專利名稱：放電燈的激勵(lì)方法及實(shí)現(xiàn)它的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激勵(lì)放電燈的方法和裝置，更具體講本發(fā)明關(guān)系到處理激勵(lì)諸如熒光燈、弧光燈及氖光燈類放電燈相關(guān)的問(wèn)題，以高效可靠的方式貫穿這些設(shè)備的整個(gè)復(fù)合工作周期。
在起動(dòng)和運(yùn)行各種熒光燈的現(xiàn)代一般方法中，包括一個(gè)開(kāi)路電壓高于燈的額定工作電壓的電源，或起動(dòng)該燈的裝置或輔助裝置。在每種情況中，起動(dòng)方式和運(yùn)行方式是兩種不同的工作方式，只有單燈直接起動(dòng)情況例外。但是無(wú)論現(xiàn)代應(yīng)用中控制裝置的型式如何，它們?nèi)哂幸粋€(gè)共同的特性，具有與燈串聯(lián)的限流阻抗，該阻抗成為一附加的負(fù)載，借此穩(wěn)定運(yùn)行和控制功率。所以，從供電電源的觀點(diǎn)來(lái)講，術(shù)語(yǔ)“鎮(zhèn)流器(ballast)”對(duì)這些設(shè)備是合適的。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，以下所有與本公開(kāi)的發(fā)明有關(guān)的常規(guī)控制裝置統(tǒng)稱作“鎮(zhèn)流器”。
對(duì)電源和鎮(zhèn)流器方面的各種改進(jìn)，在美國(guó)已公開(kāi)的專利號(hào)計(jì)有頒發(fā)給塞蘭恩(Sairanen)等的NO4，553，070;頒發(fā)給弗爾塔(Virta)的NO.4，603，378;頒發(fā)給贊斯基(ZansKy)的NO.4，370，600;頒發(fā)給斯泰格瓦爾特(Steigerwald)的NO.4，042，856;頒發(fā)給斯托爾茲(Stolz)的NO.4，251，752;頒發(fā)給達(dá)維斯(Davis)的NO.4，237，403;頒發(fā)給紐考爾斯(NucKolls)的3，629，683;頒發(fā)給安德森(Anderson)的NO.4，320，325;頒發(fā)給高爾瑞森(Garrison)等的NO.4，234，822;頒發(fā)給斯泰溫斯(Stevens)的NO.4，277，728;以及頒發(fā)給奧爾(Knoll)的NO.4，127，795。
當(dāng)熒光燈和慣用的鎮(zhèn)流器(諸如前述先有技術(shù)文件中的設(shè)備)一起應(yīng)用時(shí)，影響熒光燈壽命的主要因素便是起動(dòng)次數(shù)和每次起動(dòng)后運(yùn)行的時(shí)間比較，以及燈在起動(dòng)期間的環(huán)境溫度，由于起動(dòng)次數(shù)所造成的壽命縮短，可以用這樣的事實(shí)來(lái)解釋，即在起動(dòng)期間，在有效陰極發(fā)射之前，燈必須承受的高壓的建立，使得陰極上一些發(fā)射物質(zhì)被消耗掉，一旦所有的發(fā)射物質(zhì)耗盡，則陰極本身就開(kāi)始衰變，直到最后整個(gè)陰極耗盡，燈就不再點(diǎn)燃;另外一個(gè)因素是，影響燈衰變的原因是燈中反向電流的頻率。在一個(gè)方向上導(dǎo)電周期中斷，而在另一方向?qū)щ婇_(kāi)始，如果頻率低到足能使燈管中的等離子體導(dǎo)電率下降，并且陰極同時(shí)得到冷卻，則在新方向?qū)щ娊ǔ芍?，必須產(chǎn)生一個(gè)最小的再起動(dòng)程序，則必然會(huì)在燈泡兩端有較高電位，以及相繼地重建陰極放射，這就再一次引起陰極上發(fā)射物質(zhì)的少量損失。
另一個(gè)伴隨先有技術(shù)中激勵(lì)裝置的問(wèn)題，是點(diǎn)燃問(wèn)題，當(dāng)為有許多放電燈共同進(jìn)行點(diǎn)燃時(shí)，點(diǎn)燃伴有刺激性副作用，例如頻閃效應(yīng)、噪聲和無(wú)線電干擾。雖然已盡力減少這些刺激性影響，但是處于這些照明區(qū)的人們由于受到頻閃閃爍而造成的精神上的影響，仍然有所抱怨。
因此，對(duì)激勵(lì)諸如熒光、弧光和氖光燈類的放電燈的激勵(lì)技術(shù)和設(shè)備存在著改進(jìn)的必要。
本發(fā)明的第一個(gè)目的，在于使一臺(tái)放電燈得到最大發(fā)光效率并提供為此目的的電子激勵(lì)裝置。這是通過(guò)激勵(lì)器的電源特性來(lái)完成的，利用在維持燈中功率因數(shù)盡可能接近單位值的同時(shí)，造成所要求的消耗功率，其有功分量能使本燈具運(yùn)行。
本發(fā)明的第二個(gè)目的，是提供一臺(tái)簡(jiǎn)單而節(jié)省造價(jià)的激勵(lì)裝置，以選擇技術(shù)成就熟、便宜和快速有效的部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的第三個(gè)目的，是增加被該激勵(lì)裝置激勵(lì)的放電燈的壽命，這一點(diǎn)是把起動(dòng)期和連續(xù)工作期間對(duì)燈的損害減到最低限度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。利用同時(shí)給陰極加熱和增加燈頭電壓的方法允許該放電燈快速起動(dòng)而延長(zhǎng)壽命。燈頭的電壓不受電源的電壓限制，從而激勵(lì)器就能夠在其設(shè)計(jì)極限范圍內(nèi)提供點(diǎn)燃該燈所需的任何電壓。實(shí)際上，甚至在溫度低于20℃情況下，起動(dòng)仍是瞬間完成，并且無(wú)閃爍現(xiàn)象已被證實(shí)。在低溫試驗(yàn)和在常溫下，沒(méi)有燈管損壞的痕跡，例如，不曾發(fā)現(xiàn)陰極區(qū)發(fā)黑現(xiàn)象。此外，使激勵(lì)器在比一般控制裝置的頻率高許多的頻率下工作，能使放電燈的壽命延長(zhǎng)，所選擇的頻率高到足以使陰極上的發(fā)射材料無(wú)足夠的時(shí)間冷卻到需要再起動(dòng)的最低溫度，在這種頻率下，放電燈的阻抗呈現(xiàn)如純電阻特性，甚至在電流反向后立即如此。
燈的壽命也受被強(qiáng)迫傳導(dǎo)的電流的峰值因素的影響。
如果燈管中的電流超過(guò)陰極上的有效電子發(fā)射，則附加的陰極物質(zhì)將損失掉。為了降低這種影響到最小值，本發(fā)明的裝置造成燈的電流為正弦波，并且是雙向?qū)ΨQ而不用任何直流補(bǔ)償。這就保證了陰極損耗最小并在兩端均勻損耗。
