電子鎮流器和起動方法

專利名稱：：電子鎮流器和起動方法
技術領域：
：本公開的
技術領域：
是功率供給領域，尤其是電子鎮流器和起動方法。
背景技術：
：電子鎮流器可用于將高頻AC功率提供給照明的熒光燈。通常，電子鎮流器執行許多與功率相關的功能，包括，尤其是，將來自原始來源的功率轉換為與各個燈的需求對應的AC電壓和頻率，以及限制和控制流入燈的電流。不幸地，燈系統或者電子鎮流器中的故障可能導致過熱或者失火的風險，如果不克服所述故障或者不關閉所述電子鎮流器的話。電子鎮流器可以分成兩種主要類型程序起動(program-start)鎮流器和即時起動(instant-start)鎮流器。程序起動鎮流器在點燃前預熱燈絲，并且典型地使用控制器驅動的拓撲。即時起動鎮流器提供恒定的高電壓，因而一接通功率燈就點燃。典型地，即時起動鎮流器使用自激振蕩拓撲。不幸地，每種電子鎮流器都有它自身的缺點。程序起動鎮流器是昂貴的，延遲在起動時的照明，并且難以用于多個燈安裝中的單獨的燈操作。即時起動鎮流器提供了極少數的開關周期。電子鎮流器的另一個問題是偏遠燈位置處的趁熱重新照亮。當換下燈泡并且重新接通功率時，輸出開路電壓不足以點燃某些燈，尤其是當燈處于偏遠位置時，例如，離電子鎮流器大約20英尺或更多。電子鎮流器的又一個問題是所述電子鎮流器內的不同電路的加電順序。某些電路可以提前，即在給所述電子鎮流器加電以遵照期望的起動順序之前，給在燈處的負載施加功率。其他電路可以無需負載而起動，這是因為給這些電路提供功率的電路還沒有通電。這種問題可能導致起動時的不穩定和不可靠的操作。將希望的是，具有能克服上述缺點的電子鎮流器和起動方法。
發明內容本發明的一個方面提供了一種電子鎮流器，其接收AC功率并且可操作地連接到具有燈絲的燈，所述電子鎮流器包括定時器，其生成逆變器控制信號和預熱控制信號’轉換器，其接收所述AC功率，并且生成DC功率；自激振蕩逆變器，其接收所述DC功率，并且可操作地將燈功率提供給所述燈，所述自激振蕩逆變器對所述逆變器控制信號作出響應；以及燈絲預熱器，其接收所述DC功率，并且可操作地將燈絲功率提供給所述燈絲，所述燈絲預熱器對所述預熱控制信號作出響應。當開始施加所述AC功率時，所述預熱控制信號指導所述燈絲預熱器將所述燈絲功率提供給所述燈絲，并且所述逆變器控制信號指導所述自激振蕩逆變器不將所述燈功率提供給所述燈。本發明的另一個方面提供了一種電子鎮流器，其接收AC功率并且可操作地連接到具有燈絲的燈，所述電子鎮流器包括定時器，其生成轉換器控制信號和預熱控制信號；升壓-降壓轉換器，其接收所述AC功率，并且生成DC功率，所述升壓-降壓轉換器對所述轉換器控制信號作出響應；自激振蕩逆變器，其接收所述DC功率，并且可操作地將燈功率提供給所述燈；以及燈絲預熱器，其可操作地連接以從所述自激振蕩逆變器接收功率，并且可操作地將燈絲功率提供給所述燈絲，所述燈絲預熱器對所述預熱控制信號作出響應。當開始施加所述AC功率時，所述預熱控制信號指導所述燈絲預熱器將所述燈絲功率提供給所述燈絲，并且所述轉換器控制信號指導所述升壓-降壓轉換器設置所述DC功率的電壓，以將燈電壓維持在燈點燃電壓以下。根據以下當前優選實施例的詳細說明，連同所述附圖一起閱讀，本發明的上述及其他特征和優勢將進一步變得明顯。所述詳細說明和附圖僅僅是本發明的說明性的，而不是用來限制由所附權利要求及其等價物定義的本發明的范圍。圖1是依據本發明的電子鎮流器的框圖2是依據本發明的電子鎮流器的另一個實施例的框圖3是具有燈絲感測的圖1的電子鎮流器的框圖4是依據本發明的電子鎮流器的燈絲加熱/感測電路的示意圖5是依據本發明的電子鎮流器中的燈絲檢測波形的示意圖6是依據本發明的電子鎮流器的燈絲檢測方法的流程圖7是依據本發明的電子鎮流器的逆變器啟動電路的示意圖8是依據本發明的電子鎮流器的平穩起動電路的示意圖9是依據本發明的電子鎮流器的示意圖10是依據本發明的電子鎮流器的保護電路的示意圖11是依據本發明的電子鎮流器的預熱保護方法的流程圖12是依據本發明的電子鎮流器的具有燈絲短路保護的預熱保護方法的流程圖。具體實施例方式圖1是依據本發明的電子鎮流器的框圖。在起動時，當開始施加AC功率時，所述電子鎮流器預熱燈絲而沒有將功率提供給所述燈。在預定預熱時間之后，所述燈絲處于斷電狀態，并且給所述燈施加功率。任選地，所述電子鎮流器可以增加DC總線電壓以將燈電壓增加到燈點燃電壓以上，并且然后，減少DC總線電壓以將所述燈電壓減少到穩態電壓。電子鎮流器100接收AC功率102，并且可操作地連接到具有燈絲106的燈104。電子鎮流器100包括定時器110、轉換器120、自激振蕩逆變器130和燈絲預熱器140。轉換器120接收AC功率102，并且生成DC總線上的DC功率122。自激振蕩逆變器130從轉換器120接收DC功率122，并且可操作地將燈功率132提供給燈104。自激振蕩逆變器130對由定時器110生成的逆變器控制信號112作出響應。燈絲預熱器140從轉換器120接收DC功率122，并且可操作地將燈絲功率142提供給燈絲106。燈絲預熱器140對由定時器110生成的預熱控制信號114作出響應。如這里所定義的，燈可以是一個或多個燈，并且每個燈都可以具有一個或者多個燈絲。在起動操作中，開始給轉換器120施加AC功率102。來自定時器110的預熱控制信號114指導燈絲預熱器140將燈絲功率142提供給燈絲106。來自定時器110的逆變器控制信號112指導自激振蕩逆變器130不將燈功率132提供給燈104。