專利名稱：放電燈的點燃控制方法及相應的電子鎮流器電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于控制放電燈的點燃電壓的方法及相應的電子鎮 流器電路，其中由 一個包括兩個三極管的半橋逆變電路給所述放電燈提 供交流電壓.背景技術氣體放電燈(如熒光燈)由于其本身特性而需要一個比正常工作電 壓髙很多的、被稱為啟動電壓的高電壓擊穿其內部的氣體以產生輝M 電，然后逐漸過渡到正常工作的弧光放電階段.這一特性要求諧振工作 電路必須能產生足夠高的啟動電壓以啟動熒光燈.與此同時，此啟動電 壓必須被限制在一定的幅度以符合某些要求、如安全規定等.專利文獻US 2006/0181226A1公開了一種用于運行氣體放電燈的電 路裝置，其具有自由振蕩的半橋逆變器.在該電路裝置中采用一種停止 器件St,其只在一個接通時間內允許半橋開關的驅動，半橋逆變器的振 蕩頻率可以通過該接通時間的持續時間來可靠地調節，從而可以實現對 燈的工作變量的控制.在該文獻的困1中，闞值器件Sc將開關S2中的 電流與預定的參考值進行比較.如果超過該參考值，則由閾值器件Sc發 送一個中斷信號.然而該文獻并沒有教導對接下來的另一個開關S1的驅 動周期的處理.另外，為調節接通時間，該文獻教導的電路相當復雜，專利文獻US 7053561B2也公開了一種用于運行放電燈的電路，其中 在燈的啟動階段限制流經電子鎮流器的半橋部件的電流。為此，通過一 個限流電路(D1，D2，D3，T3，C3)來驅動半橋晶體管T2的柵極，使得在啟 動階段流經晶體管T1、 T2的電流被限制，而在放電燈LA的輝光和正常 發光階段，流經晶體管T1、 T2的電流不被限制.這里如此地控制晶體管 T2的柵極，使得流經T2的電流不超過預定的閣值.在燈的啟動階段， 晶體管T2被早關斷，合適的話在每個開關周期內都被早關斷.同樣，該 文獻也沒有教導對接下來的另一個開關T1的驅動周期的處理.發明內容因此本發明的任務在于提供一種用于控制放電燈的點燃電壓的方法及相應的電子鎮流器電路，其能更簡單且更有效地控制放電燈的點燃電 壓.通過本發明的控制方式，電子鎮流器的半橋諧振電路可以產生一個 受控的足夠髙的電壓以啟動氣體放電燈而同時又使所產生的高電壓維持 在一定的幅度.該任務通過以下所述的本發明方法和電子鎮流器電路來解決.根據本發明的用于控制放電燈的點燃電壓的方法，其中所iUt電燈 由一個包括兩個三極管的半橋逆變電i^供交流工作電壓，在該方法中， 檢測流過所述兩個三極管中的一個三極管的電流，將所檢測的電流與預 定參考值進行比較，以及在所檢測的電流大于預定參考值的情況下，立 即終止所述一個三極管的驅動周期，并啟動所述兩個三極管中的另一個 三極管的驅動周期.此外，控制被啟動的所述另一三極管的驅動周期使 得其與所述一個三極管的被終止的驅動周期相同.根據本發明的用于控制放電燈的點燃電壓的電子鎮流器電路，包括 用于給所i^改電燈提供交流電壓的、包括兩個三極管的半橋逆變電路； 連接在所述放電燈和所述半橋逆變電漆之間的負栽電路；以及用于檢測 流過所述兩個三極管中的一個三極管的電流的檢測器； 一個邏輯控制電 路，用于將所述檢測器所檢測的電流與預定參考值進行比較，以及在所 檢測的電流大于預定參考值的情況下，立即終止所述一個三極管的驅動 周期，并啟動所述兩個三極管中的另一個三極管的驅動周期.所述邏輯 控制電路還控制被啟動的所述另 一三極管的驅動周期使得其與所述一個 三極管的被終止的驅動周期相同.通過本發明的以上邏輯控制，當流經半橋的電流超過預定電平時， 開關周期將通過所述兩個晶體管的縮短的驅動周期而被縮短，從而立即 提高開關頻率，使得整個負栽電路的阻抗也得以提高.