專利名稱：可調(diào)光發(fā)光設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及熒光燈領(lǐng)域，更具體地，涉及包括熒光燈的可調(diào)光發(fā)光設(shè)備。
背景技術(shù)：
總體上，存在將傳統(tǒng)白熾燈替換為其他類型的光源比如LED和氣體放電燈的趨 勢(shì)。LED和氣體放電燈彼此具有各自的某些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，而設(shè)計(jì)者可以根據(jù)他的設(shè)計(jì)考慮來 選擇使用LED或者氣體放電燈。光源，無論是白熾燈、LED或者氣體放電燈，都針對(duì)使用額定燈電壓和額定燈電流 的額定操作而設(shè)計(jì)，從而產(chǎn)生額定燈功率和額定光輸出。如果，在某種情況下，使用者希望 具有更多的光，他可以用更高功率的燈或者具有更高光輸出的不同類型的燈來替換當(dāng)前的 燈。相反，如果使用者希望具有較少的光，他可以用具有較小光輸出的另外的燈來替代當(dāng)前 的燈。然而，這樣是非常繁瑣的，所以一般期望能夠?qū)暨M(jìn)行調(diào)光，即，以低于其額定功率的 功率來驅(qū)動(dòng)燈，從而使其光輸出小于額定光輸出。本發(fā)明具體涉及以降低的功率(即在調(diào)暗的狀態(tài)下)驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的領(lǐng)域。氣體放電燈具有負(fù)電阻特性，并且因此需要鎮(zhèn)流器設(shè)備來驅(qū)動(dòng)燈。雖然在原則上， 可以用DC(直流)電流驅(qū)動(dòng)氣體放電燈，但電子鎮(zhèn)流器通常提供高頻率燈電流。調(diào)光可以， 譬如，通過降低燈電流的幅度來實(shí)現(xiàn)，或者通過以特定占空比開關(guān)燈來實(shí)現(xiàn)。取決于具體用途以及其他因素，尤其是如果期望將燈調(diào)暗至額定光輸出的1 %以 下的非常低的水平時(shí)，用以對(duì)氣體放電燈進(jìn)行調(diào)光的不同機(jī)制關(guān)聯(lián)有若干問題和缺點(diǎn)。本 發(fā)明涉及到的一種具體的發(fā)光設(shè)備是所謂的喚醒燈(wake-up light)，其是通過例如時(shí) 鐘進(jìn)行觸發(fā)，將它的光輸出從零逐漸增大至最大的設(shè)備。這樣的應(yīng)用的一個(gè)問題與點(diǎn)火 (ignition)相關(guān)。為了點(diǎn)火，氣體放電燈需要相對(duì)高的電壓。結(jié)果是，如果燈被點(diǎn)亮于具有 接近于零的光輸出的昏暗的條件中，那么燈可能在點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生閃光并且隨后降低它的光輸 出至期望的調(diào)光水平。這樣的閃光是不適宜的。另一個(gè)問題是，在非常低的調(diào)光水平上保持燈的穩(wěn)定性是非常困難的。另一個(gè)問題與顏色相關(guān)在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，光輸出降低的燈可能改變其光輸出的顏 色。在具有燈絲電極的氣體放電燈的情況中，需要為電極提供電極加熱電流，以將電 極保持在最佳的操作溫度上。然而，在通常的電子鎮(zhèn)流器中，燈絲僅在點(diǎn)火階段被加熱，并 且燈絲的溫度在調(diào)光期間可能變得過低。因而，提供單獨(dú)的電極加熱電路可能是必要的，但 這樣的電路往往是復(fù)雜的并且相對(duì)昂貴。在相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)施方式中，電極加熱電路的功率 源自燈電壓，燈電壓通常包括獲取自整流電源的DC電壓并因此容易受到電源電壓變動(dòng)的 影響。在通過降低燈電流的幅度進(jìn)行調(diào)光的情況中，獲取的加熱功率也將減少。在占空比調(diào) 光的情況中，燈電壓被有規(guī)律地中斷，其將會(huì)中斷電極加熱。因而，在實(shí)踐中電極加熱可能 發(fā)生變化，這是不適宜的。如果電極加熱過度，那么陰極溫度將會(huì)過高，陰極將損失發(fā)射材 料(鋇)，而在一段時(shí)間之后燈將伴隨淡紅色的輝光而燒毀；如果電極加熱不充分，陰極溫度將會(huì)過低，而燈會(huì)非常快速地變黑。在全部?jī)煞N情況中，后果將是電極壽命的顯著縮短， 有可能縮短到僅幾小時(shí)(不充分加熱)或者幾百小時(shí)(過度加熱)。在線性氣體放電燈中，電極被布置在縱向燈管的相對(duì)端。在所謂的緊湊型氣體放 電燈的情況中，燈管可被看作是折疊的，從而燈包含彼此相鄰平行布置的偶數(shù)個(gè)管分段，同 時(shí)具有燈電極的燈端部彼此相鄰地位于燈的同一縱向端上。在這種燈類型中，在如具有非 常低的調(diào)光水平的喚醒燈的應(yīng)用的情況中，不穩(wěn)定問題可能在于在喚醒序列開始后，燈將 僅從燈的靠近電極的部分發(fā)射光，此部分相對(duì)緩慢地在遠(yuǎn)離電極的方向上朝向燈的另一端 擴(kuò)展，而中間管分段不發(fā)射光。本發(fā)明特別地旨在為這些問題提供解決方案。特別是，本發(fā)明旨在提供針對(duì)氣體 放電燈的設(shè)計(jì)以及用于驅(qū)動(dòng)此燈的驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)，從而使燈可被驅(qū)動(dòng)以發(fā)射接近于零Iux 的極低的光水平，而額定光輸出可以在大約3001ux。

發(fā)明內(nèi)容
美國(guó)專利申請(qǐng)2006/0214605公開了一種對(duì)熒光燈進(jìn)行調(diào)光的方法。在額定操作 中(即，100%光輸出)，由恒定振幅和相對(duì)較高頻率的交流燈電流來驅(qū)動(dòng)燈。在對(duì)燈進(jìn)行調(diào) 光時(shí)，燈電流的振幅由具有低于該交流電流頻率的特定調(diào)制頻率的鋸齒來調(diào)制，從而使電 流振幅在每一鋸齒周期中緩慢地從最大值減小至最小值。在進(jìn)一步調(diào)光時(shí)，所述最小值被 減小但所述最大值維持不變。為了進(jìn)一步調(diào)光，一旦達(dá)到特定的調(diào)光水平，最大值和最小值 都被減小，同時(shí)調(diào)制深度維持恒定，直到最小值達(dá)到等于或接近于零的極限值。為了再進(jìn)一 步調(diào)光，最小值維持恒定但最大值被減小，同時(shí)鋸齒的斜坡角度維持恒定，以使得在每一鋸 齒周期中具有最小值的電流部分的持續(xù)時(shí)間增大并且實(shí)際的鋸齒部分變窄。這種已知技術(shù)的一個(gè)缺點(diǎn)是，低于額定值的電流被使用在很大的調(diào)光范圍上，造 成顏色的偏差。另外，一個(gè)缺點(diǎn)是，這種已知技術(shù)需要振幅調(diào)制裝置。本發(fā)明的一個(gè)特定目的是使用相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)施手段，提供能夠在大的范圍上提供 調(diào)光并且獲得發(fā)射的光的基本上恒定的顏色的調(diào)光方法和裝置。本發(fā)明的另一個(gè)特定目的是提供用于對(duì)燈進(jìn)行調(diào)光的設(shè)備，其具有相對(duì)簡(jiǎn)單的裝 置，能夠獨(dú)立于調(diào)光水平支持對(duì)電極的基本上恒定的加熱。為此，本發(fā)明提出在額定光輸出與預(yù)設(shè)定的調(diào)光閥值之間的第一調(diào)光范圍中應(yīng) 用具有恒定燈電流振幅的占空比調(diào)光，并且在低于所述調(diào)光閥值的第二調(diào)光范圍中應(yīng)用具 有恒定占空比的振幅調(diào)光。調(diào)光閥值可以譬如為大約0.5%的光輸出水平，而第二調(diào)光范圍 可以譬如在調(diào)光閥值和0. 01%或者更低的光輸出水平之間。另外的有益的細(xì)節(jié)在從屬權(quán)利要求中提及。