因此，將功率施加給燈絲106用于預熱，而沒有將功率施加給燈104。在預定預熱時間之后，預熱控制信號114指導燈絲預熱器140不將燈絲功率142提供給燈絲106，并且逆變器控制信號112指導自激振蕩逆變器130將燈功率132提供給燈104。因此，將功率施加給燈104以用于點燃和穩態運行，而沒有將功率施加給燈絲106。可以選擇預定預熱時間以確保燈絲106達到足夠高的溫度以預熱燈104。在一個實施例中，選擇所述預定預熱時間，以便Mi/Rc大約是4.5或者更高，其中，Rh是燈絲106的熱電阻，并且Rc是燈絲106的冷電阻。轉換器120可以是能夠接收AC功率并且生成DC功率的任何轉換器。在一個實施例中，轉換器120可以包括電磁干擾(EMI)濾波器，其接收可操作地連接到全橋二極管整流器的AC功率，所述EMI濾波器可操作地連接到功率因數校正(PFC)轉換器，其將所述DC功率饋送給DC總線。在一個實施例中，燈絲預熱器140可以是由DC總線供以電力的回掃逆變器。定時器110可以作為基于模擬、數字或微控制器的電路來實現，并且可由內部電源供以電力。在一個實施例中，轉換器120可以是以比AC功率的最大輸入峰值電壓高的電壓生成DC功率、并且對由定時器110生成的轉換器控制信號116作出響應的升壓轉換器。在操作中，在預定預熱時間之后，轉換器控制信號116指導所述升壓轉換器增加所述DC總線上的DC功率122的電壓，以將燈電壓增加到燈點燃電壓以上以點燃燈104。在預定點燃時間之后，轉換器控制信號116指導所述升壓轉換器降低所述DC總線上的DC功率122的電壓，以將燈電壓減少到穩態電壓，以用于燈104的穩態運行。在一個示例中，所述預定點燃時間大約是100毫秒。所述DC總線電壓電平維持燈104以正確的燈電流運行。圖2是依據本發明的電子鎮流器的另一個實施例的框圖。在起動時，當開始施加AC功率時，所述電子鎮流器預熱所述燈絲，同時以低于燈點燃電壓的低電壓將功率提供給所述燈。在預定預熱時間之后，所述燈絲處于斷電狀態，并且以高于燈點燃電壓的較高電壓給所述燈施加功率。在預定點燃時間之后，以較低電壓給所述燈施加功率，所述較低電壓是正常燈操作的穩態電壓。電子鎮流器200接收AC功率202，并且可操作地連接到具有燈絲206的燈204。電子鎮流器200包括定時器210、升壓-降壓轉換器220、自激振蕩逆變器230以及燈絲預熱器M0。升壓-降壓轉換器220接收AC功率202，并且生成DC總線上的DC功率222。升壓-降壓轉換器220對由定時器210生成的轉換器控制信號216作出響應。自激振蕩逆變器230從升壓-降壓轉換器220接收DC功率222，并且可操作地將燈功率232提供給燈204。燈絲預熱器240從自激振蕩逆變器230接收AC功率234，并且可操作地將燈絲功率242提供給燈絲206。燈絲預熱器240對由定時器210生成的預熱控制信號214作出響應。在操作中，在起動時，開始給升壓-降壓轉換器220施加AC功率202。來自定時器210的預熱控制信號214指導燈絲預熱器240將燈絲功率242提供給燈絲206。轉換器控制信號216指導升壓-降壓轉換器220設置DC功率222的電壓，以將燈電壓維持在燈點燃電壓以下。因此，當將低電壓施加到燈204時，給燈絲206施加功率以進行預熱。在預定預熱時間之后，預熱控制信號214指導燈絲預熱器240不將燈絲功率242提供給燈絲206，并且轉換器控制信號216指導升壓-降壓轉換器220增加DC功率222的電壓，以將所述燈電壓增加到燈點燃電壓以上。因此，將功率施加給燈204用于點燃，而沒有將功率施加給燈絲206。可以選擇所述預定預熱時間以確保燈絲206達到足夠高的溫度。在一個實施例中，選擇所述預定預熱時間，以便Ml/Re大約是4.5或者更高，其中，Rh是燈絲206的熱電阻，并且Rc是燈絲206的冷電阻。在預定點燃時間之后，轉換器控制信號216指導升壓-降壓轉換器220減少DC功率222的電壓，以將所述燈電壓減少到正常燈操作的穩態電壓。在一個示例中，所述預定點燃時間大約是100毫秒。所述DC總線電壓電平維持燈204以正確的燈電流運行。升壓-降壓轉換器220可以是能夠接收AC功率、并且以比AC功率的最大輸入峰值電壓更高或更低的電壓生成DC功率的任何轉換器。升壓-降壓轉換器220的示范性拓撲包括級聯式降壓升壓、升壓降壓、單端初級電感轉換器(SEPIC)、低應力SEPIC等。升壓-降壓轉換器220對由定時器210生成的轉換器控制信號216作出響應。自激振蕩逆變器230可以為燈功率232提供輸出電壓，其與所述DC總線電壓(S卩DC功率222的電壓)成線性比例關系。在一個示例中，自激振蕩逆變器230是饋送電流的半橋逆變器。當燈絲預熱器MO從自激振蕩逆變器230接收AC功率234時，不需要單獨的預熱逆變器，例如回掃逆變器。在一個示例中，燈絲預熱器240是與DC隔離電容器串聯的變壓器，所述DC隔離電容器連接到自激振蕩逆變器230中的變壓器的初級側。定時器210可以作為基于模擬、數字或微控制器的電路來實現，并且可由內部電源供以電力。圖3是具有燈絲感測的圖1的電子鎮流器的框圖，其中相同元件共享與圖1相同的參考數字。所述燈絲感測檢測已經移除的燈(例如為了趁熱重新照亮而移去)何時重新連接到所述電子鎮流器。當所述燈絲感測檢測到燈已經重新連接時，所述電子鎮流器可以發動起動程序以預熱所述燈絲，然后在預定預熱時間之后關斷所述燈絲的燈絲功率，并且將燈功率提供給所述燈。