本發(fā)明的第四個(gè)目的，是提供一個(gè)激勵(lì)裝置，它允許在燈損壞或熔斷時(shí)安全地更換放電燈。這一目的是這樣達(dá)到的，即利用把該激勵(lì)裝置設(shè)計(jì)成為燈持繼運(yùn)行所必需的部件，如此一來(lái)，如果燈被摘除或損壞，則運(yùn)行即停止。這樣在替換燈時(shí)或等待更換時(shí)，避免在燈座上保持著過(guò)高電壓的危險(xiǎn)。此外，提供了激勵(lì)器運(yùn)行或不運(yùn)行信號(hào)電平裝置。這對(duì)于提供一個(gè)替換裝置以防止過(guò)熱或損壞該單元是有用的，無(wú)論哪種原因都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是需要的。
本發(fā)明的第五個(gè)目的，在于提供一個(gè)激勵(lì)裝置，它能將操作該放電燈時(shí)所建立的無(wú)用的效能降低到最低，利用工作于直流電源的激勵(lì)器而達(dá)到這一目的，借此建立一個(gè)實(shí)際上無(wú)閃爍的激勵(lì)器，可能存在的任何頻閃效應(yīng)的頻率為現(xiàn)在通用的頻率的30到100倍頻率。再者，在這些頻率上，即使該效應(yīng)能被人感覺(jué)到，也能利用一直很便宜的熒光物質(zhì)相當(dāng)大地減弱，關(guān)于噪聲，其頻率兩倍于激勵(lì)器工作頻率時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)處于人的聽(tīng)覺(jué)能力之外。還有，頻率為每秒50，000到100，000周波(用激勵(lì)器普遍為這種情況)，則空氣和結(jié)構(gòu)物質(zhì)對(duì)有效傳輸成為很差的介質(zhì)，而且形成一種有效的裝置可將噪聲衰耗到不能察覺(jué)的程度。
按照本發(fā)明的第一方面，對(duì)具有一對(duì)陰極和一對(duì)陽(yáng)極的放電燈提供一個(gè)激勵(lì)裝置，它包括諧振電路裝置，與所述放電燈串聯(lián)連接;開(kāi)關(guān)裝置，連接在正、負(fù)電壓源之間，適用于交替地連接所述諧振電路裝置;無(wú)功電路裝置，連接于所述放電燈的兩端，適用于在燈的兩端產(chǎn)生高電壓;同步電路裝置，用于激勵(lì)所述開(kāi)關(guān)裝置，所述的同步電路裝置連接到所述開(kāi)關(guān)裝置和所述放電燈;以及控制電路裝置，用于控制從所述電壓源吸取的電能。
按照本發(fā)明的第二方面，提供激勵(lì)一個(gè)負(fù)荷消耗一預(yù)定量的功率的方法，該方法利用一個(gè)具有包括所述負(fù)荷的諧振電路裝置的功率源設(shè)備;開(kāi)關(guān)裝置，連接在正、負(fù)電壓源之間，適用于交替地連接所述諧振電路裝置;同步裝置，用于激勵(lì)所述開(kāi)關(guān)裝置，所述同步裝置連接到所述開(kāi)關(guān)裝置和所述諧振電路裝置;以及控制裝置，用于控制從所述電壓源引來(lái)的電能，包括以下步驟檢測(cè)在所述開(kāi)關(guān)裝置處的零電流狀態(tài)，利用所述同步裝置進(jìn)行;
當(dāng)所述零電流狀態(tài)被檢測(cè)到時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)裝置以激勵(lì)接在正、負(fù)電壓源之間的所述諧振電路裝置;
當(dāng)所述諧振電路裝置被接到所述正電壓源上允許從所述負(fù)電壓源吸收一預(yù)定量電荷時(shí)，激勵(lì)所述控制裝置;
當(dāng)所述諧振電路裝置被接到所述負(fù)電壓源上允許從所述正電壓源吸收一預(yù)定量電荷時(shí)，激勵(lì)所述控制裝置;
借助于允許所述負(fù)荷消耗一預(yù)定量功率，允許所述電荷傳輸?shù)剿鲋C振電路裝置。
參照附圖能對(duì)本發(fā)明中的具體實(shí)施例有所理解。


圖1為實(shí)施本發(fā)明的放電燈激勵(lì)裝置的接線圈;
圖2為按照本發(fā)明的第二實(shí)施例進(jìn)行的AC(交流)到DC(直流)轉(zhuǎn)換器的接線圈;
圖3a、3b和3c按照本發(fā)明第3、第4和第5實(shí)施例進(jìn)行的開(kāi)關(guān)電路的接線圈;
圖4a和4b為按照本發(fā)明第6和第7實(shí)施例進(jìn)行的各種燈的示意圖;
圖5a和5b為按照本發(fā)明第10和第11實(shí)施例進(jìn)行的控制電路的示意圖;
圖6為按照本發(fā)明第12實(shí)施例進(jìn)行的一臺(tái)放電燈激勵(lì)裝置的接線圈;
圖7表示本發(fā)明第13實(shí)施例形成的一個(gè)第一電磁子配件的一部分;
圖7a表示一個(gè)第二電磁子配件另一實(shí)施例形成的又一部分;
圖7b表示在另一實(shí)施例中用的典型線圈部件;
圖7c表示制造圖7和7a中子配件的一個(gè)步驟;
圖8表示本發(fā)明第13實(shí)施例的電路圖;
圖8a到8c和8d表示發(fā)生在圖8實(shí)施例中的波形，和由此而做的修改;
圖8e為說(shuō)明一個(gè)實(shí)施例的局部電路圖。
本發(fā)明公開(kāi)的主題是激勵(lì)方法和裝置，這種激勵(lì)方法和裝置不限于向燈發(fā)送功率，類同具有一個(gè)鎮(zhèn)流器的情況，而是造成燈消耗所要求的功率。因此，描述這種運(yùn)行的更恰當(dāng)術(shù)語(yǔ)就是“激勵(lì)”(driving)該燈。為了簡(jiǎn)化的目的，放電燈激勵(lì)裝置在本公開(kāi)的發(fā)明中將稱為“燈激勵(lì)器”或“激勵(lì)器”。用于造成燈消耗所要求的功率的這種技術(shù)就稱為“激勵(lì)要求”。
通常，電源具有兩個(gè)基本范疇，即“電流源”或“電壓源”，分別附加有諸如“限定電壓”或“限定電流”的特性。在兩種情況下，提供到負(fù)荷上的功率都是由負(fù)荷的阻抗所確定。如果一個(gè)電流源的功率加到一個(gè)電阻上，則由電源送出的功率W＝i2R公式所確定;在電壓源的情況下，送出的功率表示為W＝V2/R。在這兩種情況中送出的功率決定于負(fù)荷而不是該電源。在實(shí)際上遇到的許多電氣負(fù)荷并不具有穩(wěn)定的阻抗，而具有與所加的電壓或電流密切相關(guān)的阻抗，放電燈就是這種型式負(fù)荷的典型。起初放電燈呈現(xiàn)開(kāi)路狀態(tài)，在加到它上的電壓足夠大之前不導(dǎo)通，一旦導(dǎo)體起燃，電流即流過(guò)，裝置的阻抗開(kāi)始下降，顯示出負(fù)阻抗特性。為了使放電燈提供預(yù)期的光輸出，必須消耗所要求的功率，但是，正常情況與這種類型負(fù)荷結(jié)合應(yīng)用的該控制裝置是屬于電流源型式，并因此所消耗的實(shí)際功率就更加決定于燈而不是控制裝置對(duì)電源的能力，燈所消耗的實(shí)際功率將決定于制造的容許極限、環(huán)境條件以及由于老化的結(jié)果在燈泡中參數(shù)的漂移。
