專利名稱：具有自適應(yīng)頻移的電子鎮(zhèn)流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子鎮(zhèn)流器，并且更具體地，涉及用于如熒光燈的氣體放電燈的電子 調(diào)光鎮(zhèn)流器。
背景技術(shù)：
用于熒光燈的電子鎮(zhèn)流器通?？梢员环纸鉃榘?前端"和"后端"。所述前端通 常包括用于將交流(AC)電源線電壓變成直流(DC)總線電壓的整流器，以及用于過濾DC總 線電壓的濾波器電路，例如電容器。電子鎮(zhèn)流器的前端也通常包括升壓轉(zhuǎn)換器，該升壓轉(zhuǎn)換 器是用于將DC總線電壓的幅度提升到線電壓峰值之上并用于改善總諧波失真(THD)和鎮(zhèn) 流器的輸入電流的功率因子的有源電路。鎮(zhèn)流器后端通常包括用于將DC總線電壓轉(zhuǎn)換成 高頻AC電壓的開關(guān)逆變器，以及用于將高頻AC電壓與燈電極耦合的具有相對(duì)高輸出阻抗 的諧振回路電路。 首先參考圖1，顯示了現(xiàn)有技術(shù)的電子鎮(zhèn)流器100的簡(jiǎn)化框圖。鎮(zhèn)流器IOO包括前 端102，所述前端102用于在總線電容器CBUS兩端從AC輸入電壓產(chǎn)生基本的DC總線電壓。 鎮(zhèn)流器100還包括用于將DC總線電壓轉(zhuǎn)換成用于驅(qū)動(dòng)熒光燈108中的燈電流的高頻電壓 的逆變器104。由所述逆變器104提供的高頻電壓通過具有諧振感應(yīng)器LKES和諧振電容器 CKES的諧振回路106被耦合到燈108。 逆變器104包括第一和第二串聯(lián)開關(guān)裝置112U14以及門驅(qū)動(dòng)電路116。使用 d(l-d)互補(bǔ)開關(guān)方案控制逆變器104中的開關(guān)裝置112、114。在d(l-d)互補(bǔ)開關(guān)方案中， 所述第一開關(guān)裝置112具有占空比d以及所述第二開關(guān)裝置114具有占空比l-d。門驅(qū)動(dòng) 電路116控制所述開關(guān)裝置112、114從而使得每次只有一個(gè)開關(guān)裝置導(dǎo)通。當(dāng)所述第一開 關(guān)裝置112導(dǎo)通時(shí)，逆變器104的輸出被拉升到DC總線電壓。當(dāng)所述第二開關(guān)裝置114導(dǎo) 通時(shí)，逆變器104的輸出被拉低到電路公共端電壓。 通過改變逆變器104的輸出端的高頻電壓的頻率和/或占空比來控制通過燈108 的電流。電流感測(cè)電路110被耦合串聯(lián)到燈108并提供代表通過燈的電流量的燈電流信 號(hào)250。模擬控制電路210負(fù)責(zé)控制門驅(qū)動(dòng)電路116并且因此控制逆變器104的開關(guān)裝置 112、114。所述模擬控制電路210包括參電路212、求和電路214、補(bǔ)償電路216、頻移電路 218、三角波振蕩器222、以及比較器220。所述參考電路212提供用于燈108的代表目標(biāo)電 流Itak;et的參考信號(hào)242。所述求和電路214接收燈的電流信號(hào)250和參考信號(hào)242并產(chǎn) 生代表在燈108中的目標(biāo)電流與實(shí)際電流之間差異的誤差信號(hào)240。補(bǔ)償電路216接收所 述誤差信號(hào)240并提供與逆變器104的期望占空比成比例的占空比請(qǐng)求電壓246。
6
所述頻移電路218也接收參考信號(hào)242并提供表示期望逆變器頻率的期望頻率信 號(hào)245。所述三角波振蕩器222從所述頻移電路218接收期望頻率信號(hào)245并在所述期望 頻率提供三角波信號(hào)244。所述比較器220接收三角波信號(hào)244和占空比請(qǐng)求電壓246并 產(chǎn)生具有期望頻率和占空比的脈寬調(diào)制(P麗)信號(hào)248。該P(yáng)麗信號(hào)248被提供給門驅(qū)動(dòng) 電路116，所述門驅(qū)動(dòng)電路116驅(qū)動(dòng)逆變器104中的開關(guān)112、114。 除了正常的運(yùn)行模式，鎮(zhèn)流器110具有一些其它的工作模式，這些工作模式包括 "預(yù)熱(preheat)"模式和"啟動(dòng)(strike)"模式。所述預(yù)熱模式的目的是在將基本的電壓 用于啟動(dòng)燈之前加熱燈絲。在啟動(dòng)模式期間，燈的電壓被升高直到燈啟動(dòng)或者達(dá)到預(yù)定的 電壓限制。 通過將逆變器104的頻率控制到預(yù)熱頻率來完成預(yù)熱，所述預(yù)熱頻率比正常模式 中的逆變器104的頻率高。在預(yù)熱期間，補(bǔ)償電路216 —直在逆變器104的占空比控制之 下。同時(shí)，參考電路212提供代表非零燈電流的級(jí)別的參考信號(hào)。由于在預(yù)熱期間沒有電 流通過燈，電流感測(cè)電路110產(chǎn)生具有正值的燈電流信號(hào)250并從而產(chǎn)生求和電路214的 輸出，即誤差信號(hào)240，該求和電路214的輸出具有非零值。補(bǔ)償電路216包括積分器(未 圖示)，所以非零誤差信號(hào)240使得補(bǔ)償電路216將占空比請(qǐng)求電壓246的占空比提高到 50%，此時(shí)補(bǔ)償電路飽和。在這個(gè)情況下，占空比請(qǐng)求電壓246的占空比固定為50%并通過 改變頻率來調(diào)整預(yù)熱電壓。重要的是要注意由于補(bǔ)償電路216包括積分器，不可能將占空 比設(shè)置為任意等級(jí)。實(shí)際上，可以選擇在50%飽和或者在0%飽和?？蛇x擇的，提供附加電 路以強(qiáng)制補(bǔ)償電路216的輸出在預(yù)熱期間處于特定的等級(jí)，但是這會(huì)增加附加的成本和復(fù) 雜度。 為了啟動(dòng)燈108，即在啟動(dòng)模式中，逆變器104的工作頻率從預(yù)熱頻率向 下掃頻到低端頻率。優(yōu)選的，該低端頻率接近諧振回路106的諧振頻率c^，例如 "R二l/^/(i:腳Y鵬)。因此，在低端頻率的諧振回路106的輸出電壓足夠大并適合啟動(dòng)燈 108。當(dāng)燈108啟動(dòng)時(shí)，燈電流開始通過燈。此時(shí)，模擬控制電路210的補(bǔ)償電路216仍然 是飽和的并且占空比請(qǐng)求電壓246的占空比仍然是50%。因此，高于目標(biāo)電流的電流開始 通過燈108。該超過的電流使得補(bǔ)償電流216達(dá)到飽和并且設(shè)置P麗信號(hào)248的占空比從 而保持燈108中的目標(biāo)電流。當(dāng)補(bǔ)償電路216飽和時(shí)，燈108中的電流可以比目標(biāo)電流高 的多。該高電流連同閉合電路需要用來達(dá)到飽和的時(shí)間一起，可以造成燈啟動(dòng)時(shí)顯著的閃 爍。 圖2顯示了現(xiàn)有技術(shù)的另一個(gè)電子鎮(zhèn)流器300的簡(jiǎn)化示意圖。鎮(zhèn)流器200以與圖 1中顯示的鎮(zhèn)流器100類似的方式工作，但是模擬控制電路210被數(shù)字控制電路310代替 了。微處理器350中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)352從電流感測(cè)電路110接收燈的電流并將該電 流轉(zhuǎn)換成8比特?cái)?shù)字表示方式。表示燈108中的目標(biāo)電流的參考信號(hào)242在輸入端355被 接收。然后微處理器350中的軟件將測(cè)量的電流和目標(biāo)電流相比較來產(chǎn)生誤差信號(hào)，該誤 差信號(hào)隨后被用來產(chǎn)生期望的占空比。由期望電流確定期望頻率。在微處理器350的輸出 端354處產(chǎn)生脈寬調(diào)制(P麗)信號(hào)356。微處理器350中的軟件驅(qū)動(dòng)具有期望頻率和占空 比的P麗信號(hào)356并將所述P麗信號(hào)提供給門驅(qū)動(dòng)電路116 。在鎮(zhèn)流器300中，數(shù)字控制電 路310的微處理器350中的軟件提供由鎮(zhèn)流器100的模擬控制電路210提供的功能。