在一個實施例中，所述電子鎮流器升高DC功率的電壓以將燈電壓增加到燈點燃電壓以上，并且然后，在預定點燃時間之后，降低所述DC功率的電壓以將所述燈電壓減少到穩態電壓。例如，所述升壓確保了在燈處的開路電壓將再次點燃所述燈，尤其是偏遠照亮應用處的趁熱重新照亮，例如，所述燈處于離所述電子鎮流器20英尺的地方。在圖3的實施例中，轉換器120包括全橋整流器121，其可操作地連接到功率因素校正(PFC)控制的集成電路(L6562A)123。燈絲預熱器140是回掃控制器(UC3845)。定時器110包括燈絲加熱/感測電路154和微控制器電路150，微控制器電路150包括微控制器(ST7)155、晶體管開關156和縮放/濾波電路157。晶體管開關156響應于來自微控制器巧5的開關信號159而切換轉換器控制信號116、逆變器控制信號112以及預熱控制信號114。縮放/濾波電路157響應于來自燈絲加熱/感測電路154的燈絲感測信號148而將燈絲信號158提供給微控制器155。在這個示例中，燈104包括四個燈，并且燈絲加熱/感測電路1提供兩個燈絲感測信號148。本領域的那些普通技術人員將意識到，可以為特定應用選擇期望的燈和燈絲感測信號的數量。在一個實施例中，燈絲預熱器140生成提供給定時器110(例如提供給微控制器電路150的微控制器(ST7)155)的可選的預熱感測信號302。圖4是依據本發明的電子鎮流器的燈絲加熱/感測電路的示意圖。在這個示例中，每隔一個燈生成一個燈絲感測信號。燈絲加熱/感測電路巧4根據時間平均的燈絲電壓中的預定改變而檢測何時重新連接所述燈。燈絲加熱/感測電路154包括燈絲感測電路156，每個燈絲感測電路156從所述電子鎮流器中的穩壓電源接收DC偏壓160。當安裝了燈104時，燈絲電阻存在于燈絲感測電路156中，并且燈絲感測信號148為高。當移除了燈104時，燈絲電阻沒有存在于燈絲感測電路156中，并且燈絲感測信號148為低。燈絲感測信號148從低到高的這種轉換可以用來指示重新安裝了燈104，以及發動了電子起動程序。燈絲加熱/感測電路154與所述電子鎮流器的隔離邊界相交叉。所述燈絲加熱/感測電路具有高阻抗以滿足引腳漏泄試驗，其中所述燈的一個引腳連接到固定件，即所述引腳連接到電子鎮流器的輸出，并且所述燈的其他引腳通過所述燈絲加熱/感測電路接地。所述引腳漏泄電流取決于所述隔離變壓器從初級到次級的漏泄電流，因此所述DC偏壓電路肯定是高阻抗的。在這個實施例中，為每對燈104提供燈絲感測電路156以生成兩個燈絲感測信號148。在另一個實施例中，為燈104的每一個提供燈絲感測電路156以生成四個燈絲感測信號。在又一個實施例中，為所有燈104提供一個燈絲感測電路156以生成一個燈絲感測信號。可以依靠容許的電路復雜性(更多信號增加電路共謀以及增加設計燈絲加熱/感測電路的難度)和要求的信號電平(更多信號增加網絡電阻和降低信號電平)來選擇燈絲感測信號的數量。圖5是依據本發明的電子鎮流器中的燈絲檢測波形的示意圖。所述信號電平取決于是安裝還是移除燈而在低和高之間改變。所述燈絲感測信號的波形200當移除了所述燈時具有低狀態202，并且當安裝了所述燈時具有高狀態204。所述狀態的絕對電平可以隨特定硬件和條件而變化，并且可以包括有效振幅的波紋206，例如50Hz、60Hz或者由干線AC電源引起的其他頻率波紋，因此所述燈檢測方法依靠于燈絲感測信號電平中的改變，而不是絕對電平閾值。所述燈檢測方法可以使用移動平均(例如，32階移動平均)來過濾所述波紋。本領域的那些普通技術人員將意識到，可以為特定應用選擇期望的過濾方式。當用微控制器測量模擬信號時，過濾結構可用于降低噪聲和平滑信號。可以通過軟件和/或硬件提供過濾結構。在數字濾波器或者有限脈沖響應(FIR)濾波器之中，移動平均濾波器通過具有接近一的增益的低頻，并且衰減高頻，這就是典型的低通濾波器特征。在一個實施例中，選擇所述濾波器以實現噪聲抑制，同時維持相對較快的階躍響應。可以考慮系統參數(例如，波紋頻率)來選擇所述濾波器參數。圖6是依據本發明的電子鎮流器的燈絲檢測方法的流程圖。所述燈絲檢測方法尋找燈絲感測信號的穩定值，并且監控指示燈安裝的改變的穩定值。當所述燈絲感測信號中的改變小于FILAMENT_SENSE_STABLE_RANGE值但大于FILAMENT_SENSE_STABLE_TIME值時出現穩定值。當兩個連續穩定值之間的差大于FILAMENT_SENSE_LAMP_THRESHOLD值時檢測出燈的安裝，并且所述燈絲感測信號電壓上升。燈絲檢測方法210開始于測量燈絲感測信號電壓Vfilaments212。在214，由所述燈絲感測信號電壓Vfilaments和存儲變量Vtemp_Stable之間的差的絕對值計算差Δ，其中將Vtemp_stable開始設置為零。將差Δ與FILAMENT_SENSE_STABLE_RANGE進行比較216。當所述差Δ不小于所述FILAMENT_SENSE_STABLE_RANGE時，將TimerMable設置為等于FILAMENT_SENSE_STABLE_TIME，并且將Vtemp_stable設置為等于燈絲感測信號電壓Vfilaments218。在一個實施例中，每過一毫秒而將TimerStable遞減。然后，燈絲檢測方法210進入下一個重復。當所述差Δ小于所述FILAMENT_SENSE_STABLE_RANGE時，感測的電壓是穩定的。將所述TimerMable與零進行比較220。