另一方面，若控制裝置所應(yīng)用的場(chǎng)合是供燈用的功率而與上述燈的各變數(shù)無(wú)關(guān)，則燈將被強(qiáng)行(或驅(qū)動(dòng))消耗所要求的功率，從而提供所預(yù)期的光輸出。
現(xiàn)參照?qǐng)D1，它是按照本發(fā)明的第一方面示出的一個(gè)放電燈激勵(lì)裝置的接線圈，該激勵(lì)裝置主要包括一個(gè)電子電磁儀器(EMI)濾波電路10、一個(gè)交直流轉(zhuǎn)換器11、一個(gè)開(kāi)關(guān)電路12、一個(gè)諧振電路13、一個(gè)負(fù)荷14、一個(gè)同步電路15和一個(gè)電能控制電路16。
該EMI濾波電路10，實(shí)際上對(duì)所有的高頻設(shè)備都是必需的，以防止高頻干擾回轉(zhuǎn)到公用的供電線或地方電源，那里同時(shí)接有靈敏設(shè)備。該激勵(lì)裝置根據(jù)它的特性比普通應(yīng)用的轉(zhuǎn)換技術(shù)在一給定功率下產(chǎn)生較低的能量發(fā)射。所以，這個(gè)電路的要求不如其它別的情況嚴(yán)格。但是，這個(gè)電路需要交直流轉(zhuǎn)換電源。
在本電路中，從線路方向看到一個(gè)低通濾波器，現(xiàn)加以描述，如果需要更精密的濾波，也可將現(xiàn)有的濾波器作較大改變。
由交直流轉(zhuǎn)換電路11中的二極管30和31、電容器32和33構(gòu)成一個(gè)整流器和濾波器，用作供給激勵(lì)裝置直流電。
交直流轉(zhuǎn)換電路11只在激勵(lì)器必須工作在交流系統(tǒng)的情況下才需要。該基本的激勵(lì)器需要直流，而不是產(chǎn)生所需的直流，所以該電路的另一個(gè)目的是與實(shí)際應(yīng)用中實(shí)際條件有關(guān)，詳細(xì)地講，是與從電源引出的均方根電流和相角有關(guān)。
在只用少量激勵(lì)器的一個(gè)交流系統(tǒng)中，這不是一項(xiàng)主要的考慮，所以所示的器件對(duì)應(yīng)這種應(yīng)用很合適。在有許多激勵(lì)器接在一條線路上應(yīng)用的情況中，就更期望用圖2所示的交直流的轉(zhuǎn)換電路，這是因?yàn)樾枰潆姷綖V波電容器的電流峰值因數(shù)被控制在一較低值，而且該功率因數(shù)的特性主要地是非無(wú)功性的緣故。在具有較大滯后的無(wú)功功率因數(shù)存在的分布系統(tǒng)中，這一點(diǎn)是特別期望的，其效能在于，在周期的開(kāi)始部分期間，電路配置將從無(wú)功電能中提取功率，這些無(wú)功電能是在每周的開(kāi)始部分期間被感性的無(wú)功設(shè)備強(qiáng)迫輸?shù)诫娏€路的。從實(shí)用觀點(diǎn)來(lái)看，其綜合效果是，在總負(fù)荷的功率因數(shù)方面有所改進(jìn)。
開(kāi)關(guān)電路12是由多個(gè)電開(kāi)關(guān)元件組成的，用作受同步電路15的控制下將電路13交替地接到正、負(fù)干線17和18上。該器件可以用半導(dǎo)體構(gòu)成，譬如用雙極或MOS(金屬氧物半導(dǎo)體)晶體管41、44或甚至用機(jī)械開(kāi)關(guān)。該方條選擇將影響工作頻率和同步電路15的設(shè)計(jì)。圖3a、3b和3c描述了這方面的某些可能性。
圖3c示出，開(kāi)關(guān)電路可以結(jié)合一個(gè)變換器19，這在輸出電壓要求比現(xiàn)有的有些不同時(shí)需要。示于圖3c的電路是利用串級(jí)激勵(lì)雙極晶體管形成的縱向推挽電路。利用這種電路設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)之一，就是它對(duì)雙繞的變換器提供一個(gè)低的端-端電容，這是因?yàn)閮蓚€(gè)線圈是同相的，這在高電壓、高頻率工作條件下獲得高效率，而且造價(jià)低。
諧振電路13主要地是由一個(gè)電感電容串接電路(LC電路)，這是形成確定頻率分量的主要部件，電感器20是系統(tǒng)中的主要電感，電容器21則是個(gè)別的一個(gè)，但為處于支配作用的一個(gè)，電容器21也在低負(fù)荷阻抗條件下反應(yīng)為很高的電流源特性。此外，該電容器或某些等效于它的元件總是需要的，不然功率控制電路16就不能適當(dāng)?shù)剡\(yùn)行。如果該電源特性被維持住，則就沒(méi)有直流通路能通過(guò)這些頻率一定的元件。
負(fù)荷14由一個(gè)放電燈22和一個(gè)無(wú)功元件23組成，在高負(fù)荷阻抗或開(kāi)路條件下產(chǎn)生極高電壓特性，感抗可以是容性或是感性，取決于在接近開(kāi)路狀態(tài)下需要提升或降低工作頻率。該電抗也對(duì)系統(tǒng)的工作頻率有影響，因此也是系統(tǒng)中的又一個(gè)頻率一定的元件。該電抗為與負(fù)荷相結(jié)合，因?yàn)槠湫褪?感性或容性)和比值都將密切決定于被激勵(lì)的負(fù)荷。
例如圖4a的描繪，諸如用作負(fù)荷的一個(gè)放電燈(如氖光燈)，當(dāng)負(fù)荷電壓甚高于開(kāi)關(guān)上的有效電壓時(shí)，對(duì)起動(dòng)和運(yùn)行(如果希望的話)該負(fù)荷都需要接一并聯(lián)電抗，以使功率有效地作用到負(fù)荷?？梢赃x用兩者中的任一形式。對(duì)主諧振電容器的比值則根據(jù)應(yīng)用決定。但是，它的選擇將影響工作頻率，因此最終工作頻率將由所選的兩個(gè)電抗綜合確定。
為了縮小此影響，負(fù)荷將隨其阻抗的工頻變化?？缭谥髦C振電容器上的電壓應(yīng)至少為1.4倍于跨在該負(fù)荷端的期望電壓。
如果所用的一個(gè)電阻負(fù)荷具有期望的工作電壓高于有效電源電壓，則需要一個(gè)并聯(lián)電抗，這就導(dǎo)致一個(gè)并聯(lián)等價(jià)阻抗，這將允許等價(jià)串聯(lián)諧振電流變得高于所預(yù)期的負(fù)荷電流，標(biāo)準(zhǔn)是，負(fù)荷電壓與負(fù)荷電流的乘積應(yīng)當(dāng)?shù)扔谠陂_(kāi)關(guān)處的有效電源電壓乘以該等價(jià)串聯(lián)諧振電流。