本發(fā)明的這些以及其他方面、特征以及優(yōu)點(diǎn)將通過參照附圖的一種或者多種優(yōu)選 實(shí)施方式的以下描述而進(jìn)一步解釋，在附圖中相同的參考標(biāo)號(hào)表示相同或相似的部分，并 且其中圖1為示意性地說明電子驅(qū)動(dòng)器的框圖；圖2為示意性地說明用于驅(qū)動(dòng)器的主電源的框圖3A-圖3B為示意性地說明依照本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的燈電流源的操作的示圖；圖4A-圖4E為說明依照本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器的調(diào)光操作的時(shí)間示圖；圖5為說明在電橋臂之間具有可變相位差的電橋器的操作的時(shí)間示圖；圖6為說明依照本發(fā)明的喚醒燈的操作的時(shí)間示圖；圖7為示意性地說明具有電極加熱裝置的電子驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)選實(shí)施方式的框圖；圖8為示意性地說明具有電極加熱裝置的電子驅(qū)動(dòng)器的另一優(yōu)選實(shí)施方式的框 圖；圖9A示意性地示出緊湊型氣體放電燈的透視圖；圖9B為依照本發(fā)明的外部電極的優(yōu)選實(shí)施方式的示意性透視圖。
具體實(shí)施例方式圖1為示意性地說明用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈10的電子驅(qū)動(dòng)器1的一些特征的框圖。 燈10為熱陰極熒光燈，并且包括燈管11，燈管11具有內(nèi)部空間12以及布置于內(nèi)部空間12 內(nèi)的兩個(gè)電極燈絲13、14，其分別表示為第一電極燈絲13和第二電極燈絲14。每個(gè)電極燈 絲分別擁有延伸至燈管11外部的兩個(gè)電極端子15、17以及16、18。驅(qū)動(dòng)器1具有分別連接至燈電極端子15、16、17、18的輸出端子21、22、23、24。具 體地，第一輸出端子21連接至第一燈電極燈絲13的第一電極端子15，第二輸出端子22連 接至第二燈電極燈絲14的第一電極端子16，第三輸出端子23連接至第一燈電極燈絲13的 第二電極端子17，并且第四輸出端子24連接至第二燈電極燈絲14的第二電極端子18。驅(qū)動(dòng)器1包括主電源100用以產(chǎn)生燈電流，特別地是脈沖燈電流，其中脈沖寬度可 以變化，以便改變占空比并且由此改變平均光輸出。主電源100的第一主輸出端子101連 接至第一驅(qū)動(dòng)器輸出端子21并由此連接至第一燈電極燈絲13的第一電極端子15，而主電 源100的第二主輸出端子102連接至第二驅(qū)動(dòng)器輸出端子22并且由此連接至第二燈電極 燈絲14的第一電極端子16。驅(qū)動(dòng)器1進(jìn)一步包括電極加熱裝置30、40，用于加熱燈電極燈絲13、14。具體地，用 于為第一燈電極燈絲13產(chǎn)生電極加熱電流的第一電極加熱電源30具有第一輸出端子31、 32，其分別連接至第一驅(qū)動(dòng)器輸出端子21和第三驅(qū)動(dòng)器輸出端子23，用以向第一燈電極燈 絲13供應(yīng)電極加熱電流。類似地，用于為第二燈電極燈絲14產(chǎn)生電極加熱電流的第二電 極加熱電源40具有第二輸出端子41、42，其分別連接至第二驅(qū)動(dòng)器輸出端子22和第四驅(qū)動(dòng) 器輸出端子24，用以向第二燈電極燈絲14供應(yīng)電極加熱電流。圖2為示意性地說明主電源100的實(shí)施方式的細(xì)節(jié)的框圖。在圖2中，為了簡(jiǎn)單 起見，所述兩個(gè)電極加熱電源30、40未示出。注意，用于產(chǎn)生電極加熱電流的電極加熱電源 本身是已知的。主電源100具有布置于第一 DC電源線107和第二 DC電源線108之間的全電橋拓 撲結(jié)構(gòu)。第一電橋臂110包括連接于所述第一 DC電源線107和第二 DC電源線108之間的 兩個(gè)可控開關(guān)111、112的第一串聯(lián)布置，并在這兩個(gè)開關(guān)之間具有第一電橋輸出節(jié)點(diǎn)A。第 二電橋臂120包括連接于所述第一 DC電源線107和第二 DC電源線108之間的兩個(gè)可控開 關(guān)121、122的第二串聯(lián)布置，并在這兩個(gè)開關(guān)之間具有第二電橋輸出節(jié)點(diǎn)B。電橋斜桿130 連接于所述兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)A和B之間，并且包括電感性裝置131、132和電容性裝置133的串聯(lián)布置。為對(duì)稱起見，電感性裝置包括第一電感器131和第二電感器132的串聯(lián)布置，而 電容性裝置133布置于所述兩個(gè)電感器之間。主電源100的主輸出端子101、102與所述電 容性裝置133并聯(lián)布置。第一和第二 DC電源線107、108連接至DC電壓源106，其通常為經(jīng) 整流的電源。主電源100進(jìn)一步包括控制器90，其具有控制輸出端91、92、93、94，連接至相應(yīng)的 開關(guān)111、112、121、122的控制端子?？刂破?0為第一電橋臂110的兩個(gè)可控開關(guān)111、112 產(chǎn)生控制信號(hào)，從而使得第一開關(guān)111打開(不導(dǎo)通)同時(shí)第二開關(guān)112閉合(導(dǎo)通)，或 者第一開關(guān)111閉合同時(shí)第二開關(guān)112打開。這些開關(guān)基本上同時(shí)打開/閉合，具有輕微 的延遲以防止這兩個(gè)開關(guān)在同一時(shí)刻全部處于閉合狀態(tài)。這兩個(gè)開關(guān)都操作在50%的占空 比上，從而使得它們打開的時(shí)間和它們關(guān)閉的時(shí)間一樣長(zhǎng)。開關(guān)頻率，以下表示為電橋開關(guān) 頻率，例如可以為大約IOOkHz。控制器90以類似的方式產(chǎn)生用于第二電橋臂120的兩個(gè)可控開關(guān)121、122的控 制信號(hào)。第二電橋臂120的開關(guān)頻率與第一電橋臂110的開關(guān)頻率完全相同。作為操作 參數(shù)，控制器90能夠改變兩個(gè)臂110、120之間的相位差Δφ。