當所述TimerMable不是零時，燈絲檢測方法210進入下一個重復。當所述TimerStable是零時，所述感測的電壓在預置時間是穩定的，并且在222，將Vtemp_stable與存儲變量Vold_stable進行比較，其中將Vold_stable開始設置為零。當Vtemp_stable不大于Vold_stable時，將TimerMable設置為等于FILAMENT_SENSE_STABLE_TIME230，將Vold_stable設置為等于Vtemp_stable230，并且然后，燈絲檢測方法210進入下一個重復。當Vtemp_Stable大于VolcLstable時，所述感測的電壓上升，并且將所述差Δ設置為等于Vtemp_stable減去Vold_stable224。然后，將所述差Δ與FILAMENT_SENSE_LAMP_THRESHOLD進行比較226。當所述差Δ不大于所述FILAMENT_SENSE_LAMP_THRESHOLD時，將TimerMable設置為等于FILAMENT_SENSE_STABLE_TIME230，將Vold_stable設置為等于Vtemp_stable230，并且然后，燈絲檢測方法210進入下一個重復。當所述差Δ大于所述FILAMENT_SENSE_LAMP_THRESHOLD時，所述感測的電壓上升到指示已經安裝了燈的閾值以上。將標記Lmpinserted設置為等于TRUE228，并且所述微控制器可以發動起動程序。將Timei^table設置為等于FILAMENT_SENSE_STABLE_TIME230，將Vold_stable設置為等于Vtemp_stable230，并且然后，燈絲檢測方法210進入下一個重復。圖7是依據本發明的電子鎮流器的逆變器啟動電路的示意圖。所述逆變器啟動電路可操作地連接到自激振蕩逆變器，以防止當開始施加AC功率時起動所述自激振蕩逆變器，直到所述微控制器加電，然后允許所述逆變器控制信號控制所述自激振蕩逆變器。所述逆變器啟動電路250包括電阻器R52、R83和晶體管Q16。從所述電子鎮流器中的微控制器提供逆變器啟動信號252。當開始給DC總線2M通電時，接通晶體管Q16，防止晶體管Q2接通并且防止起動所述自激振蕩逆變器。在所述微控制器已經加電之后，逆變器啟動信號252可以通過啟動或者禁止晶體管Q2來啟動或者禁止所述自激振蕩逆變器。選擇所述電阻器的值以確保開始時接通晶體管Q16，并且在所述微控制器加電之后可以對其進行切換。圖8是依據本發明的電子鎮流器的平穩起動電路的示意圖。所述平穩起動電路可操作地連接到所述轉換器，以便當開始施加AC功率時延遲起動所述轉換器。所述平穩起動電路允許所述燈絲預熱器和自激振蕩逆變器接通以及將負載提供給所述轉換器，否則，其將過壓，這是因為當開始將AC功率施加到所述電子鎮流器時，所述轉換器比所述燈絲預熱器和自激振蕩逆變器起動得更快。如果沒有所述平穩起動電路，所述電子鎮流器可以以打嗝模式(hiccupmode)來操作。平穩起動電路260包括可操作地連接到所述轉換器中的PFC控制器Ul的補償COMP引腳的二極管D22、電阻器R36和電容器C43。平穩起動電路260將來自電容器C20的電壓流向PFC控制器Ul的接地GND引腳，直到所述電子鎮流器中的穩壓電源正將基準電壓提供給定時器中的微控制器U3，以便所述燈絲預熱器和自激振蕩逆變器可供使用。在起動之后，來自所述穩壓電源的基準電壓保持二極管D22的陰極處于基準電壓，以便在起動后平穩起動電路260不影響所述PFC控制器Ul的操作。圖9是依據本發明的電子鎮流器的示意圖。在這個實施例中，所述轉換器是升壓轉換器。電子鎮流器200包括定時器210、轉換器220、自激振蕩逆變器230和燈絲預熱器240。在這個實施例中，燈絲預熱器240具有包括電容器C18、C19、C40；二極管D15、D16、D20；電阻器似8和晶體管Q4的內部電源電路270，其向回掃控制器(UC3845)U2提供功率。在轉換器220中的功率因素校正(PFC)控制的集成電路(L6562A)Ul從轉換器220中的升壓電感器的輔助線圈接收功率。針對PFC集成電路Ul和回掃控制器U2使用分開的電源允許回掃控制器U2比PFC集成電路Ul更慢地起動。當用相同的電源對PFC集成電路Ul和回掃控制器U2供以電力時，所述PFC集成電路Ul可能不起動，這是因為回掃控制器U2可以具有較低的起動電壓，并且從所述單個電源汲取高電流。利用分開的電源，首先起動所述PFC集成電路Ul，并且然后起動回掃控制器U2。選擇電荷泵電容器C18和濾波器電容器C19、C40的電容值，以確保定時器210中的微控制器U3沒有重置，所述PFC集成電路Ul在通電轉換期間不會暫時停止。可以從回掃控制器(UC3845)U2的基準輸出提供用于定時器210中的微控制器U3的+5V功率。本領域的那些普通技術人員將意識到，可以為特定應用選擇期望的各種電源設計和來源。圖10是依據本發明的電子鎮流器的保護電路的示意圖。所述保護電路可以防止過度功率損壞所述電子鎮流器，所述過度功率是由于根據頻繁的功率循環(例如，由錯誤中繼引發的頻繁的功率循環)、頻繁的趁熱重新照亮(例如，由不牢固的插座引發的頻繁的趁熱重新照亮)等的重復預熱造成的。所述保護電路還可以防止由分路燈絲損壞所述電子鎮流器，其可以根據使用即時起動固定件中的程序起動鎮流器、由于錯誤而短路一個或者多個燈絲等而發生。頻繁的功率循環和/或頻繁的趁熱重新照亮可能使分路的燈絲惡化。