同步電路15也包括一個(gè)起動(dòng)電路24，該起動(dòng)電路可以是任意脈沖發(fā)生器，在電路運(yùn)行時(shí)它即關(guān)斷。所示的起動(dòng)電路24只是為了解釋之用，本發(fā)明不受該實(shí)施例之限。
該同步電路實(shí)現(xiàn)幾個(gè)重要功能。第一，它負(fù)責(zé)在盡可能接近零電流時(shí)操作該開(kāi)關(guān)電路12;第二，它必須激勵(lì)根據(jù)形式所確定的開(kāi)關(guān)電路，以便耦合盡可能發(fā)生在緊靠零電流狀態(tài)。同步電路15描繪出變換器25的功能，在這一情況下，變換器的設(shè)計(jì)必須考慮到開(kāi)關(guān)元件17和18的延時(shí)，使其開(kāi)合發(fā)生在與零電流相吻合之時(shí)，此外，同步元件還必須對(duì)開(kāi)關(guān)提供所必需的激勵(lì)功率，激勵(lì)MOS導(dǎo)通的要求完全不同于用極性晶體管串級(jí)激勵(lì)，該電路的設(shè)計(jì)取決于所選的開(kāi)關(guān)元件。
電能控制電路16控制放電燈每半周期間從電源送出的電能，這個(gè)功能是靠測(cè)量流到一個(gè)無(wú)功部件所希望的一定電荷來(lái)完成的，當(dāng)達(dá)到所期望的電荷水平時(shí)，便起動(dòng)功率再循環(huán)，以阻止從電源流通電流，由此而防止任何進(jìn)一步的能量下降。假定沒(méi)有直流通路存在于各頻率一定的部件和主要頻率一定的電容器(因?yàn)榭缭谄渖系碾妷菏秦?fù)荷電壓的1.4倍)，則能量控制機(jī)構(gòu)對(duì)工作頻率的影響實(shí)際上可以忽略。
圖1所示的實(shí)施例中，可以看到，如果該電容器很大，則工作頻率將由串接的無(wú)功負(fù)荷電路13和14所支配。在另一方面，如果取消各電容器，則緊接在兩個(gè)二極管之間負(fù)荷上的電壓實(shí)際上與從開(kāi)關(guān)電路12發(fā)射的交流電壓同相位。這一合成結(jié)果是，跨在串聯(lián)諧振電路13和14上的有效電壓為很低值，盡管頻率相同。改變電路16中電容器數(shù)值的效果在于使激勵(lì)該串聯(lián)諧振串的電壓改變，如此地控制功率而不顯著影響工作頻率。
控制電路的另一些實(shí)施例示于圖5a、5b和6。其中最復(fù)雜的是圖6中的標(biāo)號(hào)26，該電路描繪出一個(gè)可積分的激勵(lì)器和激勵(lì)器，用于作MOS開(kāi)關(guān)的激勵(lì)器，該電路由可變電阻器48整定一個(gè)基準(zhǔn)值，并與電源電壓相關(guān)，以致假如電源電壓加倍，則發(fā)出的電流就減小到1/2，借此提供一個(gè)可編程的恒定功率、電源和轉(zhuǎn)換器。該可變電阻48的連接點(diǎn)也能用作遠(yuǎn)方程控，或用作閉環(huán)反饋運(yùn)行?？刂齐娐?6是可以應(yīng)用的，因?yàn)樵摴β士刂平泳€圖可以忽略工作頻率的影響。此外，忽略該控制電路內(nèi)的功率，通過(guò)負(fù)荷的電壓和電流就能維持正弦形。
繪于圖6的接線圖代表著一個(gè)更為復(fù)雜但更有效于放電燈激勵(lì)器的電路，它也包括有示于圖3c的縱向推挽開(kāi)關(guān)電路27。電路28主要包括有一個(gè)雙諧振電路，該諧振電路是由用作雙熒光燈激勵(lì)器的t型變換器組成;還用了一個(gè)起動(dòng)電路29，它與示于圖1的起動(dòng)電路24相同。
再參照?qǐng)D1，電阻器34和齊納二極管35在齊納二極管35的陰極處形成一個(gè)電壓基準(zhǔn)。部件37形成一個(gè)觸發(fā)器，稱作脈沖觸發(fā)器(PUT)。
觸發(fā)器37的陽(yáng)極38接到電容器39，它通過(guò)電阻器40充電，形成一個(gè)時(shí)間常數(shù)，致使當(dāng)觸發(fā)器26陽(yáng)極上的電壓高到導(dǎo)通值時(shí)，它就造成該脈沖觸發(fā)器(PUT)起燃，因此提供一脈沖能使晶體管41導(dǎo)通。一旦該晶體管導(dǎo)通，電流就流過(guò)由電感器20、電容器21、電容器23、變換器25和電容器42及43所組成的串聯(lián)諧振槽路。放電燈22尚未點(diǎn)燃，因此在電容器23的兩端呈現(xiàn)開(kāi)路狀態(tài)，燈22的陰極串接在電容器23兩端，如此形成該串接電路。
如果燈被摘除或陰極之一被打開(kāi)，則不能完成該回路，變換器25將無(wú)電流流過(guò)，從而防止晶體管41從截止轉(zhuǎn)到導(dǎo)通狀態(tài)。這一機(jī)構(gòu)也用來(lái)防止該電路在沒(méi)有燈或燈有故障情況下，或在起動(dòng)時(shí)燈被摘除期間，運(yùn)行也將停止。所以，燈22的各陰極元件也是持續(xù)運(yùn)行的必要部件。
晶體管41的截止到導(dǎo)通構(gòu)成了加到串聯(lián)諧振電路的一個(gè)階梯函數(shù)。所造成的過(guò)渡狀態(tài)將造成當(dāng)該串聯(lián)電路中的電流為零時(shí)在電感器20和電容器21之間的電壓達(dá)到正向峰值。在此點(diǎn)處，變流器25不再能激勵(lì)晶體管41。此外，在變流器25中的磁化電流將與即將到來(lái)的在串聯(lián)諧振電路中的反號(hào)電流一起造成晶體管44導(dǎo)通，同時(shí)，晶體管41的發(fā)射極為反偏置，因此而截止。現(xiàn)在，晶體管33被激勵(lì)變換器25變?yōu)榻刂?，該變換器25被設(shè)計(jì)成能提供足以維持飽和激勵(lì)電流，在這種情況下由于提供了一個(gè)正比于晶體管44發(fā)射極電流的基極電流。當(dāng)一個(gè)階梯函數(shù)再一次加到該串聯(lián)電路時(shí)，即造成在電感器20和電容器21之間的合成過(guò)渡狀態(tài)擺向相反方向。晶體管44的集電極每接通到負(fù)母線一次，它即維持電容器39通過(guò)二極管45而放電，因此在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)沒(méi)有附加的起動(dòng)脈沖進(jìn)入。前面曾講過(guò)，在頭兩周波所建立的同步激勵(lì)將造成串聯(lián)諧振電路總是工作在它的自然諧振頻率，因此將工作于最大可能的無(wú)功功率下，在這種情況下運(yùn)行，沒(méi)有損失機(jī)構(gòu)或損失部件的存在，這將導(dǎo)致在電感器20和電容器21之間的瞬態(tài)電壓在每次相繼半周上越來(lái)越高。這種無(wú)功的應(yīng)用使得電路所加的電壓遠(yuǎn)大于供到負(fù)荷(此時(shí)為放電燈22)上的電壓，因此，在沒(méi)有功率被消耗時(shí)即獲得極高電壓的電源特性。