及(b)當(dāng)晶體管截止時(shí)對(duì)控制電壓信號(hào)不提 供修改。
6. 如權(quán)利要求5所述的鎮(zhèn)流器，其中振幅因數(shù)減小電路還包括 電容器，其可操作地耦合到降壓轉(zhuǎn)換器輸出和晶體管，并且使晶體管導(dǎo)通和截止。
7. 如權(quán)利要求5所述的鎮(zhèn)流器，其中在晶體管導(dǎo)通時(shí)降壓轉(zhuǎn)換器輸出電 流減少。
8. 如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中功率控制電路和振幅因數(shù)減小電路 協(xié)作以生成占空因數(shù)，以該占空因數(shù)降壓轉(zhuǎn)換器輸出周期性地關(guān)斷以減小降 壓轉(zhuǎn)換器輸出電流。
9. 如權(quán)利要求8所述的鎮(zhèn)流器，其中減小的輸出電流通過(guò)下述之一生成當(dāng)讀出增加電壓改變率時(shí)，提供零值電壓控制信號(hào)給降壓轉(zhuǎn)換器；以及對(duì)該周期的剩余部分提供未修改的電壓控制信號(hào)給降壓轉(zhuǎn)換器。
10. 如權(quán)利要求9所述的鎮(zhèn)流器，其中減小的降壓轉(zhuǎn)換器輸出電流生成 小于1.5的燈電流振幅因數(shù)。
11. 如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，還包括 降壓轉(zhuǎn)換器控制器，其包括倍增器，其接收電壓控制信號(hào)、修改電壓控制信號(hào)并輸出降壓輸出電壓， 以將燈電壓控制在預(yù)定電平。
12. 如權(quán)利要求1所述的鎮(zhèn)流器，其中功率控制電路包括 設(shè)置點(diǎn)放大器，其包括 連接到線輸入電壓線的第一輸入；以及提供有基準(zhǔn)電壓的第二輸入，其中設(shè)置點(diǎn)放大器基于線輸入電壓和基準(zhǔn) 電壓生成電壓設(shè)置點(diǎn)信號(hào)，控制電壓信號(hào)基于電壓設(shè)置點(diǎn)信號(hào)生成；以及誤差放大器，其在輸入端接收降壓輸出電壓和設(shè)置點(diǎn)電壓信號(hào)，將設(shè)置 點(diǎn)電壓信號(hào)與降壓輸出電壓信號(hào)比較，并且基于該比較，生成表示降壓輸出 和設(shè)置點(diǎn)電壓信號(hào)之間的差的放大的誤差信號(hào)。
13. 如權(quán)利要求12所述的鎮(zhèn)流器，其中降壓轉(zhuǎn)換器控制器還包括 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，其接收放大誤差信號(hào)并且基于接收的放大誤差信號(hào)補(bǔ)償控制電壓信號(hào)。
14. 一種用于操作燈的連續(xù)模式電子鎮(zhèn)流器，包括降壓轉(zhuǎn)換器，其被配置為在降壓轉(zhuǎn)換器輸出生成DC總線電壓； 可操作地耦合到降壓轉(zhuǎn)換器的換流器電路，其被配置為接收生成的DC電壓并將DC電壓轉(zhuǎn)換為AC電壓以驅(qū)動(dòng)燈；可操作地耦合到降壓轉(zhuǎn)換器的功率控制電路，其被配置為提供控制電壓信號(hào)給降壓轉(zhuǎn)換器，使得降壓轉(zhuǎn)換器生成預(yù)定值的DC電壓和電流，該功率控制電路包括設(shè)置點(diǎn)放大器，其第一輸入連接到線輸入電壓線，并且其第二輸入被提 供有基準(zhǔn)電壓，該設(shè)置點(diǎn)放大器基于線輸入電壓和基準(zhǔn)電壓生成電壓設(shè)置點(diǎn) 信號(hào)；以及電阻分壓器，其一端與設(shè)置點(diǎn)放大器的輸出串聯(lián)連接，該電阻分壓器確 定提供到降壓轉(zhuǎn)換器的設(shè)置點(diǎn)電壓信號(hào)的比率；以及振幅因數(shù)減小電路，其可操作地耦合到(a)降壓轉(zhuǎn)換器輸出，以讀出 生成的DC總線電壓的改變率；以及(b)功率控制電路，其基于讀出的DC 總線電壓的改變率修改控制電壓信號(hào)。
15. 如權(quán)利要求14所述的鎮(zhèn)流器，其中修改的控制電壓信號(hào)迫使降壓轉(zhuǎn) 換器生成DC電壓，其當(dāng)轉(zhuǎn)換為AC電壓時(shí)導(dǎo)致燈的電流振幅因數(shù)等于從大 約1到大約1.5。
16. 如權(quán)利要求15所述的鎮(zhèn)流器，其中燈電流振幅因數(shù)等于大約1。
17. 如權(quán)利要求14所述的鎮(zhèn)流器，其中在預(yù)定時(shí)間段電壓控制信號(hào)被設(shè) 置為OV以防止DC總線電壓上升。
18. 如權(quán)利要求14所述的鎮(zhèn)流器，其中振幅因數(shù)減小電路包括 調(diào)制控制電壓信號(hào)的晶體管，使得控制電壓信號(hào)被設(shè)置為下述之一(a)當(dāng)晶體管導(dǎo)通時(shí)為0V;以及(b)當(dāng)晶體管截止時(shí)對(duì)控制電壓信號(hào)不提供修 改。
19. 如權(quán)利要求18所述的鎮(zhèn)流器，其中振幅因數(shù)減小電路還包括 電容器，其可操作地耦合到降壓轉(zhuǎn)換器輸出和晶體管，并且使晶體管導(dǎo)通和截止。
20. 如權(quán)利要求19所述的鎮(zhèn)流器，其中在晶體管導(dǎo)通時(shí)降壓轉(zhuǎn)換器輸出
全文摘要
降壓轉(zhuǎn)換器在降壓轉(zhuǎn)換器輸出生成直流(DC)總線電壓。換流器電路耦合到降壓轉(zhuǎn)換器，并且被配置為接收生成的DC電壓并將DC電壓轉(zhuǎn)換為交流(AC)電壓以驅(qū)動(dòng)燈。功率控制電路耦合到降壓轉(zhuǎn)換器輸出，并且被配置為提供控制電壓信號(hào)給降壓轉(zhuǎn)換器，使得降壓轉(zhuǎn)換器生成預(yù)定值的DC電壓和電流。振幅因數(shù)減小電路耦合到(a)降壓轉(zhuǎn)換器輸出，以讀出生成的DC總線電壓的改變率；以及(b)功率控制電路，以基于讀出的DC總線電壓的改變率修改控制電壓信號(hào)。
文檔編號(hào)H05B41/288GK101352106SQ200680049785
公開(kāi)日2009年1月21日 申請(qǐng)日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者拉茨洛·S·伊爾耶斯, 路易斯·R·尼羅恩 申請(qǐng)人:通用電氣公司