保護電路300包括可操作地連接以將預熱感測信號302提供給定時器中的微控制器U3155的二極管D32、電容器C44和電阻器R51，微控制器U3155生成預熱控制信號114。在一個實施例中，保護電路300包括可選的電阻器R55，以便當微控制器U3155關斷時減少電流，因此接收預熱感測信號302的輸入引腳是接地的。當微控制器U3關斷時，這就使微控制器U3155處的預熱感測信號302維持較長的時間。回掃控制器(UC3845)U2140以相同的方式接收預熱反饋信號304，就像不存在保護電路300一樣。隨著在預定預熱時間之后預熱感測信號302衰減，保護電路300充當硬件定時器。預熱感測信號302指示自預熱以來的時間。需要硬件定時器以保持預熱感測信號302，而不顧功率循環，其將重置在微控制器U3155上實現的軟件定時器。在操作中，一旦所述預熱起動，就將電容器C44充電到預熱反饋信號304的電壓。在預定預熱時間之后，預熱感測信號302衰減以指示自預熱以來的時間。定時器的微控制器U3155對預熱感測信號302作出響應。當自預熱以來的時間小于由預熱感測信號302指示的預定停滯時間(deadtime)時，定時器的微控制器U3155阻止預熱控制信號114。因此，防止太頻繁地發生預熱。當自預熱以來的時間大于由預熱感測信號302指示的預定停滯時間時，定時器的微控制器U3155允許預熱控制信號114起動所述預熱。保護電路300的時間常數決定所述預定停滯時間，可以為特定應用選擇期望的時間常數。圖11是依據本發明的電子鎮流器的預熱保護方法的流程圖。所述預熱保護方法防止自上次預熱以來比預定停滯時間更經常地預熱，和/或防止預熱超過每單位時間預熱的預定數量。定時器阻止所述預熱控制信號。在這個實施例中，預熱保護方法700包括預熱檢測部分400和燈起動部分500。預熱保護方法700的預熱檢測部分400開始于進入預熱階段402，并且在微控制器處產生作為INPUT的PREHEAT_SENSE404。將relamp_timer與預定的重新照亮間隔進行比較406，在這個示例中，所述預定的重新照亮間隔是25秒。當relampjimer不小于所述預定的重新照亮間隔時，已經滿足了對每單位時間預熱的預定數量的限制，因此重置所述relamp_timer,并且將relamp_counter設置為零408。當relamp_timer小于所述預定的重新照亮間隔時，所述微控制器測量PREHEAT_SENSE值410。在一個實施例中，所述PREHEAT_SENSE是由如以上針對圖10所描述的硬件定時器生成的預熱感測信號。參照圖11，將所述PREHEAT_SENSE與sense_threshold進行比較412，所述sense_threshold表示防止過于頻繁的預熱的預定停滯時間。當PREHEAT_SENSE不小于sense_threshold時，自上次預熱以來的時間非常短，因此延遲下一次預熱。預熱檢測部分400通過等待1毫秒414、測量PREHEAT_SENSE值410、以及比較PREHEAT_SENSE與sense_threshold412來進行循環，直到PREHEAT_SENSE小于sense_threshold，即所述預定停滯時間已經消逝。當PREHEAT_SENSE小于sense_threshold時，確定所述預熱是否是重新照亮的預熱416。當所述預熱不是重新照亮的預熱時，即所述預熱是初始起動預熱時，啟動所述預熱(所述預熱控制信號指導燈絲預熱器將燈絲功率提供給所述燈絲)，將relamp^oimter設置為零，并且重置preheat_time418；預熱保護方法700進入燈起動部分500。當所述預熱是重新照亮的預熱時，將relamp^oimter與預定的重新照亮數量進行比較420，其中在這個示例中，預定的重新照亮數量是5個重新照亮。所述預定的重新照亮間隔和所述預定的重新照亮數量確定允許的每單位時間預熱的預定數量。當relamp^oimter不小于所述預定的重新照亮數量時，預熱檢測部分400通過等待1毫秒似4和返回比較relamp^oimter與預定的重新照亮間隔406來進行循環，這是因為已經超出了允許的每單位時間預熱的預定數量。當relamp^oimter小于所述預定的重新照亮數量時，啟動所述預熱，relamp_counter增加1，并且重置preheat_time422；預熱保護方法700進入燈起動部分500。燈起動部分500開始于比較preheat_time與preheat_duration502，即預定預熱時間。當preheat_time不大于或等于preheat_duration時，燈起動部分500通過等待1毫秒、506禾口比較preheat_time與preheat_duration502來進亍循環，直至Ijpreheat_time大于或等于preheatduration，即所述預定預熱時間已經消逝。當preheat_time大于或等于preheat_duration時，禁止預熱(所述預熱控制信號指導所述燈絲預熱器不將燈絲功率提供給所述燈絲)，啟動點燃(所述逆變器控制信號指導所述自激振蕩逆變器將燈功率提供給所述燈)，并且重置ignition_time504。在一個實施例中，將燈電壓增加到燈點燃電壓以上。比較ignition_time與ignition_duration508，即預定點燃時間。