相應地，流經半 橋的電流也下降.由于燈上的點燃電壓與流經半橋的電流成正比，所以 燈的點燃電壓相應地下降，從而起到更有效的降壓作用.優選地，所述的比較以電壓比較的方式進行，即檢測與所述一個三 極管串聯的分流電阻上的電壓，利用比較器比較該電壓和一參考電壓'根據一種改進方案，當所述電壓高于所述參考電壓時由所述比較器 產生一個高電平的過流信號.然后，所述過流信號可以被用來觸發所述 一個三極管的驅動周期的終止和所述另 一個三極管的驅動周期的啟動，優選地，所述兩個三極管為雙極性晶體管或M0SFET，所述放電燈為低壓熒光燈。
下面借助于附困來詳細講述本發明. 圖1示出了本發明電子鎮流器電路，困2示出了本發明電子鎮流器電路的一個具體實施例，困3示出了本發明電子鎮流器電路工作時的各個控制信號曲線，及圖4示出了流經半橋^l管的電流與其驅動周期之間的時序關系困.具體實施方式
困1示出了本發明的一種用于控制放電燈的點燃電壓的電子鎮流器 電路.放電燈1由包括下側三極管Ql和上側^管Q2的半橋逆變電路 提供交流電壓.以常規方式，在所逸故電燈1和所述半橋逆變電珞之間 連接有由電容、電感、以及燈組成的負栽電路，其中在下側三極管Ql、 上側三極管Q2依次導通時，電感L1分別與電容C2、 C3形成一^H^振回 路.電容C1為放電燈1的點燃提供所需要的高的點燃電壓.這種電路的 以上構成方式在本領域已經是公知的，在此不再贊述.在上側和下側三極管中的下側三極管Ql上串聯一個分流電阻Rl， 用于檢測流經三極管Ql的電流.顯然，該分流電阻Rl也可以替代性地 串^上側三極管Q2上.在困1中用附困標記5給出了用于實現本發明功能的邏輯控制電路 框圖.出于成本因素考慮，該電路可以集成到一個集成電路芯片中.電壓觸發單元2用于檢測流經下側三極管Ql的電流信號.該信號由 電流檢測電阻Rl提供. 一旦此電流信號超過一定的閱值，電壓觸發單元 2將產生一個過流觸發信號(參見困3和4中的0C)給頻率發生器3.頻率發生器3可以產生所需頻率的控制信號以控制驅動單元4.該 控制信號至少包括兩個信號，用于控制由下側三極管Ql驅動的下側晶體 管驅動周期LSTDP和由上側三極管Q2驅動的上側晶體管驅動周期 HSTDP.所述驅動周期HSTDP會交替出現以控制上側三極管Q2和下側三極管Ql交替導通，一M測到由電壓觸發單元2發出的過流信號，頻率發生器3將立 即結束本開關驅動周期LSTDP并立即輸出一個時間長度等于該被縮短的 LSTDP的HSTDP給驅動單元，驅動單元4根據由頻率發生器3產生的LSTDP和HSTDP信號產生實 際所需的驅動信號給晶體管.驅動上側三極管Q2的信號只能在HSTDP信 號有效的情況下產生，而驅動下側三極管Ql的信號只能在LSTDP信號有 效的情況下產生，顯然，如果沒有檢測到任何的過流信號，半橋的工作頻率維持不變.困2示出了困1所示的鎮流器電路的一個具體實施例，其中電壓觸 發單元由一個比較器2來實現，其可以采用任何常規類型的比較器，在 該比較器2的一個輸入端輸入所述分流電阻Rl上的電壓CS，另一輸入 端輸入參考電壓Vref,所述比較器2比較所述電壓CS和所述參考電壓 Vref.在電壓CS高于參考電壓Vref時，所述比較器產生一個過流信號 0C，這里該過流信號0C是比較器2的輸出高電平.所述過流信號0C ^發明的頻率發生器3和驅動單元4用來立即終 止所述下側三極管Ql的驅動周期和啟動上側三極管Q2的驅動周期，并 使得被啟動的上側三極管Q2的驅動周期與所述下側三極管Ql的被終止 的驅動周期相同.下面來參考困3.