鎮(zhèn)流器300的預(yù)熱模式的數(shù)字實(shí)現(xiàn)方式與鎮(zhèn)流器100的預(yù)熱模式非常不同。正常執(zhí)行比較器例程的軟件不在逆變器占空比的控制之中。實(shí)際上，由逆變器控制完全不同的 例程。所以，能夠直接控制占空比和頻率兩者以達(dá)到期望的預(yù)熱等級(jí)。 在啟動(dòng)模式的數(shù)字執(zhí)行中，將占空比保持在固定的等級(jí)并且頻率從預(yù)熱頻率向下 掃頻到低端頻率。在這期間，當(dāng)燈啟動(dòng)時(shí)軟件必須監(jiān)控?zé)舻碾妷汉蜔舻碾娏鱽磉M(jìn)行檢測(cè)。 當(dāng)燈啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)是非常重要的，因?yàn)橐坏﹩?dòng)，必須運(yùn)行不同的例程來執(zhí)行正常的操 作控制環(huán)路。在啟動(dòng)期間頻率和占空比都是可控的，能夠在啟動(dòng)階段將占空比設(shè)置為小于 50%。低的占空比會(huì)造成以低的電流開啟燈，以助于減少閃爍。然而，為了保證準(zhǔn)確的檢測(cè) 燈的啟動(dòng)，燈必須以相對(duì)高的電流啟動(dòng)。 將鎮(zhèn)流器100的模擬控制電路210替換為鎮(zhèn)流器300的數(shù)字控制電路310有幾個(gè) 好處。第一，由于大部分控制功能由微處理器350完成，所以數(shù)字控制電路310中有更少的 部件。第二，由微處理器350提供的控制功能可以容易地被改變而不需要變化數(shù)字控制電 路310任何軟件。而且，當(dāng)鎮(zhèn)流器300處于不同的正常和非正常工作模式時(shí)，可以執(zhí)行特定 情形(situation-specific)軟件。 然而，對(duì)于模擬控制電路210來說數(shù)字控制電路310具有一些缺點(diǎn)。微處理器350 的性能取決于裝置的成本。所以，為了達(dá)到合理的成本，需要在核心速度范圍、ADC分辨率、 ADC采樣率和數(shù)學(xué)性能方面進(jìn)行一些折衷。在低調(diào)光等級(jí)情況下ADC轉(zhuǎn)換的量化效應(yīng)變得 非常重要。這可以用高分辨率ADC或高采樣率來改善，但是如前面提到的，高性能將造成微 處理器350的高成本。 現(xiàn)有技術(shù)鎮(zhèn)流器100、300的模擬控制電路210和數(shù)字控制電路310兩者都使用開 環(huán)頻移，在該開環(huán)頻移中有對(duì)于給定的期望光等級(jí)的預(yù)定工作頻率。在2002年9月17日 公開的，題為"Electronic Dimming Ballast"的美國(guó)專利NO. 6， 452， 344中更詳細(xì)的描述 了調(diào)節(jié)逆變器104的頻率和占空比的概念，其全部?jī)?nèi)容作為參考而結(jié)合于此。
圖3是示出了現(xiàn)有技術(shù)的鎮(zhèn)流器100、300的控制環(huán)路的簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)圖。通過 閉環(huán)技術(shù)控制逆變器的工作占空比d。p，而通過開環(huán)技術(shù)控制工作頻率f。P。燈的實(shí)際電流
lAc皿被作為反饋提供給占空比控制環(huán)路并從目標(biāo)電流Itak;et中減去所述實(shí)際電流來產(chǎn)生 燈電流誤差信號(hào)ep并且最終產(chǎn)生期望工作占空比d。P。不同地是，單獨(dú)地響應(yīng)于目標(biāo)電流 ITAffiET的期望工作頻率f。P被簡(jiǎn)單地產(chǎn)生。 圖4顯示了逆變器104的目標(biāo)工作頻率與燈電流的關(guān)系曲線圖以及工作頻率與占 空比固定為50%的燈電流的關(guān)系曲線圖，所述關(guān)系曲線圖顯示了在給定頻率處能夠被鎮(zhèn)流 器100、300傳送的最大電流。在低的光等級(jí)，鎮(zhèn)流器工作頻率被保持在低端頻率fOT—END處， 該低端頻率FOT—Em接近諧振回路的諧振頻率。在預(yù)定等級(jí)之上，工作頻率隨著燈電流的上 升即隨著燈108的期望光等級(jí)向著高端增加而線性下降。 當(dāng)利用d(l-d)開關(guān)方案以遠(yuǎn)離諧振頻率的頻率(即在高端的頻率)操作逆變器 104時(shí)產(chǎn)生的一個(gè)新的情況是"汞泵浦(mercury pumping)"的可能性。隨著工作頻率遠(yuǎn)離 諧振頻率，以及燈108阻抗的下降(隨著燈電流的增加)，諧振回路106的濾波作用下降。當(dāng) 逆變器104以不同于50%的任何占空比工作時(shí)，逆變器的輸出端的電壓不均勻并包括二次 諧波分量。對(duì)于占空比接近50%的情況，二次諧波分量不大。然而，隨著占空比遠(yuǎn)離50%， 二次諧波分量增加。 當(dāng)以高端頻率fHreH—END工作時(shí)，大量來自逆變器的二次諧波分量通過諧振回路106
8傳送到燈108。結(jié)果，燈電流不對(duì)稱。位于鎮(zhèn)流器100,300輸出端的斷流電容器，例如圖1 和2中的電流器118，防止鎮(zhèn)流器將大的DC電流傳送到燈108。然而，燈108中的不對(duì)稱電 流與非線性燈負(fù)載的耦合導(dǎo)致燈108上的DC電壓。燈108上的DC電壓會(huì)使得汞離子從燈 的一端移到另一端。如果DC電壓足夠高，燈108的一端會(huì)變得汞缺乏。從而，燈108的缺 乏端將產(chǎn)生少量的光并且也有可能變成粉紅色。 為了避免顯著的汞泵浦，當(dāng)以高端頻率工作時(shí)現(xiàn)有技術(shù)的鎮(zhèn)流器100、300的模擬 控制電路210和數(shù)字控制電路310使用頻移圖，該頻移圖被選擇用于保證占空比盡可能的 接近50%。然而，諧振回路106的部件的公差，以及普通熒光燈的工作特征中的變化，需要 選擇頻率從而使即使是最壞情況的組合也能夠達(dá)到需要的高端電流IHKH—Em。當(dāng)具有最高占 空比時(shí)，在最壞情況下達(dá)到高端電流的約束可能造成對(duì)部件小公差的需要以及將環(huán)路部件 值定制為窄的負(fù)載范圍的需要。 