當ignition_time不大于或等于ignition_duration時，燈起動部分500通過等待1毫秒510和比較ignition_time與ignition_duration508來進行循環，直到ignition_time大于或等于ignition_duration，即所述預定點燃時間已經消逝。當ignition_time大于或等于ignition_duration時，禁止點燃，并且啟動發光512，從而開始穩態運行。在一個實施例中，燈電壓從燈點燃電壓以上減少到穩態電壓。重置burn_time514，并且奪burn_time與discharge_duration進亍t匕較516。當burn_time不大于或等于discharge—duration時，燈起動部分500通過等待1毫秒518以及比較burn—time與discharge_duration516來進行循環，直到burn_time大于或等于discharge—duration。放電持續時間循環允許PREHEAT_SENSE(即預熱感測信號)通過所述微控制器進行放電，從而當比較PREHEAT_SENSE與sense_threshold412時，避免了PREHEAT_SENSE的不準確值，正如可能由于重新照亮而出現在隨后的再加熱上。當bUrn_time大于或等于discharge_duration時，PREHEAT_SENSE構成微控制器的OUTPUT0520，并且預熱保護方法700的燈起動部分500結束于繼續發光522，直到應當發生重新照亮(如果有的話)為止。圖12是依據本發明的電子鎮流器的具有燈絲短路保護的預熱保護方法的流程圖。所述具有燈絲短路保護的預熱保護方法在按照所述預熱感測信號的指示檢測到燈絲短路時，將所述電子鎮流器切換到即時起動操作。所述預熱控制信號指導所述燈絲預熱器不將燈絲功率提供給所述燈絲，并且所述逆變器控制信號指導所述自激振蕩逆變器將燈功率提供給所述燈。在這個實施例中，預熱保護方法800包括預熱檢測部分400和燈起動部分600。以上針對圖11描述了預熱檢測部分400。參照圖12，預熱保護方法800的燈起動部分600開始于比較preheatjime與預定延遲時間602，在這個示例中，所述預定延遲時間是40毫秒。可以選擇所述預定延遲時間以允許在預熱初期檢查燈絲短路。當preheatjime不等于所述預定延遲時間時，燈起動部分600通過等待1毫秒604和比較preheat_time與所述預定延遲時間602來進行循環，直到preheat_time等于所述預定延遲時間，即所述預定延遲時間已經消逝。當preheat_time等于預定延遲時間時，所述微控制器測量PREHEAT_SENSE值606。將PREHEAT_SENSE與預定燈絲短路限定進行比較608。當PREHEAT_SENSE不小于所述預定燈絲短路限定時，沒有燈絲短路，并且可以繼續正常的燈起動。當PREHEAT_SENSE小于所述預定燈絲短路限定時，存在燈絲短路，并且可以將燈起動切換到即時起動操作。當PREHEAT_SENSE不小于所述預定燈絲短路限定時，燈起動部分600等待1毫秒610，并且比較preheat_time與preheat_duration612，即所述預定預熱時間。當preheat_time不大于或等于preheat_duration時，燈起動部分600通過等待1毫秒610和比較preheat_time與preheat_time612來進行循環，直至丨Jpreheat_time大于或等于preheat_duration，即所述預定預熱時間已經消逝。當preheat_time大于或等于preheat_duration時，禁止預熱(所述預熱控制信號指導所述燈絲預熱器不將燈絲功率提供給所述燈絲)，啟動點燃(所述逆變器控制信號指導所述自激振蕩逆變器將燈功率提供給所述燈)，并且重置ignition_time614。在一個實施例中，將燈電壓增加到燈點燃電壓以上。將ignition_time與ignition_duration進行比較616，即預定點燃時間。當ignition_time不大于或等于ignition_duration時，燈起動部分600通過等待1毫秒618和比較ignition_time與ignition_duration616來進行循環，直到igniti0n_time大于或等于ignitioruduration，即所述預定點燃時間已經消逝。當ignition_time大于或等于ignition_duration時，禁止點燃，并且啟動發光620，從而開始穩態運行。在一個實施例中，燈電壓從燈點燃電壓以上減少到穩態電壓。重置burn—time624，并且奪burn—time與discharge—duration進對亍比較626。當burn—time不大于或等于discharge_duration時，燈起動部分600通過等待1毫秒628以及比較burn_time與discharge_duration626進行循環，直至丨Jburn_time大于或等于discharge—duration。放電持續時間循環允許PREHEAT_SENSE(即預熱感測信號)通過所述微控制器進行放電，從而當比較PREHEAT_SENSE與sense_threshold412時，避免了PREHEAT_SENSE的不準確值，正如可能由于重新照亮而出現在隨后的再加熱上。當bUrn_time大于或等于discharge_duration時，所述PREHEAT_SENSE構成微控制器處的OUTPUT0630，并且預熱保護方法800的燈起動部分600結束于繼續發光632，直到應當發生重新照亮(如果有的話)為止。