困3示出了本發明電子鎮流器電路工作時的各個 控制信號曲線.0sc表示專用集成電路(ASIC)的時鐘振蕩器信號.0C 表示上述過流信號0C的曲線.DPLST表示圖1中的下側三極管Ql的驅 動脈沖。DPHST表示圖1中的上側三極管Q2的驅動脈沖.如困所示，整個驅動周期可以被劃分成兩部分，也即下側三極管驅 動周期LSTDP和上側三極管驅動周期HSTDP.每個三極管的驅動脈沖在 驅動周期開始后的某個時間內(例如2jis)產生.這在困3中是用位于 點劃線與驅動脈沖的開始上升沿之間的間隔來表示的.一旦比較器2在下側三極管驅動周期LSTDP內產生過流信號0C，該 下側三極管驅動周期LSTDP便被本發明的邏輯控制電路立即終止，參見 圖3中的驅動周期0CP1.與此同時，上側三極管驅動周期HSTDP被本發 明的邏輯控制電路立即啟動，參見閨3中的驅動周期OCP2.在該情形下， 被提前終止的驅動周期0CP1顯然要小于原來的下側三極管驅動周期 LSTDP。這里，被啟動的所述上側三極管Q2的驅動周期HSTDP被控制使 得與所述下側三極管Ql的前面被終止的驅動周期0CP1相同，iUJt^ 示為0CP2.例如，原來的下側三極管驅動周期LSTDP的時間間隔為10jis， 而在第9jis產生一個過流信號，那么下側三極管驅動周期LSTDP被減少為9jis，而上側三極管驅動周期HSTDP也相應被減少為9ns而不再是 10jis,在下一個下側三極管驅動周期LSTDP中再次檢測流經下側三極管 Ql的電流，并重復以上處理過程.按照如上所述的控制邏輯，困4更清楚地示出了流經下側^L管Ql 的電流6和流經上側三極管Q2的電流7與上側三極管驅動周期HSTDP、 下側三極管驅動周期LSTDP以及過流信號0C之間的時序關系圖.本發明適合他激型電壓串聯諧振半橋電路.三極管Ql和Q2可以是 雙極型晶體管或場效應管.本發明的控制具有相當廣泛的適應性，從而不但可以應用在熒光燈 啟動時的電壓限制，還可以通過更改其電壓觸發閾值從而實現其他的保 護功能。由此可見，通過本發明的這種控制邏輯，當流經半橋的電流超過預 定電平時，開關周期將通過過流信號0C而被縮短，從而立即提高開關頻 率，使得整個負栽電路的阻抗也得以提高.相應地，流經半橋的電流也 下降。另外，由于燈上的點燃電壓與流經半橋的電流成正比，所以燈的 點燃電壓也通過本發明的邏輯控制電路相應地下降，從而在燈點燃時起 到更加有效的降壓作用.此外，因為通過本發明的邏輯控制電路限制了流經半橋三極管Ql、 Q2 (雙極性晶體管或M0SFET)的最大電流，所以這些三極管的額定電流 被最優化。
權利要求
1. 用于控制放電燈(1)的點燃電壓的方法，其中所述放電燈(1)由一個包括兩個三極管(Q1，Q2)的半橋逆變電路提供交流工作電壓，在該方法中，檢測流過所述兩個三極管(Q1，Q2)中的一個三極管(Q1)的電流，將所檢測的電流與預定參考值進行比較，以及在所檢測的電流大于預定參考值的情況下，立即終止所述一個三極管(Q1)的驅動周期，并啟動所述兩個三極管(Q1，Q2)中的另一個三極管(Q2)的驅動周期，其特征在于控制被啟動的所述另一三極管(Q2)的驅動周期使得其與所述一個三極管(Q1)的被終止的驅動周期相同。
2. 如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的比較以電壓比較 的方式進行，即檢測與所述一個三極管(Ql)串聯的分流電阻(Rl)上 的電壓(CS),利用比較器(2)比較該電壓(CS)和一參考電壓(Vref),
3. 如權利要求2所述的方法，其特征在于，當所述電壓高于所述參 考電壓(Vref)時由所述比較器產生一個高電平的過流信號(0C).
