專利名稱：用于包括由e類驅動器驅動的諧振半橋轉換器的放電燈的電路裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種利用高操作頻率驅動電壓引燃并且維持放電燈的電路裝置，所述電路包括包含一個半橋整流子，該整流子具有兩個開關元件，每個開關元件具有一個發射電極和一個控制電極，借助于通過變壓器被耦合到外部驅動振蕩器上的諧振控制電路，所述開關元件交替切換到導電狀態，所述的諧振電路包括構成所述振蕩器的一部分的電容裝置。
從國際專利申請WO-A-00/21341中可以得知這樣的電路。該已知的電路用于引燃和操作無電極氣體放電燈。在該已知電路中，半橋整流子和諧振電路一起構成功率級，向負載提供功率。在該現有技術電路裝置中，在現有技術無電極氣體放電燈中作用于向負載提供功率的功率級的驅動電壓是隨頻率變化的，因為該功率級包括一個諧振變壓器。從技術的觀點看，由于高操作頻率的原因，該變壓器不能從該電路裝置中省略，對于無電極氣體放電燈，通常為2.5-2.8MHz。當振幅太高時，振幅的變化引起功率級中的零電壓切換損耗和高驅動器損耗，當振幅太低時，振幅的變化引起功率級中增加的導通損耗。這構成了一個技術問題。
本發明的目的是以這樣一種方式設計上述導言中所述類型的電路裝置，從而解決該技術問題。此外，本發明的目的是保證轉換器的操作頻率保持為與負載電路的諧振頻率正好相等。在這方面應當理解，諧振頻率會由于元件公差和溫度影響而稍微變化。在該電路裝置中，壓控振蕩器構成頻率環的一部分，其中，半橋電壓和電路電壓之間的相位差保持為正好等于90°。因此，壓控振蕩器必須保持與之一致。這就是為什么在特定頻率范圍內，柵極驅動器應當提供具有充分恒定的幅值的電壓。
此外，特別是在放電燈的啟動階段，最好使用與正常使用時所用頻率不同的頻率。在這樣的環境下，柵極驅動器也必須正確工作。
鑒于以上所述，在根據本發明的電路裝置中，由振蕩器驅動的驅動器構成從諧振電路到振蕩器的耦合，該驅動器為E類驅動器，且有一個直流電源電壓通過一個電流限制電路作用于該驅動器，該電路裝置是這樣的，使得高頻驅動電壓的幅值在選定頻率范圍內基本上為常值。本發明電路還有以下優點，即它還適合作為用于引燃和操作高濃度放電燈，如金屬鹵化物燈。
在根據本發明的電路裝置的一個實際的實施例中，操作頻率在1MHz以上。
特別是對于引燃和操作無電極氣體放電燈，本發明電路裝置可以表現出以下特征，即操作頻率大約為(2.65±0.15)MHz，所述選定頻率范圍大約為0.30MHz。
下面參考附圖
進一步解釋本發明的一個實施例。附圖只包括一個圖，是用于引燃和操作無電極氣體放電燈的電路裝置的實際實施例。下面的說明參考該圖。
根據該圖的電路裝置包括一個功率級1、E類驅動器2、限流器3、和壓控振蕩器(VCO)4，構成外部驅動振蕩器。
功率級1包括兩個FET，即T1和T2，3NA50，兩個4.7n的電容Cr，和一個變壓器Tr，該變壓器包括原邊繞組5和兩個副邊繞組8、9，繞組匝數比為1∶1∶1。端子10處的電源電壓Vdd大約為400V。
變壓器Tr的原邊繞組5下面的端子12連接到E類驅動器2，該驅動器2又包括一個FET BSB133、1.5u的電感Le、和470p的電容CE。驅動器2由通過HEF4046型VCO 4提供的控制電壓控制。該VCO 4提供的輸出電壓的頻率大約為2.5-2.8MHz。
變壓器Tr的原邊繞組5上面的端子12連接到限流器3，該限流器3包括BD136型的晶體管Q1、阻值為15的電阻R1、阻值為5k的電阻R2、具有2V齊納電壓的齊納二極管Z、和lu的電解電容Cl。電源電壓Vcc大約為15V。在功率級FET T1、T2的柵極產生的驅動器電壓幅值大約與E類驅動器級2吸收的電流成正比。通過在變壓器Tr的原邊繞組5上面的端子12與Vcc端子7之間插入限流器3，使得驅動器電壓的幅值在以2.65MHz為中心頻率的300kHz頻率范圍內基本上恒定，而沒有限流器時，在同樣的頻率范圍內，電壓幅值的變化因數可能高達2。
被提供功率的負載連接到負載端子11。
存在限流器的另一個重要的優點是在驅動器級2本身內部減小功耗。
根據本發明在現有技術電路裝置中加入限流器帶來了顯著的好處，同時只需要增加引起很少的造價。
應當注意，附圖中示出的限流器3只是一個實際的例子。也可以采用其它電路裝置，如基于集成電路的電流源。
FET T1和T2各自具有一個寄生電容，該寄生電容在效果上與相應的電容Cr并聯。這些電容具有不容忽視的值，如根據功率級1的額定功率，可達幾百p到幾n。
權利要求
1.一種通過高操作頻率驅動電壓引燃并且操作放電燈的電路裝置，所述電路包括包含一個半橋整流子，該整流子具有兩個開關元件，每個開關元件具有一個發射電極和一個控制電極，借助于通過變壓器被耦合到外部驅動振蕩器上的諧振控制電路，所述開關元件交替切換到導電狀態，所述的諧振控制電路包括構成所述振蕩器的一部分的電容裝置，其中，由所述振蕩器驅動的驅動器形成一個從所述諧振控制電路到振蕩器的連接，該驅動器為E類驅動器，DC電源電壓經過限流電路被提供給驅動器，該電路裝置為這樣的，使得高頻率驅動電壓的幅度在選定頻率范圍內是基本恒定。
2.如權利要求1所述的電路裝置，其中，所述操作頻率超過1MHz。
3.如權利要求2所述的電路裝置，該電路裝置適合引燃和操作無電極氣體放電燈，且其中操作頻率大約是(2.65±0.15)MHz，所述選定頻率范圍大約是0.30MHz。
全文摘要
本發明涉及一種通過高操作頻率驅動電壓引燃并且操作放電燈的電路裝置，所述電路包括包含一個半橋整流子，該整流子具有兩個開關元件，每個開關元件具有一個發射電極和一個控制電極，借助于通過變壓器被耦合到外部驅動振蕩器上的諧振控制電路，所述開關元件交替切換到導電狀態，所述的諧振控制電路包括構成所述振蕩器的一部分的電容裝置，其中，由所述振蕩器驅動的驅動器形成一個從所述諧振控制電路到振蕩器的連接，該驅動器為E類驅動器，DC電源電壓經過限流電路被提供給驅動器，該電路裝置為這樣的，使得高頻率驅動電壓的幅度在選定頻率范圍內是基本恒定。
文檔編號H05B41/24GK1461582SQ02801294
公開日2003年12月10日 申請日期2002年4月11日 優先權日2001年4月20日
發明者A·W·布伊 申請人:皇家菲利浦電子有限公司