返回比較PREHEAT_SENSE與預定燈絲短路限定608，當PREHEAT_SENSE小于所述預定燈絲短路限定時，禁止預熱(所述預熱控制信號指導所述燈絲預熱器不將燈絲功率提供給所述燈絲)，并且啟動發光622，從而將所述電子鎮流器切換到具有處于穩態電壓的燈電壓的即時起動操作。重置burn_time624，并且燈起動部分600繼續預熱保護方法800而結束于繼續發光632，直到應當發生重新照亮(如果有的話)為止。本領域的那些普通技術人員將意識到，可以將圖10-12所圖解說明的保護方法應用于其中使用燈絲預熱的任何電子鎮流器中。盡管在這些示例中包括回掃逆變器驅動器UC3845和微控制器，但是可以通過其他集成電路和/或離散的模擬電路和定時器來實現所述保護方法。雖然當前將這里所公開的本發明的實施例考慮為優選的，但是在不脫離本發明的范圍內，可以進行各種改變和修改。在所附的權利要求中指明了本發明的范圍，并且落入等價物的涵義和范圍內的所有改變都意圖包含于此。權利要求1.一種電子鎮流器，其接收AC功率并且可操作地連接到具有燈絲的燈，所述電子鎮流器包括定時器(110)，其生成逆變器控制信號(112)和預熱控制信號(114)；轉換器(120)，其接收所述AC功率，并且生成DC功率(122)；自激振蕩逆變器(130)，其接收所述DC功率(122)并且可操作地將燈功率(132)提供給所述燈，所述自激振蕩逆變器(130)對所述逆變器控制信號(112)作出響應；以及燈絲預熱器(140)，其接收所述DC功率(122)并且可操作地將燈絲功率(142)提供給所述燈絲，所述燈絲預熱器(140)對所述預熱控制信號(114)作出響應；其中，當開始施加所述AC功率時，所述預熱控制信號(114)指導所述燈絲預熱器(140)將所述燈絲功率(142)提供給所述燈絲，并且所述逆變器控制信號(112)指導所述自激振蕩逆變器(130)不將所述燈功率(132)提供給所述燈。2.依照權利要求1所述的電子鎮流器，其中，在預定預熱時間之后，所述預熱控制信號(114)指導所述燈絲預熱器(140)不將所述燈絲功率(142)提供給所述燈絲，并且所述逆變器控制信號(112)指導所述自激振蕩逆變器(130)將所述燈功率(132)提供給所述燈。3.依照權利要求2所述的電子鎮流器，其中所述轉換器(120)是對轉換器控制信號(116)作出響應的升壓轉換器；所述定時器(110)生成所述轉換器控制信號(116)；以及在所述預定預熱時間之后，所述轉換器控制信號(116)指導所述升壓轉換器增加所述DC功率(122)的電壓，以將燈電壓增加到燈點燃電壓以上。4.依照權利要求3所述的電子鎮流器，其中，在預定點燃時間之后，所述轉換器控制信號(116)指導所述升壓轉換器降低所述DC功率(122)的電壓，以將所述燈電壓減少到穩態電壓。5.依照權利要求1所述的電子鎮流器，進一步包括可操作地連接到所述燈絲預熱器(140)的燈絲加熱/感測電路(巧4)，所述燈絲加熱/感測電路(154)生成燈絲感測信號(148)，所述燈絲預熱器(140)對所述燈絲感測信號(148)作出響應。6.依照權利要求5所述的電子鎮流器，其中，所述燈絲感測信號(148)指導所述燈絲預熱器(140)在所述燈絲加熱/感測電路(巧4)檢測到已經重新連接所述燈時將所述燈絲功率(142)提供給所述燈絲。7.依照權利要求6所述的電子鎮流器，其中，所述燈絲加熱/感測電路(巧4)根據時間平均的燈絲電壓中的預定改變而檢測出已經重新連接了所述燈。8.依照權利要求6所述的電子鎮流器，其中，在預定預熱時間之后，所述預熱控制信號(114)指導所述燈絲預熱器(140)不將所述燈絲功率(142)提供給所述燈絲，并且所述逆變器控制信號(112)指導所述自激振蕩逆變器(130)將所述燈功率(132)提供給所述燈。9.依照權利要求8所述的電子鎮流器，其中所述轉換器(120)是對轉換器控制信號(116)作出響應的升壓轉換器；所述定時器(110)生成所述轉換器控制信號(116)；以及在所述預定預熱時間之后，所述轉換器控制信號(116)指導所述升壓轉換器增加所述DC功率(122)的電壓，以將燈電壓增加到燈點燃電壓以上。10.依照權利要求9所述的電子鎮流器，其中，在預定點燃時間之后，所述轉換器控制信號(116)指導所述升壓轉換器降低所述DC功率(122)的電壓，以將所述燈電壓減少到穩態電壓。11.依照權利要求1所述的電子鎮流器，進一步包括可操作地連接到所述自激振蕩逆變器的逆變器啟動電路，以防止當開始施加所述AC功率時起動所述自激振蕩逆變器。12.依照權利要求1所述的電子鎮流器，進一步包括可操作地連接到所述轉換器的平穩起動電路，以當開始施加所述AC功率時延遲起動所述轉換器。13.依照權利要求1所述的電子鎮流器，其中，所述燈絲預熱器(140)生成預熱感測信號(302)以指示自預熱以來的時間，所述定時器(110)對所述預熱感測信號(302)作出響應，以及，當自預熱以來的時間小于預定停滯時間時，所述定時器(110)阻止所述預熱控制信號(114)。14.依照權利要求13所述的電子鎮流器，其中，當超出每單位時間預熱的預定數量時，所述定時器(110)阻止所述預熱控制信號(114)。15.