因而，存在電子鎮(zhèn)流器的需要，該電子鎮(zhèn)流器避免汞泵浦，以及在接近50%的占空 比的高端處工作，并具有寬范圍的負(fù)載類型，但是不需要具有小的公差部件的諧振回路。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器包括逆變器、諧振回路、控制電 路、以及電流感測(cè)電路。逆變器將基本的DC總線電壓轉(zhuǎn)換成具有工作頻率和工作占空比的 高頻AC電壓。諧振回路將高頻AC電壓耦合到燈上以產(chǎn)生通過燈的當(dāng)前燈電流。控制電路 用于控制所述逆變器的高頻AC電壓的工作頻率和工作占空比。電流感測(cè)電路向控制電路 提供代表當(dāng)前燈電流的當(dāng)前燈電流信號(hào)?？刂齐娐酚糜陧憫?yīng)于目標(biāo)燈電流信號(hào)和當(dāng)前燈電 流信號(hào)來控制逆變器的高頻AC電壓的工作占空比。而且，控制電路用于響應(yīng)于工作占空比 和目標(biāo)占空比來控制所述逆變器的高頻AC電壓的工作頻率，從而使得控制電路用于最小 化工作占空比與目標(biāo)占空比之間的差異。優(yōu)選地，當(dāng)目標(biāo)燈電流在數(shù)值上變化時(shí)，控制電路 還用于根據(jù)目標(biāo)燈電流信號(hào)將工作頻率控制為基本工作頻率。 本發(fā)明還提供用于控制用來驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的鎮(zhèn)流器的方法。所述鎮(zhèn)流器包括由 工作頻率和工作占空比表示的逆變器。所述方法包括用于響應(yīng)于逆變器的工作頻率和工作
占空比來產(chǎn)生通過氣體放電燈的當(dāng)前燈電流的步驟；產(chǎn)生代表當(dāng)前燈電流的當(dāng)前燈電流信 號(hào)；接收代表目標(biāo)燈電流的目標(biāo)燈電流信號(hào)；響應(yīng)于目標(biāo)燈電流信號(hào)和當(dāng)前燈電流信號(hào)來 控制逆變器的占空比；并且響應(yīng)于目標(biāo)燈電流信號(hào)、逆變器的工作占空比、以及目標(biāo)占空比 來控制逆變器的工作頻率，從而使工作占空比與目標(biāo)占空比之間的差異被最小化。
而且，本發(fā)明提供用于電子鎮(zhèn)流器的控制電路，該電子鎮(zhèn)流器具有用來驅(qū)動(dòng)氣體 放電燈的逆變器。控制電路用于控制鎮(zhèn)流器的逆變器的工作頻率和工作占空比?？刂齐娐?包括用于響應(yīng)于目標(biāo)燈電流信號(hào)和當(dāng)前燈電流信號(hào)來控制逆變器的工作占空比的占空比 控制部分，以及用于響應(yīng)于目標(biāo)燈電流信號(hào)、工作占空比、以及目標(biāo)占空比來控制逆變器的 工作頻率的頻率控制部分。工作占空比與目標(biāo)占空比之間的差異被最小化。
圖1是現(xiàn)有技術(shù)的具有模擬控制電路的電子鎮(zhèn)流器的簡(jiǎn)化示意圖；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)的具有數(shù)字控制電路的電子鎮(zhèn)流器的簡(jiǎn)化示意 圖3是示出了圖1和2的現(xiàn)有技術(shù)的鎮(zhèn)流器的控制環(huán)路的簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)圖；
圖4是圖1和2的電子鎮(zhèn)流器的逆變器的工作頻率與燈電流的關(guān)系曲線圖；
圖5A是根據(jù)本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器的簡(jiǎn)化示意圖；
圖5B是圖5A的電子鎮(zhèn)流器的簡(jiǎn)化示意圖； 圖6A和圖6B是根據(jù)本發(fā)明的由圖5A的鎮(zhèn)流器的微處理器執(zhí)行的軟件的流程圖；
圖6C是由圖5A的鎮(zhèn)流器的微處理器響應(yīng)于目標(biāo)燈電流的變化來執(zhí)行的軟件的流 程圖； 圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的圖5A的電子鎮(zhèn)流器的工作頻率的圖； 圖8是示出了根據(jù)圖5A的本發(fā)明的第一實(shí)施方式的鎮(zhèn)流器的控制環(huán)路的控制系
統(tǒng)圖； 圖9是示出了本發(fā)明的鎮(zhèn)流器的第二實(shí)施方式的控制環(huán)路的控制系統(tǒng)圖； 圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式由圖9的鎮(zhèn)流器的微處理器執(zhí)行的軟件的流
程圖；以及 圖11是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的鎮(zhèn)流器的簡(jiǎn)化示意框圖。
具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖閱讀上述概要以及下面優(yōu)選實(shí)施方式的詳細(xì)描述，可以更好的理解本發(fā) 明。為了示出本發(fā)明的目的，在附圖中顯示了當(dāng)前優(yōu)選的實(shí)施方式，其中相同的附圖標(biāo)記表 示貫穿附圖的多個(gè)視圖的相似的部分，然而，可以理解本發(fā)明不局限于特定的方式和公開 的手段。 圖5A顯示了根據(jù)本發(fā)明的電子鎮(zhèn)流器400的簡(jiǎn)化框圖。所述鎮(zhèn)流器400包括許 多和現(xiàn)有技術(shù)的鎮(zhèn)流器100、300相似的模塊，這些模塊中的每個(gè)模塊具有如先前描述的相 同功能。然而，和現(xiàn)有技術(shù)的鎮(zhèn)流器100不同的那些鎮(zhèn)流器300的部件將在下面更詳細(xì)地 描述。 鎮(zhèn)流器400包括混合模擬/數(shù)字控制電路410 。所述混合控制電路410在現(xiàn)有技 術(shù)的鎮(zhèn)流器100、300的模擬控制電路210和數(shù)字控制電路310的特征上進(jìn)行改進(jìn)?；旌峡?制電路410包括求和電路214和補(bǔ)償電路216，所述求和電路214和補(bǔ)償電路216具有和現(xiàn) 有技術(shù)的鎮(zhèn)流器100中的那些電路相同的功能。 混合控制電路410還包括微處理器450，該微處理器450為逆變器104的門驅(qū)動(dòng) 電路116提供處于工作頻率f。P和工作占空比d。P的P麗信號(hào)456。微處理器450通過輸入 端455接收目標(biāo)燈電流ITAKeET。目標(biāo)燈電流ITAKeET可以從例如相控輸入端(未圖示)或者 從通信鏈路(未圖示)接收的數(shù)字消息獲得。在先前提到的美國(guó)專利NO. 6， 452， 344中更 詳細(xì)的描述了用于接收相控輸入的鎮(zhèn)流器。在2004年4月14日提交的共同未決的，題為 "Multiple-InputElectronic Ballast with Processor，，的申請(qǐng)?zhí)朜o. 10/824， 248，公開號(hào) 為No. 2005/0179404的美國(guó)專利申請(qǐng)中更詳細(xì)的描述了用來與數(shù)字通信鏈路耦合的鎮(zhèn)流 器，該專利全部作為參考而結(jié)合于此。 微處理器450在輸出端口 458處提供P麗參考信號(hào)460，該P(yáng)麗參考信號(hào)460具 有基于目標(biāo)燈電流Itak;et的占空比。低通濾波器462從P麗參考信號(hào)460產(chǎn)生DC參考信 號(hào)464，該DC參考信號(hào)464代表燈108中的期望電流。求和電流214接收當(dāng)前燈電流信號(hào)