一旦在電感器20和電容器21之間的電壓，當(dāng)在電容器21與23和電容器42與43組合之間隔開(kāi)時(shí)，便保留在電容器23兩端的電勢(shì)足以造成燈22導(dǎo)通，燈即發(fā)生起燃，燈的點(diǎn)燃還得到了點(diǎn)燃前供到電容器23的陰極電流的幫助，因此，所需的起燃電壓較低。這就是該電路如何完成的快速起動(dòng)過(guò)程。如果期望緊急起動(dòng)方式，則前述跨在燈兩端的電容器23的大小應(yīng)當(dāng)考慮到1.不允許有提高陰極發(fā)射的陰極電流，或2.對(duì)緊急起動(dòng)燈的情況，在不能進(jìn)行輔助加熱的場(chǎng)合，電容器23應(yīng)直接跨接在燈的兩端，以致在燈泡摘除時(shí)串聯(lián)電流的遮斷將需借助于為用這種類型燈一般必須的連接器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
由上述可見(jiàn)，在基本工作方式，電源是怎樣實(shí)現(xiàn)熒光燈的點(diǎn)燃程序的。
一旦燈22開(kāi)始傳導(dǎo)電流，它當(dāng)時(shí)的電阻性阻抗即與電容器23相并聯(lián)，有效地改變了該等效串聯(lián)諧振的頻率，由于激勵(lì)器晶體管41和44被變換器25同步激勵(lì)，故相繼的激勵(lì)都保持在最大無(wú)功的情況下工作。當(dāng)燈22中的電流由于負(fù)阻抗特性而增大時(shí)，電容器23就逐漸被旁路，因此降低了工作頻率，直到燈內(nèi)達(dá)到完全導(dǎo)通，支配頻率的確定元件成為電感器20和電容器21，而且該諧振頻率受燈22與電容器23的并聯(lián)組合(現(xiàn)在電阻性占主導(dǎo))的影響已不大。
如果沒(méi)有二極管46和47，則燈連續(xù)地降低其阻抗，將導(dǎo)致電路的無(wú)功功率上升，由此而來(lái)的電流和建在該槽路中的能量將失控地逐步上升。
利用二極管46和47限制能量的這種方法，可以用從直流電源中吸取能量的機(jī)理來(lái)解釋。
回顧一下運(yùn)行的初始階段，當(dāng)晶體管41第一次導(dǎo)通時(shí)，電流通路通過(guò)電容器42、43，隨后通過(guò)晶體管41。如果電容器42和43都是同一值，則電流之半通過(guò)電源到二極管31，通過(guò)電容器42和該串聯(lián)電路，從晶體管41流出，并返回直流電源的負(fù)側(cè);另一部分串聯(lián)電路和晶體管的電流則通過(guò)放電電容器43的通路而流來(lái)，但是部分電流將借助于正母線通過(guò)晶體管41并流到電容器43;該總電流的上述后一部分是循環(huán)流動(dòng)的，而流自和流到電源的前一部分則構(gòu)成從該電源引出的合成功率，該功率等于電流部分與電源電壓之積。同樣，在下一個(gè)波的半周期，該過(guò)程通過(guò)晶體管44和電容器43重演，造成功率吸取。因?yàn)樵谠撝C振周期中的電流在每半周期相繼增加，從電源中就吸取了更多的電能，電流的增長(zhǎng)與該槽路中增長(zhǎng)的電流成正比。一旦通過(guò)電容器42和43的電流增長(zhǎng)到足夠大時(shí)，就使二極管46或47導(dǎo)通，合成電能的吸取在這個(gè)周期的這部分處即停止。因此，每當(dāng)一個(gè)二極管導(dǎo)通時(shí)，電能就循環(huán)流動(dòng)。這個(gè)再循環(huán)能量的機(jī)構(gòu)在一旦槽路電流達(dá)到所期望的電流水平時(shí)，就成為一個(gè)使槽路中的能量及隨后加到負(fù)荷上的功率受到控制的機(jī)構(gòu)。這個(gè)再循環(huán)機(jī)構(gòu)就阻止了電壓或電流失控的增加，以免損壞該單元。
綜上所述，顯然可見(jiàn)，該自同步過(guò)程永遠(yuǎn)維持諧振，因此，在該串聯(lián)電路中無(wú)功元件的總阻抗被消除。所以，從燈的觀點(diǎn)來(lái)說(shuō)，暫不論所用部件的非線性，沒(méi)有給燈施加電流或電壓起限制作用的串聯(lián)阻抗。由于沒(méi)有有效的串聯(lián)阻抗，所以鎮(zhèn)流就不再是傳統(tǒng)的意義，而燈被強(qiáng)迫消耗每半周期中從電源吸取的全部電能。因此，本發(fā)明的激勵(lì)裝置提供一個(gè)接近理想電源的特性，即在高阻抗時(shí)有很高的電壓，在短路時(shí)有很高的電流。
本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例將參照附圖中的圖7到圖8e加以闡述如下。
圖7說(shuō)明一個(gè)多功能電磁子配件，以總標(biāo)號(hào)50來(lái)指示，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中即利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)下述的電磁要求，該實(shí)施例示于圖6，包括公用的濾波電感器、高功率因數(shù)電感器和動(dòng)態(tài)箝位電路。
通常為完成這些功能需要3個(gè)鐵心組(2個(gè)電感器和1個(gè)變換器)和5個(gè)繞組，對(duì)于這種情況，由于高造價(jià)和大的包裝尺寸而使裝置難以經(jīng)濟(jì)地開(kāi)發(fā)，也難以適應(yīng)高度競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)需要。還有，小的多功能配件的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)是高效率，而且減少了控制電子電磁儀器(EMI)的困難;較小的結(jié)構(gòu)還可減少靜電耦合量，以及提供較小的雜散磁場(chǎng)源。
在電磁部件中的效應(yīng)決定于鐵心損耗和導(dǎo)體損失。鐵心損耗為該材料的單位損耗乘以所用鐵心材料的體積的函數(shù)。當(dāng)所有其它因素相同時(shí)，所用鐵心材料的體積越小，鐵心總損耗就越低，導(dǎo)體損失也是如此，其典型例子就是漏損變換器，當(dāng)用分立的等效電路代替時(shí)，就導(dǎo)致低效率運(yùn)行。
按照本構(gòu)造方法，最充分地利用所有的原材料，不僅保留其原性能而且還有所提高。