如果兩個(gè)臂110、120完全同 相(Δφ=0ο )操作，則節(jié)點(diǎn)A和B將總是具有彼此相同的電勢(shì)，所以將沒有電流在燈10中 流動(dòng)；這種情況在圖3Α中說明。如果兩個(gè)臂110、120完全異相(Δφ=180° )操作，則節(jié)點(diǎn) A和B將在相反的供電線電壓勢(shì)上交替，并且具有所述開關(guān)頻率的交流燈電流I將在燈10 中流動(dòng)；這種情況在圖3Β中說明。在第一狀態(tài)中，第一開關(guān)111和第四開關(guān)122是閉合的 (通導(dǎo)的；開)，而第二開關(guān)112和第三開關(guān)121是打開的(關(guān))在這種情況下，燈電流將 從節(jié)點(diǎn)A流向節(jié)點(diǎn)B(在圖3Β中表示為正電流)。在第二狀態(tài)中，第一開關(guān)111和第四開關(guān) 122是打開的，而第二開關(guān)112和第三開關(guān)121是閉合的，從而使燈電流從節(jié)點(diǎn)B流向節(jié)點(diǎn) A(在圖3Β中表示為負(fù)電流)。電感器131和132以及電容器133操作為諧振電路，并且燈 電流的振幅IM取決于開關(guān)頻率。注意，這個(gè)電流被示出為塊狀電流，這是為了簡(jiǎn)單起見而 不是展示實(shí)際的表現(xiàn)。圖4Α為示意性地說明在最大光輸出的情況下的燈的操作的示圖。橫軸代表時(shí)間； 縱軸代表燈電流。兩個(gè)電橋臂110、120持續(xù)地操作于180°相位差，從而持續(xù)地產(chǎn)生基本上 恒定幅度Im的高頻率燈電流?？刂破?0具有輸入端子95，用于接收指示期望的燈的調(diào)光水平的輸入信號(hào)Sin。 在一個(gè)說明性范例中，輸入信號(hào)Sin可以由包括譬如電位計(jì)之類的使用者激勵(lì)的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備 96所產(chǎn)生。注意，可選地，輸入信號(hào)Sin可以由在控制器90外部或者與控制器90集成在一 起的控制設(shè)備例如計(jì)時(shí)器來產(chǎn)生。在喚醒燈的情況中，期望的輸入水平將在通常為30分鐘 左右的預(yù)設(shè)的時(shí)間內(nèi)從零逐漸升高至100%。如果使用者希望降低光輸出，控制器90按照?qǐng)D4B中說明的占空比模式開始操作， 圖4B是可與圖4A相比的示圖。在這種占空比模式中，控制器以低于電橋開關(guān)頻率(譬如 大約IOOkHz的量級(jí))的重復(fù)頻率(譬如大約IOOHz的量級(jí))周期性地在0°和180°之間 改變相位差Δφ，以使得燈交替地具有為零的燈電流(Δφ=0ο )和等于額定電流幅度Im的 基本上恒定的電流幅度的交流燈電流的突發(fā)51 ( Δφ=180° )。在圖4Β中，開關(guān)周期的持 續(xù)時(shí)間表示為Τ，而交流燈電流的電流突發(fā)51的持續(xù)時(shí)間表示為Τ。。占空比Δ定義為Δ=Tc/T0注意，在當(dāng)相位差Δφ等于180°的電流突發(fā)期間，占空比等于50%，這意味著電流 在一個(gè)方向上流動(dòng)的時(shí)間和在相反方向上流動(dòng)的時(shí)間相等。在較大的時(shí)間范圍上，平均電 流Iav可被表達(dá)為Iav= Δ ·Ιμ。由于平均光輸出與平均電流成正比，所以平均光輸出Lav可 以表示為L(zhǎng)av = Δ · LM，其中Lm表示額定或最大光輸出。因此，光輸出可通過改變(降低)占空比Δ而改變(變暗)。本發(fā)明的重要優(yōu)點(diǎn) 是，光輸出僅在電流突發(fā)期間產(chǎn)生，而在電流突發(fā)之間的時(shí)間段中基本上沒有光輸出。由于 在電流突發(fā)中電流總是維持額定幅度，在電流突發(fā)期間的光輸出特性總是等于額定光輸出 特性；特別是光的顏色保持恒定。通過將燈操作于間隔開的電流突發(fā)中，光實(shí)際上被時(shí)間 “削弱(diluted) ”，即，在亮度上變暗，但在一切其他方面保持不變。進(jìn)一步的調(diào)光通過降低占空比來實(shí)現(xiàn)。圖4C為可與圖4B相比的示圖，其示出了 具有進(jìn)一步降低的光輸出的情況。進(jìn)一步的調(diào)光通過降低占空比Δ來執(zhí)行，直到占空比Δ達(dá)到預(yù)設(shè)定的閥值Δτ。 這種情況在圖4D中示意性地說明。閥值占空比Δτ不是關(guān)鍵的，但可以在譬如的量級(jí)， 或者甚至更低，譬如0.5%。當(dāng)Δ = Δ 1時(shí)，平均光輸出Lav可以表達(dá)為L(zhǎng)av = Δτ·、。在一種可能的實(shí)施方式中，閥值Δτ對(duì)應(yīng)于只貫穿一個(gè)完整的換向周期的燈電流， 如圖4D中所示。在一個(gè)實(shí)際的實(shí)施方式中，其中電橋開關(guān)頻率為IOOkHz并且重復(fù)頻率為 100Hz，閥值Δτ可以被挑選為等于1%，其對(duì)應(yīng)于包含10個(gè)電橋開關(guān)循環(huán)的突發(fā)51。隨著 占空比的進(jìn)一步降低，由于譬如控制器的準(zhǔn)確度所引起的難以避免的占空比的微小變化可 能會(huì)造成光輸出的可見變化。如果使用者希望再進(jìn)一步降低光輸出，則控制器90將占空比保持等于Δ = Δτ， 但是降低電流幅度I至低于額定值Im的值Ik，如圖4Ε中所示。任何光輸出特性的偏差，特 別是光的顏色，由此僅相對(duì)于非常小的光輸出發(fā)生，在該情況下這樣的偏差更容易被接受。降低電流幅度可通過降低電源106的輸出來實(shí)現(xiàn)。然而這需要可控電源。在一個(gè) 優(yōu)選實(shí)施方式中，電流幅度通過改變兩個(gè)電橋臂110、120之間的相位差Δφ而改變。這個(gè)原 理在圖5中說明。在該示圖的上部，可見第一電橋臂110的開關(guān)111、112以50%的占空比 進(jìn)行開關(guān)并且相對(duì)于彼此相位差180°，第二電橋臂120的開關(guān)121、122以50%的占空比 進(jìn)行開關(guān)并且相對(duì)于彼此相位差180°，并且在兩個(gè)臂110、120之間存在相位差Δφ。該示 圖進(jìn)一步示出在節(jié)點(diǎn)A上的電壓在第一 DC電源線107和第二 DC電源線108的電壓之間交 替，并且示出在節(jié)點(diǎn)B上的電壓也在第一 DC電源線107和第二 DC電源線108的電壓之間 交替，其中這兩個(gè)電壓之間存在相同的相位差Δφ。該示圖進(jìn)一步示出這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A和B之 間的電壓差Va-Vb,該電壓差驅(qū)動(dòng)燈電流I。由于燈電壓的非常小的占空比，燈沒有獲得點(diǎn)火的機(jī)會(huì)，而只能電容性地操作。因 而，燈提供相對(duì)大的阻抗，而電路的特性主要由諧振回路(圖2中的131、132、133)來確定。 因?yàn)楣?jié)點(diǎn)A和B之間的電路是諧振的，同時(shí)電橋臂的開關(guān)頻率接近于諧振頻率，所以在節(jié)點(diǎn) A和B之間的電橋斜桿130中的電流是與節(jié)點(diǎn)A和B上的電壓大致同相的正弦形電流。