10250和DC參考信號(hào)464并產(chǎn)生代表目標(biāo)電流與燈中的實(shí)際電流之間差異的燈電流誤差信號(hào) 440。補(bǔ)償電路216接收所述誤差信號(hào)440并提供占空比請(qǐng)求信號(hào)446，該占空比請(qǐng)求信號(hào) 是和逆變器104的期望占空比成反比的DC電壓。 圖5B詳細(xì)顯示了電流感測(cè)電路110和混合控制電路410的電子鎮(zhèn)流器400的簡(jiǎn) 化示意圖。在通過燈108的AC電流負(fù)的部分期間，燈的電流流過電阻R570和二極管D572。 可替換的，在通過燈電流正的部分期間，燈的電流只通過二極管574流到電路公共端。電阻 R576和電路C578過濾電阻R570兩端產(chǎn)生的電壓并產(chǎn)生燈電流信號(hào)250。因此，代表通過 燈108的電流的燈電流信號(hào)250提供具有負(fù)值的基本的DC電壓。 在微處理器450的輸出端458處提供的P麗參考信號(hào)460被低通濾波器462過濾 以產(chǎn)生代表目標(biāo)燈電流ITAKeET的DC參考信號(hào)464，所述低通濾波器462包括電阻R580和電 容C582。分別通過電阻R586和R588向工作放大器(op amp) 584的倒相輸入端提供DC參 考信號(hào)464和燈電流信號(hào)250。向op amp584的非倒相輸入端提供DC偏移電壓V。FFSET。電 容C590連接到倒向輸入端和op amp的輸出端之間來提供補(bǔ)償電路216的積分功能。因 此，op amp 584的輸出端是DC參考信號(hào)464和燈電流信號(hào)250的求和的積分函數(shù)。最后， 通過電阻R592和電容C594過濾op amp 584的輸出端電壓來為微處理器450提供占空比 請(qǐng)求信號(hào)446。 圖6A和6B是根據(jù)本發(fā)明為了自適應(yīng)的改變逆變器104的工作頻率f。P，由鎮(zhèn)流器 400的微處理器450循環(huán)執(zhí)行的軟件的流程圖。參考圖5A的鎮(zhèn)流器400的示意圖來描述圖 6A和6B的流程圖。優(yōu)選地，圖6A和6B的過程每104微秒重復(fù)一次。 微處理器450中的ADC 452接收占空比請(qǐng)求信號(hào)446并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字值 (步驟502)。由于占空比請(qǐng)求信號(hào)446與工作占空比d。p成反比，微處理器450轉(zhuǎn)換并測(cè)量 數(shù)字值來產(chǎn)生工作占空比d。P。例如，線性測(cè)量工作占空比d。P從而使得數(shù)字值0對(duì)應(yīng)于0% 的占空比并且數(shù)字值512對(duì)應(yīng)于100%的占空比。在正常工作中，微處理器450中的軟件 使用工作占空比d。P和工作頻率f。P來計(jì)算工作周期T。P和接通持續(xù)時(shí)間t。N。下面會(huì)詳細(xì)描 述由目標(biāo)燈電流Itak;et和工作占空比d。P來確定工作頻率f。P。 P麗模塊454使用工作周期 T。P和接通持續(xù)時(shí)間t。N來提供處于工作頻率f。P和工作占空比d。P的P麗信號(hào)456。微處理 器450用于將工作占空比d。p設(shè)置為由占空比請(qǐng)求信號(hào)446提供的占空比或者一些其它占 空比。 在正常的工作中，微處理器450監(jiān)控逆變器104的當(dāng)前工作占空比d。P。從預(yù)定的 目標(biāo)占空比dTAK;ET例如優(yōu)選的43%中減去工作占空比d。p，從而獲得占空比誤差值ed(步驟 504)。如果誤差值ed在死區(qū)之內(nèi)(步驟506)，過程循環(huán)指令再次讀取占空比請(qǐng)求信號(hào)446。 所述死區(qū)是一個(gè)范圍，通過該范圍的誤差值ed能夠不需要初始化響應(yīng)而被改變從而防止振 蕩。所述死區(qū)優(yōu)選為大于l^并且小于預(yù)定的目標(biāo)占空比dT皿『例如42^到44X。如果占 空比誤差值ed在死區(qū)之外，那么根據(jù)誤差值的符號(hào)將誤差值限制為最大正誤差值e皿+，例 如2 % ，或限制為最大負(fù)誤差值eMX—，例如_2 % (步驟510)。例如，如果誤差值ed是-2. 5 % ， 所述誤差值ed會(huì)被限制為_2%。 其次，誤差值ed被添加到微處理器450內(nèi)的16位累加器ACC中，從而來增加(或 減少)累加器的值(步驟512)。當(dāng)累加器達(dá)到預(yù)定的正值(或預(yù)定的負(fù)值)時(shí)，微處理器 450會(huì)重新設(shè)置累加器并且改變鎮(zhèn)流器的工作頻率d。P (下面將詳細(xì)描述)。因此，如果誤差
11值ed很大，累加器會(huì)更迅速地達(dá)到預(yù)定的正(或負(fù))值。優(yōu)選地，所述預(yù)定的正或者負(fù)值 對(duì)應(yīng)于累加器的大小，例如+(216_1)和_(216-1)分別是16位累加器ACC的預(yù)定正值和預(yù)定 負(fù)值。當(dāng)累加器溢出時(shí)，累加器達(dá)到預(yù)定的正值(或者預(yù)定的負(fù)值)。微處理器450通過讀 取進(jìn)位標(biāo)志(當(dāng)累加器溢出時(shí)被設(shè)置)和負(fù)標(biāo)志(當(dāng)累加器具有負(fù)值時(shí)被設(shè)置)作用于累 加器的溢出。當(dāng)累加器溢出時(shí)，累加器的值被自動(dòng)重新設(shè)置為O。在微處理器450啟動(dòng)時(shí)累 加器也被重新設(shè)置為O。 參考圖6B，如果占空比高于(或者低于)預(yù)定的目標(biāo)占空比dT紐^，微處理器450 會(huì)漸漸減小(或者增加)逆變器104的工作頻率f。p，從而減小(或者增加)期望占空比d。P 來傳送當(dāng)前目標(biāo)燈電流ITAKeET。微處理器利用校正因子CF來產(chǎn)生逆變器104的工作周期 T。p，并從而產(chǎn)生逆變器的104的工作頻率f。P。優(yōu)選地，工作周期T。P等于基本周期TBASE加上 校正因子CF，即， t0P= ^~~(等式D 校正因子CF在微處理器啟動(dòng)時(shí)和每次燈108啟動(dòng)時(shí)被初始化為0。