圖7a說(shuō)明另外一種電磁子配件52，是示于圖8的實(shí)施例所需用的，這一結(jié)構(gòu)是一個(gè)公共方式和不同方式的電感器，具有符合其基本目的的功率和噪聲過(guò)濾，電磁功率元件的整體可由4個(gè)E型對(duì)分鐵心構(gòu)成，用E鐵心較好，因?yàn)樗钇胀ǘ矣行螤钌显靸r(jià)最低。半鐵心54沿兩條切線53、54被切分，如圖7c所示，各腿端部55僅是小切片，并作為達(dá)到所要求的分路長(zhǎng)度之用;鐵心的背部56變成“I”形棒，用作圖7a中的子配件，而且余各片用作圖7中的部件。
圖7b說(shuō)明一個(gè)典型的繞組部件58，該繞組卷繞成自支撐結(jié)構(gòu)，用熱塑性塑料包線制成，不需要線圈架或其它輔助器材。在分路鐵心被插入之后，剩余空間需要一個(gè)線圈，該線圈的結(jié)構(gòu)大體為螺旋形。這一點(diǎn)更有好處，因?yàn)檫@樣構(gòu)成的線圈極易被冷卻(熱點(diǎn)溫度較低和導(dǎo)體電阻升值較低)，具有低的端間電容和低的層間電壓，從而在制造過(guò)程中采用較經(jīng)濟(jì)的自動(dòng)爬繞方法。
一個(gè)分路是由切割“E”鐵心的中心腿60形成，以及另一個(gè)是由粘接外側(cè)各腿片61形成，以致所造成的分路，其單個(gè)繞組中鐵心的有效鐵心面積大一倍。盡管這與常規(guī)方法不同，但由于電路的拓樸結(jié)構(gòu)，所以是合乎要求的，借助于在初級(jí)和次級(jí)線圈兩者中的串聯(lián)電容即可以在兩個(gè)繞組之間存儲(chǔ)無(wú)功能量。這就使該間隙面積必須比每個(gè)線圈所包圍面積大一倍。其優(yōu)點(diǎn)為鐵心損耗和導(dǎo)體損耗沿整個(gè)部件均勻分布。
高功率因數(shù)電感器由“E”鐵心組的另一窗口來(lái)實(shí)現(xiàn)。鐵心中的能量?jī)?chǔ)存在這種實(shí)施中也是均勻分布的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)兩個(gè)線圈的電流相同，“E”鐵心的中間腿也為帶線圈的腿部截面積的兩倍，這就需要將該高功率因數(shù)電感器與該漏損變換器去耦合，而同時(shí)保持整個(gè)鐵心的磁力線分布相對(duì)均勻。
圖7中部件的裝配方法為，在各分路元件被切割后，將各鐵心進(jìn)行絕緣(涂層或綁帶)，將各線圈放在指定的腿上就位，將對(duì)分的“E”鐵心配裝起來(lái)，以及將線圈之間的分路粘牢。同樣，對(duì)圖7a中的配件52需要將鐵心插入，并將線圈分別放在各自腿上就位，然后將從切割分路過(guò)程中剩下的“I”形棒56就位粘牢。
圖8所示電路的實(shí)施例與前述部分有三個(gè)主要不同點(diǎn)。
首先，功率控制電路已重新設(shè)計(jì)，不僅控制加到諧振轉(zhuǎn)換器的功率，而且也控制從整流和點(diǎn)燃濾波器引出的電流，以致由該線路流出的電流與線電壓成正比。其結(jié)果使該激勵(lì)器出現(xiàn)的有效值十分象一個(gè)具有功率因數(shù)大于90%(典型值)的電阻性負(fù)荷。重新設(shè)計(jì)的功率控制電路也與諧振轉(zhuǎn)換器(由部件83、84和85形成)和儲(chǔ)能電容器(將負(fù)荷中的功率脈動(dòng)減到最小而構(gòu)成的)之間的功率成正比。結(jié)果，燈的閃爍比使用別種高功率因數(shù)電子鎮(zhèn)流器出現(xiàn)的閃爍少，而且肯定比使用常規(guī)控制裝置出現(xiàn)的閃爍少。
圖8實(shí)施例的第二個(gè)主要不同點(diǎn)是，改進(jìn)了激勵(lì)功率晶體管101、102用的同步開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器83，以致進(jìn)一步改進(jìn)了該轉(zhuǎn)換器83中的效率。提高效率的需要，在高功率因數(shù)器件中是很重要的，這是因?yàn)闉榱双@得高功率因數(shù)所附加的功率導(dǎo)致附加的功率損耗，如不這樣處理則將嚴(yán)重地削弱該設(shè)備的有效度。此改進(jìn)在于由部件105、106、94、111和107、108、94以及110產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)箝位形式，并加到每個(gè)晶體管，這即允許在每半周期部分(在這一期間導(dǎo)電損耗低)以完全飽和的方式工作，同時(shí)在以后半周期部分各晶體管脫出飽和而以受控方式工作，并且以所期望的關(guān)斷狀態(tài)的臨界激勵(lì)比的條件進(jìn)行激勵(lì)，從而形成較低的開(kāi)關(guān)損耗和工作于較高的頻率。合成的波形示于圖8a，開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換器83具有二極管110和111，它們與從負(fù)荷匹配變換器引來(lái)的電壓源相串聯(lián)，以提供一個(gè)正比于輸出電壓的柵偏壓，如此加強(qiáng)了更普遍的抗飽和箝位的方法。
圖8實(shí)施例的第三個(gè)不同點(diǎn)，是重行分布了各容性元件，使其充分有利于多功能電磁元件，以致使能量?jī)?chǔ)存和綜合損耗都均勻地分布到整個(gè)子配件的熱體上。
圖8還示出一個(gè)單位功率因數(shù)測(cè)量電路82，它包括有電容器95、二極管96、97和一個(gè)公共方式/差分方式電感器部分94(屬于部件50)。
在工作中，電容器98上的電壓必須永遠(yuǎn)高于二極管97上的電壓，這一條件將在電流流入之后達(dá)到，因?yàn)閷?dǎo)通的功率已減低，而且通過(guò)電容器112的諧振電路中的電流是從線路流入的均方根電流情況的2倍。如果諧振電流所要求的線電流大于1倍，譬如大2倍，則在電容器112上的額定工作電壓將為線電壓峰值的1.5倍，這是不期望的狀態(tài)，因?yàn)檫@對(duì)各開(kāi)關(guān)晶體管增加了負(fù)擔(dān)，并且在各諧振元件中提高了損耗，由此而嚴(yán)重地削弱了最終產(chǎn)品的有效度(注意損耗是按所需流過(guò)電流的平方來(lái)增大的)。因此推薦，該激勵(lì)裝置的諧振部分應(yīng)設(shè)計(jì)成晶體管電流為期望從線路引入的均方根電流的2到2.25倍。
電容器95是一個(gè)功率測(cè)量電容器，它的數(shù)值按前述實(shí)施例的方式來(lái)確定。測(cè)量電路82中的部件94的微分電感對(duì)于滿足運(yùn)行需要不是十分臨界的。它的數(shù)值可以從等于主諧振電路中等效串聯(lián)電感的電感到2至3倍于該值的范圍波動(dòng)。但是，最實(shí)際和合適的是采用相同的數(shù)值，這是考慮到可以應(yīng)用相同的線圈和部件94的一次負(fù)載匹配，以及對(duì)該微分電感采用相同大小的分路。