因 而，在并聯(lián)電容器133上施加的電壓(圖2)是與節(jié)點(diǎn)A和B上的電壓大致同相的正弦形電 壓；由于此電壓確定燈電流，所以電容性燈電流也是與節(jié)點(diǎn)A和B上的電壓大致同相的正弦 形電流，如在圖5中由最下面一個(gè)曲線所示意性地說明的那樣。電容性燈電流確實(shí)引起一些要生成的光。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，用這種方法獲得的最大電流幅度(電流曲線的頂點(diǎn))與相位差Δφ成正比，其中Δφ在80。 的范圍內(nèi)。類似的，電流幅度的平均值與相位差Δφ成正比。因而，通過改變相位差Δφ,可 以改變平均電流幅度并因此改變光輸出。注意，在更高的占空比以及由此的更高的光輸出的情況下，燈確實(shí)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火，在此 情況中燈電流的形狀更接近于三角形。在喚醒燈的情況中，控制器90的操作正好相反。燈在初始狀態(tài)中是關(guān)閉的。在譬 如由時(shí)鐘確定的某個(gè)時(shí)刻，控制器開始它的操作，其中占空比被設(shè)置為Δ =八1并且通過 設(shè)置臂相位差至接近于0°而使電流幅度接近于零(圖4Ε)。作為時(shí)間的函數(shù)，控制器通過 增大臂相位差Δφ同時(shí)維持占空比恒定來增大電流幅度，直到電流幅度因?yàn)楸巯辔徊瞀う者_(dá) 到180°而達(dá)到額定值Im(圖4D)。從那一刻以后，還是作為時(shí)間的函數(shù)，控制器增大占空 比同時(shí)維持電流幅度恒定(圖4C和4Β)，直到最終占空比變得等于100%。這種喚醒操作 在圖6中示意性地說明，在其中上部示圖示出作為時(shí)間的函數(shù)的相位差Δφ，而下部示圖示 出作為時(shí)間的函數(shù)的占空比。注意，在圖6中，相位差Δφ和占空比被示出為根據(jù)時(shí)間線性地增大。然而，依照設(shè) 計(jì)考慮，這些參數(shù)的二階時(shí)間導(dǎo)數(shù)可以不等于零；譬如，相位差Δφ和占空比可能指數(shù)地增 大。另外還應(yīng)當(dāng)注意，如上所述的調(diào)光過程或者喚醒過程的實(shí)施可以容易地并且低成 本地通過控制器90的合適的程序來實(shí)現(xiàn)，即軟件實(shí)施。如前所述，電極加熱電源30、40可以實(shí)施為分開的恒定電流源。在那種情況下，在 沒有燈電流流動(dòng)的時(shí)間段期間，控制器90可以保持全部開關(guān)111、112、121、122在關(guān)閉狀 態(tài)。然而，對(duì)于當(dāng)如上所述的通過臂相位差的變化實(shí)施占空比的變化和電流幅度的變化的 情況，本發(fā)明針對(duì)電極加熱電源提供相對(duì)簡(jiǎn)單的實(shí)施方式，其相應(yīng)地從節(jié)點(diǎn)A或B獲取它的功率。圖7為可與圖2相比的依照本發(fā)明而適配的驅(qū)動(dòng)器2的框圖，其中特別地電極加 熱電源30、40依照本發(fā)明實(shí)施。為簡(jiǎn)單起見，控制器90和DC電源106未在圖7中示出。注 意，與燈10并聯(lián)的電容性裝置被實(shí)現(xiàn)為兩個(gè)電容器133、134的串聯(lián)布置。第一電極加熱電源30包括第一變壓器50，其具有耦合于第一輸入端子33和第二 輸入端子34之間的初級(jí)變壓器繞組51，并且具有耦合至第一電極加熱電源30的輸出端子 31、32的次級(jí)變壓器繞組52。在示出的優(yōu)選實(shí)施方式中，電壓調(diào)節(jié)器71耦合于次級(jí)變壓器 繞組52和輸出端子31、32之間。第二輸入端子34經(jīng)由電容器35與地線108耦合，其被設(shè) 計(jì)用于DC去耦。此去耦電容器35的電容率被選擇為就開關(guān)頻率和初級(jí)變壓器繞組51的 電感率而言相對(duì)較高，從而在實(shí)踐中在此電容器上的任何電壓波紋都將會(huì)幾乎為零。類似地，第二電極加熱電源40包括第一變壓器60，其具有耦合于第一輸入端子43 和第二輸入端子44之間的初級(jí)變壓器繞組61，并且具有耦合至第二電極加熱電源40的輸 出端子41、42的次級(jí)變壓器繞組62。在示出的優(yōu)選實(shí)施方式中，電壓調(diào)節(jié)器72耦合于次級(jí) 變壓器繞組62和輸出端子41、42之間。第二輸入端子44經(jīng)由第二去耦電容器45與地線 108耦合。因?yàn)闊魶]有直接連接到電橋節(jié)點(diǎn)A和B，兩個(gè)HF變壓器50、60充當(dāng)電平位移器。串聯(lián)電容器35、45具有使得DC偏移對(duì)于驅(qū)動(dòng)初級(jí)變壓器繞組51、61不構(gòu)成任何問題的效^ οHF變壓器50、60將在電橋節(jié)點(diǎn)A、B的高電壓轉(zhuǎn)換為適合于燈陰極加熱的低得多 的電壓。對(duì)于26W PL-C燈，通常陰極加熱額定值為4V和320mA。將陰極加熱功率盡可能地 保持恒定在取決于燈的正確值上是非常重要的。如果加熱輸出電壓過高，陰極溫度將會(huì)過 高，陰極將會(huì)損失發(fā)射材料(通常為鋇)，而燈的壽命將會(huì)縮短至幾百小時(shí)。如果加熱輸出 電壓過低，陰極溫度將會(huì)過低，使得陰極變黑并且燈的壽命縮短至僅僅幾個(gè)小時(shí)。注意，如 圖5中所示，電橋節(jié)點(diǎn)A和B連續(xù)不斷地輸送高頻高電壓，以使得變壓器50、60被供應(yīng)以恒 定電壓以及由此燈電極14被供應(yīng)以恒定電壓。為了增加陰極加熱電壓的準(zhǔn)確度，如示出的，每個(gè)電極加熱電源30、40優(yōu)選地包 括電壓調(diào)節(jié)器71、72，每個(gè)電壓調(diào)節(jié)器都包括整流器(譬如二極管電橋)、緩沖器(譬如電 容器)以及穩(wěn)定器。這對(duì)于消去DC電源106的輸出電壓的可能變化而言可能是可取的。然 而，如果DC電源106提供足夠穩(wěn)定的電壓，那么可以不需要這樣的電壓調(diào)節(jié)器。在依照本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)器中，無論控制器為了設(shè)置調(diào)光水平而設(shè)置的占空比如何， 無論控制器為了設(shè)置調(diào)光水平而設(shè)置的燈電流幅度如何，電極加熱功率保持基本上恒定。在上文中，開關(guān)111、112、121、122的操作僅著眼于燈電流的產(chǎn)生以及著眼于加熱 電流的產(chǎn)生而被描述。就此而言，除了在串聯(lián)布置的兩個(gè)開關(guān)的“開(ON)”時(shí)期之間必須有 一些“空載時(shí)間(deadtime)”以防止短路的事實(shí)以外，開關(guān)的精確定時(shí)不是必要的。如果滿 足該條件，則下一個(gè)開關(guān)于何時(shí)切換成導(dǎo)通狀態(tài)的精確定時(shí)不是必要的。然而，在優(yōu)選實(shí)施 方式中，保證在開關(guān)調(diào)至導(dǎo)通狀態(tài)之前開關(guān)上的電壓已經(jīng)變?yōu)榱?，因?yàn)榉駝t會(huì)由于開關(guān)動(dòng) 作而發(fā)生功率損耗。