當(dāng)占空比d。P大于預(yù)定的目標(biāo)占空比dTAK;ET時(shí)，即累加器ACC超過預(yù)定的正值時(shí) (步驟514)，微處理器使校正因子CF以預(yù)定的增量增加(步驟516)，例如優(yōu)選0. 125微秒， 當(dāng)工作頻率f。p為45kHz時(shí)該增量對(duì)應(yīng)于大約252Hz的頻移，當(dāng)工作頻率f。P為70kHz時(shí)該 增量對(duì)應(yīng)于大約607Hz的頻移。然后校正因子CF被限制為最大校正因子CFMX (步驟518)。 如果占空比d。p低于預(yù)定的目標(biāo)占空比dTAK;ET時(shí)，即累加器ACC超過預(yù)定的負(fù)值時(shí)(步驟 520)，微處理器450減小校正因子CF(步驟522)。 其次，逆變器的工作頻率被限制在預(yù)定的頻率范圍內(nèi)。工作周期T。p，即TBASE+CF根 據(jù)當(dāng)前校正因子CF在步驟524被確定。如果工作周期T。P小于預(yù)定的最小周期TMIN，即工作 頻率f。P大于預(yù)定的最大頻率f皿(步驟525)，校正因子CF被設(shè)置為等于最小周期TMIN減去 基本工作周期TBASE，即f。P = 1/TMIN(步驟526)。如果工作周期T。P即TBASE+CF大于預(yù)定的最 大周期TM，即工作頻率f。P小于預(yù)定的最小頻率fMIN(步驟528)，校正因子被設(shè)置為等于最 大周期TMX減去基本工作周期TBASE，即f。P = 1/TMX(步驟530)。最后，工作周期T。P被設(shè)置 為基本周期TBASE加上校正因子CF(步驟532)。因此，微處理器450產(chǎn)生處于工作頻率f。P 和工作占空比d。P的P麗信號(hào)456。 圖6C是當(dāng)目標(biāo)燈電流ITAKeET改變時(shí)由微處理器450執(zhí)行的軟件的流程圖。微處 理器450響應(yīng)于目標(biāo)燈電流ITAKeET中的改變(步驟540)，來確定新的基本周期TBASE(步驟 542)。微處理器450可以使用目標(biāo)燈電流ITAKeET和基本工作頻率fBASE之間的預(yù)定關(guān)系，例 如圖4的目標(biāo)鎮(zhèn)流器工作頻率曲線，來確定基本工作頻率fBASE，并且由此確定基本工作周期
T 1
TBASE(由于Tbase:^~ )。接著，在步驟544中微處理器450設(shè)置校正因子CF。優(yōu)選地，微
處理器450最初響應(yīng)于目標(biāo)燈電流ITAKeET的改變將校正因子保持為常數(shù)(即不變化的)。最 后，在步驟546中微處理器450設(shè)置新的工作周期T。P。因此，新的工作頻率f。P最初由校正 因子CF偏移新的基本頻率fBASE。可替換的，在步驟544中，無論目標(biāo)燈電流ITAKeET何時(shí)發(fā)生 變化，微處理器450可以將校正因子CF設(shè)置為預(yù)定值，例如零。然后，在任意一種情況中， 根據(jù)上述本發(fā)明的方法，微處理器根據(jù)基本頻率fBASE自適應(yīng)地改變工作頻率f。P。
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的鎮(zhèn)流器400的目標(biāo)工作頻率f。p與燈電流的關(guān)系曲線圖。 而且，圖7顯示了以占空比固定為50%和占空比固定為43%即在優(yōu)選的目標(biāo)占空比情況 下，工作頻率與燈電流的關(guān)系曲線圖。因此，當(dāng)在給定的燈電流(接近高端頻率)處工作 時(shí)，鎮(zhèn)流器400會(huì)自適應(yīng)地移動(dòng)工作頻率f。p從而達(dá)到43%的占空比。在接近低端頻率處， 工作頻率f。p被限制為預(yù)定的最大頻率fM。 當(dāng)在低端頻率工作時(shí)，選擇預(yù)定的最大頻率f麗為期望頻率。在本實(shí)施方式中，在 低的光等級(jí)處，工作占空比d。P小于預(yù)定的目標(biāo)占空比dTAK;ET(即43% )并且工作頻率f。P限 制為預(yù)定的最大頻率f皿。隨著要求的光等級(jí)(即目標(biāo)燈電流I，^)的增加，在預(yù)定的最 大頻率fMX處當(dāng)工作頻率f。P保持常數(shù)時(shí)工作占空比d。P增加。微處理器450最后到達(dá)一個(gè) 狀態(tài)，在該狀態(tài)控制環(huán)路試圖驅(qū)動(dòng)工作占空比d。P使其超過43%。在該狀態(tài)，當(dāng)工作占空比 d。P保持在優(yōu)選的43%的目標(biāo)占空比附近時(shí)，工作頻率f。P移動(dòng)。 圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的用于控制鎮(zhèn)流器400的工作頻率f。P和工作占空比d。P 的控制環(huán)路的控制系統(tǒng)示意圖。通過閉環(huán)技術(shù)控制工作頻率f。p和工作占空比d。p。和現(xiàn)有 技術(shù)的鎮(zhèn)流器100、300 —樣，實(shí)際燈電流IACTm被提供作為對(duì)占空比控制環(huán)路的反饋，并且 從目標(biāo)燈電流ITAffiET中被減去來產(chǎn)生燈電流誤差信號(hào) 并且由此，通過補(bǔ)償器產(chǎn)生期望占 空比信號(hào)d。p。然而，在本發(fā)明的鎮(zhèn)流器400中，響應(yīng)于目標(biāo)燈電流、工作占空比和目標(biāo)占空 比來確定期望頻率信號(hào)f。P。 相對(duì)于工作占空比d。P，校正值CF，即工作頻率f。P被非常緩慢的調(diào)整。該緩慢的調(diào) 整防止了如果兩個(gè)控制環(huán)路具有相似的響應(yīng)時(shí)間(或相似的帶寬)時(shí)可能造成的不穩(wěn)定的 工作。優(yōu)選地，當(dāng)工作頻率f。p調(diào)整為在0.7秒到1.4秒的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行工作時(shí)，即帶寬 為0. 7Hz到1. 4Hz，工作占空比d。P被調(diào)整為在1毫秒到2毫秒的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)進(jìn)行工作，即 帶寬為500Hz到lKHz。特別的，通過(圖6A和6B所示的)頻率調(diào)整過程的周期時(shí)間、累加 器ACC的大小以及最大占空比誤差值eMX+、 的值來確定鎮(zhèn)流器400的工作頻率f。P控制 環(huán)路的響應(yīng)時(shí)間。優(yōu)選的，工作占空比d。P的調(diào)整比工作頻率f。P的調(diào)整至少快10倍。
如果以期望的光等級(jí)快速改變，則由目標(biāo)燈電流ITAKeET和基本工作頻率fBASE之間 的預(yù)定關(guān)系即圖4中的目標(biāo)鎮(zhèn)流器工作頻率曲線，來獲得大致正確的工作頻率f。p。然后， 自適應(yīng)頻移例程非常緩慢地沒有任何明顯延遲地在執(zhí)行中對(duì)工作頻率f。P做小的校正。相 對(duì)于占空比d。P的調(diào)整，用工作頻率f。P的緩慢修正來避免振蕩很重要的，占空比控制環(huán)路必 須足夠快地達(dá)到期望的光等級(jí)從而在調(diào)光過程中不引起明顯的延遲。 測(cè)試顯示了 43%的占空比是可以滿足需要，即足夠高能防止燈108中的"汞泵 浦"。相對(duì)于鎮(zhèn)流器400的最大占空比50%的占空比來說，43%的占空比也足夠低來允許動(dòng) 態(tài)"能活動(dòng)的空間(headroom)"(或范圍(margin))。由于當(dāng)目標(biāo)光等級(jí)改變時(shí)校正因子最 初被保持為常數(shù)(在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中)，并且工作頻率的調(diào)整非常緩慢，所以當(dāng)期 望光等級(jí)即期望燈電流快速提高時(shí)，工作占空比將很有可能暫時(shí)的上升到43%以上。所述 能活動(dòng)的空間使占空比達(dá)到50%以及補(bǔ)償電路216飽和的可能性最小化。
圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施方式的鎮(zhèn)流器900的控制環(huán)路的控制系統(tǒng) 示意圖。鎮(zhèn)流器900用于只響應(yīng)于工作占空比和目標(biāo)占空比來控制整流器的工作頻率。在 該實(shí)施方式中，鎮(zhèn)流器900不能根據(jù)目標(biāo)燈電流來控制工作頻率。鎮(zhèn)流器900用來驅(qū)動(dòng)燈 108從而避免汞泵浦。然而，由于工作頻率控制環(huán)路即占空比誤差值ed完全由工作頻率控制，所以當(dāng)目標(biāo)燈電流改變時(shí)，實(shí)際燈電流以及由此的燈亮度以比前述的實(shí)施方式慢的速 度改變。 圖10是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的由鎮(zhèn)流器900的微處理器執(zhí)行自適應(yīng)改變
工作頻率f。p的軟件的流程圖。步驟1002到1012在功能上與根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式
的鎮(zhèn)流器400的微處理器450執(zhí)行的(圖6A和6B中所示的)步驟502到512相似。圖10
的過程不利用基本周期或校正因子來確定工作周期T。P和工作頻率f。P。 如果在步驟1014中累加器達(dá)到了預(yù)定的正等級(jí)，那么在步驟1016中工作頻率f。P
以預(yù)定的增量減少，例如優(yōu)選的314Hz，并且在步驟1018中工作頻率f。P被限制為最小工作
頻率F^，例如優(yōu)選的45KHz?？商鎿Q的，如果在步驟1020中累加器達(dá)到了預(yù)定的負(fù)等級(jí)，
那么在步驟1022中工作頻率f。P以預(yù)定的增量增加，例如314Hz，并且在步驟1024中工作
頻率f。P被限制為最大工作頻率fiM，例如優(yōu)選的大約70KHz。如果累加器既沒有達(dá)到預(yù)定
的正等級(jí)也沒有達(dá)到預(yù)定的負(fù)等級(jí)，則不改變工作頻率f。P而退出程序。 圖11是根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施方式的鎮(zhèn)流器1100的簡(jiǎn)化示意圖。鎮(zhèn)流器1100
具有完全模擬控制電路iiio，該控制電路具有用于控制工作占空比d。P的一個(gè)控制環(huán)路和
用于控制工作頻率f。P的另一個(gè)控制環(huán)路。工作占空比控制環(huán)路的部件，即參考電路212、 求和電路214以及補(bǔ)償電路216，以和現(xiàn)有技術(shù)鎮(zhèn)流器100的模擬控制電路210的那些部 件相同的方式工作，來在比較器220的輸出端產(chǎn)生由工作占空比d。p和工作頻率f。p表示的 P麗信號(hào)1170。 然而，模擬控制電路1110使用工作占空比d。p作為反饋來確定工作頻率f。P。向低 通濾波器(LPF) 1172提供P麗信號(hào)1170來產(chǎn)生代表P麗信號(hào)1170的占空比的第一 DC參考 信號(hào)1174。參考電路1176產(chǎn)生第二DC參考信號(hào)1178，該第二DC參考信號(hào)1178代表目標(biāo) 占空比dTAK;ET。通過添加電路1180，從第二DC參考信號(hào)1178中減去第一DC參考信號(hào)1174 來產(chǎn)生占空比誤差信號(hào)1182。占空比誤差信號(hào)1182被提供給補(bǔ)償電路1184，該補(bǔ)償電路 1184包括積分器(未圖示)并且驅(qū)動(dòng)壓控振蕩器(VC0)1186，例如三角波振蕩器。所述VCO 1186基于由補(bǔ)償電路1184提供的電壓的頻率產(chǎn)生三角波1188。通過比較器220將三角波 1188和占空比請(qǐng)求電壓246進(jìn)行比較來產(chǎn)生P麗信號(hào)1170。 模擬控制電路1110的頻控環(huán)路用于驅(qū)動(dòng)占空比誤差信號(hào)1182使其為零。工作頻 率f。P的改變會(huì)造成通過燈108中的電流的改變。因此，模擬控制電路1110的占空比控制 環(huán)路將改變工作占空比d。P來達(dá)到目標(biāo)燈電流ITAKeET。由于鎮(zhèn)流器1100只響應(yīng)于工作占空 比d。P和目標(biāo)占空比dTAK;ET來控制工作頻率f。p，所以鎮(zhèn)流器1100根據(jù)圖9的控制系統(tǒng)示意 圖來工作。 盡管本發(fā)明參考了特定的實(shí)施方式加以描述，但很多其它的變化和修改以及其它 用途對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言都是顯而易見的。因此，優(yōu)選地，本發(fā)明并不受限于此處特定 的公開，而是僅由所附的權(quán)利要求所限定。
1權(quán)利要求
一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器，該鎮(zhèn)流器包括逆變器，該逆變器用于將基本直流總線電壓轉(zhuǎn)換成具有工作頻率和工作占空比的高頻交流電壓；諧振回路，該諧振回路用于將所述高頻交流電壓耦合到所述燈上以產(chǎn)生通過所述燈的當(dāng)前燈電流；控制電路，該控制電路用于控制所述逆變器的高頻交流電壓的工作頻率和工作占空比，并且用于接收代表目標(biāo)燈電流的目標(biāo)燈電流信號(hào)；以及電流感測(cè)電路，該電流感測(cè)電路用于向所述控制電路提供代表當(dāng)前燈電流的當(dāng)前燈電流信號(hào)；其中，所述控制電路用于響應(yīng)于目標(biāo)燈電流信號(hào)和當(dāng)前燈電流信號(hào)來控制所述逆變器的高頻交流電壓的工作占空比；以及所述控制電路用于響應(yīng)于所述工作占空比和目標(biāo)占空比來控制所述逆變器的高頻交流電壓的工作頻率，從而使所述控制電路能用于最小化所述工作占空比與所述目標(biāo)占空比之間的差異。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述控制電路包括數(shù)字部分和模擬部分。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述數(shù)字部分包括用于控制所述逆變器的 微處理器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述微處理器用于接收所述目標(biāo)燈電流信號(hào)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子鎮(zhèn)流器，其中當(dāng)所述目標(biāo)燈電流的值改變時(shí)，所述微處 理器用于響應(yīng)于所述目標(biāo)燈電流信號(hào)來將所述逆變器的所述工作頻率控制到基本工作頻率。