在正常靜態(tài)工作期間，從該諧振電路流出和流入的功率被分配在部件94和電容器95之間。在晶體管101導(dǎo)通期間的周期部分中，在二極管96正極上的電壓朝正向上升，一旦該電壓變得大于電容器93負(fù)側(cè)上的電壓，通過(guò)部件94的電流即開(kāi)始從二極管96的正極向電容器93的負(fù)側(cè)方向增長(zhǎng)，這時(shí)電容器93放電，二極管96成為正偏置，并且通過(guò)部件94的電流繼續(xù)增加，該電流有其通過(guò)有效功率的回路，并因此將部件94中儲(chǔ)存的部分能量通過(guò)電力線路流出，在接下去的半周期中，當(dāng)晶體管102導(dǎo)通時(shí)，二極管97負(fù)極上的電壓迅速下降，這是因?yàn)殡娏鞅徊考?4和諧振槽路吸收，被部件94吸收的部分并不傳輸?shù)街C振系統(tǒng)而是被從已由另外方式傳輸?shù)哪芰恐袦p去，并由此部分地補(bǔ)償了在前半周期當(dāng)只有部件94和95起作用時(shí)該槽路所接受的附加能量。在第二個(gè)半周期的終點(diǎn)，當(dāng)二極管97變?yōu)檎脮r(shí)，儲(chǔ)存在部件94中的能量被吸收到電容器98。只要在電容器93上的電壓大于電容器98的一半電壓，則上述過(guò)程便繼續(xù)進(jìn)行。由此所造成的電流波形如圖8b所示。
若在部件94上串接一個(gè)二極管，只允許單向電流通過(guò)，則輸入電流的波形即如圖8c所示，這一結(jié)果是因?yàn)樵摱O管將阻止部件93在電容器93上剩余 1/2 電壓(或由50%頻寬比所確定的平均值)，并因此而使電路將電流剛好引到線電壓為0處。但是，附加上該二極管則將引起附加損耗，這將使原始的實(shí)施例更有希望被選中。
再者，如果將二極管96取消，則合成波形如圖8d所示，從實(shí)用角度看，這樣的波形也更是合乎要求的。但是，取消二極管96的結(jié)果，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性在某種程度上依賴于自然負(fù)荷，隨之而增大或減小電阻性。所以這一修改的適用性取決于應(yīng)用條件，在工程上保留其選擇權(quán)。
圖8所示實(shí)施例中送給負(fù)荷(放電燈115、116)的功率是線電壓的函數(shù)，負(fù)荷可以是任一消耗電力的元件，而不必僅限于燈負(fù)荷。但是，有時(shí)期望變化該負(fù)荷而不依附于電力線路的條件。為了實(shí)現(xiàn)這樣的控制，對(duì)電容器95的數(shù)值可以用圖6中方框26所描繪的控制電路進(jìn)行調(diào)制。另一個(gè)控制方案是替換圖8的測(cè)量電路82，如圖8e所示。這個(gè)方法要求電流源被基波周期(cyclebasis)控制在一個(gè)周期內(nèi)，如此來(lái)保持較高功率因數(shù)特性，同時(shí)還有控制該功率到零的進(jìn)一步優(yōu)點(diǎn)。這種實(shí)施方法可以有效地應(yīng)用任意方式的開(kāi)關(guān)技術(shù)來(lái)控制電流。
圖8實(shí)施例的另一個(gè)特征是消除了起動(dòng)脈沖電路，這已經(jīng)由電阻103、104所提供的起燃線性置偏來(lái)代替起燃的傳統(tǒng)振蕩，這將迅速地步升到全同步化的轉(zhuǎn)換，這里運(yùn)行將脫離線性振蕩的原則，并能適用于間斷性和非線性無(wú)功網(wǎng)絡(luò)，如前所述，檢測(cè)變壓器109與該負(fù)荷相串聯(lián)，因此負(fù)荷若被徹除則將停止運(yùn)行。
圖8還包括有一個(gè)AC變成DC的整流電路81，它與圖1所示稍有不同，首先它包括有一個(gè)波動(dòng)抑制器86，該抑制器連接由二極管87、88、89、和90組成的橋路上，然后連接濾波電容器91、公共和微分式電感器92，以及第二濾波電容器93。
或許還值得注意觀察一下子配件50的諧振部分，如方框84所示，初級(jí)線圈接到電容器112，而次級(jí)線圈接到電容器113和114，形成無(wú)功儲(chǔ)存的消耗負(fù)荷，處于94的兩側(cè)。用這種方法將主諧振電容分裂，以造成能量?jī)?chǔ)存，從而電磁構(gòu)件中的消耗是對(duì)稱的。
權(quán)利要求
1.一個(gè)電源裝置，用于激勵(lì)一個(gè)負(fù)荷消耗一預(yù)定量的功率，其特征為諧振電路裝置，與前述負(fù)荷相結(jié)合；開(kāi)關(guān)裝置，接在一臺(tái)正、負(fù)電壓源之間，適用于當(dāng)在所述開(kāi)關(guān)裝置處檢測(cè)到零電流狀態(tài)時(shí)，將所述諧振電路裝置交替地與其連接；同步裝置，用于檢測(cè)在所述開(kāi)關(guān)裝置上的零電流狀態(tài)，以及激勵(lì)所述開(kāi)關(guān)裝置，所述同步裝置連接到所述開(kāi)關(guān)裝置和所述諧振裝置；以及控制電路裝置，用于控制從所述正、負(fù)電壓源吸收而傳送到所述諧振電路裝置的電荷量，借此可使所述負(fù)荷消耗一預(yù)定量的功率。
2.如權(quán)利要求1所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的諧振電路裝置包括與所述負(fù)荷并聯(lián)并與電感電容串聯(lián)電路串聯(lián)的一個(gè)無(wú)功元件。
3.如權(quán)利要求2所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的開(kāi)關(guān)裝置包括一個(gè)第;一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，連接在所述電感電容串接電路和所述正電壓源之間;以及一個(gè)第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，續(xù)接在所述電感電容串接電路和所述負(fù)電壓源之間。
4.如權(quán)利要求3所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的同步電路包括一個(gè)變換器，它具有串接到所述負(fù)荷的初級(jí)輸入線圈;一個(gè)連接到所述控制裝置的初級(jí)輸出線圈;一個(gè)接到所述開(kāi)關(guān)裝置和所述電感電容電路之間一點(diǎn)上的第一個(gè)二次輸入線圈;一個(gè)連接到所述第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的第一個(gè)二次輸出線圈;一個(gè)連接到所述第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的第二個(gè)二次輸入線圈;以及一個(gè)連接到所述負(fù)電壓源上的第二個(gè)二次輸出線圈。