作為解釋，將會(huì)給出開關(guān)111和112的開關(guān)動(dòng)作的更加詳細(xì)的描述。假設(shè)保證在第一階段第一開關(guān)111為開而第二開關(guān)112為關(guān)。電流流經(jīng)第一開關(guān) 111和初級(jí)變壓器繞組51，節(jié)點(diǎn)A在線107的高電壓上。在第二階段，開關(guān)111和112全都為關(guān)。電流繼續(xù)在初級(jí)變壓器繞組51中流動(dòng)， 電流路徑通過MOSFET 112的體二極管(或者與開關(guān)112并聯(lián)布置的單獨(dú)的二極管)而閉 合。結(jié)果是造成在節(jié)點(diǎn)A的電壓的降低。注意，這可以被視為對(duì)與第二開關(guān)112并聯(lián)的負(fù) 載電容器(未示出)進(jìn)行放電。此負(fù)載電容器可由MOSFET 112的漏極與源極之間的寄生 電容或者連接到節(jié)點(diǎn)A的負(fù)載的電容性部件(即與初級(jí)變壓器繞組51的電容器)所構(gòu)成。 注意，負(fù)載電容器與節(jié)點(diǎn)A處看見的電感形成諧振電路，節(jié)點(diǎn)A處看見的電感可以等于初級(jí) 變壓器繞組51的電感率，盡管優(yōu)選地應(yīng)該存在與初級(jí)變壓器繞組51串聯(lián)布置的小電感器 (未示出)以便增大在節(jié)點(diǎn)A處看見的電感率。優(yōu)選地，此電感器(提供漏電感)被包括在 變壓器設(shè)備中，以免除必需具有與變壓器初級(jí)繞組串聯(lián)連接的額外部件。在一定的時(shí)間延遲(由所述節(jié)點(diǎn)A處看見的電感和所述負(fù)載電容器的LC時(shí)間所 確定)之后，在節(jié)點(diǎn)A處的電壓達(dá)到零。如果此時(shí)間延遲不過分短，那將會(huì)是有益的，因?yàn)?在節(jié)點(diǎn)A的dV/dt的高數(shù)值造成無線電噪聲的發(fā)射。隨后，或者稍晚些，第二開關(guān)112被調(diào) 到開，第一開關(guān)111保持關(guān)。因而，在第二開關(guān)上沒有電壓的時(shí)候，該第二開關(guān)112被調(diào)到 開?，F(xiàn)在，在第一開關(guān)111為關(guān)而第二開關(guān)112為開的第三階段中，電流流經(jīng)第二開關(guān)112 和初級(jí)變壓器繞組51，其中節(jié)點(diǎn)A處于線107的高電壓。電流在相較于第一階段相反的方 向流動(dòng)。
在第四階段中，開關(guān)111和112都為關(guān)。電流繼續(xù)在初級(jí)變壓器繞組51中流動(dòng)，電 流路徑通過MOSFET 111 (或者與開關(guān)111并聯(lián)布置的單獨(dú)的二極管)的體二極管而閉合。 結(jié)果是造成在節(jié)點(diǎn)A的電壓升高。注意，這可以被視為對(duì)與第二開關(guān)112并聯(lián)的所述負(fù)載 電容器(未示出)進(jìn)行放電。在一定的時(shí)間延遲(再一次，由所述節(jié)點(diǎn)A處看見的電感和所述負(fù)載電容器的LC 時(shí)間所確定)之后，在節(jié)點(diǎn)A處的電壓達(dá)到線107的高電壓電平。隨后，或者稍晚些，第一 開關(guān)111被調(diào)為開(同時(shí)在此開關(guān)上沒有電壓)，并且所述情況被重復(fù)。在開關(guān)上的電壓等于零的時(shí)候?qū)㈤_關(guān)從非導(dǎo)通調(diào)為導(dǎo)通將被表示為“零電壓開關(guān) 切換”。在上文中，電橋開關(guān)111、112和121、122的高頻切換(見圖5)獨(dú)立于電流突發(fā)51 的切換(見圖4B)而描述。特別是在接近于閥值占空比Δτ的低占空比上，在一個(gè)突發(fā)51 中的電橋切換循環(huán)的數(shù)量相當(dāng)?shù)?。這個(gè)數(shù)量可以等于10(Δ = 1%)或者5(Δ =0.5%)。 即使是在突發(fā)51開始處的確切定時(shí)相對(duì)于高頻電橋切換的相位的微小變化，也將造成燈 以及它的諧振箱系統(tǒng)的起始條件的變化，其可導(dǎo)致平均燈電流的微小變化并且因此導(dǎo)致燈 的光輸出的微小但可見的變化(閃爍)。為了避免這個(gè)問題，電橋的占空比切換優(yōu)選地與電橋的高頻切換同步。如果確定電橋的占空比切換的低頻時(shí)鐘信號(hào)與確定電橋的高頻切換的高頻時(shí)鐘 信號(hào)獲取自相同的源，則這樣的同步是可實(shí)現(xiàn)的。在確定電橋的高頻切換的高頻時(shí)鐘信號(hào)自由運(yùn)行的情況下，如果響應(yīng)于確定突發(fā) 51在何時(shí)將要起始的低頻時(shí)鐘信號(hào)而對(duì)突發(fā)51的實(shí)際起始進(jìn)行延遲，直到高頻時(shí)鐘信號(hào) 的預(yù)設(shè)定相位，譬如高/低過渡或者低/高過渡，則這樣的同步是可實(shí)現(xiàn)的。不適宜的閃爍的另一個(gè)源頭可通過電源106呈現(xiàn)。這個(gè)電源106可能提供穩(wěn)定的 并且無紋波的真正的DC電壓；在這種情況下，電源不引起閃爍。然而，如果電源106從市電 電源獲取它的功率，那么在整流和緩沖之后，電源106的輸出在實(shí)際中可能不可避免的表 現(xiàn)出具有兩倍于市電頻率的小紋波。在突發(fā)51的起始的精確時(shí)間處，電源106的輸出電壓 的瞬時(shí)值影響燈點(diǎn)火所需的時(shí)間如果這個(gè)瞬時(shí)值稍高，那么燈可能會(huì)稍早點(diǎn)火并且燈電 流會(huì)出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間，總而言之造成稍高的光輸出。這些變化在低占空比時(shí)可能是可見的，考 慮到此，在0. 5%的占空比上，1 μ s的微小點(diǎn)火延遲可能對(duì)應(yīng)于高達(dá)2%的突發(fā)時(shí)長(zhǎng)，即，光 輸出的2%的變化。為了避免這個(gè)問題，電橋的占空比切換優(yōu)選地與市電頻率同步。圖9Α示意性地示出概括地以參考標(biāo)號(hào)901指示的緊湊型氣體放電燈的透視圖。燈 901包括燈座902，以及相互平行布置的四個(gè)管分段911、912、913、914。在圖中，管的軸向方 向被垂直定向；此方向也將被指示為縱向方向。所述管從燈座902的上表面903垂直地向 上延伸。每個(gè)燈分段具有兩個(gè)端，即，靠近燈座902的近端和離燈座902 —段距離的遠(yuǎn)端。 第一燈電極燈絲921位于第一燈分段911的近端。第一燈分段911和第二燈分段912在靠 近它們的遠(yuǎn)端處通過第一電橋分段931互連。第二管分段912和第三管分段913在靠近它 們的近端處通過第二電橋分段932互連。第三管分段913和第四管分段914在靠近它們的 遠(yuǎn)端處通過第三電橋分段933互連。第二電極燈絲922布置在第四管分段914的近端。每 個(gè)電極燈絲具有穿過燈座902向下延伸的兩個(gè)電極端子，并且每個(gè)都耦合到從燈座902的底面延伸的相應(yīng)的連接器，為簡(jiǎn)單起見而未在圖9A中示出所述連接器。