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述微處理器用于根據(jù)所述工作頻率和所 述目標(biāo)燈電流之間的預(yù)定關(guān)系，響應(yīng)于所述目標(biāo)燈電流信號(hào)來將所述逆變器的工作頻率控 制到基本工作頻率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述微處理器用于從相控輸入端接收所述 目標(biāo)燈電流信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述微處理器用于從接收自通信鏈路的數(shù) 字消息中接收所述目標(biāo)燈電流信號(hào)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述模擬部分包括求和電路，該求和電路用于產(chǎn)生代表當(dāng)前燈電流信號(hào)與目標(biāo)燈電流信號(hào)之間差異的誤 差信號(hào)，所述目標(biāo)燈電流信號(hào)代表所述目標(biāo)燈電流；以及補(bǔ)償電路，該補(bǔ)償電路用于響應(yīng)于所述誤差信號(hào)來產(chǎn)生代表所述工作占空比的控制信號(hào)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述微處理器用于提供代表所述目標(biāo)燈 電流的目標(biāo)燈電流信號(hào)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述微處理器包括用于接收由所述補(bǔ)償 電路產(chǎn)生的控制信號(hào)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述微處理器用于利用處于所述工作頻率和所述工作占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)來驅(qū)動(dòng)所述逆變器。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述控制電路包括具有工作頻率控制部 分和工作占空比控制部分的模擬控制電路。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述工作頻率控制部分包括 第一求和電路，該第一求和電路用于產(chǎn)生代表所述工作占空比與所述目標(biāo)占空比之間差異的第一誤差信號(hào)；第一補(bǔ)償電路，該第一補(bǔ)償電路響應(yīng)于所述第一誤差信號(hào)來產(chǎn)生代表所述工作頻率的 第一控制信號(hào)；以及壓控振蕩器，該壓控振蕩器用于產(chǎn)生具有由所述第一控制信號(hào)決定的頻率的振蕩信號(hào)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述工作占空比控制部分包括 第二求和電路，該第二求和電路用于產(chǎn)生代表所述當(dāng)前燈電流信號(hào)與所述目標(biāo)燈電流信號(hào)之間差異的第二誤差信號(hào)；以及第二補(bǔ)償電路，該第二補(bǔ)償電路用于響應(yīng)于所述第二誤差信號(hào)來產(chǎn)生代表所述工作占 空比的第二控制信號(hào)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述模擬控制電路還包括比較器，該比較器用于將所述第一控制信號(hào)和所述第二控制信號(hào)進(jìn)行比較，并且用于 產(chǎn)生處于所述工作頻率和所述工作占空比的脈寬調(diào)制信號(hào)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述控制電路用于以第一響應(yīng)時(shí)間控制 所述工作占空比，并且用于以第二響應(yīng)時(shí)間控制所述工作頻率，所述第二響應(yīng)時(shí)間基本上 大于所述第一響應(yīng)時(shí)間。
18. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述控制電路用于還響應(yīng)于所述目標(biāo)燈 電流信號(hào)來控制所述逆變器的高頻交流電壓的工作頻率。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子鎮(zhèn)流器，其中所述目標(biāo)占空比約為43%。
20. —種用于控制用來驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器的方法，所述鎮(zhèn)流器包括由工作 頻率和工作占空比來表征的逆變器，所述方法包括步驟響應(yīng)于所述逆變器的工作頻率和工作占空比來產(chǎn)生通過所述氣體放電燈的燈電流； 產(chǎn)生代表通過所述氣體放電燈的燈電流的當(dāng)前燈電流信號(hào)； 接收代表目標(biāo)燈電流的目標(biāo)燈電流信號(hào)；響應(yīng)于所述目標(biāo)燈電流信號(hào)和所述當(dāng)前燈電流信號(hào)來控制所述逆變器的占空比；以及 響應(yīng)于所述逆變器的工作占空比和目標(biāo)占空比來控制所述逆變器的工作頻率，從而使 得所述工作占空比與所述目標(biāo)占空比之間的差異被最小化。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，該方法還包括以下步驟 產(chǎn)生代表所述目標(biāo)占空比與所述工作占空比之間差異的占空比誤差值； 其中控制所述工作頻率的步驟包括響應(yīng)于所述占空比誤差值來控制所述工作頻率，從而使得所述占空比誤差值被最小化。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，該方法還包括以下步驟當(dāng)所述目標(biāo)燈電流的值改變時(shí)，根據(jù)所述工作頻率和所述目標(biāo)燈電流之間的預(yù)定關(guān)系 將所述逆變器的工作頻率設(shè)置為基本工作頻率。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中從所述基本工作頻率和校正因子中確定所述工 作頻率。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中當(dāng)所述占空比誤差值為正時(shí)提高所述校正因 子，并且當(dāng)所述占空比誤差值為負(fù)時(shí)降低所述校正因子。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的方法，其中所述工作頻率被限制在預(yù)定的頻率范圍內(nèi)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中當(dāng)所述目標(biāo)燈電流的值改變時(shí)所述校正因子被 改變?yōu)轭A(yù)定的值。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中所述預(yù)定的值為零。
28. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中當(dāng)所述目標(biāo)燈電流的值改變時(shí)所述校正因子最 初被保持為常數(shù)。
29. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中當(dāng)所述占空比誤差值為正時(shí)降低所述工作頻 率，并且當(dāng)所述占空比誤差值為負(fù)時(shí)增加所述工作頻率。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其中所述工作頻率被限制在預(yù)定的頻率范圍內(nèi)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中控制所述工作頻率的步驟包括僅僅只要所述占 空比誤差值在死區(qū)之外就最小化占空比誤差值。
32. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，該方法還包括以下步驟當(dāng)所述目標(biāo)燈電流的值改變時(shí)，根據(jù)所述目標(biāo)燈電流信號(hào)將所述逆變器的工作頻率設(shè) 置為基本工作頻率。
33. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，該方法還包括以下步驟產(chǎn)生代表所述目標(biāo)燈電流信號(hào)與所述當(dāng)前燈電流信號(hào)之間的差異的電流誤差信號(hào)； 其中控制所述占空比的步驟還包括響應(yīng)于所述電流誤差信號(hào)來控制所述占空比，從而 最小化所述電流誤差信號(hào)。
34. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中調(diào)整所述占空比的步驟以第一響應(yīng)時(shí)間被執(zhí) 行，而調(diào)整所述工作頻率的步驟以第二響應(yīng)時(shí)間被執(zhí)行，所述第二響應(yīng)時(shí)間基本上大于所 述第一響應(yīng)時(shí)間。
35. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述目標(biāo)占空比約為43%。
36. —種用于電子鎮(zhèn)流器的控制電路，所述電子鎮(zhèn)流器具有用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的逆 變器，所述控制電路用于控制所述鎮(zhèn)流器的逆變器的工作頻率和工作占空比，所述控制電 路包括占空比控制部分，該占空比控制部分用于響應(yīng)于目標(biāo)燈電流信號(hào)和當(dāng)前燈電流信號(hào)來 控制所述逆變器的工作占空比；以及頻率控制部分，該頻率控制部分用于響應(yīng)于所述工作占空比和目標(biāo)占空比來控制所述 逆變器的工作頻率；其中所述頻率控制部分用于最小化所述工作占空比與所述目標(biāo)占空比之間的差異。
37. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的控制電路，其中所述頻率控制部分還用于響應(yīng)于所述目標(biāo) 燈電流信號(hào)來控制所述工作頻率。
38. 根據(jù)權(quán)利要求37所述的控制電路，其中所述頻率控制部分對(duì)代表所述工作占空比 與所述目標(biāo)占空比之間差異的占空比誤差信號(hào)作出響應(yīng)。
39. 根據(jù)權(quán)利要求38所述的控制電路，其中所述占空比控制部分對(duì)代表所述當(dāng)前燈電流信號(hào)與所述目標(biāo)燈電流信號(hào)之間差異的燈電流誤差信號(hào)作出響應(yīng)。
40. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的控制電路，其中所述占空比控制部分以第一響應(yīng)時(shí)間工作，并且所述頻率控制部分以第二響應(yīng)時(shí)間工作，所述第二響應(yīng)時(shí)間基本上大于所述第一 響應(yīng)時(shí)間。
41. 一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器，所述電子鎮(zhèn)流器包括 逆變器，該逆變器用于將基本直流總線電壓轉(zhuǎn)換成具有工作頻率和工作占空比的高頻交流電壓；諧振回路，該諧振回路用于將所述高頻交流電壓耦合到所述燈上以產(chǎn)生通過所述燈的 當(dāng)前燈電流；控制電路，該控制電路用于控制所述逆變器的高頻交流電壓的工作頻率和工作占空 比，并且用于接收代表所述目標(biāo)燈電流的目標(biāo)燈電流信號(hào)；以及電流感測(cè)電路，該電流感測(cè)電路用于將代表當(dāng)前燈電流的信號(hào)提供給所述控制電路； 其中所述控制電路用于當(dāng)所述目標(biāo)燈電流的值改變時(shí)，根據(jù)所述目標(biāo)燈電流信號(hào)將所述工作頻率控制為基本 工作頻率；響應(yīng)于目標(biāo)燈電流信號(hào)和所述當(dāng)前燈電流信號(hào)來控制所述工作占空比； 響應(yīng)于所述工作占空比和目標(biāo)占空比來控制所述工作頻率，從而使得所述控制電路可 用于最小化所述工作占空比與所述目標(biāo)占空比之間的差異。
全文摘要
一種用于驅(qū)動(dòng)氣體放電燈的電子鎮(zhèn)流器，當(dāng)接近高端頻率工作時(shí)通過自適應(yīng)地改變鎮(zhèn)流器的逆變器的工作頻率來避免汞泵浦。所述鎮(zhèn)流器的逆變器產(chǎn)生高頻AC電壓，該高頻AC電壓由工作頻率和工作占空比表示。所述鎮(zhèn)流器還包括用于將高頻AC電壓耦合到燈上來產(chǎn)生通過所述燈的當(dāng)前燈電流的諧振回路，以及用于確定當(dāng)前燈電流量的電流感測(cè)電路?；旌夏M/數(shù)字控制電路結(jié)合閉環(huán)技術(shù)控制逆變器的工作頻率和工作占空比?？刂齐娐酚糜陧憫?yīng)于目標(biāo)燈電流和當(dāng)前燈電流來調(diào)整逆變器的占空比。為了避免汞泵浦，當(dāng)在高端頻率工作時(shí)控制電路試圖最小化逆變器的占空比。特別地，控制電路用于響應(yīng)于目標(biāo)燈電流信號(hào)、逆變器的占空比以及目標(biāo)占空比來調(diào)整逆變器的工作頻率，從而將工作占空比驅(qū)動(dòng)到目標(biāo)占空比。
文檔編號(hào)H05B41/392GK101766062SQ200780005220
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2007年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月13日
發(fā)明者M·S·泰帕萊 申請(qǐng)人:路創(chuàng)電子公司