4. 如權利要求3所迷的方法，其特征在于，所述過流信號(0C)被 用來觸發所述一個三極管(Ql)的驅動周期的終止和所述另一個三極管(Q2)的驅動周期的啟動。
5. 如權利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述兩個三極管 (Q1，Q2)為雙極性晶體管或MOSFET.
6. 如權利要求l-4之一所述的方法，其特征在于，所逸故電燈(l) 為低壓熒光燈.
7. 用于控制放電燈(1)的點燃電壓的電子鎮流器電路，包括 用于給所逸故電燈(l)提供交流電壓的、包括兩個三極管(Q1，Q2)的半橋逆變電路，連接在所述放電燈(l)和所述半橋逆變電路(Q1,Q2)之間的負栽電 路(L1，C1，C2，C3)，用于檢測流過所述兩個三極管(Q1，Q2)中的一個三極管(Ql)的電 流的檢測器，以及一個邏輯控制電路(2, Rl )，用于將所i^測器所檢測的電流與預定參考值進行比較，以及在所檢測的電流大于預定參考值的情況下，立即終止所述一個三極管(Ql)的驅動周期，并啟動所述兩個三極管(Q1，Q2) 中的另一個三極管(Q2)的驅動周期， 其特征在于邏輯控制電路(2，Rl)控制被啟動的所述另一三極管(Q2)的驅動 周期使得其與所述一個三極管(Ql)的被終止的驅動周期相同.
8. 如權利要求7所述的電子鎮流器電路，其特征在于，所逸除測器 是一個與所述一個三極管(Ql)串聯的分流電阻(Rl),且所述邏輯控制電路(2， Rl)包括一個比較器(2 )，用于將所述分 流電阻(Rl)上的電壓(CS)和一參考電壓(Vref)進行比較.
9. 如權利要求8所述的電子鎮流器電路，其特征在于，所述比較器 在所述電壓高于所述參考電壓(Vref)時產生一個高電平的過流信號(0C),
10. 如權利要求9所述的電子鎮流器電路，其特征在于，所述邏輯控 制電路(2，Rl)利用所述過流信號(OC)來觸發所述一個三極管(Ql) 的驅動周期的終止和所述另一個三極管(Q2)的驅動周期的啟動.
11. 如權利要求7-10之一所述的電子鎮流器電路，其特征在于，所 述兩個三極管(Q1，Q2)為雙極性晶體管或MOSFET.
12. 如權利要求7-10之一所述的電子鎮流器電路，其特征在于，所 n電燈(1)為低壓熒光燈.
全文摘要
用于控制放電燈(1)的點燃電壓的方法和相應的電子鎮流器電路，其中所述放電燈(1)由一個包括兩個三極管(Q1，Q2)的半橋逆變電路提供交流工作電壓，檢測流過所述兩個三極管(Q1，Q2)中的一個三極管(Q1)的電流，將所檢測的電流與預定參考值進行比較，以及在所檢測的電流大于預定參考值的情況下，立即終止所述一個三極管(Q1)的驅動周期，然后啟動所述兩個三極管(Q1，Q2)中的另一個三極管(Q2)的驅動周期，并使得所述另一三極管(Q2)的驅動周期與所述一個三極管(Q1)的被終止的驅動周期相同。
文檔編號H05B41/28GK101277571SQ20071009219
公開日2008年10月1日 申請日期2007年3月30日 優先權日2007年3月30日
發明者煒 高 申請人:電燈專利信托有限公司