這樣的燈的一個(gè)范 例為商業(yè)銷售的Philips的PL-C燈。因此，在這里不需要對(duì)這種燈的設(shè)計(jì)進(jìn)一步解釋。在極低調(diào)光的情況中，譬如在啟動(dòng)喚醒燈時(shí)，另一個(gè)問題可能是會(huì)出現(xiàn)下述情況 光僅在第一管分段911的近端和第四管分段914的近端，靠近于相應(yīng)的電極921和922處 產(chǎn)生。這被認(rèn)為是由于操作條件不足以產(chǎn)生正確的放電，并且電容性電流經(jīng)由管分段的玻 璃封殼流動(dòng)的事實(shí)所造成的。這些發(fā)光部分緩慢地向第一管分段911和第四管分段914的 遠(yuǎn)端增長(zhǎng)，并且隨后第二管分段912和第三管分段913可能開始發(fā)光，但是也可能第二管分 段912和第三管分段913根本不貢獻(xiàn)光輸出。總而言之，燈可能展現(xiàn)出古怪的和不穩(wěn)定的 特性。為了消除或者至少降低這一問題，依照本發(fā)明的燈901具有外置于管分段911、 912、913、914的外部輔助電極950。所述輔助電極為電傳導(dǎo)的，具有對(duì)應(yīng)于管分段的軸向長(zhǎng) 度的軸向延伸，并且起電容性耦合的作用，將四個(gè)管分段911、912、913、914彼此耦合，促進(jìn) 在全部管分段的整個(gè)長(zhǎng)度上產(chǎn)生氣體放電。如果輔助電極與全部管分段911、912、913、914 機(jī)械接觸，那么該電容性耦合為最佳。輔助電極950可以是電浮動(dòng)的，S卩，不與電子驅(qū)動(dòng)器的任何構(gòu)件電氣連接。然而， 如果將輔助電極950連接至參考電壓，則將會(huì)獲得改善的效果。這樣的參考電壓的合適的 源為地電位，或者燈電極之一。在一種優(yōu)選實(shí)施方式中，輔助電極950連接至燈電極電勢(shì)之 間的中間的電壓。優(yōu)選地，輔助電極950連接至前述的兩個(gè)電容器133和134之間的節(jié)點(diǎn)。對(duì)于輔助電極，若干形狀都是可行的。在圖9A的實(shí)施方式中，輔助電極950具有帶 有用于容納第二電橋分段932的凹槽的矩形框的形狀。它可被確定尺度以使得它的兩個(gè)主 表面與全部管分段相接觸。圖9B為輔助電極的優(yōu)選實(shí)施方式的示意性透視圖，其在此由參 考標(biāo)號(hào)960所指示，形成為平面板911，其被旨在和圖9A的板形實(shí)施方式類似地放置，即，在 一側(cè)上在第一和第二管分段911、912之間延伸而在另一側(cè)上在第三和第四管分段913、914 之間延伸。板960具有用于容納第二電橋分段932的凹槽965。板961具有略小于第一和 第四管分段911、914之間的距離的厚度。為了將輔助電極960牢固地固定到燈，板961擁 有延伸自凹槽965對(duì)面的前豎直邊緣966的凸舌962、963、964，這些凸舌基本上依照與管分 段的半徑相對(duì)應(yīng)的半徑在同一方向折回。所述凸舌可以具有相同的尺寸。在示出的實(shí)施方 式中，電極960具有圍繞管分段蓋上超過約180°的兩個(gè)較小的U形凸舌962，以及延伸至 鄰近的管分段的兩個(gè)較大的J形凸舌964。電極960的最低凸舌963具有彎向板961的末 端，以使得這個(gè)凸舌963圍繞管分段蓋上超過約180°。輔助電極960被放置為使得它的凸舌圍繞第一或者第四管分段，S卩，包含電極的 管分段，該選擇取決于凸舌彎入的方向；在示出的實(shí)施方式中，這將是第四管分段914。凸 舌將輔助電極960牢固地鉗制到這個(gè)管分段914，其中板961與這個(gè)管分段914基本上在它 的整個(gè)長(zhǎng)度上機(jī)械接觸。板961另外與相鄰的管分段913機(jī)械接觸，由J形凸舌964支撐 入位，但幾乎不具有任何橫向力。輔助電極可以具有起伏的而不是基本上平坦的截面，以使得它在沿管分段的長(zhǎng)度 上的離散數(shù)目的點(diǎn)上觸及它們。在可選實(shí)施方式中，輔助電極可具有基本上為圓形的外橫 截面，實(shí)施為實(shí)心棒或空心棒，如說明的那樣，置于管分段之間的中央空間。輔助電極也可 以實(shí)施為螺旋地纏繞管分段的周徑的導(dǎo)線。輔助電極也可以包括每條都螺旋地纏繞相應(yīng)的管分段的四條電極導(dǎo)線。輔助電極也可以實(shí)施為置于管分段之間的中央空間中的圓柱狀電 刷。雖然在附圖和前面的描述中已經(jīng)詳細(xì)地說明和描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)當(dāng)清楚，該說明和描述應(yīng)當(dāng)被視為說明性或范例性的而不是限制性的。本發(fā)明不局 限于公開的實(shí)施方式；相反，在本發(fā)明的保護(hù)性范圍之內(nèi)可以存在若干變化和修改，本發(fā)明 的保護(hù)范圍定義于隨附的權(quán)利要求中。譬如，驅(qū)動(dòng)器的電源可以包括用于對(duì)AC市電電源進(jìn)行整流的整流器，以及布置于 整流器與第一和第二 DC電源線之間的預(yù)調(diào)節(jié)器和轉(zhuǎn)換器級(jí)，用以將整流后的AC電源轉(zhuǎn)換 成穩(wěn)定的DC電源。另外，在描述和說明的優(yōu)選實(shí)施方式中，驅(qū)動(dòng)器包括全電橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。然而也可以 使用其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)施本發(fā)明，譬如與比如可通過使用返馳式轉(zhuǎn)換器或者降壓轉(zhuǎn)換器改變 其輸出電壓的電源106相結(jié)合的半電橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。另外，在描述和說明的優(yōu)選實(shí)施方式中，燈輸出端子101、102在電橋斜桿130中連 接，以使得每個(gè)燈電極接收相對(duì)于地電位變化的電壓。為了防止無線電干擾，將一個(gè)燈電極 保持在固定的電壓電平(優(yōu)選地為地電位)是理想的。這可以在圖8的實(shí)施方式中實(shí)現(xiàn)， 其中燈輸出端子101、102通過耦合變壓器810耦合至電橋斜桿130。在示出的實(shí)施方式中， 電橋斜桿130包括耦合變壓器810的初級(jí)繞組811和DC去耦電容器820的串聯(lián)布置。耦 合變壓器810的次級(jí)繞組812的一端連接到地電位，并且另一端通過諧振電感器131連接 到一個(gè)主輸出端子101。其他主輸出端子連接到地電位。從對(duì)附圖、公開內(nèi)容，以及隨附的權(quán)利要求的學(xué)習(xí)中，本領(lǐng)域技術(shù)人員在實(shí)踐所要 求保護(hù)的本發(fā)明的過程中能夠理解和實(shí)現(xiàn)對(duì)公開的實(shí)施方式的其他改變。在權(quán)利要求中， 詞語(yǔ)“包括”不排除其他元件或步驟，而不定冠詞“一個(gè)”、“一”不排除復(fù)數(shù)。單個(gè)處理器或 者其他單元可能實(shí)現(xiàn)記載于權(quán)利要求中的多個(gè)項(xiàng)目的功能。