依照權利要求13所述的電子鎮流器，其中，當所述預熱感測信號(302)指示所述燈絲短路時，所述預熱控制信號(114)指導所述燈絲預熱器(140)不將所述燈絲功率(142)提供給所述燈絲，并且所述逆變器控制信號(112)指導所述自激振蕩逆變器(130)將所述燈功率(132)提供給所述燈。16.一種電子鎮流器，其接收AC功率并且可操作地連接到具有燈絲的燈，所述電子鎮流器包括定時器(210)，其生成轉換器控制信號(216)和預熱控制信號(214);升壓-降壓轉換器(220)，其接收所述AC功率并且生成DC功率(222)，所述升壓-降壓轉換器(220)對所述轉換器控制信號(216)作出響應；自激振蕩逆變器(230)，其接收所述DC功率(222)并且可操作地將燈功率(232)提供給所述燈；以及燈絲預熱器(240)，其可操作地連接以從所述自激振蕩逆變器(230)接收功率，并且可操作地將燈絲功率(242)提供到所述燈絲，所述燈絲預熱器(240)對所述預熱控制信號(214)作出響應；其中，當開始施加所述AC功率時，所述預熱控制信號(214)指導所述燈絲預熱器(240)將所述燈絲功率(242)提供給所述燈絲，并且所述轉換器控制信號(216)指導所述升壓-降壓轉換器(220)設置所述DC功率(222)的電壓，以將燈電壓維持在燈點燃電壓以下。17.依照權利要求16所述的電子鎮流器，其中，在預定預熱時間之后，所述預熱控制信號(214)指導所述燈絲預熱器(240)不將所述燈絲功率(242)提供給所述燈絲，并且所述轉換器控制信號(216)指導所述升壓-降壓轉換器(220)增加所述DC功率(222)的電壓，以將所述燈電壓增加到燈點燃電壓以上。18.依照權利要求17所述的電子鎮流器，其中，在預定點燃時間之后，所述轉換器控制信號(216)指導所述升壓-降壓轉換器減少所述DC功率(222)的電壓，以將所述燈電壓減少到穩態電壓。19.依照權利要求16所述的電子鎮流器，進一步包括可操作地連接到所述燈絲預熱器的燈絲加熱/感測電路，所述燈絲加熱/感測電路生成燈絲感測信號，所述燈絲預熱器對所述燈絲感測信號作出響應。20.依照權利要求19所述的電子鎮流器，其中，所述燈絲感測信號指導所述燈絲預熱器在所述燈絲加熱/感測電路檢測出已經重新連接所述燈時將所述燈絲功率提供給所述燈絲。21.依照權利要求20所述的電子鎮流器，其中，所述燈絲加熱/感測電路(巧4)根據時間平均的燈絲電壓中的預定改變而檢測出已經重新連接了所述燈。22.依照權利要求20所述的電子鎮流器，其中，在預定預熱時間之后，所述預熱控制信號(214)指導所述燈絲預熱器(240)不將所述燈絲功率(242)提供給所述燈絲，并且所述轉換器控制信號(216)指導所述升壓-降壓轉換器(220)增加所述DC功率(222)的電壓，以將所述燈電壓增加到燈點燃電壓以上。23.依照權利要求22所述的電子鎮流器，其中，在預定點燃時間之后，所述轉換器控制信號(216)指導所述升壓-降壓轉換器減少所述DC功率(222)的電壓，以將所述燈電壓減少到穩態電壓。24.依照權利要求16所述的電子鎮流器，進一步包括可操作地連接到所述自激振蕩逆變器(230)的逆變器啟動電路(250)，以防止當開始施加所述AC功率時起動所述自激振蕩逆變器(230)。25.依照權利要求16所述電子鎮流器，進一步包括可操作地連接到所述轉換器(220)的平穩起動電路(260)，以當開始施加所述AC功率時延遲起動所述轉換器(220)。26.依照權利要求16所述的電子鎮流器，其中，所述燈絲預熱器(240)生成預熱感測信號(302)以指示自預熱以來的時間，所述定時器(210)對所述預熱感測信號作出響應，以及，當自預熱以來的時間小于預定停滯時間時，所述定時器(210)阻止所述預熱控制信號(214)。27.依照權利要求沈所述的電子鎮流器，其中，當超出每單位時間預熱的預定數量時，所述定時器(210)阻止所述預熱控制信號(214)。28.依照權利要求沈所述的電子鎮流器，其中，當所述預熱感測信號指示所述燈絲短路時，所述預熱控制信號(214)指導所述燈絲預熱器(240)不將所述燈絲功率(242)提供給所述燈絲，并且所述轉換器控制信號(216)指導所述升壓-降壓轉換器(220)設置所述DC功率(222)的電壓，以將所述燈電壓維持在穩態電壓。全文摘要一種電子鎮流器和包括可操作地連接到具有燈絲的燈的電子鎮流器的起動方法，所述電子鎮流器具有定時器(110)，其生成逆變器控制信號(112)和預熱控制信號(114)；轉換器(120)，其接收AC功率，并且生成DC功率(122)；自激振蕩逆變器(130)，其接收所述DC功率(122)并且可操作地將燈功率(132)提供給所述燈，所述自激振蕩逆變器(130)對所述逆變器控制信號(112)作出響應；以及燈絲預熱器(140)，其接收所述DC功率(122)并且可操作地將燈絲功率(142)提供給所述燈絲，所述燈絲預熱器(140)對所述預熱控制信號(114)作出響應。當開始施加AC功率時，預熱控制信號(114)指導所述燈絲預熱器(140)提供燈絲功率(142)，并且逆變器控制信號(112)指導所述自激振蕩逆變器(130)不提供燈功率(132)。文檔編號H05B41/295GK102474966SQ201080032006公開日2012年5月23日申請日期2010年6月30日優先權日2009年7月16日發明者加內什A.,洛佩斯A.,羅德斯B.,格羅夫G.,K.普拉丹S.,文基特S.,方Y.申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司