5.如權(quán)利要求4所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的控制裝置包括第一個(gè)二極管，它具有一個(gè)接到所述變換器的所述初級(jí)輸出線圈的正電極和接到所述正電壓源的一個(gè)負(fù)電極;還包括一個(gè)與它并聯(lián)相接的第一電容器;第二個(gè)二極管，它具有連接到所述負(fù)電壓源的一個(gè)正電極和連接到所述變換器的所述初級(jí)輸出線圈的負(fù)電極，以及一個(gè)與其并聯(lián)相接的第二電容器。
6.如權(quán)利要求2所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的負(fù)荷包括一個(gè)放電燈，該燈具有一對(duì)陽(yáng)極和一對(duì)陰極。
7.如權(quán)利要求6所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的無(wú)功元件包括一個(gè)電容器，它與所述放電燈陰極串聯(lián)相接。
8.如權(quán)利要求1所定義的一個(gè)電源裝置，還包括一個(gè)交流/直流轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)電子電磁儀器(EMI)濾波器連接到所述交流電源和所述開(kāi)關(guān)裝置。
9.如權(quán)利要求3所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)由雙極晶體管組成。
10.如權(quán)利要求3所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)是由場(chǎng)效應(yīng)晶體管組成。
11.如權(quán)利要求2所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的開(kāi)關(guān)裝置包括有一縱向推挽開(kāi)關(guān)電路。
12.如權(quán)利要求11所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的縱向推挽開(kāi)關(guān)電路包括一個(gè)變換器，連接在所述正、負(fù)電壓源之間，并且通過(guò)接在所述正、負(fù)電壓源之間和所述諧振電路裝置的串極激勵(lì)的雙極晶體管而連接到所述諧振電路裝置上。
13.如權(quán)利要求12所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的控制裝置包括一個(gè)可積分的激勵(lì)器和激勵(lì)器，連接在所述正、負(fù)電壓源之間。
14.如權(quán)利要求13所定義的一個(gè)電源裝置，其中所述的諧振電路裝置包括一個(gè)T變換器，它與所述負(fù)荷合并，并且通過(guò)一個(gè)起動(dòng)電路連接在所述開(kāi)關(guān)裝置和所述控制裝置之間。
15.如權(quán)利要求1所要求的一個(gè)電源裝置，其中所述的控制電路裝置包括控制裝置，用于控制從所述電壓源引出與所述電壓源的電壓成比例的功率，借此使所述裝置實(shí)質(zhì)上的作用和電阻負(fù)荷一樣。
16.如權(quán)利要求1所要求的一個(gè)電源裝置，其中所述的開(kāi)關(guān)裝置包括引入線開(kāi)關(guān)裝置，用于將所述諧振電路裝置接到所述電壓源以及起點(diǎn)箝位裝置，用于使所述半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)裝置工作狀況為從所述電壓源來(lái)的連續(xù)電壓的每半周的一部分期間為全飽和式工作，而在所述半周接下去的部分期間處于非飽和方式工作。
17.一種激勵(lì)一個(gè)負(fù)載消耗一個(gè)預(yù)定量功率的方法，利用一個(gè)電源裝置，它具有與所述負(fù)載相結(jié)合的諧振電路;開(kāi)關(guān)裝置，連接在一個(gè)正、負(fù)電壓源之間，使得所述諧振電路裝置交替地與其連接;同步裝置，用于激勵(lì)所述開(kāi)關(guān)裝置，所述同步裝置接到所述開(kāi)關(guān)裝置和所述諧振電路裝置;以及控制裝置，用于控制從所述電壓源引出的電能量;包括以下步驟利用所述同步裝置檢測(cè)所述開(kāi)關(guān)裝置的零電流狀態(tài);當(dāng)檢測(cè)到所述零電流狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)所述開(kāi)關(guān)裝置，以激勵(lì)在所述正、負(fù)電壓源之間的所述諧振電路裝置;當(dāng)所述諧振電路裝置接到所述正電壓源上，而準(zhǔn)許從所述負(fù)電壓源吸取一預(yù)定量電荷時(shí)，則激勵(lì)所述控制裝置;當(dāng)所述諧振電路裝置接到所述負(fù)電壓源上，而準(zhǔn)許從所述正電壓源吸取一預(yù)定量電荷時(shí)，則激勵(lì)所述控制裝置;以及允許所述電荷傳輸?shù)剿鲋C振電路裝置，借此允許所述負(fù)荷消耗一預(yù)定量的功率。
18.如權(quán)利要求17所定義的一種方法，其中所述零電流是在所述開(kāi)關(guān)裝置和所述諧振電路裝置之間的一點(diǎn)處進(jìn)行檢測(cè)。
19.如權(quán)利要求18所定義的一種方法，其中所述的開(kāi)關(guān)裝置是在所述的點(diǎn)處發(fā)生電流反向時(shí)進(jìn)行激勵(lì)的。
全文摘要
本發(fā)明涉及激勵(lì)放電燈的一種方法和裝置，使放電燈適于發(fā)揮最大的照明效率，并提供與其相關(guān)的電子激勵(lì)裝置。利用激勵(lì)器的電源特性來(lái)實(shí)現(xiàn)，在維持燈中功率因數(shù)盡可能接近單位值的同時(shí)造成所要求的功率，其有功分量能使本燈具運(yùn)行。
文檔編號(hào)H05B41/24GK1035407SQ8810661
公開(kāi)日1989年9月6日 申請(qǐng)日期1988年9月9日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月9日
發(fā)明者塔麥絲·塔里 申請(qǐng)人:普拉塞爾萊特克皮