僅憑某些措施在彼此不同的從 屬權(quán)利要求中記載的單純事實(shí)不表明不能使用這些措施的組合以獲益。計(jì)算機(jī)程序可以存 儲(chǔ)/分布在合適的介質(zhì)上，比如與其他硬件一起或者作為其他硬件的一部分提供的光存儲(chǔ) 介質(zhì)或者固態(tài)介質(zhì)，但也可以分布在其他形式中，比如經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)(Internet)或者其他有 線或無線通信系統(tǒng)。權(quán)利要求中的任何參考標(biāo)記都不應(yīng)當(dāng)被詮釋為對(duì)范圍的限制。在上文中，本發(fā)明參考說明依照本發(fā)明的功能模塊的框圖而進(jìn)行解釋。應(yīng)當(dāng)理解， 這些功能模塊中的一個(gè)或多個(gè)可以實(shí)施于硬件中，其中這樣的功能模塊的功能由各個(gè)硬件 部件執(zhí)行，但也可以在軟件中實(shí)施這些功能模塊中一個(gè)或多個(gè)，以使得這樣的功能模塊的 功能由計(jì)算機(jī)程序或者比如微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)處理器等可編程設(shè)備的一條或 多條程序行所執(zhí)行。
權(quán)利要求
一種驅(qū)動(dòng)氣體放電燈(10)的方法，所述氣體放電燈(10)具有在額定光輸出水平(LM)和最低光輸出水平之間的范圍內(nèi)可變化的光水平，所述方法包括步驟產(chǎn)生具有恒定電流振幅的交流燈電流(I)；在產(chǎn)生額定光輸出水平(LM)時(shí)，持續(xù)地向燈(10)供應(yīng)具有額定電流振幅(IM)的交流燈電流(I)；在產(chǎn)生具有在低于所述額定光輸出水平(LM)的第一范圍內(nèi)的光輸出水平的光時(shí)，向所述燈(10)供應(yīng)具有突發(fā)持續(xù)時(shí)間TC和突發(fā)重復(fù)周期T的間隔開的電流突發(fā)(51)，其中在每個(gè)電流突發(fā)中，向所述燈持續(xù)供應(yīng)具有額定電流振幅(IM)的交流燈電流(I)，并且其中在相繼的電流突發(fā)之間的間隔中基本上不向燈供應(yīng)電流，并且其中光輸出水平通過在100％與最小突發(fā)占空比值(ΔT)的范圍內(nèi)改變突發(fā)占空比(Δ)而改變，所述突發(fā)占空比(Δ)定義為Δ＝TC/T；在產(chǎn)生具有在低于所述第一范圍的第二范圍內(nèi)的光輸出水平的光時(shí)，向所述燈(10)供應(yīng)間隔開的電流突發(fā)(51)，其中在每個(gè)電流突發(fā)中，向所述燈持續(xù)供應(yīng)具有低于額定電流振幅(IM)的降低的電流振幅(IR)的交流燈電流(I)，并且其中在相繼的電流突發(fā)之間的間隔中基本上不向燈供應(yīng)電流，并且其中光輸出水平通過在保持突發(fā)占空比(Δ)恒定在所述最小突發(fā)占空比值(ΔT)的同時(shí)，在零與額定電流振幅(IM)的范圍內(nèi)改變降低的電流振幅(IR)而改變。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述最小突發(fā)占空比值(ΔΤ)為1 %的量級(jí)，或者 甚至更低，例如0.5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，為了將光輸出水平從零逐漸增大到額定光輸出水平， 包括步驟首先向燈(10)供應(yīng)具有所述預(yù)設(shè)定的最小突發(fā)占空比值(Δτ)的間隔開的電流突發(fā) (51)，其中在每個(gè)電流突發(fā)中，向燈持續(xù)供應(yīng)具有接近于零的降低的電流振幅(Ik)的交流 燈電流⑴；隨后，在保持突發(fā)占空比(Δ)恒定在所述最小突發(fā)占空比值(Δτ)的同時(shí)，通過逐漸 提高降低的電流振幅直到電流振幅達(dá)到額定電流振幅(Im)，逐漸增高光輸出水平；隨后，在保持電流振幅恒定在所述額定電流振幅(Im)的同時(shí)，通過逐漸增大突發(fā)占空 比(Δ)來進(jìn)一步逐漸增大光輸出水平。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中突發(fā)重復(fù)周期為IOOHz的量級(jí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中交流燈電流具有恒定的電流頻率，這個(gè)頻率優(yōu)選 地為約IOOkHz的量級(jí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中交流燈電流具有等于50%的恒定的電流占空比。
7.一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈(10)的驅(qū)動(dòng)器(1)，包括能夠產(chǎn)生在具有突發(fā)持續(xù)時(shí)間TC 和突發(fā)重復(fù)頻率1/Τ的間隔開的電流突發(fā)(51)中的燈電流(I)的主電源(100)，其中在每 個(gè)電流突發(fā)中，燈電流為具有高于突發(fā)重復(fù)頻率的恒定電流頻率、恒定電流振幅，以及優(yōu)選 地等于50%的恒定電流占空比的交流電流；所述驅(qū)動(dòng)器能夠在保持電流振幅恒定在額定電流振幅值(Im)的同時(shí)，在100%與最小 突發(fā)占空比值(Δτ)的范圍內(nèi)改變突發(fā)占空比(Δ)，所述突發(fā)占空比(Δ)定義為Δ =Tc/ T ；并且驅(qū)動(dòng)器能夠在保持突發(fā)占空比(Δ)恒定為所述最小突發(fā)占空比值(Δτ)的同時(shí)， 在零與額定電流振幅(Im)的范圍內(nèi)改變電流振幅。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)器，適合于執(zhí)行權(quán)利要求1到6中的任意一種所述的方法。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括電極加熱電源(30、40)，其適合于獨(dú)立于 突發(fā)占空比(△)并且獨(dú)立于電流振幅，提供恒定的燈絲加熱電流或者恒定的燈絲加熱電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的驅(qū)動(dòng)器，包括 DC電壓源(106)；第一 DC電源輸出線和第二 DC電源輸出線(107、108)，其連接至DC電壓源(106)的相 應(yīng)的輸出端子；第一電橋臂(110)，其包括連接于所述第一 DC電源線和第二DC電源線(107、108)之間 的兩個(gè)可控開關(guān)(111、112)的第一串聯(lián)布置，在這兩個(gè)開關(guān)之間有第一電橋輸出節(jié)點(diǎn)(A)； 第二電橋臂(120)，其包括連接于所述第一 DC電源線和第二 DC電源線(107、108)之間 的兩個(gè)可控開關(guān)(121、122)的第二串聯(lián)布置，在這兩個(gè)開關(guān)之間有第二電橋輸出節(jié)點(diǎn)(B)。 連接于所述兩個(gè)輸出節(jié)點(diǎn)(Α、Β)之間的電橋斜桿(130)； 用于控制所述開關(guān)的切換操作的控制器(90)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述控制器適合以如下方式來控制開關(guān)使 得每個(gè)開關(guān)(111、112、121、122)以等于電流頻率的切換頻率在通導(dǎo)和非通導(dǎo)狀態(tài)之間不 斷地交替，其中第一電橋臂(110)的兩個(gè)開關(guān)(111、112)總是以180°的互相位差進(jìn)行切 換；其中第二電橋臂(120)的兩個(gè)開關(guān)(121、122)總是以180°的互相位差進(jìn)行切換；所述 控制器適合在0°到180°的范圍內(nèi)選擇性地設(shè)置第一電橋臂(110)和第二電橋臂(120)之間的相位差(Δφ)。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)器，其中控制器適合于在相繼的電流突發(fā)的間隔中將 所述相位差(Δφ )設(shè)置為等于0°，以使得所述燈基本上不獲得電流。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)器，其中控制器適合于在電流突發(fā)期間將所述相位差 (Δφ )設(shè)置為等于180°，以產(chǎn)生具有額定電流振幅(IM)的交流燈電流⑴。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)器，其中控制器適合于在電流突發(fā)期間設(shè)置所述相位 差以使其具有0°到180°之間的值，以產(chǎn)生具有降低的電流振幅(Ik)的交流燈電流(I)。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)器，其中電橋斜桿(130)包括燈輸出端子(101、102) 和電感性裝置(131、132)的串聯(lián)布置，其中與所述燈輸出端子(101、102)并聯(lián)布置有電容 性裝置133、134。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)器，進(jìn)一步包括耦合變壓器(810)，其中電橋斜桿 (130)包括所述耦合變壓器(810)的初級(jí)繞組(811)，優(yōu)選地與DC去耦電容器(820)相串 連，并且其中所述燈輸出端子(101、102)與所述耦合變壓器(810)的次級(jí)繞組(812)串聯(lián)布置。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)器，用于驅(qū)動(dòng)包括具有內(nèi)部空間(12)以及布置于所述3內(nèi)部空間之內(nèi)的兩個(gè)電極燈絲(13 ； 14)的燈管(11)的類型的熱陰極熒光燈(10)，每個(gè)電 極燈絲(13 ； 14)具有延伸至燈管的外部的兩個(gè)電極端子(15、17 ；16,18)；驅(qū)動(dòng)器進(jìn)一步包 括至少一個(gè)電極加熱電源(30、40)，其用于向燈電極燈絲(13 ； 14)提供電極加熱電流；所述電極加熱電源(30 ；40)具有耦合至電橋輸出節(jié)點(diǎn)(A ；B)的第一輸入端子(33)，其 用于從主電源獲取輸入輸入功率，。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述電極加熱電源(30；40)包括變壓器(50 ； 60)，變壓器(50 ；60)的初級(jí)繞組連接至它的輸入端子(33 ；43)，并且變壓器(50 ；60)的次 級(jí)繞組(52 ；62)耦合至它的加熱輸出端子(31,32 ；41,42) 0
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述電極加熱電源(30;40)進(jìn)一步包括布置 于所述初級(jí)變壓器繞組(51 ；61)與參考電勢(shì)之間的電容器(35 ；45)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的驅(qū)動(dòng)器，其中所述電極加熱電源(30；40)進(jìn)一步包括耦合 于所述次級(jí)變壓器繞組(52 ；62)與所述加熱輸出端子(31、32 ；41,42)之間的電壓調(diào)節(jié)器 (71 ；72)。
21.—種喚醒燈設(shè)備，其包括氣體放電燈(10)以及燈驅(qū)動(dòng)器(1 ；2)，所述燈驅(qū)動(dòng)器(1 ； 2)包含能夠產(chǎn)生交流燈電流(I)的間隔開的電流突發(fā)(51)的電源(100)，其中所述設(shè)備能 夠操作于關(guān)閉模式中，在關(guān)閉模式中不產(chǎn)生燈電流，并且其中所述設(shè)備適合于從它的關(guān)閉 模式調(diào)至喚醒模式，在喚醒模式中電源(100)如下操作_首先產(chǎn)生具有最小占空比值(Δτ)和接近于零的降低的電流振幅(Ik)的交流燈電流⑴；-隨后在保持占空比(Δ)恒定在最小占空比值(Δτ)的同時(shí)逐漸增大電流振幅，直到 電流振幅達(dá)到額定電流振幅(Im)；-隨后在保持電流振幅恒定在額定電流振幅(Im)的同時(shí)逐漸增大占空比(Δ)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的喚醒燈設(shè)備，其中所述氣體放電燈包括多個(gè)基本上彼此平 行布置的管分段(911、912、913、914)，所述管分段具有軸向長(zhǎng)度，管分段的數(shù)量為偶數(shù)，每 個(gè)管分段具有內(nèi)部空間，所述管分段通過橫向管分段(931、932、933)彼此耦合，以使得一 個(gè)管分段的內(nèi)部空間總是與至少另一個(gè)管分段的內(nèi)部空間相通；所述設(shè)備進(jìn)一步包括布置于管分段(911、912、913、914)外部的電傳導(dǎo)的外部輔助電 極(950 ;960)，其具有對(duì)應(yīng)于管分段的軸向長(zhǎng)度的軸向延伸，電容性地耦合至所有管分段， 并且耦合至參考電壓電平。
全文摘要
描述了一種喚醒燈設(shè)備，其包括氣體放電燈(10)以及燈驅(qū)動(dòng)器(1；2)，燈驅(qū)動(dòng)器(1；2)包含能夠產(chǎn)生交流燈電流(I)的間隔開的電流突發(fā)(51)的電源(100)。喚醒燈設(shè)備能夠操作于在其中不產(chǎn)生燈電流的關(guān)閉模式中，并且適合于從它的關(guān)閉模式調(diào)到喚醒模式，在喚醒模式中電源(100)如下操作首先產(chǎn)生具有最小占空比值(ΔT)和接近于零的降低的電流振幅(IR)的交流燈電流(I)；隨后在保持占空比(Δ)恒定在最小占空比值(ΔT)的同時(shí)逐漸增大電流振幅，直到電流振幅達(dá)到額定電流振幅(IM)；隨后在保持電流振幅恒定在額定電流振幅(IM)的同時(shí)逐漸增大占空比(Δ)。
文檔編號(hào)H05B41/392GK101897239SQ200880120883
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2008年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
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